新视野号飞掠冥王星11年后，科学家在其表面发现巨型滑坡

2015年7月，NASA的新视野号(New Horizons)探测器首次让人类近距离一睹冥王星的真容，巨大的冰原、山脉、峡谷，以及太阳系中前所未见的地貌类型。

图源：NASA

新视野号飞掠冥王星已过去11年，但这份珍贵的数据仍在持续产出新发现，这一次，科学家终于找到了冥王星表面存在滑坡活动的确凿证据。

滑坡是太阳系固态天体表面最常见的地貌过程之一，火星、水星、金星、月球，乃至谷神星、灶神星等小天体上都曾被观测到。然而在柯伊伯带，由于长期缺乏高分辨率影像，滑坡研究一直是空白地带。就连冥王星最大的卫星卡戎，此前也已确认存在长距离滑坡，唯独冥王星本身的滑坡证据始终未能被明确锁定。

在一项刚刚发表于《Icarus》期刊的研究中，来自意大利Geoservizi公司、意大利国家研究委员会、美国北亚利桑那大学等机构的科研团队，通过重新分析新视野号“远程侦察成像仪”（LORRI）拍摄的高分辨率影像（约300米/像素）及配套数字高程模型，首次在冥王星表面清晰识别出六处大型滑坡，填补了外太阳系冰质天体地貌研究的一项重要空白。

01

—六处滑坡，分布在三个撞击坑内

研究团队将这六处滑坡分别命名为LD1至LD6，它们都位于斯普特尼克平原（Sputnik Planitia）附近三个撞击坑的内壁边缘：

LD1位于Coughlin撞击坑内，形态不规则，头部因坑内一个更年轻的小撞击坑而只部分可见，滑坡堆积体朝坑心方向逐渐变宽。这个较年轻的小撞击坑很可能正是触发LD1滑坡的直接原因。

图源：NASA

LD2和LD3位于Giclas撞击坑内，两者都具有清晰的头部陡坎，其下方分布着被次级陡坎切割的大型位移岩块。

LD4、LD5、LD6位于一个尚未命名的撞击坑内，头部陡坎相对不那么陡峭，但都发育出明显的舌状堆积体。

有意思的是，这些滑坡大多集中在撞击坑的北侧和西侧内壁——研究者坦言，目前还无法判断这是否反映了某种地质规律，也可能只是影像质量与观测几何角度的巧合。

02

—规模有多大？

研究团队测量了每处滑坡的关键形态参数（见下表）：

滑坡编号

所在撞击坑

落差 H(km)

滑距 L(km)

H/L比值

面积(km²)

LD1

Coughlin

2.2

13.6

0.16

LD2

Giclas

1.7

13.1

0.13

LD3

Giclas

2.1

14.5

0.14

58.9

LD4

未命名

2.2

13.2

0.17

50.0

LD5

未命名

1.8

10.6

0.17

32.1

LD6

未命名

1.5

10.1

0.15

36.3

其中H/L比值（即Heim摩擦系数，数值越小代表滑坡“跑得越远”、活动性越强）介于0.13至0.17之间。研究团队将冥王星滑坡与火星、谷神星、卡戎上已知滑坡的活动性进行了对比，发现冥王星滑坡的移动能力与太阳系中“高活动性”滑坡处于同一水平，这意味着这颗矮行星可能拥有相当高效的物质搬运机制。

03

—是什么触发了这些滑坡？

论文分析了多种可能的触发机制，包括构造活动、陨石撞击、侵蚀作用、冰火山活动、斜坡卸荷，以及温度变化引起的热应力等。

其中，陨石撞击被认为是较有说服力的解释之一，撞击不仅可能直接扰动附近既有的陡坡，产生的震动还可能波及更大范围。以LD1为例，Coughlin撞击坑西侧边缘正好存在一个较年轻的小撞击坑，其形成过程很可能直接触发了这次滑坡，这与此前在谷神星上发现的“撞击触发滑坡”案例颇为相似。

不过对于LD2至LD6，现有证据尚不足以明确指认具体的触发因素，研究团队也坦承这是未来研究需要继续厘清的问题。

04

—冥王星的“特殊之处”：挥发性冰

与太阳系中其他无大气天体不同，冥王星表面存在氮气、一氧化碳、甲烷等挥发性物质，它们会随季节发生升华与凝结。论文推测，即便是微小的温度变化，也可能显著改变这些挥发性冰的物态。

由于这次识别出的滑坡厚度可达数百米，研究者认为，温度波动更可能是改变了坑底表层物质的力学性质，而非直接作用于滑坡深处的滑动面。如果地热加热导致地下挥发物升华，也可能在地下形成一层软弱带，从而为滑动面的形成创造条件，但由于现有数据有限，这一机制目前还只是推测，有待未来观测验证。

写在最后，这项研究的意义，不仅在于“确认”了冥王星存在滑坡这一事实，更重要的是，它证明了重力驱动的斜坡运动过程，是塑造冥王星地表的一股不可忽视的力量，进一步拓展了人类对太阳系冰质天体地貌演化的认知版图。

研究团队也特别说明，论文中呈现的六处滑坡并非冥王星滑坡的“全部清单”，而只是当前影像分辨率下能够被明确判定的典型案例。未来若有新任务重返冥王星，获取更高分辨率的影像与更精细的地形数据，很可能会揭示出更多目前仍“隐身”在阴影中的滑坡地貌。

参考

[1]https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0019103526002769?via%3Dihub

[2]https://science.nasa.gov/photojournal/landslides-on-charon/