SwRI领导的团队发现古老的高能撞击可能助长了金星火山活动

西南研究所领导的团队对金星的早期撞击历史进行了建模，以解释地球的姐妹行星如何在缺乏板块构造的情况下保持年轻的表面。研究小组比较了两个天体的早期碰撞历史，确定金星可能经历了速度更快、能量更高的撞击，形成了一个过热的核心，促进了火山活动的扩展，并重新覆盖了行星表面。

“内太阳系的一个谜团是，尽管地球和金星的大小和体积密度相似，但它们的运行方式却截然不同，尤其影响着物质在行星中移动的过程，”《自然天文学》上有关这些发现的新论文的第一作者西蒙·马尔奇博士说。

随着地壳大块碰撞形成山脉，地球的移动板块不断重塑其表面，并在某些地方促进火山活动。金星拥有比太阳系中任何其他行星都多的火山，但其表面只有一个连续的板块。超过 80,000 座火山(比地球多 60 倍)通过熔岩洪流在更新地球表面方面发挥了重要作用，这种情况可能会持续至今。之前的模拟很难创建支持这种级别火山活动的场景。

耶鲁大学的合著者 Jun Korenaga 教授表示：“我们的最新模型表明，由金星早期高能碰撞驱动的长期火山活动为其年轻的表面年龄提供了令人信服的解释。” “这种大规模的火山活动是由过热的核心推动的，导致剧烈的内部熔化。”

地球和金星在太阳系的同一邻域形成，固体物质相互碰撞并逐渐结合形成两颗岩石行星。行星与太阳距离的细微差异改变了它们的撞击历史，特别是这些事件的数量和结果。这些差异的出现是因为金星距离太阳更近，绕太阳运行得更快，从而激发了撞击条件。此外，碰撞增长的尾部通常由来自地球轨道以外的撞击体主导，这些撞击体需要更高的轨道偏心率才能与金星而不是地球相撞，从而产生更强大的撞击。

“较高的撞击速度会熔化更多的硅酸盐，熔化多达 82% 的金星地幔，”萨根研究员和 SwRI 合著者 Raluca Rufu 博士说。“这会产生在全球范围内重新分布的熔融材料的混合地幔和过热的核心。”

如果对金星的撞击速度明显高于对地球的撞击速度，那么几次大的撞击可能会产生截然不同的结果，这对随后的地球物理演化具有重要影响。这个多学科团队结合了大规模碰撞建模和地球动力学过程的专业知识，以评估这些碰撞对金星长期演化的影响。

“金星的内部条件尚不清楚，在考虑能量影响的作用之前，地球动力学模型需要特殊的条件才能实现我们在金星看到的大规模火山活动，”科雷纳加说。“一旦你将能量冲击场景输入到模型中，它就可以轻松地得出广泛且扩展的火山活动，而无需真正调整参数。”

这个新解释的出现时机很偶然。2021 年，宇航局 (NASA) 承诺执行两项新的金星任务：VERITAS 和 DAVINCI，而欧洲航天局正在计划一项名为 EnVision 的任务。

“现在人们对金星的兴趣很高，”马尔奇说。“这些发现将与即将到来的任务产生协同作用，任务数据可以帮助证实这些发现。”