揭开水星地质之谜：盐冰川、原始大气和天体生物学的新前沿

魏洋1

水星的北极混乱地形(北极光混乱)和Raditladi和Eminescu陨石坑的视图，在那里已经发现了可能存在冰川的证据。信用:美国国家航空航天局。

（）据行星科学研究所（艾伦·菲舍尔）：来自行星科学研究所的科学家发现了水星上潜在盐冰川的证据，通过揭示可能与地球极端地区的可居住条件相呼应的动荡环境，开辟了天体生物学的新前沿。

“我们的发现补充了其他最近的研究，这些研究表明冥王星有氮冰川，这意味着冰川现象从我们太阳系中最热的地方延伸到最冷的地方。这些位置至关重要，因为它们确定了多个行星景观的广阔范围内富含挥发物的暴露，”发表在《行星科学杂志》上的论文“水星隐藏的过去:通过冰川样特征和混乱地形揭示挥发物主导层”的第一作者亚历克西斯·罗德里格斯说。

PSI的科学家Deborah Domingue、Bryan Travis、Jeffrey S. Kargel、Oleg Abramov、John Weirich、Nicholas Castle和Frank Chuang是该论文的合著者。

“这些水星冰川不同于地球上的冰川，来自于小行星撞击暴露出的深埋的富含挥发性物质的层(VRLs)。我们的模型强烈肯定盐流可能产生了这些冰川，并且在它们就位后，它们保留挥发物超过10亿年，”合著者特拉维斯说。

“地球上特定的盐类化合物创造了适宜居住的生态位，即使在它们出现的一些最恶劣的环境中，如智利干旱的阿塔卡马沙漠。这种思路让我们思考水星表面下区域的可能性，这些区域可能比其粗糙的表面更适宜居住。”

“这些区域可能会成为深度依赖的‘适居带’，类似于恒星周围的区域，在那里行星上液态水的存在可能会产生我们所知道的生命，但在这种情况下，重点是行星表面下的正确深度，而不是与恒星的正确距离，”罗德里格斯说。

“水星冰川的这一突破性发现扩展了我们对维持生命的环境参数的理解，为我们探索类似水星的系外行星的潜在可居住性增加了一个重要的维度。”

这一发现挑战了长期以来认为水星主要缺乏挥发物的观点，并加强了对潜在隐藏在地球表面深处的VRLs的了解。

“水星上的冰川以复杂的空洞结构为标志，这些空洞形成了广泛的(非常年轻的)升华坑。这些空洞的深度占了整个冰川厚度的很大一部分，表明它们大量保留了富含挥发物的成分。”

“这些空洞明显不存在于环形山周围的地面和墙壁上。这一观察为以前无法解释的现象提供了一个连贯的解决方案:凹陷和陨石坑内部的相关性。合著者Domingue说:“提出的解决方案假设撞击坑内的空洞簇可能源于撞击引起的VRL暴露区，从而阐明了长期困扰行星科学家的联系。”

“关于水星的一个中心谜团围绕着它的冰川和混乱地形的起源。什么机制导致了VRLs的形成？在我们的研究中，我们引入了一个整合最近观察数据的模型来解决这个问题。值得注意的是，我们研究了位于水星北极区域的北极光混沌。

“这一地区的特点是复杂的解体模式，足以毁灭整个陨石坑群，其中一些可以追溯到大约40亿年前。在这个坍塌的地层下面，是一个更古老的、布满陨石坑的古地表，以前通过重力研究发现过。破碎的上地壳，现在形成了混乱的地形，并置在这个重力揭示的古老表面上，这表明vrl被安置在已经固化的景观之上，”罗德里格斯说。

“这些发现挑战了VRL形成的主流理论，这些理论传统上以地幔分化过程为中心，即矿物在地球内部分成不同的层。相反，证据表明这是一个大规模的结构，可能源于水星历史早期短暂而炽热的原始大气的崩溃。这种大气崩溃可能主要发生在漫长的夜间，当时行星表面没有暴露在太阳的高温下。”

“水下沉积可能在很大程度上促成了以盐为主的水星VRL的定位，这标志着与之前关于地球早期地质历史的理论的重大偏离。在这种情况下，通过火山脱气释放的水可能暂时形成了液态或超临界水的水池或浅海(就像一种稠密的高盐蒸汽)，使盐沉积物沉淀下来。”

“随后水快速流失到太空中，并将水截留在地壳中的水合矿物中，这将留下一个以盐和粘土矿物为主的层，该层逐渐堆积成厚厚的沉积物，”合著者卡格尔说。