水星:我们可能一直误解了它
说到太阳系里哪个星球有意思,大多数人先想到的肯定是火星、土星那些大家伙。水星?说实话,它又小又靠近太阳,白天热得能把人烤化,晚上又冷到冻僵,实在不太起眼。
但最新研究告诉我们:这颗小星球的历史,可能比我们想象的要精彩得多。
一个意外发现
科学家发现,水星表面的二氧化硅含量比我们之前认为的要低很多。
你可能会问:二氧化硅是什么?为什么要在意这个?
简单说,二氧化硅就是沙子、玻璃的主要成分,地球上的火山岩里也到处都是。但水星上的含量明显偏少——新测量的数据显示,水星表面的二氧化硅质量比大约是37%。听起来好像也不少?但问题是,这个数字比之前估计的要低将近四分之一。
这说明什么?
这就很有意思了。
来自马克斯·普朗克研究所和几所德国大学的科研团队指出,这个发现意味着水星的火山活动可能比我们以为的要猛烈得多。
怎么理解呢?当地球内部处于熔融状态的时候,最先结晶固化的岩石,二氧化硅含量其实比较低。随着时间推移,更多物质结晶,剩下的熔融物里二氧化硅浓度才会越来越高。
所以啊,水星表面二氧化硅偏少,说明它的岩浆来源自更深处——那些温度更高、融化程度更剧烈的地幔区域。
"简单来说,水星的火山岩来自比之前认为的更深的地幔物质,"团队负责人克里斯蒂安·伦吉利解释道。
也就是说,水星内部曾经热得吓人,火山活动比我们现在能想象的要剧烈得多。这颗紧挨着太阳的小不点,在几十亿年前经历了相当狂暴的地质时期。
问题来了:没去过水星,怎么研究它?
这才是我觉得最神奇的地方。
水星,人类从来没有登陆过,更别说采集岩石样本了。目前所有关于它的知识,都是从望远镜和探测器远远观测得来的。
那科学家怎么知道它上面有什么化学成分呢?靠的是红外辐射——就是从星球表面反射回来的热量,通过特殊仪器捕捉到。
但问题在于,从红外信号推算出具体化学成分,这中间有好多复杂步骤。
于是,科学家们想出了一个绝妙的办法。
小玻璃珠的大作用
研究团队在实验室里制作了一批微型玻璃珠,每颗只有半毫米左右,里面精确控制着不同含量的二氧化硅。然后他们仔细测量这些小珠子对红外光的反应。
这就好比用已知重量的砝码来校准天平。知道100克在仪器上显示什么读数之后,你就能准确地称出其他东西的重量。
"玻璃珠的作用类似于天平上的校准砝码,"研究员艾里斯·韦伯说,"它们的成分是精确已知的,这样就能帮助我们正确解读测量结果。"
是不是很聪明?
先在月球上试试
在把这个方法用到水星之前,科学家们做了件特别明智的事:在月球上先验证一下。
为什么选月球?因为我们手里有真正的月球岩石——宇航员带回来的,探测器采集的,成分一清二楚。
团队用他们的红外校准方法,第一次绘制出了月球表面二氧化硅分布的完整地图。跟实际月球岩石的成分一对比,嘿,还真对上了!
这下科学家们心里有底了:这套方法靠谱,用在水星上应该也没问题。
这对我们理解水星意味着什么?
现在对水星的化学成分有了更准确的把握,科学家们就能更准确地还原它的地质演化史了。
一种可能是,水星的岩浆确实来自我前面说的那些更深、更热的地幔区域。另一种可能是,水星的原始地壳本来二氧化硅挺多,但在几十亿年里慢慢失去了氧元素。
不管哪种情况,有一点是确定的:水星在诞生后的最初十亿年里,地质活动极其活跃,火山喷发频繁。那时候的水星,和现在这副"冰冻"模样完全不同。
如今的水星看起来已经基本"死"了,地壳完全固化。但它曾经可不是这样的。
说了这么多,跟我有什么关系?
你可能会想:这挺有意思,但水星离我那么远,研究它有什么用?
其实吧,搞清楚不同星球是怎么演化的,能帮我们更好地理解地球本身。地球到现在还是"活着"的——火山喷发、板块运动、地震不断。水星呢?几十亿年前就停止活动了。
研究为什么有些星球会"冻结",有些能保持活跃,能让我们学到塑造岩石星球的基本规律。
而且,水星离太阳那么近,本身就是个天然的实验室。研究它怎么在极端高温和太阳辐射下演化的,对以后理解其他恒星周围的行星也有帮助。
说真的,我就是喜欢这种研究——用小小的玻璃珠和巧妙的思路,去解开亿万公里之外世界的秘密。这提醒我们,太阳系里值得探索的东西还有很多很多,哪怕就是身边这些"邻居"。
下次你晚上抬头看天空,看到地平线附近那颗亮晶晶的小点,别再觉得它只是个被太阳晒着的小石球了。它曾经有过一段惊人的、充满火山与烈焰的过去,而我们现在才刚刚开始读懂它的故事。
参考来源: ScienceDaily