木卫一、海卫一——具有活火山的两个天体

      [国家航天局网讯] 3月末，欧美科学家披露了在火星大气中发现甲烷气体以后，出现了两种解释：一是火星火山爆发所致；一是来自火星上存在的甲烷菌。由于航天器未在火星上探测到活火山，故而第一种说法被否定，一些科学家认为，这可能是火星存在生命的证据。与此同时，这也引起了人们对地外天体有无活火山的追问。实际上，多年的航天探测表明，在木卫一和海卫一两个天然卫星上存在着火山活动。它们和地球是目前人类仅知的太阳系中具有活火山的3个星球。

　　木卫一是木星61颗卫星中个儿较大的一颗，平均直径为3630公里，稍大于月球。其轨道呈圆形，距离木星42万公里，自转周期与绕木星转动的周期相同。该星基本上是岩体结构，周围有稀薄的大气层。人类已向木星发射过5个航天器，有3个探测到木卫一上有火山爆发的现象。

　　1979年3月5日，旅行者1号探测器从距离木星27.5万公里处掠过时，发现了木卫一上正在喷发的活火山。传回地面的照片表明，该星上有8座火山同时爆发。它们以每小时1600公里的速度向外喷射着熔岩和气体物质，喷出物可达450公里的高空，气势十分壮观。这是航天探测器在地外观测到的第一个有火山活动的天体。

　　1979年7月9日，旅行者2号探测器飞抵木卫一附近，在长达10小时的观测中，拍摄了150张火山照片。从中看出已有1座火山停止活动，另外7座还在继续喷发含硫元素的矿物质，使木卫一表面呈现出绚丽的色彩。

　　1996年6月，伽利略号探测器拍摄的木卫一照片显示，原来火山喷发对地貌的诸多影响已随17年的岁月演进而逐渐消失，只有1座火山喷溢的灰尘层尚未褪色，同时发现1座新的火山正在喷发。该火山源源不断地喷发蓝色火焰，喷射物质腾空高达96公里，说明木卫一仍处于火山活动活跃时期。

　　1997年11月6日，美国航宇局宣布，伽利略号探测器发现木卫一在当年4月到9月间又有1座新火山进行了喷发，并形成了一个直径400公里的熔岩流黑点暗区。

　　以上情况说明，木卫一上的火山活动在18年中从未中断过。由于火山喷发物质的大量堆积，使木卫一的表面颜色也在不断变化，尤以南半球最为明显。至于木卫一何以产生火山活动，目前科学家们尚未取得共识，一种意见认为由于其地质年龄不长，尚未冷却下来；一种意见认为其热源是木星的巨大引力所造成的潮汐力，因为相对其他木星卫星来说，它距离木星较近。

　　海卫一是海王星11颗卫星中的老大，直径为2700公里，略小于月球，在半径为35.47万公里的圆形轨道上绕海王星逆向运行，总以一面朝向海王星。至今只有旅行者2号探测器飞掠过海王星及其卫星，并发现了海卫一也存在火山活动。不过，由于它距离太阳比木卫一更远，由喷发物质可知，其性质属冰火山。

　　1989年8月24日，旅行者2号逼近海王星，向地面发回了6000多张海王星及其卫星的照片，由此发现海卫一是太阳系中最冷的一个天体，表面温度为零下236摄氏度。令科学家们兴奋的是，照片显示，海卫一上有3个冰火山，而且有的还在活动，曾喷出过冰冻的甲烷或其它冰类物质，有时它喷出的氮冰微粒高达32公里。这使海卫一成为人类发现的地外第二个有火山活动的天体。

　　科学家们认为，海卫一冰火山的喷发是由其内部不断升高的液氮压力引起的。从照片上还可看出，海卫一到处都有断层、山脊、低悬岩和各种冰结构，说明可能发生过地震。同时海卫一上空有层稀薄的氮气大气层，其表面可能存在液氮冰湖。所有这些均证明，海卫一可能有过长达10亿年的地质活动期。

　　与月球到地球的距离38.44万公里相比，木卫一到木星的距离稍远，海卫一到海王星的距离略近，相差不多。同时，这3个天然卫星都是以一面对着母星运转。但对月球的多次航天探测表明，月球并没有活火山喷发，这说明木卫一和海卫一的地质年龄较轻，不像月球那样古老。

　　寻找地球以外的活火山是人类进行星球探测的一项重要任务。航天探测器虽在火星、水星、月球上观测到了火山遗迹，但都未看见活火山。因此，科学家们对木卫一和海卫一的火山爆发特感兴趣，并认为是航天探测活动取得的重要收获。由于木星、土星、天王星、海王星都拥有众多的天然卫星，而目前对它们所进行的航天探测次数较少，也不够全面，因此还不能说今后不会再发现具有活火山的天体。

　　火山爆发时星球内部物质向外流出，能把星球构造的秘密泄露出来，收集其爆发过程和喷出物质的数据资料，不仅能使人类对其认识大大增强，而且有可能揭示太阳系天然卫星形成的原因。这对促进航天深空探测技术的进步和天文学、天体物理学的发展也有着积极意义和重要作用。（尹怀勤）

本文编辑：李迁