信使号发现水星内部特殊构造

2012-03-23          来源：中国科学报

　　水星是一颗有许多“最”的行星：最快、最小、最热，以及最密。因此，它可能也是一颗最奇怪的天体。
　　
　　3月21日，美国宇航局（NASA）信使号（MESSENGER，意为水星表面、空间环境、地球化学和测距）探测器研究团队的科学家，在其刚刚完成围绕水星轨道运行1年的时刻，公布了他们对于隐藏在这颗行星破碎的地形下极端而奇怪的内部结构的描述。新的发现——由铁硫化物构成的一个固体薄壳包裹着液体内核，将有助于解释这颗行星的引力场，但它同时也给阐述水星相对近期的地质剧变提出了新的问题。
　　
　　信使号研究团队成员之一、俄亥俄州克利夫兰市凯斯西保留地大学的行星科学家Steven Hauck指出：“水星似乎拥有一种完全不同的内部结构。”
　　
　　研究人员在本周于得克萨斯州伍德兰德斯市召开的月球与行星科学会议上报告了他们的最新发现，同时在最新出版的《科学》杂志上发表了两篇相关的论文。
　　
　　其中第一篇论文聚焦于由信使号探测器携带的激光高度计绘制的高分辨率地形图。与所有的岩石行星一样，水星表面也布满了深深的、古老的撞击盆地。但是这些盆地从一开始就遭到了破坏——盆地底部已经出现了倾斜或抬升，这是火山和构造运动在水星形成的头几亿年里持续存在的一个迹象。剑桥市麻省理工学院（MIT）的科学团队成员Maria Zuber认为：“这表明一个事实，即水星曾有一段活跃的中年时光。”
　　
　　而第二篇论文则描述了这颗行星的一个新的引力模型，这是利用NASA的“深空网络”测量探测器在轨道上的微小变化而构建得出的。通过整合地形学数据以及有关行星旋转的测量结果，该模型显示，高达85%的水星半径范围被其致密的铁核所占据——这是一个上调的结果。Zuber表示：“我们知道水星有一个很大的内核。现在我们认为它可能更大。”研究小组进一步推断，液态或部分液态的铁核被一个相对较薄的铁硫化物外壳所包裹着。这一发现满足了引力数据，并能够解释为什么行星的外壳富集了大量的硫但却缺乏铁，但这也使得发生在位于薄壳顶部的稀薄地幔中的更多对流变得更为困难。同时也给那些把对流视为在水星表面观察到的构造和火山特征的驱动因素的理论提出了问题。Zuber说：“并没有许多地幔来完成这种抬升作用。”
　　
　　研究小组同时透露了下一年的扩展任务操作的细节。下个月，信使号探测器12小时的行星椭圆轨道将被些微收缩为一条8小时的轨道，从而让研究小组能够更接近地研究行星表面。
　　
　　信使号探测器于2004年8月升空，是人类发射的第一个绕水星运行的探测器。经过约6年半的飞行，信使号探测器于2011年3月进入绕水星运行轨道，对其展开为期一年的观测，以确定水星表面成分，探测水星的神秘磁场及水星极地区域永久阴影部分是否存在冰。整个项目耗资约4.46亿美元。

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