探索宇宙奥秘 · 理性思考
三十四年前,NASA的麦哲伦号飞船掠过金星,用雷达波扫过这片被硫酸云永久封锁的炼狱。当时没人想到,那些看似平淡无奇的黑白图像里,竟藏着一条直径一公里的地下空洞。直到近日,意大利特伦托大学的团队从故纸堆中淘出这批数据,人类才第一次确认:金星地表之下,存在着巨大的熔岩管道。
寻找地外熔岩管历来是难题。这些管道形成于火山喷发末期,熔岩流表面冷却凝固成壳,内部岩浆却继续流淌,最终抽干形成隧道。它们通常深藏不露,只有当地下空洞的顶部塌陷,形成所谓的"天窗"(skylight)时,才可能被远程察觉。
金星的环境让这项搜索难上加难。这颗星球表面温度高达460摄氏度,大气压是地球的90倍,浓厚云层彻底阻挡了光学观测。研究人员只能依赖合成孔径雷达(SAR),通过分析雷达回波的极化特征来推测地下结构。
特伦托大学的团队重新处理了1990至1992年间麦哲伦号拍摄的雷达图像。在名为尼克斯山(Nyx Mons)的区域,一处表面塌陷引起了注意。研究团队运用自主开发的成像算法,对这处天窗下方的电磁散射特征进行反演。
结果令人震惊。数据分析显示,这处地下空腔直径约一公里,顶部岩层厚度至少150米,空洞垂直深度不少于375米。更令人兴奋的是,结合周围地形地貌和附近其他塌陷坑的分布规律,研究人员推测这条熔岩管道可能沿着山势延伸至少45公里。
这处发现不仅填补了空白,更验证了一个长期存在的理论预测:金星的熔岩管应该比地球和火星的同类大得多。
物理学告诉我们,熔岩管的尺寸与行星重力、大气密度密切相关。金星的重力约为地球的九成,但大气密度却是地球的近百倍。这种独特的组合使得熔岩流在冷却时,表面能迅速形成厚实的隔热硬壳。外壳如同天然保温层,让内部高温岩浆保持流动性更长时间,从而侵蚀出更宽、更高的管道。
对比数据印证了这一推测。地球上的熔岩管通常直径数米至数十米,月球上的可能达到数百米,而火星理论模型预测的上限也远低于金星此次发现的规模。金星表面本就分布着比任何行星都更巨大、更漫长的熔岩通道,如今在其地下发现同等量级的管道系统,完全符合这颗星球的地质性格。
对于中国读者而言,最关心的或许是我们在这场"星际洞穴探险"中身处何位。虽然中国目前尚未发射专门的金星轨道器,但在行星地质雷达探测与熔岩管研究方面,中国科学家早已布局深厚。
在月球熔岩管探测领域,中国走在世界前列。嫦娥四号着陆器携带的测月雷达(LPR)由中科院电子所研制,成功穿透月壤,在雨海区域识别出潜在的熔岩管结构。玉兔二号月球车积累的大量雷达数据,为中国科学家建立行星地下空洞识别算法提供了宝贵样本。嫦娥五号返回的月壤样品,也让国内团队对玄武岩流变特性有了更深理解,这些知识可直接迁移至金星地质研究。
值得留意的是,随着天问系列任务的推进,中国深空探测的目光正从火星向更深处延伸。虽然目前官方尚未公布专门的金星探测计划,但利用现有技术积累参与国际数据合作,或在未来任务中搭载透视雷达,对中国航天而言并非难事。
此次发现的价值,更在于它为即将出征的两艘探测器指明了靶点。
欧洲空间局的EnVision任务与NASA的VERITAS任务都计划在2030年代抵达金星。与麦哲伦号相比,这两艘飞船搭载的雷达系统分辨率将提升一个数量级。更重要的是,EnVision将携带次表层雷达探测仪(SRS),这种地面穿透雷达能主动发射低频电磁波,穿透金星地表数百米深,即便没有天窗暴露,也能直接"看"到地下的空洞结构。
这意味着,尼克斯山下的这处熔岩管可能只是冰山一角。未来雷达将有能力绘制金星地下隧道网络的三维地图,这不仅关乎火山活动历史,更触及一个诱人可能:金星表面极端恶劣,但其地下深处或许存在温度温和、辐射屏蔽良好的环境。在地球,熔岩管是极端微生物的乐园;在火星,它们是未来人类基地的候选址; 而在金星,这些巨大的地下空腔是否也曾孕育过生命?答案或许就藏在那些即将被雷达波照亮的黑暗深处。
Bruzzone, L., et al. (2026). Radar-Based Observation of a Lava Tube on Venus. Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-026-68643-6
University of Trento. (2026, February 9). First evidence of a subsurface lava tube on Venus. Phys.org.
