科学家发现冰火山导致冥王星的地貌改变

先前科学家认为冥王星是寒冷死寂的星球，但2015年新视野号太空船飞越冥王星时，发现它相当複杂且活跃。科学家获取新视野号资料相当不易，为受限于距离和其它限制，数据传输仅每秒1000 bit，所以科学家仍持续在研究太空船七部科学仪器所提供超过6 GB的数据。美国西南研究院的行星科学家研究显示冥王星曾经历了多次改变它地貌的冰火山活动，并塑造其表面外观。

冰火山地形主要位于冥王星史波尼克平原（Sputnik Planitia）的西南方，包含多个高度达一至七公里、宽度为三十至一百公里的大圆丘，有的还会合併形成更複杂的结构。最高的圆丘几乎和夏威夷的冒纳罗亚火山（Mauna Loa）一样高，由于该地区没有陨石坑，显示该地区的地质上很年轻，估计该地区的地质年龄可能不超过十到二十亿年，甚至有些地区的年龄可能不到二亿年。科学家认为该地区的地质年轻，并出现冰火山特徵，证明冥王星的内部在近期是温暖的，并造成内部对流使富含水冰的物质沉积在表面上。

由于冥王星的表面太冷，温度约为摄氏零下240度至零下215度，因此在低温下，纯水冰通常应该形成固体的基岩。但视野号太空船观测到冥王星表面有氨化合物，由于氨具有抗冻的特性而造成流体。研究人员认为冰火山口物质流到冥王星表面时，像冰与水的泥泞混合物，且黏稠程度如牙膏，或是如地球上的冰河一样缓慢移动。不过冥王星的表面温度与大气压力都非常低，以至于在相对较短的地质时间尺度上，流体在表面仍会冻结。

这些冰火山特徵对研究冥王星的行星科学家来说是个难题。因为来自冥王星内部的热流非常小，但是该地区没有明确的撞击陨石坑，显示冰火山喷发一定是在近期发生，表示冥王星比预期活跃。先前在2019年的另外一项研究显示，冥王星在地下海洋和外部冰壳之间可能存在一层气体水合物，可以使地下海洋隔绝热和保持液态。如果没有那个绝缘层，液态水都可能在数百万至数十亿年前就冻结了。若海洋的热穿过水合物层释放，它可能会导致低温火山流。太阳系中许多冰冷卫星和古柏带（Kuiper Belt）天体也可能有这种水合物层而存在地下海洋，甚至有机会存在生命。不过，对于生活在冥王星上的微生物来说，生活真是巨大的挑战。

【图：美国西南研究院；文：节录自台北市立天文科学教育馆网页】研究全文刊登在2022年3月29日出版的《自然-通讯》期刊；标题是：Large-scale cryovolcanic resurfacing on Pluto

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