冰火山 - 簡(jiǎn)介

冰火山模擬圖

冰火山(拉丁文作 cryovolcano，字面涵義即為cryo-：冰和 volcano：火山)，是存在于地外天體上的與火山相似的一種地貌，通常出現(xiàn)在冰凍衛(wèi)星或是其他一些低溫(表面溫度低于-150°C)的天體上(如柯依伯帶上的天體)。與火山不同的是，冰火山不會(huì)噴發(fā)熔巖，它所噴發(fā)出的是水、氨、甲烷一類的揮發(fā)物。這類噴發(fā)物按「冰火山」類推而稱作冰巖漿(cryomagma)。冰巖漿在噴發(fā)時(shí)通常呈液態(tài)而四下流淌，但亦有可能呈氣態(tài)彌散為煙霧。噴發(fā)後，冰巖漿會(huì)因暴露在溫度極低的環(huán)境中而凝結(jié)成固體。一些科學(xué)家估計(jì)土星的最大衛(wèi)星土衛(wèi)六上的冰火山有條件為可能存在的地外生命提供庇護(hù)。

冰火山 - 產(chǎn)生

導(dǎo)致地下冰層融化和冰火山形成的能量來(lái)自潮汐摩擦。也有學(xué)者認(rèn)為，冰凍沉積物的半透明屬性能夠在表層下造成溫室效應(yīng)，從而累積足夠的熱量。

據(jù)推測(cè)在柯依伯帶的小行星50000上也曾經(jīng)出現(xiàn)過冰火山。就此例而言，熱能可能是由核衰變所產(chǎn)生。

冰火山 - 發(fā)現(xiàn)

冰火山最初發(fā)現(xiàn)于1989年，由旅行者2號(hào)在飛掠海王星衛(wèi)星海衛(wèi)一時(shí)所觀測(cè)到。位于土衛(wèi)二南極「虎紋」地帶的冰火山噴發(fā)的煙霧。該冰火山的間歇噴發(fā)不斷給土星E環(huán)補(bǔ)充物質(zhì)卡西尼號(hào)發(fā)現(xiàn)了土衛(wèi)六上有一處噴發(fā)甲烷的冰火山，據(jù)推想冰火山是土衛(wèi)六大氣中甲烷的重要來(lái)源。2005年11月27日卡西尼號(hào)又拍攝到了土衛(wèi)二南極的間歇泉(參見土衛(wèi)二上的冰火山)。此后，又在其他一些冰凍衛(wèi)星(木衛(wèi)二、木衛(wèi)三)上發(fā)現(xiàn)了冰火山活動(dòng)的間接證據(jù)。

2010年12月，科學(xué)家宣稱他們可能已經(jīng)找到了迄今最有力的證據(jù)，證明在土衛(wèi)六上確實(shí)存在冰火山。新發(fā)現(xiàn)的冰火山高達(dá)1500米，被命名為“玫瑰”(The Rose)，由目前正在土星軌道運(yùn)行的卡西尼飛船發(fā)現(xiàn)。探測(cè)顯示，“玫瑰”山頂上有一個(gè)很深的“凹陷”，而周圍區(qū)域地表似乎有流動(dòng)的物質(zhì)。

與外星生命

土衛(wèi)六表面的冰火山可能具備孕育有機(jī)生命的條件

2008年8月16日，據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)報(bào)道，在過去30年里，科學(xué)家已知道一種叫做索林斯(tholins)的復(fù)雜碳化合物存在于彗星和太陽(yáng)系其他行星的大氣層中，理論上，索林斯可以與水進(jìn)行叫做水解的化合反應(yīng)，從而制造出類似于地球早期階段的復(fù)雜分子結(jié)構(gòu)。

美國(guó)亞利桑那州大學(xué)行星科學(xué)系研究生凱瑟琳·尼什在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行了為期多天的研究，她在近冰凍溫度條件下通過水解形成類似索林斯的物質(zhì)。她將這項(xiàng)研究報(bào)告發(fā)表在《天體生物學(xué)》雜志上。暴露在土衛(wèi)六上的液態(tài)水被認(rèn)為持續(xù)存在數(shù)百至數(shù)千年，在土衛(wèi)六表面，生命起源前分子可能存在于碰撞隕坑和冰火山的融化水中，類似這樣的進(jìn)程很可能發(fā)生于地球早期生命孕育階段，那時(shí)的早期地球大氣層還未出現(xiàn)顯著數(shù)量的氧氣。

像這樣的固態(tài)冰融化成液態(tài)水的反應(yīng)經(jīng)常發(fā)生。很可能類似這樣的反應(yīng)同樣發(fā)生于早期地球。