科學家發現冰火山導致冥王星的地貌改變

先前科學家認為冥王星是寒冷死寂的星球，但2015年新視野號太空船飛越冥王星時，發現它相當複雜且活躍。科學家獲取新視野號資料相當不易，為受限於距離和其它限制，數據傳輸僅每秒1000 bit，所以科學家仍持續在研究太空船七部科學儀器所提供超過6 GB的數據。美國西南研究院的行星科學家研究顯示冥王星曾經歷了多次改變它地貌的冰火山活動，並塑造其表面外觀。

冰火山地形主要位於冥王星史波尼克平原（Sputnik Planitia）的西南方，包含多個高度達一至七公里、寬度為三十至一百公里的大圓丘，有的還會合併形成更複雜的結構。最高的圓丘幾乎和夏威夷的冒納羅亞火山（Mauna Loa）一樣高，由於該地區沒有隕石坑，顯示該地區的地質上很年輕，估計該地區的地質年齡可能不超過十到二十億年，甚至有些地區的年齡可能不到二億年。科學家認為該地區的地質年輕，並出現冰火山特徵，證明冥王星的內部在近期是溫暖的，並造成內部對流使富含水冰的物質沉積在表面上。

由於冥王星的表面太冷，溫度約為攝氏零下240度至零下215度，因此在低溫下，純水冰通常應該形成固體的基岩。但視野號太空船觀測到冥王星表面有氨化合物，由於氨具有抗凍的特性而造成流體。研究人員認為冰火山口物質流到冥王星表面時，像冰與水的泥濘混合物，且黏稠程度如牙膏，或是如地球上的冰河一樣緩慢移動。不過冥王星的表面溫度與大氣壓力都非常低，以至於在相對較短的地質時間尺度上，流體在表面仍會凍結。

這些冰火山特徵對研究冥王星的行星科學家來說是個難題。因為來自冥王星內部的熱流非常小，但是該地區沒有明確的撞擊隕石坑，顯示冰火山噴發一定是在近期發生，表示冥王星比預期活躍。先前在2019年的另外一項研究顯示，冥王星在地下海洋和外部冰殼之間可能存在一層氣體水合物，可以使地下海洋隔絕熱和保持液態。如果沒有那個絕緣層，液態水都可能在數百萬至數十億年前就凍結了。若海洋的熱穿過水合物層釋放，它可能會導致低溫火山流。太陽系中許多冰冷衛星和古柏帶（Kuiper Belt）天體也可能有這種水合物層而存在地下海洋，甚至有機會存在生命。不過，對於生活在冥王星上的微生物來說，生活真是巨大的挑戰。

【圖：美國西南研究院；文：節錄自台北市立天文科學教育館網頁】研究全文刊登在2022年3月29日出版的《自然-通訊》期刊；標題是：Large-scale cryovolcanic resurfacing on Pluto