第253章 變形構(gòu)造
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除了每天的吃飯,睡覺(jué),訓(xùn)練和修煉外,華楓都和云夢(mèng)以及白鳳組成個(gè)三人小組,在偶爾人潮涌動(dòng)的地下城內(nèi)匆匆趕往擬態(tài)教室。 他關(guān)注到“土衛(wèi)六土星計(jì)劃”是美國(guó)國(guó)家航空航天局和歐洲空間局聯(lián)合提出的一項(xiàng)旨在探測(cè)土星系衛(wèi)星(包括土衛(wèi)二)的計(jì)劃,與之相競(jìng)爭(zhēng)的則是“木衛(wèi)二木星計(jì)劃”。 2009年2月,美國(guó)國(guó)家航空航天局和歐洲空間局宣布將優(yōu)先實(shí)施木衛(wèi)二木星計(jì)劃,同時(shí)也將繼續(xù)研究土衛(wèi)六土星計(jì)劃的可行性擇機(jī)實(shí)施。 二十世紀(jì)末發(fā)射,并于二十一世紀(jì)初抵達(dá)土星附近的卡西尼號(hào)太空船則提供了大量的數(shù)據(jù),解開了旅行者探訪之后留下的諸多疑團(tuán)。 在2005年,卡西尼飛船數(shù)次近距離掠過(guò)土衛(wèi)二獲得了該衛(wèi)星表面及其環(huán)境的大量數(shù)據(jù)特別是發(fā)現(xiàn)了從該衛(wèi)星南極地區(qū)噴射出的富含水分的羽狀物。 該發(fā)現(xiàn)以及可探測(cè)到的逃逸內(nèi)能的存在、南極地區(qū)極少存在撞擊坑的情況,共同證明了土衛(wèi)二至今仍然存在地質(zhì)活動(dòng)在巨行星的衛(wèi)星系統(tǒng)中許多衛(wèi)星都會(huì)成為軌道共振的犧牲品這會(huì)導(dǎo)致星體震動(dòng)和軌道的擾動(dòng),而對(duì)于更加靠近行星的衛(wèi)星,潮汐效應(yīng)則會(huì)加熱行星的內(nèi)部這或許可以解釋土衛(wèi)二的地質(zhì)活動(dòng)。 2017年,“卡西尼”號(hào)傳回的數(shù)據(jù)顯示,土衛(wèi)二表面冰層下噴出的水氣羽流中含有大量氫分子,研究人員推測(cè),這源于土衛(wèi)二的海洋與巖石內(nèi)核產(chǎn)生的熱液反應(yīng)。若推測(cè)無(wú)誤,土衛(wèi)二的海洋可能也存在孕育生命的重要化學(xué)物質(zhì)甲烷。 土衛(wèi)二(恩克拉多斯)以希臘神話中的巨人恩克拉多斯命名。該名字及其他六顆第一批被發(fā)現(xiàn)的土星衛(wèi)星的名稱都由威廉·赫歇爾的兒子約翰·赫歇爾在其1847年出版的《在好望角天文觀測(cè)的結(jié)果》(results of ast o oical obse vatio s ade at the cape of good hope)中率先提出。如此命名的理由是土星所代表的農(nóng)神薩圖爾努斯即為希臘神話中泰坦族的領(lǐng)袖克羅諾斯。 國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)以阿拉伯文學(xué)作品《一千零一夜》中的人名和地名命名土衛(wèi)二的地表構(gòu)造。其中撞擊坑以人物命名,其他地質(zhì)結(jié)構(gòu)如深谷、山脊、平原和槽溝則以地點(diǎn)命名。 迄今為止國(guó)際天文聯(lián)合會(huì)共正式命名了57處地質(zhì)結(jié)構(gòu),另有22處于1982年為旅行者號(hào)所發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)亦得到了命名,此外,對(duì)2005年卡西尼號(hào)在其三次飛掠中發(fā)現(xiàn)的35處地質(zhì)結(jié)構(gòu)的命名也于月獲得了認(rèn)可。這些被認(rèn)可的命名包括了撒馬爾罕槽溝,阿拉丁隕石坑和錫蘭平原等。 土衛(wèi)二是一顆相對(duì)較小的衛(wèi)星,平均直徑為505公里,只有月球直徑的七分之一,比不列顛島的最大長(zhǎng)度還稍小而其大小也和不列顛島不相上下。而亞利桑那州和科羅拉多州也能夠容得下這顆衛(wèi)星。 不過(guò)若論其球體面積則比以上這些區(qū)域要大得多,它的面積達(dá)80萬(wàn)平方公里,相當(dāng)于莫桑比克的國(guó)土面積,比得克薩斯州大15。土衛(wèi)二的質(zhì)量和直徑都位列土星衛(wèi)星的第六位,居于土衛(wèi)六(5150公里)、土衛(wèi)五(1530公里)、土衛(wèi)八(1440公里)、土衛(wèi)四(1120公里)和土衛(wèi)三(1050公里)之后。 它也是土星擁有的最小的球狀衛(wèi)星之一除了它和土衛(wèi)一(390公里)之外,其他的小衛(wèi)星均為不規(guī)則形狀。 事實(shí)上土衛(wèi)二為一個(gè)扁平橢球體,依據(jù)卡西尼號(hào)發(fā)回的照片進(jìn)行測(cè)算土衛(wèi)二的三軸長(zhǎng)度為513(a)x503(b)x497(c)公里,其中(a)為面向土星面與背向土星面兩極間的距離,(b)為星體凹面與凸面兩極間的距離,(c)為南極與北極之間的距離。土衛(wèi)二圍繞其短軸自轉(zhuǎn),而其長(zhǎng)軸則成放射狀地偏離土星。 1981年8月,旅行者2號(hào)在人類歷史上首次近距離地觀測(cè)土衛(wèi)二。對(duì)獲得的圖像信息進(jìn)行分析后,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了至少五種不同的地形,包括撞擊坑地形、平坦地形(較年輕),而在平坦地形附近,則往往分布著山脊另外還觀測(cè)到大量的線性地縫和懸崖。鑒于在平坦地區(qū)分布的撞擊坑較少,科學(xué)家推測(cè)這些平坦地區(qū)的形成時(shí)間可能只有幾億年。 所以,在較近的一段地質(zhì)時(shí)間里,土衛(wèi)二上必然發(fā)生了諸如“水火山”之類的地質(zhì)活動(dòng),才能使得原先千瘡百孔的地表平整如初。固態(tài)水(冰)使得土衛(wèi)二表面發(fā)生了很大變化,使其成為太陽(yáng)系中反射率最大的天體它的幾何反照率高達(dá)138。正因?yàn)樗瓷淞巳绱酥嗟年?yáng)光,其平整地表的夜間溫度僅為198c(較其他土星衛(wèi)星寒冷)。 卡西尼號(hào)在2005年2月17日、3月9日、7月14日三次飛掠土衛(wèi)二觀測(cè)到了土衛(wèi)二表面的更多細(xì)節(jié)。例如旅行者2號(hào)所觀測(cè)到的平坦地形實(shí)際上是一些撞擊坑分布較少的地區(qū),這類地區(qū)還分布有山脊和懸崖同時(shí)在地質(zhì)年齡較大、撞擊坑分布密集的地區(qū),還發(fā)現(xiàn)了數(shù)目眾多的地縫這證明在撞擊坑大量形成之后,這一地區(qū)還經(jīng)歷了劇烈的地質(zhì)運(yùn)動(dòng)另外在旅行者2號(hào)過(guò)去未詳細(xì)勘測(cè)的地區(qū),亦發(fā)現(xiàn)了幾處較年輕的地形如南極附近的一處古怪地形。 從土衛(wèi)二噴射而出的水冰射流看似從土星明亮一側(cè)掠過(guò)。這張照片是由美宇航局“卡西尼”號(hào)飛船拍攝的。實(shí)際上,土衛(wèi)二的運(yùn)行軌道距土星大氣頂端大約112萬(wàn)英里(約合18萬(wàn)公里)。土衛(wèi)二的冰冷間歇泉發(fā)現(xiàn)于2005年,它們位于這顆星球南半球的斷裂帶,據(jù)認(rèn)為其噴射動(dòng)力源于地表下的液態(tài)水層。 撞擊坑是太陽(yáng)系許多天體上存在的普遍現(xiàn)象。土衛(wèi)二的許多區(qū)域都被分布密度不同、破損程度不同的撞擊坑群所覆蓋。在旅行者2號(hào)觀測(cè)結(jié)果的基礎(chǔ)上,科學(xué)家根據(jù)撞擊坑分布密度的不同將其分為三類撞擊坑地形單元。 其中雖然在撞擊坑破損程度上有所不同,但都包含了數(shù)目眾多的、直徑達(dá)1020公里的撞擊坑;而cp則是分布有少量撞擊坑的平坦地區(qū)。這種基于撞擊坑密度(及與此相關(guān)的地表年齡)而進(jìn)行的撞擊坑地形細(xì)分支持了認(rèn)為土衛(wèi)二曾經(jīng)歷過(guò)多階段的地表重塑的觀點(diǎn)。 近期卡西尼號(hào)的觀測(cè)則提供了關(guān)于地形單元的更多詳細(xì)信息。這些高分辨率照片顯示土衛(wèi)二的許多撞擊坑都出現(xiàn)了由粘性崩塌和結(jié)構(gòu)性裂痕導(dǎo)致的嚴(yán)重破損。粘性崩塌是重力的作用所造成的撞擊坑及其他水冰構(gòu)成的地形的破損,這個(gè)作用過(guò)程需要經(jīng)歷漫長(zhǎng)的地質(zhì)時(shí)間,并將最終使該地區(qū)的地勢(shì)趨于平緩。 這個(gè)作用的效果取決于冰的溫度,因?yàn)橄噍^于溫度較低、質(zhì)地較硬的冰,溫度較高的冰更容易遭到破壞。經(jīng)歷了粘性崩塌作用的撞擊坑一般都有一個(gè)凸形底部,有時(shí)甚至只剩下一圈坑緣。圖八左上角的大撞擊坑——頓雅扎德撞擊坑所擁有的凸形底部即是粘性崩塌作用的例證。另外,土衛(wèi)二表面的許多撞擊坑也已遭到結(jié)構(gòu)性裂痕的嚴(yán)重破壞。 照片底部中央偏右直徑近10公里的撞擊坑即是證明寬度只有數(shù)百米至一千米的細(xì)長(zhǎng)的裂痕已經(jīng)嚴(yán)重破壞了該撞擊坑的邊緣和底部。迄今為止,幾乎所有位于ct2地形單元中的撞擊坑都有構(gòu)造性變形的跡象粘性崩塌和結(jié)構(gòu)性裂痕的作用都證明了——盡管撞擊坑地形地區(qū)是土衛(wèi)二上地質(zhì)年齡最大、撞擊坑留存度最高的地區(qū),但其中的幾乎所有撞擊坑都已處于某種被破壞的階段。 旅行者2號(hào)在土衛(wèi)二上發(fā)現(xiàn)了幾種地質(zhì)構(gòu)造,包括槽溝、懸崖和山脊等。近期卡西尼號(hào)的觀測(cè)表明土衛(wèi)二上改變地貌的主要方式是構(gòu)造作用。土衛(wèi)二上發(fā)現(xiàn)的一種更加引人關(guān)注的地質(zhì)構(gòu)造是裂痕,這些峽谷能夠延伸至200公里長(zhǎng),寬度為510公里,深度為1公里。圖七顯示了一條典型的大裂痕切割那些地質(zhì)年齡較大、已經(jīng)遭到結(jié)構(gòu)性破壞的地區(qū)的景象。圖八底部亦顯示了這種地質(zhì)構(gòu)造。裂痕是一種較年輕的地質(zhì)構(gòu)造,因?yàn)樗ǔ1憩F(xiàn)為切割其他地質(zhì)結(jié)構(gòu),同時(shí)裂痕兩壁有突出的露頭。 土衛(wèi)二上存在構(gòu)造作用的另一例證是槽溝結(jié)構(gòu),它由一系列呈曲線狀的槽溝和山脊構(gòu)成。這種條紋狀結(jié)構(gòu)最初是由旅行者2號(hào)發(fā)現(xiàn)的,通常是平坦地形與撞擊坑地形的分野標(biāo)志。在圖六和圖十中均可見(jiàn)到這種地質(zhì)構(gòu)造(圖十中的為撒馬爾罕槽溝)。這種槽溝地形容易令人聯(lián)想起木衛(wèi)三上的相似地貌。 不過(guò)土衛(wèi)二的槽溝構(gòu)造要比后者復(fù)雜木衛(wèi)三上的槽溝為平行排列,而土衛(wèi)二的槽溝排列則顯得較為凌亂,形狀也多為鋸齒狀。引人關(guān)注的是卡西尼號(hào)在對(duì)撒馬爾罕槽溝進(jìn)行觀測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)了一些暗點(diǎn)(直徑125750米),它們平行排列于槽溝旁,有推測(cè)認(rèn)為這些暗點(diǎn)是位于該地區(qū)的陷坑。 除此之外,土衛(wèi)二表面還有多種地質(zhì)構(gòu)造。圖九顯示了一種狹窄的斷裂地形(通常有數(shù)百米寬),該地形由卡西尼號(hào)發(fā)現(xiàn)。這些裂縫常常貫穿于撞擊坑地形之中,其深度也只有一兩百米。其中的許多裂縫在其形成過(guò)程中受到了撞擊坑所產(chǎn)生的微薄表土的影響,導(dǎo)致裂紋走向經(jīng)常發(fā)生變化。 旅行者2號(hào)在土衛(wèi)二表面發(fā)現(xiàn)了兩種平坦地形。這些地形的地勢(shì)起伏較小,較之撞擊坑地形,其撞擊坑數(shù)目也很少這表明這種地質(zhì)構(gòu)造的產(chǎn)生年代較晚。其中的典型——錫蘭平原,從照片上就未發(fā)現(xiàn)可見(jiàn)的撞擊坑。 而在錫蘭平原西南方的另一個(gè)平坦地形,則縱橫交錯(cuò)著數(shù)條槽溝和懸崖。其后,卡西尼號(hào)也曾觀測(cè)過(guò)這些平坦地形,其中包括了錫蘭平原和蒂雅平原,并拍下了高分辨率的照片。這些照片顯示這些地形中其實(shí)布滿了較低的山脊和較淺的裂縫。 目前認(rèn)為,其中的裂縫是由于剪切形變?cè)斐傻?。其中拍攝的錫蘭平原的照片顯示該地區(qū)仍存在著一定數(shù)量的微小撞擊坑——依據(jù)這些撞擊坑估計(jì),該地區(qū)地表的年齡從17億年到37億年不等,具體年齡取決于撞擊坑的分布情況。 卡西尼號(hào)對(duì)土衛(wèi)二表面進(jìn)行觀測(cè)的區(qū)域的擴(kuò)大使得更多的平坦地形得以發(fā)現(xiàn),特別是在土衛(wèi)二朝向軌道運(yùn)動(dòng)方向的球面上。這些地形上布滿了數(shù)目眾多的槽溝和山脊,類似于南極地區(qū)的變形構(gòu)造。這些地形正好位于錫蘭平原和蒂雅平原的球體對(duì)立面上,表明這一地區(qū)受到了土星引力潮汐的影響。 。