火山

       對于我們每個人來說

       都不是一個陌生的詞語

       雖然中國大部分屬于平原地帶

       但在這個信息全球化的時代

       我們在網絡上隨處可見這種火山噴發

       也不乏有一些人

       出國旅游時就有幸目睹過火山爆發的壯觀景象
 

圣海倫斯火山（Mount St Helen's），美國華盛頓
 

       當然，小編是沒見過火山的啦，

       但是，

       俗話說得好，

       咱沒吃過豬肉，還沒見過豬跑嗎，對不對...

       作為一枚地質人，

       還是要以科學嚴謹的態度給它來個定義：

       火山（volcano）：

       是巖漿活動穿過地殼，到達地面或伴隨水汽和灰渣噴出地表，形成特殊結構的錐狀等形狀的山體。
 

Santa Ana火山，薩爾瓦多
 

       火山可以分為死火山和活火山。

       也可以根據噴發產物與形態

       分為盾火山（Shield volcano）

       層火山（Stratovolcano）也稱復合火山（composite volcano）等。
 

陸上火山類型圖
 

       除了陸上火山外

       還有其他類型的

       比如

       海底火山（submarine volcano）

       冰下火山（subglacial volcano）等。
 

       那么問題來了：

       外星上有沒有火山呢？它們又長啥樣哩？
 

太陽系的火山
 

       首先，

       什么是太陽系火山？

       近百年來，人們對“上天”的想法從未停下過腳步，
 

        通過發射太空飛行器對外星天體的觀測，

       人們發現：

       在太陽系的一些行星包括它們的衛星上都分布有火山活動的痕跡。

       比如，

       月球上有大片覆蓋著遠古熔巖流的區域；

       金星的表面覆蓋著大量表征火山活動的火成巖；

       火星上也有類火山地貌，

       比如奧林匹斯山（Olympus Mons）

       和塔爾西斯高地（Tharsis Rise）；
 

該圖為火星上的奧林匹斯山（Olympus Mons），它是目前為止人類所觀測到的最高峰，有15英里高，足足比珠穆朗瑪峰高3倍！
 

       目前為止人類所發現的外星火山地貌

       大多形成于太陽系的早期，

       那時候大部分的天體溫度比較高，

       內部活動比較劇烈，

       故易產生火山噴發。

       其次，

       什么是冰火山？

       冰火山（Cryovolcano / Ice Volcano）：

       是一種低溫型火山，其噴發揮發物不是熔融的巖石，而是冰冷的液體或凍結的氣體，如水、氨氣或甲烷等。
 

冰火山噴發假想圖
 

       太陽附近的天體也是巖石

       故產生的巖漿大多類似于地球上看到的硅酸鹽巖漿。

       然而，

       其中的一些天體上

       除了硅酸鹽巖石外

       還觀測到含有大量的低溫氣體。

       這些天體通常存在這種類型的冰火山。

       通過觀察，

       太陽系中有很多天體已經確認或已推測出

       曾有過火山活動。

       接下來，

       小編就給大家介紹三種除地球外

       擁有冰火山地貌的天體：


 

木衛一 Io
 

       ①火山活動最活躍的天體：

       木衛一（Jupiter's Moon Io）

       木衛一Io是木星的一顆衛星，是迄今為止太陽系中所發現的火山活動最活躍的天體。

       木衛一是一個非常小的衛星，受木星和木星其他衛星的巨大引力所制衡。

       木星對木衛一產生強烈的引力作用，使得木衛一因強烈的內部潮汐（internal tides）而發生持續變形。同時，這些潮汐會產生巨大的內部摩擦，這種摩擦使其內部升溫，從而導致了強烈的火山活動。

該圖為2013年來自加州大學伯克利分校的Katherine de Kleer所拍攝的木衛一上的一次火山噴發過程。據觀測，此次噴發使得木衛一表面數百英里的地方都被熾熱的熔巖所覆蓋。

 

該動畫為木衛一Io上一處名為Tvashtar的冰火山，是美國NASA局的新視野號（New Horizons）飛船所拍攝到的圖像，記錄了該火山的爆發過程。據估計，此次噴發高達180多英里。


 

海衛一 Triton


 

       海衛一（Neptune’s Moon Triton）

       海衛一Triton是海王星的一顆衛星，是太陽系中第一個被觀測到有冰火山的天體。

       1989年，由美國國家航空航天局（NASA）發射的旅行者2號（Voyager 2）探測器途經海衛一時，在高達5英里的高空觀測到了氮氣和一些似塵埃物質的噴發。

       這些噴發造就了海衛一光滑的表面，因為氣體凝結并降落到表面，形成一層似雪狀厚層，就仿佛其表面鋪了一層厚厚的“白地毯”。

海衛一Triton表面的火山痕跡

 

       太陽輻射穿透了海衛一表面的冰，加熱了下面的黑暗質層。

       這些被困在深部的熱量加熱地表下的氮氣，使其向上蒸發并發生膨脹，最終通過表面的冰層噴發出來。

土衛二 Enceladus

 

       ③火山活動記錄最完整的天體：

       土衛二（Saturn's Moon Enceladus）

       土衛二Enceladus是土星的一顆衛星，是太陽系中唯一一個完整記錄其火山活動的天體。

       2005年，美國NASA局的卡西尼號（Cassini）飛行器首次觀測到了土衛二。

       該飛行器實際上飛過了其上的一個低溫火山口，觀測出它的成分主要是水蒸氣，還有少量的氮氣、甲烷和二氧化碳。

 

卡西尼號飛船正對著土衛二Enceladus的一處冰火山口上空采集樣品


 

卡西尼號飛船所拍攝的土衛二Enceladus全景圖像

 

       除此之外，土衛二Enceladus上還存在很多間歇泉（geyser）

土衛二Enceladus上間歇泉活動的彩色增強視圖

 

       這些間歇泉也會定期噴發一些低溫物質，所含物質也主要是水蒸氣和少量氮、甲烷、二氧化碳等。

       那么，今后還會發現更多的太陽系火山嗎？

       就像所提到的土衛二一樣，

       它表面的冰火山地貌直到2005年才被發現，

       所以對于這種類型的活動，

       我們對整個太陽系的火山現象還沒有一個整體的把握。

       比如，

       科學家們認為，我們的近鄰金星上，

       火山活動目前仍然存在，只是被隱藏在濃密的云層之下，我們不容易觀察到。

       就連作為“最適合人類居住行星”的火星，

       其表面的很多特征也都表明，

       那里可能依然存在著活火山活動。