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  最遥远的火山在哪里?最古老的火山又是哪一座?当我们匆忙地翻阅地球历史的时候,天文学家已经把视线对准了遥远的外太空,在那些低迷、或是闪烁的星球上,他们寻找到了火山的足迹...

目录

一、月球火山

  在浩瀚的星空中,月球看起来总是如此平静,那里也有火山么?

  的确,月球上没有类似夏威夷或圣.海仑那样的火山。然而,它的表面却被巨大的玄武熔岩(火山熔岩)层所覆盖。

  早期的天文学家认为,月球表面的阴暗区是广阔的海洋,因此,他们称之为"mare",这一词在拉丁语中的意思就是"大海当然这是错误的,这些阴暗区其实是由玄武熔岩构成的平原地带。

  除了玄武熔岩构造,月球的阴暗区,还存在其他火山特征。最突出的,例如蜿蜒的月面沟纹、黑色的沉积物、火山园顶和火山锥。不过,这些特征都不显著,只是月球表面火山痕迹的一小部分。

  与地球火山相比,月球火山可谓老态龙钟。大部分月球火山的年龄在30-40亿年之间;典型的阴暗区平原,年龄为35亿年;最年轻的月球火山也有1亿年的历史。而在地质年代中,地球火山属于青年时期,一般年龄皆小于10万年。地球上最古老的岩层只有3.9亿年的历史,年龄最大的海底玄武岩仅有200万岁。年轻的地球火山仍然十分活跃,而月球却没有任何新近的火山和地质活动迹象,因此,天文学家称月球是"熄灭了"的星球。

  地球火山多呈链状分布。例如安底斯山脉,火山链勾勒出一个岩石圈板块的边缘。夏威夷岛上的山脉链,则显示板块活动的热区。月球上没有板块构造的迹象。(右图)典型的月球火山多出现在巨大古老的冲击坑底部。因此,大部分月球阴暗区都呈圆形外观。冲击盆地的边缘往往环绕着山脉,包围着阴暗区。

  月球阴暗区主要出现在月球较远的一侧。几乎覆盖了这一侧的1/3面积。而在较远一侧,阴暗区的面积仅占2%。然而,较远一侧的地势相对更高,地壳也较厚。由此可见,控制月球火山作用的主要因素是地表高度和地壳厚度。

  月球的地心引力仅为地球的1/6,这意味着月球火山熔岩的流动阻力,较地球更小,熔岩行进更为流畅。这就可以解释,为什么月球阴暗区的表面大都平坦而光滑。同时,流畅的熔岩流很容易扩散开,因而形成巨大的玄武岩平原。此外,地心引力小,使得喷发出的火山灰碎片能够落得更远。因此,月球火山的喷发,只形成了宽阔平坦的熔岩平原,而非类似地球形态的火山锥。这也是月球上没有发现大型火山的原因之一。

  月球上没溶解的水。月球阴暗区是完全干涸的。而水在地球熔岩中是最常见的气体,是激起地球火山强烈喷发的重要因素之一。因此,科学家认为缺乏水分,也对月球火山活动产生巨大影响。具体的说,没有水,月球火山的喷发就不会那么强烈,熔岩或许仅仅是平静流畅地涌出地面。

二、火星火山

  火星,既然有"火",那一定也有火山存在了?

  答案是肯定的,事实上,火星拥有太阳系中最大的盾状火山。同时,科学家还在火星表面发现了大量火山的痕迹,包括火山锥、罕见的Patera构造、类似月球阴暗区的火山平原,以及许多其他的细小特征。

  尽管如此,火星火山的数量却不多,迄今为止,已被命名的火山只有不到20个,而其中,也只有5个呈巨大的盾形。火星火山主要分布在3个地区:Tharsis地区--最主要的火山群和熔岩平原;Elysium地区拥有由3个火山组成的小火山群;还有一些Patera构造的火山群则靠近Hellas冲击盆地。

  与月球火山一样,火星火山非常古老。火星上类似月球阴暗区的平原年龄也在3-3.5亿年之间。不过,火星火山的活动过程似乎较月球更为长久,而且火山活动会随着时间的推移而改变。位于Patera构造高地,以及火山平原的火山活动,早在3亿年前就停止了,但一些小型盾状火山和火山锥却是在2亿年前发生喷发。大型的盾状火山更加年轻,它们形成于1-2亿年前。Olympus火山上最年轻的熔岩流仅有2千万-2亿年的历史。不过,这些熔岩流规模很小,或许它们就是火星火山活动的最后喘息记录。因此,今天,想要在火星上发现活火山,机会微乎其微。

  正如月球,火星上也没有板块构造的迹象。这里没有冗长的山脉,没有类似地球的火山分布链。一半以上的火星表面是深深的冲击坑,与月球较远的一侧十分相似。然而,与月球不同的是,大部分火星火山分布在冲击盆地之外。而类似月球阴暗面的火山平原也多数靠近大型火山。这些火山平原的地势较高,但在地势低洼处也有火山平原存在,不过,低地和盆地的地表往往被厚厚的尘埃与沉积物覆盖。这些都是风、冰河以及洪水作用的结果,极有可能掩盖了一些发生在低地的火山痕迹。

  Olympus火山是一座死火山,它是迄今为止所发现的太阳系中最大的火山。它从火星地表巍峨升起,高打16.5英里,底部直径372英里,位于中心的深坑直径也有40英里。

三、金星火山

  金星上可谓火山密布,是太阳系中拥有火山数量最多的行星。业已发现的大型火山和火山特征有1600多处。此外,还有无数的小火山,没有人计算过它们的数量,估计总数超过10万,甚至100万。

  金星火山造型各异。除了较普遍的盾状火山,这里还有很多复杂的火山特征,和特殊的火山构造。目前为止,科学家在此尚未发现活火山,但是由于研究数据有限,因此,尽管大部分金星火山早已熄灭,仍不排除小部分依然活跃的可能性。

  金星与地球有许多共同处。它们大小、体积接近。金星也是太阳系中离地球最近的行星,也被云层和厚厚的大气层所包围。同地球一样,金星的地表年龄也非常年轻,约5亿年左右。

  不过这些基本的类似中,也存在很多不同点。金星的大气成分多为二氧化碳,因此它的地表具有强烈的温室效应,其表面的温度可高达摄氏470度。此外,金星表面气压约为地球海平面气压的90倍。这差不多相当于地球海面下一公里处的水压。

  金星地表没有水,空气中也没有水份存在,其云层的主要成分是硫磺酸,而且较地球云层的高度高得多。由于大气高压,金星上的风速也相应缓慢。这就是说,金星地表既不会受到风的影响也没有雨水的冲刷。因此,金星的火山特征能够清晰地保持很长一段时间。

  金星没有板块构造,没有线性的火山链,没有明显的板块消亡地带。尽管金星上峡谷纵横,但没有那一条看起来类似地球的海沟。

  迹象表明,金星火山的喷发形式也较为单一。凝固的熔岩层显示,大部分金星火山喷发时,只是流出的熔岩流。没有剧烈爆发、喷射火山灰的迹象,甚至熔岩也不似地球熔岩那般泥泞粘质。这种现象不难理解。由于大气高压,爆炸性的火山喷发,熔岩中需要有巨大量的气体成分。在地球上,促使熔岩剧烈喷发的主要气体是水气,而金星上缺乏水分子。另外,地球上绝大部分粘质熔岩流和火山灰喷发都发生在板块消亡地带。因此,缺乏板块消亡带,也大大减少了金星火山猛烈爆发的几率。

  金星上的大型盾状火山:

  金星有150多处大型盾状火山。这些盾状直径多在100公里至600公里之间,高度约有0.3-5公里。其中最大的一座,直径700公里,高度5.5公里。比起地球上的盾状火山,金星火山显得更加平坦。事实上,最大的金星盾状火山,其基底直径已经接近火星上的Olympus火山,但是由于高度不足,体积比起Olympus要小得多。

  火星盾状火山与地球上的盾状火山有相似之处。它们大都被长长的呈放射状的熔岩流所覆盖,坡度平缓。大部分火山中心有喷射孔。因此,科学家猜测这些盾状是由玄武岩构成的,类似夏威夷的火山。

  金星上的盾状火山分布零散,并不象地球上的火山链。这说明金星没有活跃的板块构造。

  金星上的小型盾状火山:

  金星约有10万个直径小于20公里的小型盾状火山。这些火山通常成串分布,被称为盾状地带。已被科学家在地图上标出的盾状地带,超过550个,多数直径在100-200公里之间。盾状地带分布广泛,主要出现在低洼平原或低地的丘陵处。科学家发现,许多盾状地带已经被更新的熔岩平原覆盖,因此他们推测,盾状地带的年龄非常古老,可能形成于火山活动初期。

四、Io火山

  Io是木星的第二卫星,大小和密度与月球相当。Io是迄今为止所发现的太阳系中火山最活跃的星球。火山爆发在Io上强烈而频繁,星球表面每1百万年就会沉积100米厚的火成碎屑物。而我们地球上的海底火山要持续喷发8千万年,才有可能浮出水面。在其他星球上,冲击坑比比皆是,而Io的照片上却找不到冲击盆地的痕迹。Io表面没有冲击盆地么?当然不是,由于频繁的火山喷发,冲击坑早已经被火山尘埃所掩盖。

  这张Io的照片经过了颜色加强处理,我们因而能够清晰地辨别星球的表面地形。照片上Io表面的红色,却不是夸张,这些或深或浅的红斑,与Io火山的新近喷发有密切联系。左边那个最突出的红色椭圆形当中,是Io星球上著名的Pele火山。

  科学家普遍认为,Io具有层里结构,就象地球的构造。但到底有多少层、这些层又分别由何种物质构成,尚待继续考察研究。木星巨大的引力导致Io星球内部升温。大部分热量集中在约厚50-100公里的岩流圈。其次,地层的深处,也有一部分热量。岩熔可能发生在岩石圈的基底。

  科学家在Io星球表面发现了三种地形:

  山脉:Io星球上的山脉崎岖而孤立。它们被一块块的平原分隔。山脉面积仅占Io星球表面的2%。一般山脉长度在9公里左右,也有个别的山脉延伸到100公里以外。尽管这些山脉的表层都被硫磺物质覆盖,但它们的起源并不是火山,其年代可能比火山和平原更为古老。山脉上可以发现地质构造和侵蚀过程的痕迹。Io山脉的存在暗示这个星球拥有一个坚硬的岩石圈,其厚度可能达到30公里。

  平原:大约40%的Io星球表面被平原所覆盖,从天文照片上看,这些平原仿佛是浅浮雕,或亮或暗。关于Io平原的形成,有两种猜测,一是由火山喷发出的火成碎屑物沉积形成的覆盖层,二是由不同成分、不同年代的熔岩流凝固形成的。在一些平原的边缘,可以发现层积的迹象。

  Io平原也包括高原,它们平坦的顶部,部分地区呈现出150-170米的悬崖。这些悬崖是Io星球上的侵蚀迹象之一。

  火山:尽管Io星球火山活动活跃,但其火山口地形只占星球表面总面积的5%。迄今为止,科学家已经发现了约500-700个火山口,但是在过去10年间,大部分火山活动仅局限于4个火山口。从这4个火山口爆发的频率和释放的能量都巨大无比。其中,Io星球上最大的火山口直径超过250公里,它靠近Io星球的赤道附近。

  低矮、平缓的火山口在Io星球上非常普遍。它们流出的熔岩流常常覆盖了附近巨大的面积,延伸可达到700公里。这种现象说明,Io火山的熔岩黏度低,而喷发速度非常快,天文望远镜曾经观测到Io火山的一次喷发,岩浆喷射高度竟高达140公里,而喷发速度达到每秒500-1000米。

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