
金星由於大小與地球相似,因此常被稱為是地球的姊妹星。不過,在過去的觀測研究中並沒有發現金星擁有和地球一樣的板塊隱沒帶,令人猜想金星的地殼會因火山活動而越來越厚。近期由美國太空總署(NASA)資助的研究發現,金星的地殼厚度可能不如科學家們的想像。
▲ 這張金星表面的照片以東經180度為中心,是由麥哲倫任務以合成孔徑雷達獲得的資料,馬賽克拼貼而成。(Source:NASA)
地球的岩石地殼是由緩慢移動的巨大板塊組成,這些板塊彼此之間會互相推擠與碰撞,進而形成褶皺和斷層。當兩塊板塊碰撞時,較輕的板塊會滑到密度較大的板塊上方,迫使較重的板塊進入地函,這個過程被稱為隱沒。隱沒的板塊逐漸下沉到地球內部,同時在高溫和高壓下變質、熔融,產生地表的火山活動。
然而,在金星上並沒有發現如地球一般的板塊邊界。但與此同時,金星表面的火山活動卻相當活躍,長年累積下來可能會讓金星的地殼變得越來越厚。近期由NASA林登·詹森太空中心的科學家Justin Filiberto等人組成的團隊,利用過去金星探測所獲得有限的表面玄武岩組成,以電腦進行金星的地質模型模擬,赫然發現金星的地殼平均厚度僅約40公里,最厚處約65公里,和地球相差不遠。
▲ 透過玄武岩和鹼性玄武岩成分的岩石學模型模擬5-25°C/km的熱梯度狀況下的地殼成分和厚度。為簡單起見,含有石榴石的礦物組合被歸類為石榴石變輝長岩(以深紅色顯示),不含石榴石的礦物組合被歸類為變輝長岩(以藍色顯示),而實際礦物學可能有所不同。虛線表示可能的最大地殼厚度,上升的岩漿(紅色)表示地殼和地函開始融化之處。(Source:Nature)
Filiberto解釋:「根據我們的模型,隨著地殼變厚,其底部會變得非常緻密。最後要不是脫落成為地函的一部分,就是變得夠熱而熔化。」因此,雖然金星沒有移動的板塊,但其地殼內部確實會讓岩石經歷變質過程。Filiberto認為他們的新模型解釋了金星表面物質如何回到內部的循環模式,一種不同於地球,形成熔岩與火山的方式。
科學家們希望能夠收集更多觀測數據來讓模型更加完整。計劃中的探測任務包括NASA的DAVINCI(金星深層大氣惰性氣體、化學和成像調查)和VERITAS(金星發射率、無線電科學、InSAR、地形和光譜學)以及與歐洲太空總署(ESA)合作的Envision。這些計畫或將有助於確認金星岩石變質和循環過程,並說明地質活動與火山和大氣演化之間的關聯。