最近對美國國家航空暨太空總署麥哲倫雷達數據的分析表明，金星在1990年代初有兩次火山爆發，這是對先前發現的火山活動的補充。這些發現表明，金星的火山活動可能比以前認為的更強烈和頻繁，這表明金星的地質歷史充滿活力，與地球的地質歷史形成鮮明對比。

這個由電腦生成的金星表面三維模型顯示了西夫蒙斯火山，該火山有持續活動的跡象。義大利研究人員利用美國太空總署麥哲倫任務提供的數據，在20 世紀90 年代初太空船繞金星運行時探測到了火山爆發的證據。圖片來源：NASA/JPL-Caltech

這是第二次觀測到金星近期火山活動的直接地質證據。義大利的科學家分析了美國國家航空暨太空總署麥哲倫任務的檔案數據，揭示了金星表面的變化，這些變化顯示了新岩石的形成，而這些新岩石是由熔岩流形成的，熔岩流與金星軌道上的火山爆發有關。

麥哲倫號”由美國宇航局位於南加州的噴氣推進實驗室（JPL）管理，它在1990 年至1992 年期間繪製了金星表面98% 的地圖，其生成的圖像是迄今為止金星上最詳細的圖像。

「以這些地圖為指導，我們的研究結果表明，金星上的火山活動可能遠比以前想像的要活躍，」領導這項研究的意大利佩斯卡拉達農齊奧大學的達維德-蘇爾卡內塞說。 “透過分析我們在金星上兩個地點觀測到的熔岩流，我們發現金星上的火山活動可能與地球上的火山活動相當”。

在這個由電腦產生的金星表面三維透視圖中，顯示的是馬特蒙斯（Maat Mons）。視角位於馬特蒙斯以北634 公里（393 英里）處，高出地形3 公里（2 英里）。熔岩流在前景所示的斷裂平原上綿延數百公里，一直延伸到Maat Mons的底部。美國太空總署麥哲倫任務合成孔徑雷達資料與雷達測高結合，繪製出了地表的三維地圖。此視角中的垂直比例尺誇大了10 倍。資料來源：NASA/JPL

麥哲倫號合成孔徑雷達的圖像顯示，金星赤道附近與馬特蒙斯火山相關的一個噴口發生了變化。這些雷達影像被證明是金星近期火山爆發的首個直接證據。透過比較麥哲倫雷達影像的時間變化，2023 年研究報告的作者發現了金星地表下熔岩外流造成的變化，這些熔岩填滿了噴口的火山口，並沿著噴口的斜坡溢出。

科學家透過研究活火山來了解行星內部如何塑造其地殼、推動其演化並影響其宜居性。最近在金星上發現的火山活動為了解金星的歷史以及金星為什麼會走上與地球不同的進化道路提供了寶貴的資料。

雷達背向散射

在這項發表在《自然-天文學》雜誌上的新研究中，研究人員也關注了麥哲倫合成孔徑雷達的檔案資料。雷達發出的無線電波穿過金星厚厚的雲層，然後從金星表面彈回太空船。這些反射的雷達訊號被稱為”反向散射”，攜帶著它們遇到的岩石表面物質的資訊。

研究的兩個地點分別是Eistla Regio 的Sif Mons 火山和Niobe Planitia 的西部，那裡有許多火山地形。透過分析1990 年和1992 年從這兩個地點接收到的反向散射數據，研究人員發現，在後來的軌道上，雷達訊號強度沿著某些路徑增加。這些變化顯示有新的岩石形成，很可能是這兩年期間火山活動產生的凝固熔岩。但他們也考慮了其他可能性，如存在微沙丘（由風吹沙形成）和可能幹擾雷達訊號的大氣效應。

這張麥哲倫全解析度馬賽克照片以北緯12.3 度、東經8.3 度為中心，顯示了金星埃斯特拉地區160 公里（96 英里）乘250 公里（150 英里）的區域。突出的圓形特徵是火山圓頂，直徑65 公里（39 英里），頂部寬闊平坦，高度不到1 公里（0.6 英里）。它們有時被稱為”薄餅”穹頂，是金星上由粘性熔岩形成的一類獨特的火山噴出物。這些地形中常見的裂縫和凹坑是熔岩冷卻和流出的結果。黏性較低的熔岩流從東北方向的穹頂噴向影像西南角的另一個大穹頂。圖片來源：NASA/JPL

為了幫助確認新岩石，研究人員分析了麥哲倫號的測高（地表高度）數據，以確定地形的坡度和熔岩流過的障礙物位置。

研究報告的合著者、羅馬薩皮恩扎大學的馬爾科-馬斯特羅吉塞佩（Marco Mastrogiuseppe）說：”我們將這些信號解釋為沿著斜坡或火山平原流動的熔岩流，它們可以像流體一樣繞過盾狀火山等障礙物。 “在排除了其他可能性之後，我們確認我們的最佳解釋是，這些是新的熔岩流。 “

以地球上的岩流作為對比，研究人員估計這兩個地方噴發出的新岩石平均深度在10 到66 英尺（3 到20 公尺）之間。他們還估計，Sif Mons 火山爆發產生了大約12 平方英里（30 平方公里）的岩石，足以填滿至少36,000 個奧林匹克大小的游泳池。 Niobe Planitia 火山爆發產生了約17 平方英里（45 平方公里）的岩石，足以填滿54000 個奧林匹克游泳池。相較之下，地球上最大的活火山夏威夷莫納羅亞火山2022 年的噴發產生的熔岩流足以填滿10 萬個奧林匹克游泳池。

「這項令人興奮的工作提供了金星上新熔岩流火山變化的另一個例子，增強了羅伯特-赫里克博士和我去年報告的噴口變化，”JPL高級研究科學家、2023年研究的共同作者亨斯利（Scott Hensley）說。 “這一結果，再加上先前發現的當今地質活動，讓行星科學界更加期待未來的金星任務。”

在開始金星之旅之前，美國太空總署的麥哲倫號太空船在地球軌道上由亞特蘭提斯號太空梭的STS-30 任務釋放。 1989年5月4日拍攝的這張照片顯示，麥哲倫號是第一艘從太空梭上發射的行星太空船。圖片來源：美國國家航空暨太空總署

了解火山

亨斯利是美國國家航空暨太空總署（NASA）即將進行的VERITAS任務的計畫科學家，而馬斯特羅吉塞佩則是其科學團隊的成員。 VERITAS是金星發射率、無線電科學、合成孔徑雷達、地形學和光譜學的縮寫，計劃於下個十年初發射，使用最先進的合成孔徑雷達繪製三維全球地圖，並使用近紅外光譜儀了解金星表面由什麼構成，同時追蹤火山活動。此外，該太空船還將測量金星的引力場，以確定其內部結構。

JPL 高級科學家兼VERITAS 首席研究員蘇珊娜-斯姆雷卡（Suzanne Smrekar）說：”我們的國際同行對金星近期火山活動的這些新發現，為我們在VERITAS 到達金星後應該瞄準的區域類型提供了令人信服的證據。徹底改變我們對這個神秘世界的認識提供了巨大的潛力”。

參考文獻：Davide Sulcanese、Giuseppe Mitri 和Marco Mastrogiuseppe 所著《麥哲倫雷達揭示金星上持續火山活動的證據》，2024 年5 月27 日，《自然-天文學》。

DOI: 10.1038/s41550-024-02272-1

美國國家航空暨太空總署（NASA）的VERITAS任務是2021年根據NASA的發現計畫所選定的。任務合作夥伴包括洛克希德-馬丁航太公司、義大利航太局、德國航空航天中心和法國國家太空研究中心。發現計畫由位於阿拉巴馬州亨茨維爾的美國國家航空暨太空總署馬歇爾太空飛行中心的行星任務計畫辦公室負責管理，隸屬於位於華盛頓的美國國家航空暨太空總署科學任務局行星科學部。

編譯來源：ScitechDaily