第250章 霜體(1/2)
在星體流動的燦爛星空里,華楓看到木衛(wèi)四上最大的撞擊地形是多環(huán)盆地。其中有兩個規(guī)模巨大,而沃爾哈拉撞擊坑則是其中其中最大的,其明亮的中央地帶直徑達到了600公里,而環(huán)狀結構則繼續(xù)向外延展了1800公里。第二大的多環(huán)結構是阿斯嘉德撞擊坑,直徑大約為1600公里。
多環(huán)結構產(chǎn)生的原因可能是撞擊事件發(fā)生之后處在柔軟或流動物質(zhì)——如海洋之上的巖石圈產(chǎn)生的同心環(huán)狀的斷裂。撞擊坑鏈則是一長串鏈狀、呈直線分布于星體表面的撞擊坑,它們可能是木衛(wèi)四被過于接近木星而受到引力潮汐作用解體的天體撞擊之后形成的,也可能是遭受小角度撞擊后產(chǎn)生的。前一種情況得到了蘇梅克-列維9號彗星撞擊事件的印證。
沃爾哈拉多環(huán)結構正如前文所提及的,木衛(wèi)四上還存在著由純冰體構成的、反照率高達0.8的斑塊地形,其四周為較暗的物質(zhì)所環(huán)繞。伽利略號的高分辨率照片顯示這些較明亮的斑塊主要位于抬升地形上:如撞擊坑坑緣、懸崖、山脊和瘤狀地形。這種斑塊可能是一層薄薄的霜體沉積。較暗的物質(zhì)通常位于四周地勢較低且較平坦的地帶,如撞擊坑坑底和撞擊坑之間的低洼地帶,它們將原本的霜體沉積物覆蓋住,故而該地區(qū)顯得較暗,形成了直徑達5公里以上的暗斑。
在幾公里的級別上,較之其他伽利略衛(wèi)星的表面,木衛(wèi)四的表面地形現(xiàn)出了更多的退化特征。例如相比較與其他衛(wèi)星,如木衛(wèi)三的暗區(qū),木衛(wèi)四的表面即缺乏直徑小于1公里的撞擊坑,取而代之的是無處不在的小型瘤狀地形和陷坑。
瘤狀地形被認為是撞擊坑經(jīng)歷了迄今為止還不為人知的退化過程而形成的坑緣殘跡,這種退化很可能是冰體的緩慢升華造成的——當木衛(wèi)四運行至日下點時,其向陽面溫度會達到165K以上,此時冰體即會出現(xiàn)升華現(xiàn)象:基巖引起其上的臟冰分解,從而使得其中的冰體水和其他易揮發(fā)物質(zhì)升華。而殘骸中的非冰質(zhì)殘余物則發(fā)生崩塌,從撞擊坑坑緣的坡上下落。這種崩塌經(jīng)常在撞擊坑附近和撞擊坑內(nèi)部出現(xiàn),被稱為“周邊碎片”(deb
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此外,有些撞擊坑的坑緣被一些蜿蜒的、類似峽谷的切口(它們被稱為溝壑)所切割,這些溝壑看起來有點像火星表面的峽谷。在冰體升華假說中,位于低洼地帶的暗色物質(zhì)被解釋為主要由來自退化的撞擊坑坑緣的非冰質(zhì)物質(zhì)組成的覆蓋層,它覆蓋了木衛(wèi)四表面大部分的冰體基巖。
塌陷地形和瘤狀地形通過各地質(zhì)單元所覆蓋的撞擊坑的密度,人們可以推斷出它們的相對年齡:撞擊坑分布密度越大,該地質(zhì)單元相對年齡越大。但是它們的絕對年齡卻還無法確定,不過根據(jù)理論預測,撞擊坑平原的地質(zhì)年齡被認為長達45億年,幾乎可以追溯到太陽系的形成時期。多環(huán)結構和撞擊坑的地質(zhì)年齡則取決于其所在區(qū)域的撞擊坑密度,由此得出的估計年齡從10億年到40億年不等。
木衛(wèi)四周圍的感應磁場木衛(wèi)四擁有一層非常稀薄的大氣,主要由二氧化碳構成。伽利略號上的近紅外測繪分光儀(Nea
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,NIMS)在4.2微米段勘查到該大氣層的吸收特征,從而證實了它的存在。據(jù)估計其表面壓力為7.5×10?12巴,粒子密度為4×10?cm?3。這層大氣是如此稀薄,僅僅需要四天,組成它的物質(zhì)就會逃逸殆盡,所以該大氣一定源源不斷的得到了補充,補充來源可能是從該星體冰質(zhì)地殼中升華出的干冰,這也與該星體表面明亮地區(qū)瘤狀地形的冰體升華形成假說相契合。
木衛(wèi)四的電離層則是在伽利略號的數(shù)次飛掠中被首次發(fā)現(xiàn),其高電子密度為7-17×10?cm?3,這種密度與大氣中二氧化碳的光致電離作用的效果不相符合。所以有人預測木衛(wèi)四大氣層的組要成分應該是氧氣(含量為二氧化碳的10倍到100倍),但是尚未在該大氣中探測到氧氣的存在。
木衛(wèi)四(左下角)、木星和木衛(wèi)二(位于木星大紅斑的左下方)。木衛(wèi)四是距離木星最遠的伽利略衛(wèi)星,其軌道距離木星約188萬公里(是木星半徑——7萬1398公里——的26.3倍),比之距離木星次近的木衛(wèi)三的軌道半徑——107萬公里——遠得多。由于軌道半徑較大,故其并不處于軌道共振狀態(tài),可能永遠也不會處于這種狀態(tài)。
木衛(wèi)四不參與軌道共振,這意味著它永遠都不會產(chǎn)生明顯的潮汐熱效應,而潮汐熱效應是星體內(nèi)部結構分化和發(fā)育的重要動力。由于距離木星較遠,所以其表面來自木星磁場的帶電粒子流較弱——比之木衛(wèi)二表面的帶電粒子流弱了300倍。所以較之其他幾顆伽利略衛(wèi)星,木衛(wèi)四表面的帶電粒子光滲效應較弱。
和大部分的衛(wèi)星一樣,木衛(wèi)四是一顆同步自轉(zhuǎn)衛(wèi)星,即木衛(wèi)四的自轉(zhuǎn)周期等同于其公轉(zhuǎn)周期,約為16.7個地球日。其軌道離心率很小,軌道傾角也很小,接近于木星赤道,同時在數(shù)百年的周期里,軌道的離心率和傾角還會以周期函數(shù)的形
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