來源：原理

冥王普路託（Pluto）是希臘和羅馬神話中掌管地府的神，在神話故事中，地下世界暗無天日，神祕莫測。這也恰到好處地描繪了我們太陽系最偏遠角落中那顆不起眼的微小星球。1930年在天文學家發現它的存在後，它被正式命名爲冥王星。

冥王星身上有許多有趣的故事。它曾被認爲是太陽系的第九大行星，卻在21世紀初被不幸降級，成了太陽系中已知的最大矮行星。

在將近一個世紀的時間裏，我們幾乎可以說對冥王星“一無所知”，有關冥王星的照片差不多就是一張張馬賽克。

直到2015年7月14日，NASA新視野號飛掠冥王星。這是人類發現這顆星球后第一次，也是迄今爲止唯一一次近距離觀察它的機會。在這次短暫的擦肩而過中，新視野號對冥王星和它的衛星進行了詳細的測量和觀測。

1930年到2015年不同時期冥王星的照片合集。| 圖片來源：NASA

我們曾以爲那是一個毫無特色的冰冷世界，但新視野號卻告訴我們，這顆星球表面存在各種地質特徵，這些結果同時帶來了數不清的謎團。時至今日，仍有不少科學家在分析相關的圖像和數據，它們一次次顛覆我們先前的設想。

冥王星表面的冰火山區域及過去冰火山活動的藝術家暢想（藍色）。| 圖片來源：Nasa/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/Isaac Herrera/Kelsi Singer

近日，一項新研究發現，來自冥王星冰火山的冰熔岩流於“近期”覆蓋了冥王星表面的大片區域。在這個語境下，“近期”指的是很可能不超過10億年前。從人類壽命的角度來說，這當然非常古老，但換個角度看，它僅僅是太陽系年齡的四分之一，更重要的是，沒有人能確定冥王星是如何醞釀出爲這些噴發提供動力所需的熱量的。

冰火山萊特山  

在這項新研究中，團隊在冥王星表面特別注意到一個名爲萊特山（Wright Mons）的地質特徵。這裏比周圍環境高出4-5千米，它的底部寬約150千米，還有一個40-50千米寬的中央凹陷，也就是一個洞，這處凹陷的底部至少與周圍地形一樣低。

研究人員認爲，萊特山是一座火山，由於沒有發現撞擊坑，它應該相對年輕，年齡很可能不可能超過10-20億年。

萊特山的高度剖面（藍色）、夏威夷莫納羅亞高出海平面的部分（藍色）以及火星上最大的一些火山（紅色）。| 圖片來源：Singer et al。 （2022）

就火山而言，萊特山是個龐然大物。它的體積超過2萬立方千米。雖然它比火星那些最大的火山要小得多，但與夏威夷的莫納羅亞（Mauna Loa）的總體積相似。不過別忘了，冥王星本身的體積很小，它的直徑只有約火星的三分之一，地球的六分之一，相比之下，這座火山的大小就顯得格外驚人了。

當然，這座火山和地球上的火山還有本質上的區別，“火”山這個名字可能有些誤導性。從細節上看，萊特山的山坡及其周圍的大部分地區都被充斥着了高達1千米的小丘，大部分都有6-12千米寬。

萊特山近照。| 圖片來源：NASA/JHUAPL/SwRI

團隊發現，這些小丘主要由水冰構成，而不是覆蓋在冥王星上其他一些年輕地區的氮冰或甲烷冰。這些小丘很可能是由某種冰火山活動造成的，也就是說，這類火山噴發出的並不是熔岩，而是水冰。

是什麼融化了冰？  

在冥王星遠低於-200°C的表面溫度下，水結成的冰可以變得非常堅固，從而形成陡峭的山峯，並一直保持下去，而不會像地球上的冰川那樣脆弱。

冥王星的體密度表明，它的內部一定存在岩石，但它的外部區域是冰的混合物，包括水、甲烷、氮，可能還有氨和一氧化碳，就像地球的地殼是幾種硅酸鹽礦物的混合物一樣。

當有兩種冰的混合時，融化開始的溫度可以比單一純冰的融化溫度更低，類似的原則也適用於由不同礦物組成的硅酸鹽岩石。這使得融化更容易發生。

如果萊特山所形成的小丘確實代表了水冰的噴發，那麼這些“冰漿”顯然不是像液態水一樣自由流動，而是某種粘稠的富含晶體的漿液，也許是在一個完全凍結但依然柔韌的外皮之下，將每一次液體的噴發都限制在一個小丘裏。

儘管如此，在冥王星上發現相對年輕的水冰火山噴發的證據，對科學家來說仍然是一個巨大的驚喜，因爲目前還沒有找到確切已知的熱源能爲這種活動提供動力。

冥王星內部被潮汐力加熱的範圍非常有限。潮汐力是在軌物體之間的引力效應，比如一顆衛星和一顆行星之間產生的力，它爲木星和土星的一些衛星內部提供了熱量。

而像地球這樣的星球，內部熱量的來源還有可能是岩石放射性產生的熱。但冥王星內部的岩石量有限，也不足以讓它從放射性中獲得很多熱量。

團隊推測，冥王星在某種程度上保留了它在誕生時的熱量，一直到很久之後，這些熱量才被釋放。目前有不少證據都支持這種想法。也正因如此，許多科學家同樣認爲冥王星的深層內部應該存在一個液態水的海洋。

爭論尚存  

此外，研究團隊還提到了萊特山中央凹陷的深度和體積，並以此否定了先前關於這是一個火山口（破火山口）或它是由爆炸性噴發而形成的說法。相反，他們認爲這是一個裂口，它因爲某些原因而沒有被噴發形成的小丘覆蓋。

萊特山和更大的皮卡爾山的高度圖，兩座山分別都有一個巨大的中央凹陷。| 圖片來源：NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

但這種說法並沒有得到所有科學家的認可。萊特山並不是冥王星上唯一一座帶有中央凹陷的冰火山。比如，在萊特山南側，還有一座疑似冰火山皮卡爾山（Piccard Mons），它也有一個巨大的中央凹陷。這顯然有些太巧合了。一些科學家認爲，這些中央凹陷在某種程度上與這些火山的生長或噴發活動應該是密不可分的。

許多問題的根源在於，我們對這顆星球的認識顯然太有限了，它給我們留下了大量謎團，而想要回答它們可能還需要很長時間。

#創作團隊：

撰文：Takeko

排版：雯雯

#參考來源：

Horizon Pluto： Back From the Dead， BBC （2020）

https：//theconversation.com/pluto-recent-volcanism-raises-puzzle-how-can-such-a-cold-body-power-eruptions-179985

https：//www.theguardian.com/science/2022/mar/29/plutos-peaks-are-ice-volcanoes-scientists-conclude

#圖片來源：

封面圖：Nature Communications

首圖：NASA/JHUAPL/SWRI