冥王星冰冻的心脏里可能隐藏着一片海洋

谈论心灵的改变。斯普特尼克平原是冥王星“心脏”的一部分，自 40 亿年前形成以来，它的位置发生了巨大变化。

根据《自然》杂志的两篇新论文，斯普特尼克平原已经偏离其原始位置东南方向约 745 英里。亚利桑那大学博士生、其中一篇论文的主要作者詹姆斯·基恩 (James Keane) 表示：“地球上同样的重新定位——假设地球比冥王星大——就像把北美洲和南美洲换了位置一样。”

此外，平原位置的剧烈变化支持了这样的理论：冥王星的冰冷表面下曾经有一个液态海洋，而且今天可能仍然有。

重力拖船

科学家认为，斯普特尼克平原下方 600 英里宽的盆地是由大约 40 亿年前的一次巨大撞击形成的。在接下来的几千年里，盆地底部被埋在数英里厚的冰冻氮、甲烷和一氧化碳中，盆地变成了一片广阔的冰原。

基恩的团队和另一个研究小组注意到，这个盆地位于冥王星的一个特殊位置——靠近赤道，位于始终面向卫星卡戎的那一侧。团队认为这个位置绝非巧合。如果斯普特尼克平原是一块特别厚重的地形，那么重力可能在数百万年或数十亿年的时间里将它拉到了这个区域。

当球体旋转时，动量往往会将较重的斑块推向球体的赤道区域，那里旋转速度最快。因此，如果平原质量较大，它可能会被拉向冥王星的赤道。

但这并不是唯一起作用的力量。斯普特尼克平原的位置非常接近冥王星的潮汐轴，潮汐轴是连接冥王星中心和冥卫一中心的假想线。冥卫一的引力在这里拉着冥王星的表面，这可能有助于在平原迁移过程中推动其前行。

研究人员认为，这个巨大的盆地并非诞生于它目前所在的位置，而是随着时间的推移而迁移到那里，并将这颗矮行星的整个冰壳拖到那里。这一过程被认为在过去也发生在其他天体上，包括木卫二、土卫二、火星和月球。

刻在冰上

冥王星上遍布的冰层裂缝支持了斯普特尼克平原经历了长距离迁移的假设。它们还表明冥王星的冰冻地壳下有一个液态海洋，这可能有助于整个地壳滑入新的位置。

基恩说，冥王星的裂缝表明这颗矮行星的地壳一直在膨胀，最简单的解释就是地下存在海洋。当海洋中的水冒出到冥王星表面时，它会冻结并膨胀，就像托盘中的冰块一样，留下断层。

通常，由于定期冻结和膨胀而形成的断层线会以随机方式定向。但在冥王星上，大多数断层似乎都指向一个地方：斯普特尼克平原。这些断层线与研究人员的计算机模型相结合，表明平原的位置随着时间的推移发生了巨大变化，从其原始位置向东南移动了多达 60 度。

谁的错？

只有当斯普特尼克平原是冥王星表面特别重的部分时，它才会被拉到新的位置。但通常情况下，像这样的盆地的质量会比周围地区小，因为它已经被挖空了。

基恩的研究小组认为，盆地中厚厚的冰层沉积了数百万年或数十亿年，再加上形成盆地的撞击产生的喷出物，可能使得斯普特尼克平原足够重，从而得以迁移。

但由加州大学圣克鲁斯分校的行星科学家弗朗西斯·尼莫领导的第二支研究小组认为，内海洋是更有可能的解释。

他的团队在论文中写道：“如果没有地下海洋，正重力异常就需要一层厚得难以置信的氮层。”

尼莫在一封电子邮件中解释道，形成盆地的撞击使地表上大量冰层消失。去除所有重量意味着地下海洋向上的力量将大于向下的重量，因此海洋会稍微向上推。海洋隆起可能就是增加的重量，使斯普特尼克平原漂移到新位置。

仍在移动

斯普尼克平原目前距离冥王星潮汐轴约 250 英里，目前可能正朝同一方向迁移。

基恩表示，如果冰仍在平原上积聚，那就意味着它们仍在增加重量，并继续将斯普特尼克平原推向潮汐轴。

有趣的是，尼莫说平原目前的位置可能证明冥王星表面之下仍然存在液态海洋。

“如果海洋完全重新冻结，就会消除一个过剩质量源，因此斯普特尼克平原将逆转轨迹，远离赤道，”他说。“由于它现在非常接近赤道，所以它不可能向后移动太远（如果有的话），所以这让我认为那里现在可能有一片海洋。”

如果冥王星真的有地下海洋，科学家们不确定它是如何保持足够温暖以保持液态的。原本会融化冥王星核心附近冰的放射性加热早就应该消失了，而冥卫一的引力变形不足以加热核心。

尽管发射一艘宇宙飞船去探究这些谜团是件很棒的事情，但这在未来十年左右不太可能发生。

但基恩希望答案可能就在“新视野”号航天器上，该航天器去年飞过这颗矮行星，刚刚完成数据回传。冥王星断层线的更清晰图像可能会提供更多关于其年龄和斯普特尼克平原移动距离的信息。而其他“新视野”号数据可能会提供有关冥王星当前气候以及挥发物如何循环和以冰形式沉积的宝贵信息。

“还有很多事情需要研究，”基恩说。“这些数据将在未来几十年里让人们忙个不停。”