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02 岩质行星 Rocky Planets(第4页)

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图4 500千米宽水星局部图。

太阳光来自右边。

影子标出一个千米级的陡坡,它的一侧有一个开放的字母M的形状。

这是一个名叫猎犬悬崖的古老逆冲断层,它标志着右边(东边)的地面被推到左边(西边)的地面之上。

图中一些陨石坑比这个断层更古老,而另一些则比这个断层更年轻

板块构造似乎是地球特有的。

水星、月球和火星是更容易冷却的较小天体,它们的岩石圈也更厚,这无疑是仅在地球有板块构造的原因之一。

但另一个更重要的因素在于,要使板块具有可移动性,软流圈的顶部需要足够脆弱。

在地球内部,岩石当中含有少量水,这不仅让它们更脆弱,还形成了少量能润滑颗粒边界的熔化物。

金星没有水分,所以它的软流圈是干燥的,岩石圈板块无法在其上自由滑动。

行星的软流圈或是干燥或是非常深厚,这对行星表面产生了两个主要影响:第一个是影响山脉的高度和盆地的深度。

如果山脉和盆地的落差太大,软流圈就会使覆盖在上面的岩石圈流动并弯折,将地形反差度降到足以仅靠岩石圈的强度来支撑。

第二个是影响软流圈带来的大冲击导致的裂纹。

直径几十千米的冲击物以排山倒海之势冲击岩石圈,将其破坏,形成了盆地状的陨石坑,并带有同心裂缝环这一特征。

在较薄的岩石圈中,这些同心裂缝环往往更加致密,因此可以用一些多环碰撞盆地来估计软流圈形成时的深度。

当一颗行星慢慢冷却时,其岩石圈会逐渐变厚。

火山活动

岩浆是熔岩爆发前的名字,它主要有三个产生原因。

热量可以直接作为岩浆的第一个成因,但也是最不重要的一个。

行星岩石圈以下的热量积累缓慢,这可能导致大量的火山活动,行星内部强烈变化的潮汐应力又会造成星体内部的摩擦,导致“潮汐加热”

,形成岩浆。

压力的突然降低也有可能导致熔融,这可能是岩浆的第二个成因,这一情况只发生在大型撞击盆地所在的幔上。

幔的上升区压力降低会导致熔岩部分熔化(例如,导致地球海洋地壳的形成)。

岩浆形成的第三个原因是将水引入地幔或地壳,下层水会降低硅酸盐熔化的初始温度。

地球俯冲带的上方有一串火山,因为被向下拖拽的俯冲板块的岩石中含有水,这些水向上渗入了俯冲板块上的覆盖板块底部。

覆盖板块底部的温度没有热到足以使熔岩直接熔化,但即使温度没有上升,只要引入水,熔岩就会开始熔化。

月球

自从人们通过望远镜看到月球上的火山口,就开始推测月球火山活动。

但他们错了,因为我们现在相当肯定,月球上几乎所有的环形山都是由撞击造成的。

事实上,月球上主要的火山区域是那些曾被认为是干涸海床的黑色区域,尽管它们的名字仍然是mare(发音为mah-ray),意思是“海”

黑色区域的名字的复数是“maria”

(发音为mah-ri-a)。

火山区覆盖了约17%的月球表面,大部分位于月球离我们近的那面,也就是一直面向地球的那个半球。

在这里,与陆地玄武岩成分相似的熔岩已经淹没了大多数多环碰撞盆地。

月海玄武岩的具体喷发口很难确定(图5)。

这些喷发口很明显不是圆锥形火山,很有可能是裂缝。

最有可能的是,炽热的熔岩通过裂缝被膨胀的火山气体喷射到高度超过1千米的地方。

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