【社刊 15 處暑】翻滾吧,冰粒!

作者:謝成蔚
  內、外營力的作用,讓我們在地球上能看到各式各樣的地形與風貌。倘若換個行星去旅遊,是否可以看到一樣的畫面呢?比如—冥王星,這顆又小又冰凍的星球有沒有地質作用過的地表?

  如果冥王星是個無大氣而由岩石組成的星球,表面應該如月球般只有細細的隕石塵與火成岩地形。如果冥王星無大氣或大氣稀薄,那就難以有沉積環境的結構,如沙丘波痕地形。

  2018年6月新視野號發布了一張顛覆想像的照片,照片拍攝位置的是湯博區(圖一)邊緣接近山脈的地區,可看到表面有著跟沙丘一樣的地形(圖二)。在很多人的想像中冥王星就是個冰封且沒大氣的岩石星球,沒有風與地質變化怎麼會有這樣的地形呢?回溯上一期社刊第14期《航向邊際­­──新視野號》,冥王星是有大氣但非常稀薄,其組成大多是氮與甲烷,冥王星極低溫的環境讓甲烷有固態與氣態的相態變化。當甲烷昇華,其他甲烷小冰粒,如雪花冰噴濺到空中,這種現象的成因是昇華變成氣體使體積突然增大,在低重力的環境下,這樣微小的力依然能讓冰粒飛到空中,接著微風開始吹送它們,撞擊地面會帶起更多的冰粒,經歷漫長時間,冰粒們仍然會因重力而沉降下來,順著風整齊的堆積,形成類似我們地球上的沙丘地形。

  冥王星的大氣到底有多稀薄呢?和地球相比,其大氣大約只有地球的0.001%,這樣的條件下所形成的風卻能吹送冰粒,聽起來有些不合理,不過別忘了,冥王星的重力相當微弱,約是地球的1/16,這樣一來要吹走冰粒就變得簡單許多了。

  我們從距離溫度推論冥王星是個冰冷岩石星球,而在觀測後得知它是個地表有著劇烈變化的冰天體,而在這樣劇烈變化中又出現了類似我們地球上的地形,好像很理所當然(有大氣)卻又不以為然(冰成砂?) ,只有仔細思考當地環境與極端的物理條件,才能了解到相似地形的形成有著奧妙的原因,這就是科學深究後讓人感到魅力無限之處。

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