Den 14 maj 2025
Denna artikel har granskats enligt Science X-redaktionella process och policys. Redaktörerna har framhävt följande attribut samtidigt som de säkerställer innehållets trovärdighet:
faktagranskad
peer-review publicering
pålitlig källa
korrekturläst
av University of Maryland Baltimore County
Enligt ny forskning baserad på data som samlades in för över 30 år sedan av NASA:s Magellans uppdrag kan storskaliga, halvcirkulära funktioner på Venus yta avslöja att planeten har pågående tektonik.
På Jorden förnyas planetens yta ständigt av de ständiga skiftande och återanvändningen av massiva sektioner av jordskorpan, kallade tektoniska plattor, som flyter ovanpå en viskös inre. Venus har inte tektoniska plattor, men dess yta påverkas fortfarande av smält material från nedan.
För att bättre förstå de underliggande processerna som driver dessa deformationer studerade forskarna en typ av funktion kallad en korona.
I storlekar från tiotals till hundratals mil breda, är en korona oftast tänkt att vara platsen där en ström av hett, flytande material från planetens mantel stiger, trycker mot lithosfären ovanpå. (Lithosfären inkluderar planetens skorpa och den övre delen av dess mantel.) Dessa strukturer är vanligtvis ovala, med ett koncentriska spricksystem som omger dem. Hundratals koronae är kända att existera på Venus.
Publicerad i tidskriften Science Advances, detaljerar den nya studien nyligen upptäckta tecken på aktivitet på eller under ytan, formar många av Venus koronae, funktioner som också kan ge en unik inblick i Jordens förflutna.
Forskarna fann bevis för denna tektoniska aktivitet inom data från NASA:s Magellans uppdrag, som kretsade kring Venus på 1990-talet och samlade in den mest detaljerade gravitations- och topografidata på planeten som finns tillgänglig idag.
"Koronae finns inte på Jorden idag; dock kan de ha existerat när vår planet var ung och innan platttektonik hade etablerats," sa studiens huvudförfattare, Gael Cascioli, biträdande forskningsscientist vid University of Maryland, Baltimore County, och NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland.
"Genom att kombinera gravitations- och topografidata har denna forskning bidragit med en ny och viktig insikt i de möjliga underjordiska processer som för närvarande formar Venus yta."
Som medlemmar i NASA:s kommande VERITAS (Venus Emissivity, Radiovetenskap, InSAR, Topografi och Spektroskopi)-uppdrag är Cascioli och hans team särskilt intresserade av de högupplösta gravitationsdata rymdfarkosten kommer att tillhandahålla.
Studiekamrat Erwan Mazarico, också vid Goddard, kommer att samleda VERITAS gravitationsexperiment när uppdraget lanseras tidigast 2031.
Under ledning av NASA:s Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien använde Magellan sitt radarsystem för att se genom Venus tjocka atmosfär och kartlägga topografin på dess berg och slätt. Bland de geologiska funktionerna som rymdfarkosten kartlade var koronae kanske de mest gåtfulla: det var inte klart hur de bildades. Under åren sedan dess har forskare hittat många koronae på platser där planetens lithosfär är tunn och värmeutflödet är högt.
"Koronae är rikliga på Venus. De är mycket stora funktioner, och människor har föreslagit olika teorier genom åren om hur de bildades," sa medförfattare Anna Gülcher, geofysiker vid University of Bern i Schweiz.
"Det mest spännande med vår studie är att vi nu kan säga att det sannolikt existerar olika och pågående aktiva processer som driver deras bildande. Vi tror att dessa processer kan ha inträffat tidigt i Jordens historia."
Forskarna utvecklade sofistikerade 3D-geodynamiska modeller som visar olika bildningsscenarier för plume-inducerade koronae och jämförde dem med den kombinerade gravitations- och topografidatan från Magellan.
Gravitationsdatan var avgörande för att hjälpa forskarna upptäcka mindre täta, heta och flytande plumes under ytan - information som inte kunde urskiljas från enbart topografidata. Av de 75 koronae som studerades verkar 52 ha bujant mantelmaterial under sig som troligen driver tektoniska processer.
En nyckelprocess är subduktion: På Jorden inträffar det när kanten på en tektonisk platta drivs under den intilliggande plattan. Friktion mellan plattorna kan generera jordbävningar, och när den gamla steniga materialet dyker ner i den heta manteln smälter stenen och återvinns tillbaka till ytan via vulkaniska ventiler.
På Venus tros det att en annan typ av subduktion äger rum runt omkretsen av vissa koronae. I detta scenario, när en flytande plut av het sten i manteln skjuter uppåt in i litosfären, stiger ytmaterialet upp och sprider sig utåt, kolliderar med omgivande ytmaterialet och pressar ner det materialet ned i manteln.
En annan tektonisk process som kallas litosfärisk droppning kan också vara närvarande, där tätansamlingar av jämförelsevis svalt material sjunker från litosfären ned i den heta manteln.
Forskarna identifierar också flera platser där en tredje process kan äga rum: En plut av smält sten under en tjockare del av litosfären potentiellt driver vulkanism ovanpå den.
Upptäck det senaste inom vetenskap, teknik och rymden med över 100 000 prenumeranter som förlitar sig på Phys.org för dagliga insikter. Registrera dig för vårt kostnadsfria nyhetsbrev och få uppdateringar om genombrott, innovationer och forskning som betyder något - dagligen eller veckovis.
Detta arbete markerar det senaste exemplet på forskare som återvänder till Magellan-data för att upptäcka att Venus uppvisar geologiska processer som är mer lika jorden än vad man tidigare trott. Nyligen kunde forskare se utbrottande vulkaner, inklusive stora lavautflöden från Maat Mons, Sif Mons och Eistla Regio i radarbilder från omloppsbanan.
Även om dessa bilder gav direkt bevis på vulkanisk aktivitet, kommer författarna till den nya studien att behöva skarpare upplösning för att få en komplett bild av de tektoniska processer som driver koronabildning.
'VERITAS-tyngdkartorna över Venus kommer att öka upplösningen med minst en faktor av två till fyra, beroende på plats - en detaljnivå som skulle revolutionera vår förståelse av Venus geologi och implikationer för tidig jord', säger studiens medförfattare Suzanne Smrekar, planetvetenskapsman vid JPL och huvudutredare för VERITAS.
Drivs av JPL, kommer VERITAS att använda sig av en syntetisk aperturradar för att skapa 3D globala kartor och en nära-infraröd spektrometer för att ta reda på vad Venus yta är gjord av.
Med hjälp av sitt radiobanedspårningssystem kommer VERITAS också att mäta planetens gravitationsfält för att fastställa strukturen i Venus inre. Alla dessa instrument kommer att hjälpa till att lokalisera områden med aktivitet på ytan.
För mer information:
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
Tidskriftsinformation:
Science Advances
Tillhandahålls av
University of Maryland Baltimore County
