水星“缩水”，幅度超出科学家预期

据美国《时代》双周刊网站9月11日报道，在浩瀚宇宙中，水星算不上什么重要角色。作为太阳系中最小的行星，它的直径仅为3032英里(约合4880公里)，甚至不到太阳系最大行星木星直径(88846英里)的3.4%。土星的卫星土卫六和木星的卫星木卫三的直径都超过水星。《地球物理研究快报》发表的一项新研究认为，水星之所以变得如此小，是因为它在过去45亿年的部分时期经历了持续缩小的过程，其收缩幅度远超行星科学家先前的估计。

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这一点至关重要。探究水星的演化史，能为理解月球和火星等岩质天体如何形成提供线索。毕竟，太阳系内发生的事情肯定也会在宇宙深处的恒星系统中上演。

相关发现得益于“信使”号水星探测器收集的数据。该探测器的全称为“水星表面、空间环境、地球化学与测距探测器”。“信使”号2004年8月发射升空，2011年3月抵达水星。在耗尽燃料并于2015年4月30日坠毁于水星表面之前，它环绕水星飞行了4105圈。在服役的四年多里，“信使”号成果丰硕，利用七种不同的科学仪器对水星进行了深入研究，其中包括“水星激光高度计”(一种测距工具，能将表面特征测量精度精确到一米以内)，以及一套双成像系统(该系统利用两台相机，分别以广角和窄角、黑白和彩色模式绘制水星表面的地图)。

科学家早就知道，水星自诞生以来就在持续缩小。太阳形成后残留的尘埃、气体、岩石与小行星相互碰撞、聚集，合并形成水星，这一过程释放出巨量热能。随着漫长岁月的流逝，大部分热量逐渐散失，导致水星发生收缩。据天文学家估算，水星直径缩减了2.5英里到10英里。

为了证实这一结论，“信使”号项目的科学家利用该探测器的激光高度计和双成像系统对这颗行星进行了扫描，搜寻所谓的“短缩构造”。这类构造表现为地表变形，包括褶皱、山脊以及被称为“瓣状陡崖”的结构。“瓣状陡崖”是一种类似悬崖的地貌，形成于地壳沿断层将岩石向上推挤的过程中。“短缩构造”的形成源于行星的收缩。行星表面此类特征越多，行星收缩的幅度就越大。

新论文的第一作者、德国航空航天中心空间研究所行星科学家西山学带领团队，在保管“信使”号影像资料的美国国家航空航天局的协助下，采集了“信使”号探测器双成像系统拍摄的二维照片，并以特定方式将照片进行组合，在这种方式下，每一块被勘测区域都被拍摄两次，每次拍摄角度略有差异。

西山说：“我们使用了通过‘立体摄影测量技术’生成的数字地形模型，将从不同视角拍摄的两张图像结合起来，这与人类利用双眼识别物体的方式类似。因此，通过组合二维图像，我们能够推导出三维地形。”

依托这份精细的地形图，西山及其同事能够以前所未有的分辨率对水星全域开展研究。这帮助研究团队推断出了那些随时间推移而被掩盖的“短缩构造”的位置与范围，进而得出结论：先前关于水星历史收缩幅度的计算存在低估。

研究人员在论文中写道：“我们发现崎岖区域的‘短缩构造’数量偏少，这说明地表粗糙化过程掩盖了原有的‘短缩构造’。这导致先前的收缩估算值偏低……这意味着水星的收缩幅度比过去认为的最高多出30%。”

这30%换算下来，代表水星直径的收缩量比早期计算结果多出约4.5英里。

西山团队关于水星冷却与收缩的研究成果，对月球、火星等其他岩质天体的研究具有参考价值。月球的陨石坑和崎岖地貌比水星更多，因此更需要尝试解读那些幸存下来的“短缩构造”，以估算月球可能的收缩程度，从而了解水星上发生的过程是否也发生在月球甚至火星上。西山称，如果情况确实如此，那么这三颗天体可能至今仍在收缩，内部热量持续向太空散失。

原标题：《水星“缩水”，幅度超出科学家预期》