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土卫八发现大规模滑坡或由冰融化引起(图)

发布时间:2012年03月26日 14:26 | 进入复兴论坛 | 来源:新浪科技 | 手机看视频


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  土卫八上发现的高速远程滑坡 现象 A栏:马伦陨石坑内发生的“粗糙”滑坡; B栏:英格利亚陨石坑内发现的多重叶片状平滑滑坡; C栏:格林陨石坑内发生的叶片状平滑滑坡

  北京时间3月26日消息,据物理学家组织网站报道,科学家们已经在火星上观察到滑坡现象,而最近他们又大感意外地在太阳系中一个出乎意料的地方发现了这一现象,这就是土星的卫星——土卫八(Iapetus)。土卫八是土星的第三大卫星,这颗卫星非常与众不同,它在全球范围内拥有明显明暗不同的两个半球,并且还有一道几乎横贯全球的山系,将整个星体分隔成两部分,中间凸起,看上去就像是一个胡桃核。并且在这颗星球上,滑坡还并不像地球上那样只是小规模的沿着山坡下滑的山石,而是大范围碎屑体的崩塌。这种现象被称为“高速远程滑坡”(long-runout landslides),这是一种滑动距离长,滑后冲击力大的滑坡类型。而根据美国华盛顿大学圣路易斯分校比尔·麦克凯农(Bill McKinnon)的介绍,至于这些滑坡是如何发生的,原因依旧不甚明了。比尔本周在月球和行星科学会议上说:“这些高速远程滑坡的发生原因仍然是个谜,没有人知道它究竟是如何发生的。”

  这些滑坡,或者说山崩的发生,当然可以在地球上找到相类似的对应现象,在火星上也已经发现同样的事件,那里主要的发生地位于火星最大的峡谷系统——水手谷的陡峭岩壁。相比之下,在土卫八上发生的这种高速远程滑坡现象发生的次数会更少一些。

  麦克凯农表示,尽管相比之下火星的大小要远远胜过土卫八,但是在土卫八表面发生的高速远程滑坡过程中发生位移的物质总量却超过了火星上发生的任何一次已知的滑坡事件。

  在演讲中他说:“对于这类高速远程滑坡事件的发生机制我们知之甚少,对于为何会出现摩擦力突然下降的原因,人们提出了很多种解释,我甚至没办法将它们一一罗列进我的幻灯片中。”其中的一些解释包括水的作用(如地下水渗出),潮湿或饱和的土壤,滑坡体下方含有被封住的空气或承压的气体等。

  在土卫八上,显然并没有水或大气可以创造出我们地球上所熟知的滑坡现象。但是麦克凯农和他的小组在卡西尼探测器拍摄的图像中已经至少识别出20多处滑坡现象。这些滑坡案例中大多数发生在陨石坑,盆地或其它陡峭的山壁部位。麦克凯农和他的小组分辨出了两种不同类型的滑坡现象:“粗糙的”碎屑滑坡体,以及相对平滑的片状滑坡体。他们还发现在同一地点曾经发生过多次滑坡,这也证明了土卫八上长期以来便存在滑坡现象。

  那么究竟是什么原因造成了这些滑坡?麦克凯农认为冰可以为这个问题提供最好的答案。土卫八的密度很低,这显示它的组成成分中很大一部分是冰,岩石物质可能只占到其总质量的20%左右。他说:“看起来似乎需要一种液化或者包含液体在内的机制起作用,而如果水冰受到足够的热量就会融化,减少摩擦力和粘合力,造成滑坡的发生。”

  科学家们目前所观测到的现象,尤其是那些呈现叶片状的平滑滑坡体,和地球上的流变流体非常相似,如熔化的岩浆或呈现流体的泥石流。因此,在陨石坑或盆地边缘峭壁岩层中含有的水冰由于某种原因受到加热,这种加热机制或许来自岩体颗粒间的相互摩擦,于是水冰发生局部融化,造成岩体滑移。麦克凯农说:“这种机制对于土卫八是非常合理的。”

  土卫八的自转速度很慢,一天长达79个地球日,如此缓慢的自转就意味着土卫八上每天的温度变化周期是非常缓慢的。这种漫长的周期让那些较为深色的物质有时间吸收足够的太阳光并升温。当然,由于土卫八两个半球截然相反的颜色,它深色的一面吸收的阳光当然要比浅色的一面要多得多,因此,正如麦克凯农所说,这样的特殊情况让这个问题变得更加扑朔迷离。

  不过,要说土卫八上的物质被“加热”了其实是言过其实的。因为即便是在土卫八深色的一面靠近赤道的位置,其正午最高温度也就只有大约130K左右(约合-143 °C),而在浅色的一面则仅有大约100K(-173 °C)。

  然而不管其中的原因究竟是什么,土卫八上发生的高速远程滑坡对于一颗冰冻的卫星体而言仍然是非常独特的。麦克凯农表示,在其它类似的冰冻卫星上,仅在木卫四上发现过两次规模中等的物质位移现象,而在土卫九上也存在有限的证据证明这里曾经发生过类似的事件。麦克凯农形容土卫八是一颗拥有“罕见的壮观地形特征”的卫星体,在这样一颗冰冻星球上发生的此类特殊现象毫无疑问地值得我们认真研究。(晨风)