約翰遜航天中心的科學家們解開了水星表面的謎團

美國航天局（NASA）約翰遜航天中心的科學家們已經解開了水星表面有些地方看起來很嶄新但有些地方卻十分有歷史感這一久未解開的謎團。

首張水星地形圖，也稱為數字高程模型(Digital Elevation Mode，DEM)，由信使號探測器拍攝的照片繪製而成，不同的顏色，標記水星表面不同的地勢。

水星上的北部火山平原這一區域是很年輕的，然而其他地區就老氣一些，它是由衝撞坑平原和環形山密布的地形構成。直到現在,人們也沒有對這種異構成分是如何發展的有個很好的解釋。

「我們認為行星們開始很熱，幾乎全部熔融了，」美國航天局博士後研究員、該項科研的首席作者阿斯瑪-邦吉巴爾(Asmaa Boujibar)博士說到。「當他們冷卻下來，會結晶出許多礦物質，在某種情況下，礦物質會分離形成行星地下不同的地質層。」

阿波羅任務時帶回的月球礦物質樣本是個非常好示例。邦吉巴爾(Boujibar)說到：「與此相比，地球就好似沒有這些地質層，要麼是因為礦物質從沒分解過，要麼就是因為地球表面板塊運動，稱為構造，又混合重組了。」至此約翰遜航天中心的科研小組著手於解答關於水星的大問題，了解其內部是否如月球一樣的化學分層，或是與地球同質。先前的研究表明水星表面的異構,地幔組分分層類似於月球。

科研小組在約翰遜的實驗性岩石學實驗室進行了實驗，模擬了行星內部的條件，使科學家在高壓和高溫的環境下進行研究材料。水星是太陽系行星中氧化最少的行星，它的鐵多以金屬或硫化物的形態，而非氧化物存在著。

球粒隕石擁有的合成物類似於太陽，被認為是構建行星岩石的基礎材料。豐富的金屬和降解的（或至少被氧化的）頑火輝石球粒隕石是構建水星基礎材料的最佳候選者。研究人員將頑輝石球粒隕石合成物置於在水星內部深處找到的高壓高溫的環境下。

該小組的研究表明，分層地幔是不需要的。隨著水星內部的同質物，各類大量熔體會從各處深層帶向地表，這樣可以解釋表面的異質化合物。

「關鍵的發現是，通過在唯一一種化合物上改變壓力和溫度，可以製造出在水星表面發現的各種材料」邦吉巴爾(Boujibar)說。」

特別是研究表明水星上年長的地形是由位於核幔邊界深部的物質熔化而形成，而年輕的地形由接近表面的物質形成。在還原條件下，硫溶解到硅酸鹽地幔，也影響了熔化和熔體成分。壓強和硫的組合效應解釋了水星整體非均相表面的組成。

研究結果有著我們對太陽系形成認知的基本含義。他們表明，水星可能是由某一物質材料如頑輝石球粒隕石形成來的。這意味著三大天體–地球、月球和水星–可能是從類似的材料形成來的，這意味著太陽系內部，可能是由相同的物質材料而非我們通常認為的不同物質材料形成而來的。

展望未來，研究人員將尋求了解是否在其歷史早期水星的地幔均質通過了對流，或是從未分層過，為什麼水星有一個比其它行星更大的核心，是否有過一個巨大的衝擊，剝離出地幔的一部分，和是否小行星本身就有巨大的地核。

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