这幅位于金星南半球的巨大Quetzalpetlatl日冕的插图描绘了活跃的火山活动和俯冲带，在那里前景地壳陷入行星内部。一项新的研究表明，日冕揭示了活跃地质塑造金星表面的位置。Credits: NASA/JPL-Caltech/Peter Rubin
据美国宇航局（Ian J. O’Neill）：这项研究使用美国宇航局的档案数据显示，金星可能正在失去来自称为日冕的地质活动的热量，可能就像地球上早期的构造活动一样。
地球和金星都是岩石行星，大小和岩石化学性质都差不多，所以它们内部热量向太空散失的速度应该差不多。地球如何失去热量是众所周知的，但金星的热流机制一直是个谜。一项研究使用了美国宇航局麦哲伦任务30年前的数据，对金星如何冷却进行了新的研究，并发现地球最上层的薄区域可能提供了答案。
我们的星球有一个加热周围地幔的热核，地幔将热量带到地球坚硬的外部岩石层或岩石圈。热量随后散失到太空，冷却了地幔的最上层。这种地幔对流驱动着地表的构造过程，保持着一片移动板块的运动。金星没有构造板块，因此行星如何失去热量以及什么过程塑造了它的表面一直是行星科学中长期存在的问题。
这项研究利用麦哲伦飞船在20世纪90年代早期对金星上被称为日冕的准圆形地质特征进行的观察来揭示这个秘密。通过对麦哲伦图像中可见的日冕进行新的测量，研究人员得出结论，日冕往往位于地球岩石圈最薄和最活跃的地方。
这张Quetzalpetlatl Corona的合成雷达图像是通过将美国宇航局麦哲伦任务的大约70个轨道的数据叠加到波多黎各阿雷西博天文台射电望远镜获得的图像中创建的。日冕的边缘显示了可能的构造活动。Credits: NASA/JPL-Caltech
“很长时间以来，我们一直被这种想法所束缚，即金星的岩石圈是不流动的和厚的，但我们的观点现在正在演变，”苏珊娜·斯姆雷卡尔说，她是南加州美国宇航局喷气推进实验室的高级研究科学家，领导了这项发表在《自然地球科学》上的研究。
就像薄床单比厚被子释放更多的身体热量一样，薄岩石圈允许更多的热量通过上升到外层的熔融岩石的浮力羽状物从地球内部逸出。通常，在热流增强的地方，地表下的火山活动也会增加。因此，日冕很可能揭示了活跃的地质正在塑造金星表面的位置。
研究人员重点关注了65个先前未被研究过的直径达数百英里的日冕。为了计算它们周围岩石圈的厚度，他们测量了每个日冕周围的沟和脊的深度。他们发现，在岩石圈更柔韧或更有弹性的地区，山脊的间隔更紧密。通过应用弹性岩石圈如何弯曲的计算机模型，他们确定，平均而言，每个日冕周围的岩石圈约为7英里(11公里)厚——比以前的研究表明的薄得多。这些区域的估计热流高于地球平均水平，这表明日冕在地质上是活跃的。
“虽然金星没有地球式的构造，但这些薄岩石圈区域似乎允许大量热量逃逸，类似于地球海底新构造板块形成的区域，”斯姆雷卡尔说。
这幅来自美国宇航局麦哲伦任务的雷达图像显示了位于金星南半球的“艾因”日冕周围的圆形断裂模式。日冕大约有124英里(200公里)宽，显示了可能与火山活动有关的各种特征。Credits: NASA/JPL-Caltech
一扇通向地球过去的窗户
为了计算天体表面物质的年龄，行星科学家计算可见撞击坑的数量。对于像地球这样的构造活跃的行星，撞击坑被大陆板块的俯冲所抹去，并被火山熔岩所覆盖。如果金星缺乏构造活动和类似地球的地质规律，它应该被古老的陨石坑所覆盖。但是通过计算金星陨石坑的数量，科学家们估计其表面相对年轻。
最近的研究表明，金星表面年轻的外观可能是由于火山活动，这推动了今天的区域表面。这一发现得到了新研究的支持，新研究表明日冕区域的热流更高——这是地球岩石圈过去可能类似的状态。
“有趣的是，金星提供了一扇通向过去的窗户，帮助我们更好地了解25亿年前的地球。它处于一种被预测会在行星形成构造板块之前发生的状态，”斯姆雷卡尔说，他也是美国宇航局即将开展的金星发射率、无线电科学、InSAR、地形学和光谱学(VERITAS)任务的首席研究员。
VERITAS将从麦哲伦留下的地方开始，改进该任务的数据，这些数据分辨率较低，误差较大。目标是在十年内发射，该任务将使用最先进的合成孔径雷达来创建3D全球地图，并使用近红外光谱仪来计算表面的构成。VERITAS还将测量该行星的重力场，以确定金星内部的结构。这些仪器将一起填补地球过去和现在的地质过程的故事。
“VERITAS将是一个轨道地质学家，能够精确定位这些活跃区域的位置，并更好地解决岩石圈厚度的局部变化。斯姆雷卡尔说:“我们甚至能够抓住正在变形的岩石圈。”。“我们将确定火山活动是否真的使岩石圈‘湿软’到足以失去与地球一样多的热量，或者金星是否有更多的奥秘。”
