基本介紹
- 中文名:宇宙火山
- 外文名:The volcano
- 存在1:月球火山
- 存在2:火星火山
- 存在3:金星火山
- 存在4:Io火山
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月球火山
存在
在浩瀚的星空中,月球看起來總是如此平靜,那裡也有火山么?
的確,月球上沒有類似夏威夷或聖.海侖那樣的火山。然而,它的表面卻被巨大的玄武熔岩(火山熔岩)層所覆蓋。
早期的天文學家認為,月球表面的陰暗區是廣闊的海洋,因此,他們稱之為"mare",這一詞在拉丁語中的意思就是"大海”,當然這是錯誤的,這些陰暗區其實是由玄武熔岩構成的平原地帶。
除了玄武熔岩構造,月球的陰暗區,還存在其他火山特徵。
最突出的,例如蜿蜒的月面溝紋、黑色的沉積物、火山園頂和火山錐。不過,這些特徵都不顯著,只是月球表面火山痕跡的一
小部分。
概況
與地球火山相比,月球火山可謂老態龍鐘。
大部分月球火山的年齡在30-40億年之間;典型的陰暗區平原,年齡為35億年;最年輕的月球火山也有1億年的歷史。
而在地質年代中,地球火山屬於青年時期,一般年齡皆小於10萬年。
地球上最古老的岩層只有3.9億年的歷史,年齡最大的海底玄武岩僅有200萬歲。年輕的地球火山仍然十分活躍,而月球卻沒有任何新近的火山和地質活動跡象,因此,天文學家稱月球是"熄滅了"的星球。
地球火山多呈鏈狀分布。例如安底斯山脈,火山鏈勾勒出一個岩石圈板塊的邊緣。夏威夷島上的山脈鏈,則顯示板塊活動的熱區。
月球上沒有板塊構造的跡象。(右圖)典型的月球火山多出現在巨大古老的衝擊坑底部。因此,大部分月球陰暗區都呈圓形外觀。
衝擊盆地的邊緣往往環繞著山脈,包圍著陰暗區。
月球陰暗區主要出現在月球較遠的一側。幾乎覆蓋了這一側的1/3面積。而在較遠一側,陰暗區的面積僅占2%。
然而,較遠一側的地勢相對更高,地殼也較厚。由此可見,控制月球火山作用的主要因素是地表高度和地殼厚度。
解釋
月球的引力僅為地球的1/6,這意味著月球火山熔岩的流動阻力,較地球更小,熔岩行進更為流暢。這就可以解釋,為什麼月球陰暗區的表面大都平坦而光滑。
同時,流暢的熔岩流很容易擴散開,因而形成巨大的玄武岩平原。此外,引力小,使得噴發出的火山灰碎片能夠落得更遠。
因此,月球火山的噴發,只形成了寬闊平坦的熔岩平原,而非類似地球形態的火山錐。這也是月球上沒有發現大型火山的原因之一。
月球上沒溶解的水。月球陰暗區是完全乾涸的。而水在地球熔岩中是最常見的氣體,是激起地球火山強烈噴發的重要因素之一。
因此,科學家認為缺乏水分,也對月球火山活動產生巨大影響。具體的說,沒有水,月球火山的噴發就不會那么強烈,熔岩或許僅僅是平靜流暢地湧出地面。
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,事實上,火星擁有太陽系中最大的盾狀火山。
同時,科學家還在火星表面發現了大量火山的痕跡,包括火山錐、罕見的Patera構造、類似月球陰暗區的火山平原,以及許多其他的細小特徵。
儘管如此,火星火山的數量卻不多,迄今為止,已被命名的火山只有不到20個,而其中,也只有5個呈巨大的盾形。
火星火山主要分布在3個地區:Tharsis地區--最主要的火山群和熔岩平原;Elysium地區擁有由3個火山組成的小火山群;還有一些Patera構造的火山群則靠近Hellas衝擊盆地。
與月球火山一樣,火星火山非常古老。
火星上類似月球陰暗區的平原年齡也在3-3.5億年之間。不過,火星火山的活動過程似乎較月球更為長久,而且火山活動會隨著時間的推移而改變。
位於Patera構造高地,以及火山平原的火山活動,早在3億年前就停止了,但一些小型盾狀火山和火山錐卻是在2億年前發生噴發。
大型的盾狀火山更加年輕,它們形成於1-2億年前。Olympus火山上最年輕的熔岩流僅有2千萬-2億年的歷史。
不過,這些熔岩流規模很小,或許它們就是火星火山活動的最後喘息記錄。因此,今天,想要在火星上發現活火山,機會微乎其微。
正如月球,火星上也沒有板塊構造的跡象。這裡沒有冗長的山脈,沒有類似地球的火山分布鏈。一半以上的火星表面是深深的衝擊坑,與月球較遠的一側十分相似。
然而,與月球不同的是,大部分火星火山分布在衝擊盆地之外。而類似月球陰暗面的火山平原也多數靠近大型火山。
這些火山平原的地勢較高,但在地勢低洼處也有火山平原存在,不過,低地和盆地的地表往往被厚厚的塵埃與沉積物覆蓋。這些都是風、冰河以及洪水作用的結果,極有可能掩蓋了一些發生在低地的火山痕跡。
Olympus火山是一座死火山,它是迄今為止所發現的太陽系中最大的火山。它從火星地表巍峨升起,高打16.5英里,底部直徑372英里,位於中心的深坑直徑也有40英里。
金星火山
簡介
金星上可謂火山密布,是太陽系中擁有火山數量最多的行星。業已發現的大型火山和火山特徵有1600多處。此外,還有無數的小火山,沒有人計算過它們的數量,估計總數超過10萬,甚至100萬。
形態
金星火山造型各異。除了較普遍的盾狀火山,這裡還有很多複雜的火山特徵,和特殊的火山構造。目前為止,科學家在此尚未發現活火山,但是由於研究數據有限,因此,儘管大部分金星火山早已熄滅,仍不排除小部分依然活躍的可能性。
共同點
金星與地球有許多共同處。它們大小、體積接近。金星也是太陽系中離地球最近的行星,也被雲層和厚厚的大氣層所包圍。同地球一樣,金星的地表年齡也非常年輕,約5億年左右。
不過這些基本的類似中,也存在很多不同點。金星的大氣成分多為二氧化碳,因此它的地表具有強烈的溫室效應,其表面的溫度可高達攝氏470度。此外,金星表面氣壓約為地球海平面氣壓的90倍。這差不多相當於地球海面下一公里處的水壓。
環境特點
金星地表沒有水,空氣中也沒有水份存在,其雲層的主要成分是硫磺酸,而且較地球雲層的高度高得多。由於大氣高壓,金星上的風速也相應緩慢。這就是說,金星地表既不會受到風的影響也沒有雨水的沖刷。因此,金星的火山特徵能夠清晰地保持很長一段時間。
金星沒有板塊構造,沒有線性的火山鏈,沒有明顯的板塊消亡地帶。儘管金星上峽谷縱橫,但沒有那一條看起來類似地球的海溝。
噴發形式
跡象表明,金星火山的噴發形式也較為單一。凝固的熔岩層顯示,大部分金星火山噴發時,只是流出的熔岩流。沒有劇烈爆發、噴射火山灰的跡象,甚至熔岩也不似地球熔岩那般泥濘粘質。這種現象不難理解。由於大氣高壓,爆炸性的火山噴發,熔岩中需要有巨大量的氣體成分。在地球上,促使熔岩劇烈噴發的主要氣體是水氣,而金星上缺乏水分子。另外,地球上絕大部分粘質熔岩流和火山灰噴發都發生在板塊消亡地帶。因此,缺乏板塊消亡帶,也大大減少了金星火山猛烈爆發的幾率。
盾狀火山
金星上的大型盾狀火山:
金星有150多處大型盾狀火山。這些盾狀直徑多在100公里至600公里之間,高度約有0.3-5公里。其中最大的一座,直徑700公里,高度5.5公里。比起地球上的盾狀火山,金星火山顯得更加平坦。事實上,最大的金星盾狀火山,其基底直徑已經接近火星上的Olympus火山,但是由於高度不足,體積比起Olympus要小得多。
火星盾狀火山與地球上的盾狀火山有相似之處。它們大都被長長的呈放射狀的熔岩流所覆蓋,坡度平緩。大部分火山中心有噴射孔。因此,科學家猜測這些盾狀是由玄武岩構成的,類似夏威夷的火山。
金星上的盾狀火山分布零散,並不象地球上的火山鏈。這說明金星沒有活躍的板塊構造。
金星上的小型盾狀火山:
金星約有10萬個直徑小於20公里的小型盾狀火山。這些火山通常成串分布,被稱為盾狀地帶。已被科學家在地圖上標出的盾狀地帶,超過550個,多數直徑在100-200公里之間。盾狀地帶分布廣泛,主要出現在低洼平原或低地的丘陵處。科學家發現,許多盾狀地帶已經被更新的熔岩平原覆蓋,因此他們推測,盾狀地帶的年齡非常古老,可能形成於火山活動初期。
Io火山
Io是木星的第二衛星,大小和密度與月球相當。Io是迄今為止所發現的太陽系中火山最活躍的星球。火山爆發在Io上強烈而頻繁,星球表面每1百萬年就會沉積100米厚的火成碎屑物。而我們地球上的海底火山要持續噴發8千萬年,才有可能浮出水面。在其他星球上,衝擊坑比比皆是,而Io的照片上卻找不到衝擊盆地的痕跡。Io表面沒有衝擊盆地么?當然不是,由於頻繁的火山噴發,衝擊坑早已經被火山塵埃所掩蓋。
這張Io的照片經過了顏色加強處理,我們因而能夠清晰地辨別星球的表面地形。照片上Io表面的紅色,卻不是誇張,這些或深或淺的紅斑,與Io火山的新近噴發有密切聯繫。左邊那個最突出的紅色橢圓形當中,是Io星球上著名的Pele火山。
科學家普遍認為,Io具有層里結構,就象地球的構造。但到底有多少層、這些層又分別由何種物質構成,尚待繼續考察研究。木星巨大的引力導致Io星球內部升溫。大部分熱量集中在約厚50-100公里的岩流圈。其次,地層的深處,也有一部分熱量。岩熔可能發生在岩石圈的基底。
科學家在Io星球表面發現了三種地形:
山脈:Io星球上的山脈崎嶇而孤立。它們被一塊塊的平原分隔。山脈面積僅占Io星球表面的2%。一般山脈長度在9公里左右,也有個別的山脈延伸到100公里以外。儘管這些山脈的表層都被硫磺物質覆蓋,但它們的起源並不是火山,其年代可能比火山和平原更為古老。山脈上可以發現地質構造和侵蝕過程的痕跡。Io山脈的存在暗示這個星球擁有一個堅硬的岩石圈,其厚度可能達到30公里。
平原:大約40%的Io星球表面被平原所覆蓋,從天文照片上看,這些平原仿佛是淺浮雕,或亮或暗。關於Io平原的形成,有兩種猜測,一是由火山噴發出的火成碎屑物沉積形成的覆蓋層,二是由不同成分、不同年代的熔岩流凝固形成的。在一些平原的邊緣,可以發現層積的跡象。
Io平原也包括高原,它們平坦的頂部,部分地區呈現出150-170米的懸崖。這些懸崖是Io星球上的侵蝕跡象之一。
火山:儘管Io星球火山活動活躍,但其火山口地形只占星球表面總面積的5%。迄今為止,科學家已經發現了約500-700個火山口,但是在過去10年間,大部分火山活動僅局限於4個火山口。從這4個火山口爆發的頻率和釋放的能量都巨大無比。其中,Io星球上最大的火山口直徑超過250公里,它靠近Io星球的赤道附近。
低矮、平緩的火山口在Io星球上非常普遍。它們流出的熔岩流常常覆蓋了附近巨大的面積,延伸可達到700公里。這種現象說明,Io火山的熔岩黏度低,而噴發速度非常快,天文望遠鏡曾經觀測到Io火山的一次噴發,岩漿噴射高度竟高達140公里,而噴發速度達到每秒500-1000米。