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行星研究人员惊奇地发现金星上有一个“火环”

ETH的研究人员利用计算机模拟对当前金星表面日冕结构的活动进行了分类。令他们惊讶的是,他们在我们的邻近星球上发现了一个以前未被发现的火环。

几年前,行星研究人员在观察美国宇航局麦哲伦探测器拍摄的高分辨率图像时,发现了金星表面不寻常的圆形结构。这种结构被称为冠状花冠(来自拉丁语,意思是王冠)。单数:电晕)。几年前,由地球科学系地球物理学教授Taras Gerya领导的ETH研究小组,利用计算机模型研究了这些结构可能是如何形成的。

大多数研究人员认为,这些奇怪的圆形表面特征是由地球深处的地幔柱状地幔柱形成的。

地幔柱是一种热的、熔融的岩石的上涌,通过对流从下层地幔输送到地壳,形成一个柱状结构,顶部呈蘑菇状扩大。它所携带的热量使地壳表面呈圆形融化。从更深处不断升起的物质使羽流头部变宽,并使表面的环状结构扩大,形成一个日冕。地幔柱周围的固体地壳可能破裂并最终下沉到日冕边缘之下,触发局部构造过程。

冠状结构变化的计算机模拟

然而,冠状花序的地形并不均匀,也不容易描述。这些结构以各种各样的形状和尺寸存在于金星表面。格里亚研究小组的博士生安娜说。

根据这一观察结果,Gülcher使用了一套更大的改进的3D模拟来重新检查冠状物,她试图在表面地形的变化和下面的工作过程之间建立联系。她的研究最近发表在《自然地球科学》杂志上。

新的模拟表明,日冕的地形取决于地幔柱撞击的地壳的厚度和强度,最重要的是,它们的地形与地表下的岩浆柱的活跃程度直接相关。

她解释说,值得注意的是,地球火环的位置和动力学是板块构造的结果。在金星上,其原因是垂直的热点火山活动;这种现象只在地球上的少数地方出现,比如夏威夷群岛下方。

确切地说,为什么金星上的地幔柱会排列成这样一个带,以及这对金星上的深层内部过程意味着什么,是未来研究中需要解决的一个重要问题,Gülcher说。这可以通过大型计算机模拟来实现。

需要巨大的计算能力

在他们的模型中,研究人员只模拟了最上层几百公里的地幔柱。然而,实际上,羽流管道可能超过1000公里长:由于需要巨大的计算能力,要模拟羽流的总长度是不可能的。Gü,华尔街日报说。目前利用ETH的欧拉星团进行的模拟已经比以前的模拟大了8倍。

行星科学家们希望,他们的发现也将为了解地幔柱在地球表面以下如何发挥作用提供新的见解。它们很可能是引发热点火山活动的原因,就像在夏威夷群岛看到的那样。正如格里亚的研究小组所模拟的那样,地幔柱也可能是地球上所观察到的板块构造的触发器。正如当时所提到的,金星可以作为地球早期历史中可能发生的过程的一个模型。

活跃的羽状物在金星周围形成了一个火环

这一显著的观察结果使Gülcher和她的同事们能够将金星上的100多个大型日冕划分为两大类:一类是形成在正在上升并携带着熔融物质的活跃羽状物上方的日冕,另一类是形成在已经冷却并不再活动的羽状物上方的日冕。每一个日冕结构都有一个特定的标志,表明它下面发生了什么,Gü,华尔街日报说。

在一张金星地图上,她根据日冕的活动分类,绘制了所有日冕。令她吃惊的是,大部分覆盖在活动地幔柱上的冠状体在金星上形成了一条带。南半球。只有少数活跃的羽状物位于这个带之外。我们把这个带称为“火环”。在金星上与火环有关。在地球上,”;Gü,华尔街日报说。她假设这个带与一个喷出高水平上升的羽状物质的带重合。

想了解更多关于这项研究的信息,请阅读科学家们鉴定了金星上的37座活火山。

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参考文献:由plume–岩石圈相互作用驱动的日冕结构和金星上正在进行的羽流活动的证据作者:Anna J. P. Gülcher, Taras V. Gerya, Laurent G. J. Montési和Jessica Munch,自然地球科学,2020年7月20日。

DOI: 10.1038 / s41561 - 020 - 0606 - 1

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