基于雷达的金星熔岩洞观测

我们姊妹星球上的隐秘通道

金星常被称为地球的孪生星，但其表面隐藏在厚重云层之下，并被极高的温度和压力所碾压。这使得我们难以了解真正塑造其地貌的过程。在这项研究中，科学家们利用美国宇航局玛格兰（Magellan）号航天器的雷达数据，发现了有力证据表明一条巨大的地下熔岩隧道——熔岩管——位于金星表面之下。发现这样的结构不仅改变了我们对金星火山的想象，也暗示出未来机器人探测器可能造访的受保护环境。

什么是熔岩管及其重要性

熔岩管是天然长隧道，形成于火山上流动的熔岩在表面结壳并排空后，留下的空心通道。在地球上，这些洞穴可延伸数公里，并保留有关过去喷发的线索。类似的地貌也在月球和火星上被发现，塌陷的洞顶会形成称为天窗的深坑，这些天窗像窗口一样通向地下。由于熔岩管可能抵挡辐射并屏蔽恶劣的表面环境，它们在行星科学中备受关注，并且在其他星体上甚至被视为未来潜在栖息地的候选场所。

用雷达穿透云层

金星浓厚的二氧化碳大气阻挡了普通相机，因此研究人员必须依赖雷达，雷达使用的是无线电波而非可见光。1990年至1992年间，玛格兰号航天器用一种侧视雷达系统绘制了几乎整个行星的图像。作者将一种最近开发的雷达分析方法（最初在地球和月球的熔岩管上测试）应用于这些旧的玛格兰图像。他们搜索那些表面局部塌陷、形成可能标志被埋熔岩管屋顶的坑洞的区域。

尼克斯山（Nyx Mons）附近的异常坑洞

团队聚焦于尼克斯山附近的一个区域，该处是一个以连串塌陷坑著称的大型盾状火山。其中一个标记为A的坑格外醒目。在玛格兰的图像中，附近的坑表现得像简单的撞击坑：它们显示出清晰的雷达阴影和明亮的边缘，表明有陡峭的壁但没有开放的隧道。然而A坑却呈现出一种延伸超出坑边缘的明亮雷达信号和不对称的模式，这与雷达波进入洞穴并在内部多次反射时观察到的特征非常相似。利用雷达几何和亮度模式，研究者估算该天窗约为1.5乘1.1公里，塌陷深度约为450米，且雷达波能“看到”的地下通道至少有300米长。

这条金星隧道有多大？

通过反演雷达测量，作者推断A坑下的地下通道很可能是平均约1公里宽的熔岩管，屋顶至少有150米厚，且开放空腔至少高375米。一个由塌落岩石形成的倾斜堆积体似乎坐落在天窗正下方的地面上。与地球上通常只有几十米宽的熔岩管相比，这条金星熔岩管巨大。其规模更接近月球上推测的最大熔岩管，并且比火星上估计的更大。该坑也符合其他被认为标志熔岩管的行星天窗的尺寸和形状趋势，进一步支持其为一条部分塌陷、可能延伸约45公里的长隧道系统的一部分的解释。

排除其他解释

作者谨慎地考虑并排除了几种替代想法。撞击坑会在周围留下碎屑沉积，但这里并未见到。没有开放隧道的简单深坑或火山喷口会产生与与A坑相关的那种延伸明亮区域不同的雷达模式。由地下岩浆板注入的裂缝形成的坑链（称为岩墙）也通常缺乏指示水平连续空腔的典型不对称雷达增亮。与地球上熔岩管和天窗的高分辨率雷达影像，尤其是西班牙兰萨罗特岛（Lanzarote）一个研究透彻的系统的比较，显示出惊人的相似特征，进一步支持熔岩管的解释。

这一发现为何重要

对于非专门人士来说，结论很直接：A坑的雷达影像正如预期般表现，表明其下方存在一条巨大的开放隧道。这是首个基于雷达的、有力证据支持金星存在可探及熔岩管的发现。由于玛格兰的图像相对粗糙，许多较小的天窗可能被忽略。即将开展的金星任务，如EnVision和VERITAS，配备更清晰的雷达仪器甚至地下探测器，可能会发现更多熔岩管并进行详细绘制。这些隐秘隧道系统可能改写我们对金星火山活动的理解，并在太阳系最极端的地貌之一中提供罕见的受保护环境。

引用: Carrer, L., Diana, E. & Bruzzone, L. Radar-based observation of a lava tube on Venus. Nat Commun 17, 1147 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-68643-6

关键词: 金星熔岩管, 雷达遥感, 火山活动, 行星洞穴, 玛格ellan号航天器