冰火山
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中文名稱 ：冰火山 文學家 ：地貌 字面含義 ：冰和火山 特 點 ：低溫型火山 |
冰火山是一個低溫型火山，爆發揮發物如水，氨或甲烷，而不是熔化的岩石，統稱為冰岩漿或冰火山融化，這些物質通常是液體並能形成羽毛，但當暴露於非常低的背景溫度下，冰岩漿也可以在以蒸氣形式爆發後，有望凝結為固體。cryovolcanoes(冰火山)可能形成於冰冷的衛星與其他具有豐富水的天體，如太陽系的行星(如有雪的冥王星)。冥王星已被確定為可能具有cryovolcanoes，泰坦和Ceres(農神星)也是。此外，雖然他們不知道形成的火山，冰泉已在土衛二和Triton(海衛一)被觀察到。一個潛在的能量源融化冰並生產cryovolcanoes。一些太陽系天體是潮汐摩擦。也有人認為冷凍材料，半透明的外殼可以創建一個地下溫室效應這就需要積累的熱。對柯伊伯帶夸歐爾過去的變暖跡象，有科學家推測，它表現出冰火山。放射性衰變能為這樣的活動提供所需的能量，當cryovolcanoes可以發出氨水的混合水，這將在180 K(−93C°)和創建一個極冷的液體會從火山口流。
目錄
特徵
與火山不同的是，冰火山不會噴發熔岩，它所噴發出的是水、氨、甲烷一類的揮發物。這類噴發物按「冰火山」類推而稱作冰岩漿(cryomagma)。冰岩漿在噴發時通常呈液態而四下流淌，但亦有可能呈氣態彌散為煙霧。噴發後，冰岩漿會因暴露在溫度極低的環境中而凝結成固體。一些科學家估計土星的最大衛星土衛六上的冰火山有條件為可能存在的地外生命提供庇護。
理論
導致地下冰層融化和冰火山形成的能量來自潮汐摩擦。也有學者認為，冰凍沉積物的半透明屬性能夠在表層下造成溫室效應，從而累積足夠的熱量。據推測在柯依伯帶的小行星50000上也曾經出現過冰火山。就此例而言，熱能可能是由核衰變所產生。
觀測
冰火山最初發現於1989年，由旅行者2號在飛掠海王星衛星海衛一時所觀測到。位於土衛二南極"虎紋"地帶的冰火山噴發的煙霧。該冰火山的間歇噴發不斷給土星E環補充物質卡西尼號發現了土衛六上有一處噴發甲烷的冰火山，據推想冰火山是土衛六大氣中甲烷的重要來源。2005年11月27日卡西尼號又拍攝到了土衛二南極的間歇泉(參見土衛二上的冰火山)。此後，又在其他一些冰凍衛星(木衛二、木衛三)上發現了冰火山活動的間接證據。
發現過程
冰火山最初發現於1989年，由旅行者2號在飛掠海王星衛星海衛一時所觀測到。位於土衛二南極「虎紋」地帶的冰火山噴發的煙霧。該冰火山的間歇噴發不斷給土星E環補充物質卡西尼號發現了土衛六上有一處噴發甲烷的冰火山，據推想冰火山是土衛六大氣中甲烷的重要來源。
相關發現
2005年11月27日卡西尼號又拍攝到了土衛二南極的間歇泉(參見土衛二上的冰火山)。此後，又在其他一些冰凍衛星(木衛二、木衛三)上發現了冰火山活動的間接證據。2007年7月美國科學家通過觀測發現，除土衛二恩克拉多斯外，冥王星的近鄰卡戎(Charon)很可能也存在噴射液態水的"冰火山"(Ice volcano或Cryovolcano)。相關論文發表在《天體物理學雜誌》上。得出上述結論的是美國亞利桑那州立大學的Jason Cook。利用夏威夷莫納克亞山上的雙子座天文台(Gemini Observatory)，研究人員觀測到了卡戎的近紅外光譜，並發現該行星表面有新形成的冰水和氨水晶體。Cook表示，只有不斷發生新的沉積，卡戎的表面才能被冰晶所覆蓋。因為在太陽紫外線和帶電粒子的影響下，行星表面的冰晶不可能長久存在。Cook推測，卡戎內部核心的液態水與氨水混合在一起，後者作為防凍劑，使水的凝固點降低。而冰火山能夠將這些內部的液態水噴射出來，在行星表面形成一層新的晶體。"我們考慮了幾種可能的過程，只有冰火山作用才能成立"。美國華盛頓大學的冰星專家William McKinnon表示，能夠確定卡戎表面的物質令人欣喜，但冰火山並非唯一的解釋。他認為，卡戎上氨的儲量不足以讓水保持在液態，液態水的存在可能是因為行星表面多孔的冰岩外層將內部水分與寒冷的外界隔離開來。而卡戎表面新形成的晶體可能是由小行星的撞擊所濺起的。美國宇航局"新視野計劃"(New Horizons mission)將最終揭開這一疑問的謎底。"新視野號"將於2015年到達冥王星外的庫伊伯帶(Kuiper belt)，屆時它將得到關於冥王星及其周邊行星組成成分的高質量數據和圖像。McKinnon說，"再等8年就能知道答案，但我不指望能看到間歇泉。"2010年12月，科學家宣稱他們可能已經找到了迄今最有力的證據，證明在土衛六上確實存在冰火山。新發現的冰火山高達1500米，被命名為"玫瑰"(The Rose)，由目前正在土星軌道運行的卡西尼飛船發現。探測顯示，"玫瑰"山頂上有一個很深的"凹陷"，而周圍區域地表似乎有流動的物質。其他一些觀察後來cryovolcanic活動間接證據冰冷的衛星的太陽能系統，包括歐羅巴，巨人，木衛三，和米蘭達卡西尼號已經觀察到的幾個特點，認為是cryovolcanoes泰坦上，特別是末日山與相鄰的該插座，一個特徵視為"最好的證據，到目前為止，火山地形都記錄在一個冰冷的衛星。"火山作用是一個過程假設是泰坦的大氣中發現了一個顯着的甲烷源。2007、觀察到的雙子座天文台顯示補丁氨水合物和水的表面上的晶體冥王星的月亮卡戎建議積極cryogeysers cryovolcanoes或存在。2015通過新的視野，隨後的觀測發現，卡戎具有青春的表面，支持這個觀點。冥王星本身具有兩個功能，已被確定為可能的cryovolcanoes，雪峰山脈與縮進。2015、兩個亮點一坑內矮行星穀神星進行的黎明航天器，導致一個可能的猜測cryovolcanic起源。2016年9月，美國宇航局噴氣推進實驗室和美國國家航空航天局科學家公布的調查結果，大哥達德ahuna圓頂穀神星是"火山穹丘不同於任何在太陽系的其他地方看到。[大]山自然是可能的火山。具體來說，這將是一個冰火山-火山噴發液體由揮發物如水，代替硅酸鹽。…唯一的已知的例子，一個冰火山，從鹽泥混合可能形成，並且在最近的地質歷史形成的。"此外，至少一些Ceres知名的亮點(特別是包括奧卡托級坑的)也可能起源於cryovolcanic。在2017年3月公布的一項研究表明，奧卡托級最近的大爆發發生在大約400萬年前，因此，Ceres可能還是活躍的。
與外星生命
2008年8月16日，據美國太空網報道，在過去30年裡，科學家已知道一種叫做索林斯(tholins)的複雜碳化合物存在於彗星和太陽系其他行星的大氣層中，理論上，索林斯可以與水進行叫做水解的化合反應，從而製造出類似於地球早期階段的複雜分子結構。美國亞利桑那州大學行星科學系研究生凱瑟琳·尼什在實驗室里進行了為期多天的研究，她在近冰凍溫度條件下通過水解形成類似索林斯的物質。她將這項研究報告發表在《天體生物學》雜誌上。暴露在土衛六上的液態水被認為持續存在數百至數千年，在土衛六表面，生命起源前分子可能存在於碰撞隕坑和冰火山的融化水中，類似這樣的進程很可能發生於地球早期生命孕育階段，那時的早期地球大氣層還未出現顯著數量的氧氣。像這樣的固態冰融化成液態水的反應經常發生。很可能類似這樣的反應同樣發生於早期地球。[1]
視頻
NASA發現冰火山，有利於了解太陽系的起源和行星的形成