地球与冥王星：雪山和冰冷的山峰，起源却截然不同

剩下：新视野号航天器于2015年7月14日获得的冥王星影像。右侧：

像地球一样，冥王星的矮行星也有山脉。像他们的表兄弟一样，其中一些山峰被白色毯子覆盖。但是这些冰状沉积物的来源却大不相同。

根据2020年10月13日发表在《自然通讯》上的新研究，在2015年“新视野”号飞船飞越期间冥王星上发现的一些山脉被甲烷冰覆盖。一个国际科学家团队分析了冥王星大气层和地表的数据，并利用其气候的数值模拟表明，这些冰盖是通过与地球不同的过程制造的。

该研究的作者指出：“在克苏鲁的赤道地区，观察到含有甲烷的明亮霜覆盖着火山口的边缘，墙壁和山顶，与陆地上的白雪皑皑的山链非常相似。”

左上角的图片是2015年7月14日获得的，当时新视野号航天器接近了冥王星。远程侦察成像仪（LORRI）检测到Pigafetta Montes和Elcano Montes山脉顶上出现了片状明亮的沉积物。航天器的多光谱可见光成像相机（数据未显示）显示出甲烷的特征。

右上方的图像是欧洲阿尔卑斯山脉范围的自然色视图，并于2020年3月19日由NASA Terra卫星上的中等分辨率成像光谱仪（MODIS）采集。

2015年7月14日，新视野号航天器获得的冥王星影像。

在地球上，大气温度随高度降低，而凉爽的空气使高海拔的陆地表面变冷。当潮湿的风吹过地球上的一座山并越过它时，它的水蒸气冷却并凝结，形成云层和雪层，就像在阿尔卑斯山这样的山顶上看到的那样。

但是在冥王星上，情况恰恰相反。矮行星的大气实际上随着高度的升高而变暖，因为甲烷气体吸收了太阳辐射。但是，大气太稀薄，无法影响表面温度，该表面温度随海拔高度保持恒定。而且，与风倾向于越过地球上的山脉的方式不同，冥王星上的风主要是沿着斜坡向下传播。

美国宇航局艾姆斯研究中心的博士后研究者Tanguy Bertrand说：“看到地球和冥王星的两个非常相似的景观可以通过两个截然不同的过程创建，这尤其令人惊奇。”“尽管从理论上说，像海王星的卫星海卫一这样的物体可能具有类似的过程，但是在我们的太阳系中，除了地球之外，没有其他地方像这样的冰山。”

为了了解在不同条件和化学条件下如何形成相似的景观，MétéorologieDynamique实验室（法国）的研究人员开发了一个三维模型来模拟冥王星的大气和表面。他们发现，矮行星的大气层在其较高的较高海拔处含有更多的气态甲烷。该气体可以饱和，冷凝然后直接冻结在山峰上，而不会形成任何云层。在冥王星的低海拔地区，没有甲烷霜冻，因为甲烷太少而不会发生冷凝。

这种冷凝过程不仅在冥王星的山脉上形成甲烷冰盖，而且在火山口边缘也具有类似的特征。在这个冥王星的赤道附近的塔塔鲁斯多尔萨地区发现的神秘的叶片状地形也可以用这个周期来解释。

“冥王星确实是最好的自然实验室之一，当化合物在固态和气态之间定期跃迁与行星表面相互作用时，我们必须探索其中涉及的物理和动力学过程，”“新视野飞掠揭示了我们继续学习的惊人冰川景观。”

有关此主题的更多信息，请阅读冥王星的甲烷制冰帽，颠倒地球的过程。

参考：Tanguy Bertrand，FrançoisForget，Bernard Schmitt，Oliver L.White和William M.Grundy，2020年10月13日，自然通讯，“冥王星的赤道山脉被独特的大气过程产生的甲烷霜所覆盖”。DOI：
10.1038 / s41467-020-18845-3

Lauren Dauphin的NASA地球观测站图像，使用来自NASA EOSDIS / LANCE和GIBS / Worldview的MODIS数据。冥王星影像由NASA /约翰·霍普金斯大学应用物理实验室/西南研究所提供。由NASA Ames的Frank Tavares和Mike Carlowicz撰写的故事。