外星上的火山长啥样？

火山

对于我们每个人来说

都不是一个陌生的词语

虽然中国大部分属于平原地带

但在这个信息全球化的时代

我们在网络上随处可见这种火山喷发

也不乏有一些人

出国旅游时就有幸目睹过火山爆发的壮观景象

圣海伦斯火山（Mount St Helen's），美国华盛顿

当然，小编是没见过火山的啦，

但是，

俗话说得好，

咱没吃过猪肉，还没见过猪跑吗，对不对...

作为一枚地质人，

还是要以科学严谨的态度给它来个定义：

火山（volcano）：

是岩浆活动穿过地壳，到达地面或伴随水汽和灰渣喷出地表，形成特殊结构的锥状等形状的山体。

Santa Ana火山，萨尔瓦多

火山可以分为死火山和活火山。

也可以根据喷发产物与形态

分为盾火山（Shield volcano）

层火山（Stratovolcano）也称复合火山（composite volcano）等。

陆上火山类型图

除了陆上火山外

还有其他类型的

比如

海底火山（submarine volcano）

冰下火山（subglacial volcano）等。

那么问题来了：

外星上有没有火山呢？它们又长啥样哩？

今天就跟着小编，一起来看看太阳系的火山

首先，

什么是太阳系火山？

近百年来，人们对“上天”的想法从未停下过脚步，

图片自制

通过发射太空飞行器对外星天体的观测，

人们发现：

在太阳系的一些行星包括它们的卫星上都分布有火山活动的痕迹。

比如，

月球上有大片覆盖着远古熔岩流的区域；

金星的表面覆盖着大量表征火山活动的火成岩；

火星上也有类火山地貌，

比如奥林匹斯山（Olympus Mons）

和塔尔西斯高地（Tharsis Rise）；

该图为火星上的奥林匹斯山（Olympus Mons），它是目前为止人类所观测到的最高峰，有15英里高，足足比珠穆朗玛峰高3倍！

目前为止人类所发现的外星火山地貌

大多形成于太阳系的早期，

那时候大部分的天体温度比较高，

内部活动比较剧烈，

故易产生火山喷发。

其次，什么是冰火山？

冰火山（Cryovolcano / Ice Volcano）：

是一种低温型火山，其喷发挥发物不是熔融的岩石，而是冰冷的液体或冻结的气体，如水、氨气或甲烷等。

冰火山喷发假想图

太阳附近的天体也是岩石

故产生的岩浆大多类似于地球上看到的硅酸盐岩浆。

然而，

其中的一些天体上

除了硅酸盐岩石外

还观测到含有大量的低温气体。

这些天体通常存在这种类型的冰火山。

通过观察，

太阳系中有很多天体已经确认或已推测出

曾有过火山活动。

接下来，小编就给大家介绍三种除地球外

拥有冰火山地貌的天体：

木卫一 Io

①火山活动最活跃的天体：

木卫一（Jupiter's Moon Io）

木卫一Io是木星的一颗卫星，是迄今为止太阳系中所发现的火山活动最活跃的天体。

木卫一是一个非常小的卫星，受木星和木星其他卫星的巨大引力所制衡。

木星对木卫一产生强烈的引力作用，使得木卫一因强烈的内部潮汐（internal tides）而发生持续变形。同时，这些潮汐会产生巨大的内部摩擦，这种摩擦使其内部升温，从而导致了强烈的火山活动。

该图为2013年来自加州大学伯克利分校的Katherine de Kleer所拍摄的木卫一上的一次火山喷发过程。据观测，此次喷发使得木卫一表面数百英里的地方都被炽热的熔岩所覆盖。

据观测，木卫一上有数百个可见的火山口，其中一些将已冷却的蒸汽（frozen vapor）和疑似白雪状的“火山灰”（volcanic snow）喷射到数百公里高的大气中。

该动画为木卫一Io上一处名为Tvashtar的冰火山，是美国NASA局的新视野号（New Horizons）飞船所拍摄到的图像，记录了该火山的爆发过程。据估计，此次喷发高达180多英里。

这些气体可能是这些火山喷发的唯一产物，但也有学者认为其中仍然含有一些相关的硅酸盐或熔融态的硫存在。

海卫一 Triton

②首次被发现火山活动的天体：

海卫一（Neptune’s Moon Triton）

海卫一Triton是海王星的一颗卫星，是太阳系中第一个被观测到有冰火山的天体。

1989年，由美国国家航空航天局（NASA）发射的旅行者2号（Voyager 2）探测器途经海卫一时，在高达5英里的高空观测到了氮气和一些似尘埃物质的喷发。

这些喷发造就了海卫一光滑的表面，因为气体凝结并降落到表面，形成一层似雪状厚层，就仿佛其表面铺了一层厚厚的“白地毯”。

海卫一Triton表面的火山痕迹

科学家们认为，

太阳辐射穿透了海卫一表面的冰，加热了下面的黑暗质层。

这些被困在深部的热量加热地表下的氮气，使其向上蒸发并发生膨胀，最终通过表面的冰层喷发出来。

土卫二 Enceladus

③火山活动记录最完整的天体：

土卫二（Saturn's Moon Enceladus）

土卫二Enceladus是土星的一颗卫星，是太阳系中唯一一个完整记录其火山活动的天体。

2005年，美国NASA局的卡西尼号（Cassini）飞行器首次观测到了土卫二。

该飞行器实际上飞过了其上的一个低温火山口，观测出它的成分主要是水蒸气，还有少量的氮气、甲烷和二氧化碳。

卡西尼号飞船正对着土卫二Enceladus

的一处冰火山口上空采集样品

卡西尼号飞船所拍摄的土卫二Enceladus全景图像

除此之外，土卫二Enceladus上还存在很多间歇泉（geyser）

土卫二Enceladus上间歇泉活动的彩色增强视图

这些间歇泉也会定期喷发一些低温物质，所含物质也主要是水蒸气和少量氮、甲烷、二氧化碳等。

那么，今后还会发现更多的太阳系火山吗？

就像所提到的土卫二一样，

它表面的冰火山地貌直到2005年才被发现，

所以对于这种类型的活动，

我们对整个太阳系的火山现象还没有一个整体的把握。

比如，

科学家们认为，我们的近邻金星上，

火山活动目前仍然存在，只是被隐藏在浓密的云层之下，我们不容易观察到。

就连作为“最适合人类居住行星”的火星，

其表面的很多特征也都表明，

那里可能依然存在着活火山活动。

该图为金星快车号（Venus Express）飞行器所拍摄

表明金星至今可能仍然具有火山喷发的能力

火星上的塔尔西斯高地（Tharsis Rise）及其火山省划分

再比如，

2015年，根据美国 NASA局的“新视野”（New Horizons）航天计划所拍摄的图像，

科学家们收集了冥王星表面潜在冰火山的高分辨率彩色图像。

该图中放大的部分即显示了冥王星上可能存在冰火山的区域。这个区域也被称为赖特山（Wright Mons），该地貌宽约90英里（150公里），高约2.5英里（4公里）。

如果它真的像科学家们怀疑的那样，

是一座冰火山，

那么它将是迄今为止所发现的太阳系外最大的火山地貌。

最后，小编有看到，

一些外国网友把这种来自外太空的火山称为E.T. volcanoes，

确实，这样的比喻既生动形象又接地气儿...

这足以见得我们人类对于太阳系的火山具有巨大的好奇心。

话又说回来，毕竟，太空探索这四个大字，

无论放在什么时候都是最最最exciting的，难道不是吗？

致谢：小莹姐姐宝贵的修改意见

参考来源：

[1]https://en.wikipedia.org/wiki/Cryovolcano

[2]https://space-facts.com/moons/

[3]https://medium.com/starts-with-a-bang/saturns-moon-enceladus-is-our-closest-great-hope-for-life-beyond-earth-4f0da7e33c11

[4]https://www.nasa.gov/feature/possible-ice-volcano-on-pluto-has-the-wright-stuff/

[5]https://www.wired.com/2010/04/venus-volcanism/

[6]https://www.volcanocafe.org/the-science-behind-mars-2067-the-olympus-mons-expedition/

[7]http://data.volcano.org.cn/?c=i&a=tectonic

[8]Alexandra Witze. Fire & ice: Volcanoes and frozen lands make an explosive combo[J]. 2010, 178(7):16-20

来源：中科院地质研究所


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