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鑲嵌地塊

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圖中右側所看到的白色部分是麥克斯韋山脈中的鑲嵌地塊，左側灰色部分為拉克什米平原東部邊緣。

鑲嵌地塊 (Tessera)是金星表面地形嚴重變形的區域，其特徵是由兩個或兩個以上高地勢、高雷達反向散射的交錯構造單元所構成[1]。鑲嵌地塊通常代表金星表面所有確定位置上最古老的地層和構造最變形的地形[2][3]。鑲嵌地塊存在多種類型，目前尚不清楚這是否由金星地幔與局部地殼或岩石圈應力相互作用的不同而導致，抑或這些不同的地形代表了高原地殼在形成和下沉時間軸上的不同位置[4]。目前有多種解釋鑲嵌地塊形成的理論模型，要完全了解這種複雜的地形，有必要對金星表面作進一步深入的研究。

探索[編輯]

先驅者金星軌道飛行器探測到異常的雷達特性和高反向散射區域，金星15號和金星16號軌道飛行器通過合成孔徑雷達(SAR)成像，揭示了這些區域呈現雜亂的「瓷磚」地形，前蘇聯科學家將其命名為「Паркет」(鑲木地板)，後來被稱為「鑲嵌地塊」(Tesserae)[5][6]。有關鑲嵌地形的最新數據來自麥哲倫號金星探測器，該探測器高分辨率(約100米/像素)測繪了金星大部分表面 [7]，未來的金星探索計劃將有助於進一步了解鑲嵌地形。

位置[編輯]

目前已辨識出鑲嵌地形占金星地表7.3%的區域，總計面積約33.2×106公里2，主要分布在少數幾處較大的區域內[8]，高度集中於東經0°到東經150°之間，代表了從阿佛洛狄忒高地地殼延展中心到伊什塔爾高地地殼會聚中心間這一大片區域內[1]。鑲嵌地塊幾乎完全暴露在金星的高原地殼內。鑲嵌地塊的內露層，即高原地殼中未發現鑲嵌地形的區域，被認為是高原地殼的崩塌區[7][9][10]。大面積的鑲嵌地塊以它們所處的緯度進行標記，赤道和南緯地區的被標記為「區」(Regio)，而北緯地區的則被標記為「鑲嵌地塊」(Tesserae) [11]。

在金星表面特徵列表下可找到所有高反射區和鑲嵌地塊清單，包括下面展開的鑲嵌地塊區域：

 

「金星地理信息系統地圖」中鑲嵌地形(白色輪廓)輪廓示意圖(地圖來源：美國地質勘探局天體地質科學中心）

構成[編輯]

地幔下潛形成高原地殼和鑲嵌地形的吉爾摩模型(1998年)。

鑲嵌地形代表金星古老的全球薄岩石圈時期[4]，且未受到金星全球性地表更新事件的影響[9]。許多研究認為，鑲嵌地形可能形成於一種全球性的「洋蔥皮」，並延伸到金星部分平原之下[12][13]。但當前公認的模型只支持局部形成說[7][14]。現存在多種解釋鑲嵌地形形成的理論模型，地幔下潛形成說和陸地脈動形成說是二種最被認可的模型。另一種形成於火流星撞擊產生的熔岩池模型，由於科學界對火流星撞擊能否產生出足夠的熔融體普遍持懷疑態度，因而，並沒有獲得太多的關注；還有一種形成於上升的地幔熱柱模型雖已提出多年，但由於預測的延伸順序與實際觀察的橫切關係相矛盾，後來該理論也遭丟棄。

地幔下潛[編輯]

高原地殼與鑲嵌地形形成的漢森模型 (2006年)。

在下潛流模型，由於地幔對流形成的下潛流，會導致地殼緊縮和增厚，創造了鑲嵌地形的壓縮因素，地殼增厚又會導致均衡回彈形成高原地殼結構[15]，但該模型尚不能解釋對流如何傳遞足夠的力量使幾公里長的脆性材料變形。

陸地脈動[編輯]

陸地脈動模型

在陸地脈動模型中，分化的低密度地殼在早期形成陸地的全球潛沒活動中得以倖存。這些區域由於周圍地幔的加熱而受到上升擠壓，形成了鑲嵌地形的擠壓特徵，如褶皺沖斷帶和盆地穹丘地形，當地殼充分增厚後，新的岩石圈形成，引起重力崩塌，形成了鑲嵌地形的延伸地貌，如廣泛的地塹。這種崩塌過程中的減壓又會導致部分地殼融化，產生出在鑲嵌地形較大範圍內可看到的太古代火山活動。該模型要求構成鑲嵌地形的地層本質上是大陸性的。為支持這一模型，未來有必要前往金星取樣地表成分[9]。該模型目前無法解釋導致整個地幔岩石圈分層的全球性潛沉活動，為何只留下了低密度地殼。

各類鑲嵌地形[編輯]

鑲嵌地形的個別模式記錄了地幔與局部區域應力相互作用的變化[1][7]，這種變化表現在各種各樣的地形類型中。下面列出了多種類型的鑲嵌地形，但它們並非是一種分類方案，而是強調地形類型的多樣性[16]。

褶皺地形(Fold Terrain)很容易辨認出線條分明的線性結構，該種類型的地形由長度超過100公里的狹長山脊和山谷組成，這些山脊和山谷被少數與其走向相垂直的綿延裂縫(可能是由於單向收縮而形成的)所橫貫[16]。

熔岩流地形(Lava Flow Terrain)因其類似於地球上發現的繩狀熔岩流而得名，帶有狹長彎曲的山脊。據認為，這一地形可能是由於地殼塊下方的物質運動引起的位移和變形而成。

帶狀地形(Ribbon Terrain)通常以互相垂直相交的線狀褶皺為特徵，條帶是被狹窄山脊隔開的狹長槽溝。帶狀地形既可在大型高原地殼中看到，也可在鑲嵌地形中的內露層(inliers)看到[7][14]。

S-C 地形(S-C Terrain)因其幾何圖形類似地球上的S-C構造結構而得名。它由兩個主要構造組成：同步褶皺和與之垂直相切的5至20公里長的小型地塹。與許多其他類型的鑲嵌地形不同，S-C地形顯示了一種簡單，而非由金星上廣泛分布的運動所引起的複雜變形史，該類地形也表明金星表面可能發生走滑運動[16]。

穹丘與盆地(Basin and Dome Terrain) 也被稱為蜂窩地形，由彎曲的山脊和凹槽所組成，形成類似於雞蛋盒的圖案[16]。這些結構代表了多個變形階段，被認為是鑲嵌地形最複雜的表現形式[1]，盆地和穹丘地形通常位於高原地殼中心內[16]。

星狀地形 (Star Terrain)是由多條各向地塹和裂縫組成，呈星形放射狀。該樣式被認為先前的變形和斷裂區下方抬升，造成局部隆起的輻射狀外觀[16]。

參考文獻[編輯]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 Bindschadler, Duane; Head, James. Tessera Terrain, Venus: Characterization and Models for Origin and Evolution. Journal of Geophysical Research. 1991, 96 (B4): 5889–5907. Bibcode:1991JGR....96.5889B. doi:10.1029/90jb02742. 
  2. ^ Ivers, Carol; McGill, George. Kinematics of a Tessera Block in the Vellamo Planitia Quadrangle. Lunar and Planetary Science. 
  3. ^ Hansen, Vicki; Willis, James. Ribbon Terrain Formation, Southwestern Fortuna Tessera, Venus: Implications for Lithosphere Evolution. Icarus. 1998, 132 (2): 321–343. Bibcode:1998Icar..132..321H. doi:10.1006/icar.1998.5897. 
  4. ^ 4.0 4.1 Hansen, Vicki; Phillips, Roger; Willis, James; Ghent, Rebecca. Structures in tessera terrain, Venus: Issues and answers. Journal of Geophysical Research. 2000, 105 (E2): 4135–4152. Bibcode:2000JGR...105.4135H. doi:10.1029/1999je001137. 
  5. ^ Barsukov, V.L., et al, "The geology of Venus according to the results of an analysis of radar images obtained by Venera-15 and Venera-16 Preliminary data", Geokhimiya, Dec. 1984
  6. ^ Head, James. Venus Trough and Ridge Tessera: Anolog to Earth Oceanic Crust Formed at Spreading Centers?. Journal of Geophysical Research. 1990, 95 (B5): 7119–7132. Bibcode:1990JGR....95.7119H. doi:10.1029/jb095ib05p07119. 
  7. ^ 7.0 7.1 7.2 7.3 7.4 Hansen, Vicki; Banks, Brian; Ghent, Rebecca. Tessera terrain and crustal plateaus, Venus. Geology. 1999, 27 (12): 1071–1074. Bibcode:1999Geo....27.1071H. doi:10.1130/0091-7613(1999)027<1071:ttacpv>2.3.co;2. 
  8. ^ Ivanov, Mikhail; Head, James. Global Geologic Map of Venus. Planetary and Space Science. 2011, 59 (13): 1559–1600. Bibcode:2011P&SS...59.1559I. doi:10.1016/j.pss.2011.07.008. 
  9. ^ 9.0 9.1 9.2 Romeo, I.; Turcotte, D.I. Pulsating continents on Venus: An explanation for crustal plateaus and tessera terrains (PDF). Earth and Planetary Science Letters. 2008, 276 (1–2): 85–97 [2020-10-30]. Bibcode:2008E&PSL.276...85R. doi:10.1016/j.epsl.2008.09.009. （原始內容 (PDF)存檔於2020-09-18）. 
  10. ^ Campbell, Bruce; Campbell, Donald; Morgan, Gareth; Carter, Lynn; Nolan, Micael. Evidence for crater ejecta on Venus tessera terrain from Earth-based radar images (PDF). Icarus. 2015, 250: 123–130 [2020-10-30]. Bibcode:2015Icar..250..123C. doi:10.1016/j.icarus.2014.11.025. （原始內容 (PDF)存檔於2018-07-19）. 
  11. ^ Bougher, Steven; Hunten, Donald; Phillips, Roger. Venus II : Geology, Geophysics, Atmosphere, and Solar Wind Environment. University of Arizona Press. 1997. ISBN 978-0816518302. 
  12. ^ Solomon, S.C. The geophysics of Venus. Physics Today. 1993, 46 (7): 38–55. Bibcode:1993PhT....46g..48S. doi:10.1063/1.881359. 
  13. ^ Turcotte, D.L. An episodic hypothesis for Venusian tectonics. Journal of Geophysical Research. 1993, 98 (E9): 17061–17068. Bibcode:1993JGR....9817061T. doi:10.1029/93je01775. 
  14. ^ 14.0 14.1 Hansen, V.L.; Lopez, I. Implications of Venus Evolution Based on Ribbon Tessera Relation Within Five Large Regional Areas. Lunar and Planetary Science Conference. 2009. 
  15. ^ Hansen, Vicki. Geologic constraints on crustal plateau surface histories, Venus: The lava pond and bolide impact hypotheses. Journal of Geophysical Research. 2006, 111 (E11010): E11010. Bibcode:2006JGRE..11111010H. doi:10.1029/2006JE002714. 
  16. ^ 16.0 16.1 16.2 16.3 16.4 16.5 Hansen, Vicki; Willis, James. Structural Analysis of a Sampling of Tesserae: Implications for Venus Geodynamics. Icarus. 1996, 123 (2): 296–312. Bibcode:1996Icar..123..296H. doi:10.1006/icar.1996.0159. 
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