对冥王星图像和地形数据的全面分析表明，这颗遥远冰冷的太阳系星球上的两座山峰是巨大的冰火山——它喷出的不是熔岩，而是像牙膏一样黏稠的冰冻物质。
这项研究3月29日发表在《自然·通讯》上，这一发现证实了此前冥王星是一个海洋世界的猜测，但又重新引发了另一场争论：是什么让冥王星保持足够温暖以支持火山活动？
冥王星（来源：NASA）
冥王星是一颗矮行星，位于我们太阳系边缘的柯伊伯带，它是那里远离太阳的众多冰冻天体中较大的一颗。这个冰冷的世界平均气温为负 232 摄氏度，拥有山脉、山谷、冰川、平原和陨石坑。如果你站在它的表面上，你会看到蓝色的天空和红色的雪。
2015 年 7月，美国宇航局的新视野号探测器飞越冥王星，向人类展示了这颗冰冻星球的特写镜头。新视野号发现，这颗矮行星远不是一个毫无特色和寒冷的球体，而是一个拥有史诗般的撞击坑、甲烷冰和氮雪的炫耀世界。
史波尼克高原（来源：NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute）
研究人员分析了史波尼克高原（Sputnik Planitia）西南的一个区域。史波尼克高原是一处横跨1000公里的古老撞击盆地，呈心形，主要由崎岖不平的水冰组成，到处都是火山圆顶。莱特山（Wright Mons）和皮卡德山（Piccard Mons）是其中最大的两座。
莱特山高4000米至5000米，横跨150千米；皮卡德山高约7000米，宽225千米。
莱特山（来源：NASA/JHUAPL/SwRI）
“我们立即对这个领域产生了兴趣，因为它是如此不同且引人注目，”美国科罗拉多州博尔德市西南研究所的新视野联合研究员兼副项目科学家凯尔西·辛格（Kelsi Singer）博士说，“有这些巨大宽阔的土丘，然后是这种类似小丘的起伏纹理叠加在上面；甚至在此之上，还有一种更小的巨石质地。”辛格是这项研究的主要作者。
当时，冰火山似乎是对这些特征最合理的解释——附近没有小行星或流星的撞击坑，这表明这些特征已被相对较新的地质事件所抹去；并且没有板块构造的证据——这是地球上形成山脉的关键因素。
然而，辛格和她的同事们对称它们为火山持谨慎态度。因为虽然冥王星有一个岩石核心，但科学家们长期以来一直认为这颗行星缺乏大量的内部加热，而这是刺激火山活动所必需的。
飞越冥王星的动画
自 2015 年第一批图像传回以来，还有更多图像连同组成和地形数据一起到达。综合所有这些，研究小组得出结论，这些不寻常的特征确实是火山——尽管它们的外观和行为与地球上发现的非常不同。
“我们试图找到其他方法来解释它，但我们真的做不到。”辛格说。
辛格博士和她的同事怀疑莱特山和皮卡德山不是两个大型低温火山。相反，它们可能是较小火山圆顶的聚居地，通常是在非常黏稠的熔岩缓慢喷发并形成矮堆时形成的。似乎有许多这样的圆顶生长在同一地区并被挤压在一起，形成了两个山体。
辛格说：“我们认为，物质可能是从下方挤出的，而圆顶则长在顶部。”
至于这种物质的性质，成分数据表明它主要是水冰，但还混入了一些额外的“防冻剂”成分，例如氨或甲醇。
“冰冷的物质可能更像是冰和水的泥浆混合物，或者更像是牙膏，它从火山口流出到冥王星表面，”辛格说，“冥王星表面太冷了，液态水无法长时间停留在那里。在某些情况下，物质的流动形成了我们所看到的巨大圆顶，以及该地区随处可见的崎岖地形。”
人们从未目睹过冰冷的熔岩喷发，但可以想象一下：冰冷的熔岩可能会慢慢地从穹顶的火山口或裂缝中挤出，形成一种凝胶状、黏液状的物质——类似于有弹性的橡皮泥，但由一种或多种冷冻化合物制成——并且在低重力、极冷的环境中很大程度上保持其矮胖的形状。
莱特山及其周边地形的特征（来源：Kelsi Singer）
但是这个冰冻火山群还活着吗？
研究小组注意到，该地区的大部分地区都覆盖着不规则的、起伏的斑块，主要由水冰构成。这个地形看起来不像冥王星其他地方因侵蚀而形成的扭曲沉积物。那么一个可能的解释就是：它是由水冰熔岩流形成的。由于这里没有陨石坑，因此这些水冰熔岩流是在较近的地质年代喷发出来的。
冰冷的喷发对这个星球来说可能是不常见的，但一些地质基础可能是普遍的：就像地球上的活火山位于部分熔融岩石的储层之上，冥王星的火山圆顶可能位于部分液态的水冰储层之上。但就这颗矮行星而言，这些水冰储层可能连着一大片海洋。
早期的研究表明冥王星有一个地下海洋，尽管很难解释它的存在。
冥王星差不多与地球同时形成。这么小的星球早就失去了形成时产生的热量，而且它的岩石核心中没有足够的放射性、释放热量的元素，所以在它冰冷的外壳下的任何液体都应该被冻结。各种吸热假设目前也无法证明。
包含海洋的冰冻世界并非天方夜谭。木星的卫星木卫二和围绕土星运行的土卫二都有无可争议的内部海洋。但是它们和行星之间的引力相互作用起到了加热作用，这种情况并不适用于冥王星。
然而，冥王星年轻的冰火山地形为它自己的地下海洋存在提供了支持，同时也让科学家相信：海洋世界在宇宙中司空见惯。尽管科学家们并不能总是解释它们的存在是如何可能的。
冥王星冰冷的火山区的分析图。对过去火山过程可能如何运作的艺术解释以蓝色叠加。（来源：NASA）
冥王星冰冷的火山区的分析图。对过去火山过程可能如何运作的艺术解释以蓝色叠加。（来源：NASA）
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