Misja Magellana ujawnia możliwą aktywność tektoniczną na Wenus

14 maja 2025 roku

Ten artykuł został przeglądnięty zgodnie z procesem redakcyjnym i politykami Science X. Redaktorzy zwrócili uwagę na następujące cechy, dbając jednocześnie o wiarygodność treści:

sprawdzane pod kątem faktów

publikacje z recenzją innych naukowców

źródło godne zaufania

skorygowane wersje

przez University of Maryland Baltimore County

Rozległe, quasi-okrągłe cechy na powierzchni Wenus mogą ujawnić, że planeta ma ciągłą tektonikę, zgodnie z nowymi badaniami opartymi na danych zebranych ponad 30 lat temu przez misję Magellana NASA.

Na Ziemi powierzchnia planety jest ciągle odnawiana poprzez ciągłe przesuwanie i przetwarzanie olbrzymich sekcji skorupy zwanej płytami tektonicznymi, które unoszą się na lepkim wnętrzu. Wenus nie ma płyt tektonicznych, ale jej powierzchnia nadal jest odkształcana przez płynny materiał dochodzący z wnętrza.

Aby lepiej zrozumieć procesy przyrodnicze odpowiadające za te odkształcenia, badacze przeanalizowali typ cechy zwaną koroną.

O rozmiarach od kilkudziesięciu do kilkuset mil, korona jest najczęściej postrzegana jako miejsce, w którym strumień gorącego, pływającego materiału z płaszcza planety wznosi się, napierając na litosferę powyżej. (Litosfera obejmuje skorupę planety i najwyższą część jej płaszcza.) Te struktury są zazwyczaj owalne, z systemem spękań koncentrycznych wokół nich. Istnieje znane setki koron na Wenus.

Opublikowane w czasopiśmie Science Advances, nowe badanie szczegółowo opisuje nowo odkryte oznaki aktywności na powierzchni lub pod nią, kształtujące wiele koron na Wenus, które mogą również zapewnić wyjątkowe okno w przeszłość Ziemi.

Badacze znaleźli dowody na tę aktywność tektoniczną w danych z misji Magellana NASA, która okrążyła Wenus w latach 90. i zgromadziła najbardziej szczegółowe dane grawimetryczne i topograficzne na obecnie dostępnej planecie.

'Korony nie są obecnie znalezione na Ziemi; jednakże mogły istnieć, gdy nasza planeta była młoda i zanim ustanowiono ruch płyt tektonicznych,' powiedział główny autor badania, Gael Cascioli, adiunkt naukowiec na University of Maryland, Baltimore County, oraz NASA's Goddard Space Flight Center w Greenbelt, Maryland.

'Poprzez połączenie danych grawimetrycznych i topograficznych, ta badania dostarczył nowego i istotnego spojrzenia na możliwe procesy podpowierzchniowe, które obecnie kształtują powierzchnię Wenus.'

Jako członkowie nadchodzącej misji VERITAS (Venus Emissivity, Radio science, InSAR, Topography, and Spectroscopy) NASA, Cascioli i jego zespół szczególnie są zainteresowani wysokiej rozdzielczości danymi grawimetrycznymi, które dostarczy statek kosmiczny.

Współautor badania Erwan Mazarico, również w Goddard, będzie współprzewodził eksperymentowi grawimetrycznemu VERITAS, gdy misja wystartuje najwcześniej w 2031 roku.

Zarządzany przez NASA's Jet Propulsion Laboratory w Południowej Kalifornii, Magellan użył swojego systemu radarowego, aby przejrzeć gęstą atmosferę Wenus i mapować topografię jej gór i równin. Spośród funkcji geologicznych zmapowanych przez statek kosmiczny, korony były być może najbardziej enigmatyczne: nie były jasne, jak się formowały. W latach od tego czasu naukowcy znaleźli wiele koron w miejscach, gdzie litosfera planety jest cienka, a przepływ ciepła jest wysoki.

'Korony obfitują na Wenus. Są to bardzo duże cechy, i ludzie postulowali różne teorie przez lata, jak powstały,' powiedział współautor Anna Gülcher, naukowiec ziemi i planet z Uniwersytetu w Bernie w Szwajcarii.

'Najbardziej ekscytującą rzeczą w naszym badaniu jest to, że możemy teraz powiedzieć, że z dużym prawdopodobieństwem występuje wiele różnorodnych i aktywnych procesów, które prowadzą do ich powstawania. Wierzymy, że te same procesy mogły występować we wczesnych czasach historii Ziemi.'

Badacze opracowali zaawansowane modele geodynamiczne 3D, które demonstrują różne scenariusze formowania się koron indukowanych strumieniem oraz porównali je z połączonymi danymi grawimetrycznymi i topograficznymi z Magellana.

Dane grawimetryczne okazały się kluczowe w pomocy badaczom w wykrywaniu mniej gęstego, gorącego i pływającego materiału pod powierzchnią - informacja, której nie można było odczytać z samego topografii. Spośród 75 koron przeanalizowanych, 52 wydają się mieć materię płaszcza pływającą pod nimi, co prawdopodobnie napędza procesy tektoniczne.

Jednym z kluczowych procesów jest subdukcja: Na Ziemi zachodzi, gdy krawędź jednej płyty tektonicznej napędzana jest pod drugą płytę obok. Tarcia między płytami mogą generować trzęsienia ziemi, i gdy stare skaliste materiały zanurzają się w gorącym płaszczu, skała topnieje i jest ponownie przetwarzana do powierzchni poprzez wulkany.

Na Wenusie uważa się, że występuje inny rodzaj subdukcji wokół niektórych koron. W tym scenariuszu, gdy pęcherzykawa prądotwórczy gorącej skały w płaszczu wypiera się ku górze do litosfery, materiał powierzchniowy wznosi się i rozchodzi na boki, zderzając się z otaczającym materiałem powierzchniowym i popychając ten materiał w dół do płaszcza.

Inny proces tektoniczny znany jako przesączanie litosferyczne także może występować, gdzie gęste nagromadzenia stosunkowo chłodnego materiału opadają z litosfery do gorącego płaszcza.

Badacze zidentyfikowali kilka miejsc, gdzie może zachodzić trzeci proces: Pęcherzyk roztopionej skały pod grubszą częścią litosfery potencjalnie powoduje wulkanizm powyżej niego.

Odkryj najnowsze informacje z dziedziny nauki, technologii i kosmosu z ponad 100,000 subskrybentów polegających na Phys.org dla codziennych spostrzeżeń. Zapisz się na nasz bezpłatny biuletyn i otrzymuj aktualizacje na temat przełomów, innowacji oraz badań, które mają znaczenie – codziennie lub co tydzień.

Ta praca stanowi najnowszy przykład badaczy powracających do danych z misji Magellan w celu znalezienia, że Wenus wykazuje procesy geologiczne bardziej zbliżone do Ziemi, niż początkowo sądzono. Ostatnio badacze byli w stanie dostrzec erupcje wulkanów, w tym obszerne przepływy lawy, które wypływały z Maat Mons, Sif Mons i Eistla Regio na zdjęciach radarowych z orbitera.

Podczas gdy te zdjęcia dostarczyły bezpośrednich dowodów na akcję wulkaniczną, autorzy nowego badania będą potrzebować ostrzejszej rozdzielczości, aby stworzyć kompletny obraz procesów tektonicznych prowadzących do powstawania koron.

'Mapy grawitacyjne VERITAS Wenus zwiększą rozdzielczość przynajmniej o czynnik dwa do czterech, w zależności od lokalizacji – poziom szczegółowości, który może rewolucjonizować nasze zrozumienie geologii Wenus oraz implikacje dla wczesnej Ziemi,' powiedziała współautorka badania Suzanne Smrekar, planetolog z JPL i główna badawczyni VERITAS.

Zarządzany przez JPL, VERITAS będzie używał radaru o aperturze syntetycznej do tworzenia globalnych map 3D i spektrometru bliskiej podczerwieni do określenia, z czego składa się powierzchnia Wenus.

Za pomocą systemu śledzenia radiowego, VERITAS będzie także mierzyć pole grawitacyjne planety, aby określić strukturę wnętrza Wenus. Wszystkie te instrumenty pomogą zlokalizować obszary aktywności na powierzchni.

Więcej informacji: Gael Cascioli, A spectrum of tectonic processes at coronae on Venus revealed by gravity and topography, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adt5932. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adt5932

Informacje o czasopiśmie: Science Advances

Udostępnione przez University of Maryland Baltimore County