圖中所示是水星歌德隕坑中的紋脊結構,目前科學家最新研究分析了水星的形成過程。
據美國報道,水星是太陽系最小的行星,非常類似于月球,像其它3顆類地行星,水星的內核被地幔和地殼包裹著。但是水星內核構成該行星大多數質量,其質量比率遠超出太陽系其它行星,暗示著水星最初形成于混沌狀態(tài)。
水星圖像顯示這是一顆表面覆蓋隕坑的巖石行星,非常類似月球,在太陽系早期階段,當這顆巖石行星形成不久,經歷了持續(xù)猛烈的隕星碰撞,水星表面狀態(tài)顯示了許多隕星碰撞的證據。
2008年,美國宇航局“信使號”探測器抵達水星軌道,成為勘測水星卡洛里斯盆地的首顆太空探測器,卡洛里斯盆地是太陽系最大、最年輕的碰撞隕坑,其直徑達到1550千米,被一個高度2千米的環(huán)形山脈環(huán)繞著?;鹕酵L口環(huán)繞卡洛里斯盆地邊緣,暗示著這一火山活動有助于水星的形成。
其它火山活動的證據還包括幾個平原,這些平原地形存在最早期的碰撞隕坑,暗示著火山活動出現在很久的時期。然而,信使號探測器發(fā)現許多隕坑底部處于傾斜狀態(tài),卡洛里斯盆地底部部分區(qū)域高度已超過盆地邊緣,這表明該盆地形成之后水星仍處于地質活躍。
美國麻省理工學院行星科學家馬里亞-祖貝爾(Maria Zuber)說:“水星現今仍處于活躍狀態(tài)不是不可能的,我研究發(fā)現這種現象是極有可能存在的?!崩章嶂Z夫盆地是水星最年輕的碰撞盆地之一,形成時間僅有10億年,其直徑290千米,這個環(huán)峰碰撞盆地存在平坦平原底部,暗示著曾經有熔巖流動,水星最低點位于拉赫曼尼諾夫盆地之中。
除了證實水星存在早期火山活動,平坦的平原同時顯示紋脊跡象,這是行星受到擠壓作用形成的??茖W家認為,紋脊現象很可能是行星內部冷卻形成的,雖然一些壓縮普遍存在于太陽系,但是水星的壓縮現象較為顯著。評估報告顯示,伴隨溫度下降水星半徑收縮了1-2千米。
雖然水星是太陽系最小的行星,但它是僅次于地球的第二顆最密集行星,科學家使用估算密度測量顯示水星存在一個較大的金屬內核,半徑達到1800-1900千米,從地球的雷達圖像顯示水星內核是熔化液態(tài),而不是固態(tài)。
水星內核的鐵元素含量超過太陽系其它行星,科學家認為這些鐵元素是早期階段形成的,如果這顆行星形成速度很快,高溫太陽將蒸發(fā)多數表面物質,僅殘留一個薄地殼層。另一種解釋是早期階段水星體積較大,經歷太陽系猛烈的混沌時期,大量的隕星碰撞剝離了水星外層物質,最終殘留較大的內核結構。
水星鐵內核產生的磁場強度大約是地球的百分之一,該磁場非?;钴S,經常與太陽風發(fā)生交互作用,從太陽表面至水星表面形成漏斗式等離子體。太陽風捕獲的氫和氦有助于水星形成稀薄的大氣層。
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