水星本來就已經夠小了,然而科學家卻發現,水星居然還在縮小!

2023-10-05     魅力科學君

原標題:水星本來就已經夠小了,然而科學家卻發現,水星居然還在縮小!

我們都知道,太陽系有八大行星,而水星則是其中最小的,其直徑只有大約4880公里,水星這樣的「個頭」,甚至連太陽系中的一些衛星都比它大,比如說木衛三和土衛六。

或許你不知道的是,水星本來就已經夠小了,然而科學家卻發現,水星居然還在縮小,這到底是怎麼回事呢?下面我們就來聊一下這個話題。

科學家首次意識到水星可能在縮小,其實來自「水手10號」水星探測器(Mariner 10)傳回的數據,該探測器發射於1973年,它分別於1974年的3月29日、9月21日以及1975年的3月13日三次飛掠水星,它的探測數據表明,水星表面存在著很多懸崖和山脊,看上去就像上水星表面的「皺褶」一樣。

這種被稱為「瓣狀陡坡」(lobate scarps)的地形很快引起了科學家的研究興趣,他們對此給出了多種解釋,其中認同度相對較高的一種觀點認為,水星表面之所以會存在大量的「瓣狀陡坡」,應該是因為水星在過去縮小了造成的,這就好比是一粒本來飽滿多汁的葡萄被曬成了葡萄乾,其表面就會出現大量的皺褶一樣。

2004年,「信使號」水星探測器(MESSENGER)發射升空,在經過漫長的旅程之後,它於2011年進入了環繞水星的軌道,成為了目前第一個也是唯一一個進入水星軌道的探測器。

在「信使號」發回更詳細的水星探測數據之後,「水星在縮小」這種觀點得到了進一步的認同,因為「信使號」傳回的探測數據表明,「瓣狀陡坡」在水星表面普遍存在,其高度通常在幾百米到幾千米之間,長度一般都有上百公里,有些甚至可以綿延上千公里。

科學家認為,水星沒有地球上的板塊運動,它的「地殼」其實是一個整體,而在其表面出現如此之多的「瓣狀陡坡」,最可能的原因就是水星在縮小,造成了水星的「地殼」發生彎曲變形,考慮到有不少「瓣狀陡坡」貫穿了那些年代久遠的隕石坑,因此一個合理的推測就是,在遙遠的過去,水星就已經開始縮小了。

在後續的研究中,科學家利用已知的探測數據再結合相關的理論建立起計算機模型,模擬結果顯示,在過去的幾十億年時間裡,水星的半徑已經縮小了14到20公里,簡單計算一下可知,其體積大概縮小了1%左右,畢竟水星本來就已經夠小了。

引人注目的是,根據近日發表在《自然·地球科學》上的一項新研究,科學家發現,在水星表面一些「瓣狀陡坡」的表面,存在著不少細小的裂縫,這些「小裂縫」寬度不到1公里,深度不到100米,其中已被確認存在「小裂縫」的有48個,疑似存在「小裂縫」的244個。

(三角形為已確認,圓形為疑似)

研究人員指出,從這些「小裂縫」的特徵來看,它們應該非常「年輕」,其中的一部分很可能是最近才出現的,而其形成原因應該就是水星縮小時,「瓣狀陡坡」的表面會受到應力,並在一些區域發生斷裂,而這也就意味著,水星縮小的過程並沒有停止,直到現在,它居然還在縮小。那麼,水星為什麼會縮小呢?我們接著看。

根據科學界的主流觀點,太陽系形成於一片巨大的原始星雲發生的引力坍縮,在此過程中,太陽首先在星雲中心形成,而殘留的物質則形成了圍繞著太陽的「原行星盤」,其中的物質繼續碰撞和吸積,並最終形成了太陽系中的各種天體,其中就包括水星。

在水星誕生之初,物質之間的碰撞使得大量的動能轉化成了熱量,進而使原始水星處於一種熾熱的熔融狀態,而隨著時間的流逝,水星開始持續散失熱量,不過其表面冷卻之後形成的「地殼」具有非常好的保溫能力,就像一個巨大的「保溫毯」一樣緊緊包裹住了水星,不讓水星內核的熱量輕易散失。

另一方面來講,原始水星在冷卻過程中,大量的放射性元素會因為「重力分異」(即輕的物質上升,重的物質下沉)而沉入水星的內核,當它們衰變時,還會給水星的內核提供一些熱量。這樣一來,水星內核的熱量散失速度就變得極為緩慢,即使到了現在,其內核仍然沒有完全冷卻。

儘管如此,水星內核的熱量仍然會不斷地散失,這就造成了水星其實一直在緩慢地降溫,根據「熱脹冷縮」的原理,水星當然就會縮小了。

值得一提的是,「瓣狀陡坡」並不是水星特有的地形,比如說科學家就發現,月球和火星上也存在著「瓣狀陡坡」,而這也就意味著,與過去相比,月球和火星其實也是縮小了。

看到這裡,可能有人會問了,我們地球會不會也在縮小呢?從理論上來講,答案是肯定,畢竟地球內核的熱量也在不斷的散失。只不過地球的「個頭」要比水星、月球和火星大得多,其「保溫毯」當然也更厚,地核中的熱量也更多,所以地球冷卻的速度就顯得非常緩慢,可以預見的是,在未來的幾十億年時間裡,地球都不會出現明顯的縮小。

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-cn/5210617ab18fdef75b14a783f73d468e.html