水星四大未解之谜:水星极区冰层之谜

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　　信使号探测器于2011年3月18日进入水星轨道，成为一颗水星的“卫星”。在任务期开始后的三个月里，科学家立刻获得了数千张高分辨率的水星表面图像，这是前所未有的。而对水星表面进行全面的化学成分分析和绘制地质与磁场分布情况，不仅可以洞悉这颗行星的起源，也可以揭示水星的内部动力学过程。

       


        水星四大未解之谜
        　　目前，科学家已经了解水星大气中出现的高能粒子暴是由于受到太阳风的冲击，相互作用而产生。不明反光物质与极区冰层也得到深入论证。

        第一个谜团

        　　水星表面不明反光物质。在信使号拍摄的水星表面图像中，可以清晰地看到明亮的，呈斑点状的撞击坑，如果没有这种高分辨率的图像，这一切任然是个谜。新的水星表面双重成像系统把分辨率提升至10米级，在这个级别的分辨率下，水星表面的从几百米到几公里直径的撞击坑构造将异常清晰。同时通过图像也发现，在撞击坑的周围出现不明高反光率的物质，在图像上形成光晕，这种情况分布在不仅在撞击坑周围出现，中央山峰以及环形峰周围也有出现。

       


        　　以上出现的不明反光材料不同于科学家在月球以及过去在水星所观测到的，这完全是一种新的地貌特征。根据约翰霍普金斯大学应用物理实验室(APL)科学家Brett Denevi介绍，通过对马里兰州信使号探测器成像管理小组的讨论，不明反光物质形成的年代应该比较晚，也预示这在水星的地壳中蕴藏着某种具有挥发性充分的物质，而这种物质还应该是极其丰富的。

        第二个谜团

        　　硫等元素含量以及火山活动。信号号上搭载的X射线分光光度计(XRS)是主要用于探测水星关键性元素丰度的工具，通过轨道勘察，镁/硅，铝/硅，钙/硅的平均比率值在水星表面部分区域异常偏高，这与月球表面的情况大相径庭，水星表面广大区域却基本不存在长富岩。

       


        　　同时，XRS也发现水星表面存在大量的硫化物，这一点符合地面的天文台对水星的观测报告。这一发现表明：在同等情况下，水星表面的沉积物起源收到的氧化程度要远远小于其他的类地行星，这对全面理解水星上的火山活动具有非常积极的潜在意义。
     
  
        

        第三个谜团

        　　水星极区冰层之谜。目前，信使号得水星激光高度仪通过将近200万次的轨道扫描，已经绘制出完整的水星北半球的地形图，水星北半球大尺度地质构造以及剖面地质特征都以高分辨率的图像呈现。通过对图像的研究，科学家发现在水星北极极区附近，山脉或者其他地质地貌的海拔高度普遍偏低。

       


        　　然而，早在20年前，地球上行星雷达散射图像显示，在水星的北极和南极都存在大量的极地冰沉积物，这些沉积物主要由液态水在极度严寒的条件下形成的，而这些冰沉积物主要蕴藏在极地撞击坑中的背阳一面，由于永久无法被阳光照射，而且温度极低，所以这些冰沉积物能永远一直维持这种状态。

        　　信使号的新任务就是利用高度计，对极地撞击坑进行测绘，通过对撞击坑的详细探测，可以在一定程度上了解水星极区冰沉积物的含量。
     
  
        

        第四个谜团

        　　水星磁层高能粒子暴之谜。早在1974年，水手十号首次飞越水星时的一个重大发现就是水星不仅具有像地球一样的磁层，在磁层上还发生较为频繁的高能粒子暴，而且水手十号曾同时观测到4次高能粒子暴，但是这里就引出了一个问题：为什么信使号探测器连续三次飞越水星时却没有探测如此高密度的高能粒子暴呢?

       


        　　现在信使号就位于水星的近日点上，将进行轨道修正。从目前的迹象看，水星磁层出现的高能粒子暴更趋向带有某种未知的“定时”诱发机制，这进一步给水星的磁层蒙上了神秘的面纱。