閃耀在水星上的中國(guó)名字

水星是太陽(yáng)系八大行星中個(gè)頭最小，也最靠近太陽(yáng)的行星。到目前為止，人類在水星上已命名了近500個(gè)地貌，其中20多個(gè)來(lái)自中國(guó)。這些不朽名字代表著東方古老文明的記號(hào)，永遠(yuǎn)留在了太空。下面我們將來(lái)認(rèn)識(shí)一下它們，并嘗試探索它們背后的星球故事。

水星和地球 ▏圖源：網(wǎng)絡(luò)

水星及其探測(cè)歷史簡(jiǎn)介水星和其他類地行星一樣，擁有硅酸鹽殼幔和金屬核。不過(guò)水星也有很多獨(dú)特性，例如跟其他行星相比，在表面成分上極度富含硫、碳而貧鐵，在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上“皮薄餡大”，具有巨大鐵核，因而構(gòu)成了類地行星中的一個(gè)獨(dú)特端元。探測(cè)水星能夠幫助認(rèn)識(shí)太陽(yáng)系的起源、行星的形成演化以及星球宜居性等重要科學(xué)問(wèn)題。

由于太陽(yáng)的巨大引力作用和表面極端環(huán)境，水星探測(cè)難度很大。至今僅有美國(guó)1973年發(fā)射的“水手10 號(hào)”和2004年發(fā)射的“信使號(hào)”對(duì)水星進(jìn)行了近距離觀測(cè)。水手10 號(hào)采用了3次飛掠的方式，在1公里分辨率下覆蓋了45%的水星表面。信使號(hào)為環(huán)繞飛行器，完成了250米分辨率的全球覆蓋。歐日聯(lián)合發(fā)射的“貝比科隆博號(hào)”正在飛行途中，預(yù)計(jì)2025年到達(dá)。

水手10 號(hào)（上）和信使號(hào)（下）探測(cè)器 ▏圖源：NASA

貝比科隆博號(hào)探測(cè)器 ▏圖源：網(wǎng)絡(luò)

行星和水星地貌命名規(guī)則水手10 號(hào)和信使號(hào)探測(cè)器揭開了水星的面紗。它擁有包括撞擊坑、火山盆地和各種線性構(gòu)造在內(nèi)的多樣性地貌，記錄了長(zhǎng)期而復(fù)雜的地質(zhì)演化過(guò)程。

為了便于科研和制圖，科學(xué)家會(huì)為各種特征地貌取個(gè)朗朗上口的名字。

理論上，任何人都可以提交水星地貌命名申請(qǐng)。提交名稱需遵循簡(jiǎn)潔明晰、無(wú)害性、不重復(fù)原則，并且考慮文化多樣性和國(guó)家均衡。對(duì)同一地貌特征，通常會(huì)有來(lái)自多個(gè)文化或國(guó)家的候選名稱。國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)（IAU）下屬的專門工作組投票通過(guò)后，便會(huì)得到科學(xué)界的承認(rèn)。

IAU行星命名公報(bào)網(wǎng)站首頁(yè)

看到這里，估計(jì)不少人就躍躍欲試了。然而根據(jù)IAU規(guī)則，想要命名某個(gè)地貌，還得特別考慮如下問(wèn)題：首先，命名應(yīng)基于科學(xué)研究需求，否則不予考慮；其次，對(duì)尺度小于100米的地貌，除非有特殊科學(xué)意義，一般不予命名。

為了保證充足的名稱來(lái)源，IAU為不同行星和衛(wèi)星建立了獨(dú)立的命名系統(tǒng)，遵循各自的一套規(guī)則。比如同為撞擊坑，在水星上主要以已故的著名藝術(shù)家、音樂(lè)家、畫家和文學(xué)家的名字命名，在金星上則采用女性的名字命名。水星表面的光斑采用不同語(yǔ)言中與“蛇”有關(guān)的名稱命名，而在木衛(wèi)三上則取自古埃及神話中的地名。

如果一切順利，通常在命名申請(qǐng)?zhí)峤缓?到6周便會(huì)有結(jié)果。

水星上的中國(guó)名字迄今為止，以中國(guó)人名命名的水星撞擊坑有21個(gè)，另有一個(gè)為水星表面光斑，取自中文銀蛇（Yinshe）。這些名字中，以古代的畫家和詩(shī)人占主導(dǎo)，比如如雷貫耳的李白、杜甫等；也有的來(lái)自現(xiàn)代人，如魯迅和齊白石。

從年代來(lái)看，命名主要完成于上世紀(jì)80年代前，英文拼寫采用威妥瑪式拼音法（Wade-Giles），看起來(lái)略顯古怪。從2008年開始逐漸又有新的命名，英文拼寫遵循了我們熟悉的漢語(yǔ)拼音法。

查詢IAU記錄發(fā)現(xiàn)，除了1985年名列命名委員會(huì)的紫臺(tái)前臺(tái)長(zhǎng)張鈺哲（Y.C. Chang）和信使號(hào)團(tuán)隊(duì)的個(gè)別華人科學(xué)家外，并無(wú)其他華人參與上述命名。2020年最新命名的文天祥撞擊坑和銀蛇光斑來(lái)自英國(guó)The Open University的David Rothery教授團(tuán)隊(duì)。

以中國(guó)人名字命名的水星地貌列表 ▏內(nèi)容摘自IAU網(wǎng)站

以中國(guó)人名字命名的水星地貌（請(qǐng)橫屏觀看） ▏圖源：NASA

中國(guó)名字背后的水星故事這二十多個(gè)中國(guó)名字的主人都有著精彩的故事，但遺憾的是，此處他們都只是作為地貌的代稱。僅有那些有著重要科學(xué)意義的地貌才會(huì)有人關(guān)注，并被請(qǐng)到舞臺(tái)的中央。

下面我們將結(jié)合水星的研究進(jìn)展，介紹幾個(gè)有著重要科學(xué)意義的名字，以及這些地貌背后的科學(xué)故事。

〇 水星全球性熱收縮

不同板塊之間的漂移和碰撞是塑造地球表面形貌的主要機(jī)制。與地球不同，水星上沒(méi)有板塊運(yùn)動(dòng)。其他天體物質(zhì)的高速撞擊和全球性熱收縮才是塑造水星表面形貌的主要推手。

這里我們先介紹全球性熱收縮。水星體格雖小，卻擁有似乎不成比例的巨大金屬核，遠(yuǎn)高于太陽(yáng)系內(nèi)其他類地行星。形成后金屬核緩慢地冷卻固化，導(dǎo)致水星半徑收縮達(dá)7公里。這種徑向收縮使得水星殼受到水平擠壓，形成了大量的逆沖斷層和相關(guān)地貌。

蔡文姬是家喻戶曉的東漢才女，傳說(shuō)著名古琴曲《胡笳十八拍》便是由她所作。以她名字命名的撞擊坑將隕石的撞擊和全球性熱收縮這兩種主要機(jī)制呈現(xiàn)給了我們。

直徑約124公里的蔡文姬撞擊坑位于水星北半球，擁有略退化的坑緣和明顯的中央峰。一條與逆沖斷層有關(guān)的線性構(gòu)造貫穿撞擊坑南北。蔡文姬撞擊坑大約形成于35億到10億年前。逆沖斷層相關(guān)構(gòu)造切割該隕石坑說(shuō)明斷層形成更晚，水星的全球性熱收縮可能持續(xù)了非常長(zhǎng)的時(shí)間。

清代華巖繪《文姬歸漢圖》局部（上）和蔡文姬撞擊坑（下） ▏圖源：網(wǎng)絡(luò)

〇 水星極區(qū)水冰水作為生命存在的重要指標(biāo)，是地外行星探索的永恒話題。與其他類地行星相比，水星所處的極端熱環(huán)境，以及無(wú)大氣層保護(hù)，使得人們難以想象其表面還能存在水冰。然而在1992年，利用現(xiàn)已坍塌的波多黎各阿雷西博射電望遠(yuǎn)鏡，科學(xué)家在水星南極陽(yáng)光無(wú)法到達(dá)的撞擊坑底發(fā)現(xiàn)了雷達(dá)波亮斑，可能與水冰有關(guān)。

極區(qū)水冰得到了信使號(hào)探測(cè)器的證實(shí)。它所攜帶的中子譜儀，激光測(cè)高儀，雙鏡頭成像系統(tǒng)等先進(jìn)儀器，強(qiáng)有力地證明了水冰存在于極地撞擊坑的永久陰影區(qū)。人們還發(fā)現(xiàn)，與月球極地水冰不同，水星極區(qū)水冰純度高且厚度較大，可達(dá)數(shù)米甚至更厚。同時(shí)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)這些水冰似乎較為年輕，顯示其到達(dá)水星表面較晚，或者經(jīng)歷過(guò)再沉積。但對(duì)這些水冰的來(lái)源，存續(xù)時(shí)間以及如何賦存等問(wèn)題，科學(xué)家還在繼續(xù)研究。

趙孟頫是宋元之交的著名官員、書法家、畫家和詩(shī)人，他卓越的藝術(shù)成就和跌宕起伏的人生是中國(guó)文化史的永恒話題。以他名字命名的撞擊坑位于水星南極，直徑約140公里。水星的地理南極位于趙孟頫撞擊坑的邊緣。撞擊坑底部無(wú)法接收到太陽(yáng)光的直接照射，為永久陰影區(qū)，因而溫度極低，是保存水冰的理想位置。

趙孟頫自畫像（上）與《行書十扎卷》局部（下） ▏圖源：網(wǎng)絡(luò)

趙孟頫撞擊坑也是水星兩極所有撞擊坑中，雷達(dá)高回波信號(hào)區(qū)域最大的一個(gè)，顯示擁有大量水冰。這個(gè)有著中國(guó)名字的水星南極最大撞擊坑，可能是未來(lái)水星水冰探測(cè)的最好去處。

水星南極地形圖（上）和雷達(dá)波反射率圖（下），最大者為趙孟頫撞擊坑[5]

〇 水星火山活動(dòng)與揮發(fā)分信使號(hào)在2008年確認(rèn)水星上存在火山活動(dòng)，為科學(xué)家打開了從表面了解其內(nèi)部元素組成和演化歷史的窗口。

與地球上類似，水星火山活動(dòng)也可以分為溢流型和爆發(fā)型，前者熔巖多但氣體含量少，后者熔巖體積小而富含氣體。水星上廣布的平坦平原很可能與溢流型火山活動(dòng)有關(guān)。而爆發(fā)型火山活動(dòng)通常會(huì)形成凹陷的不規(guī)則狀破火山口，以及環(huán)繞伴生的火山碎屑沉積物。

這些火山碎屑沉積物雖然很薄，但通常分布可達(dá)數(shù)百公里，同時(shí)由于反照率比水星上的其他物質(zhì)高，因此在遙感數(shù)據(jù)上非常顯眼，被稱為“光斑”（Facula）。由于光斑和火山活動(dòng)緊密相關(guān)，因此能夠用來(lái)估算火山源區(qū)揮發(fā)組分含量和成分，以及火山活動(dòng)的時(shí)間。

“銀蛇”是毛澤東詞作《沁園春·雪》中用來(lái)形容北方雪景里壯美山川的著名意象。銀蛇光斑位于水星南半球，直徑約41公里，是水星上獲得命名的25個(gè)光斑之一。

銀蛇光斑 ▏圖源：NASA

光斑較周圍的火成碎屑沉積物明顯更亮更紅，同時(shí)近中央位置也有一個(gè)凹陷的不規(guī)則狀火山口，為科學(xué)家研究水星火山和揮發(fā)分活動(dòng)歷史提供了一個(gè)理想樣本。

〇 水星年輕撞擊坑太陽(yáng)系天體物質(zhì)之間的相互撞擊從未停止，大量新的撞擊坑仍然在不斷形成，塑造著行星形貌并注入外來(lái)物質(zhì)。

水星上也存在大量的年輕撞擊坑，它們的特征之一便是擁有醒目的輻射紋。這些輻射紋是高速撞擊形成的，反照率高而顯得明亮，但隨著時(shí)間流逝會(huì)因空間風(fēng)化而逐漸變暗并消失。部分科學(xué)家認(rèn)為，水星極地的水冰，便來(lái)源于那些最近撞擊水星表面的富含水的小行星或彗星。

蕭照是南宋著名的宮廷畫師，擅長(zhǎng)山水、人物和異松怪石。以他命名的蕭照撞擊坑位于水星赤道附近，直徑較小，僅24公里。然而它具有壯觀的輻射紋，展布遠(yuǎn)大于撞擊坑的實(shí)際直徑。

蕭照名作《山腰樓觀圖》（上）和蕭照撞擊坑（下） ▏圖源：NASA

在南半球還有一個(gè)類似的韓干撞擊坑，它和蕭照撞擊坑一樣，是水星上不多見的直徑小，但輻射紋異常發(fā)育的坑，是研究水星年輕撞擊坑歷史的理想對(duì)象。不知是否是巧合，這兩個(gè)以唐、宋著名畫家命名的撞擊坑，在遙遠(yuǎn)的水星表面，也濃墨重彩地勾畫了幾筆。

值得一提的是，我國(guó)科學(xué)家還在蕭照撞擊坑內(nèi)發(fā)現(xiàn)了具有極低反照率的暗斑，很可能是硫化物強(qiáng)烈去氣作用形成。它們比年輕的撞擊坑形成更晚，表明水星的內(nèi)部可能在幾億年前還發(fā)生過(guò)去氣作用，甚至持續(xù)至今。

結(jié)語(yǔ)命名權(quán)昭示著文明影響力的邊界。而在包括水星在內(nèi)的類地行星的地圖上，彰顯著中華文明印記的中國(guó)名字仍然稀疏。我國(guó)目前尚未公布水星探測(cè)計(jì)劃，但有理由相信，隨著我國(guó)科技實(shí)力的逐步增強(qiáng)，相應(yīng)的探測(cè)計(jì)劃將被提上日程，會(huì)有越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)科學(xué)家將目光投向這顆離太陽(yáng)最近的奇特星球，為人類探索水星奧秘貢獻(xiàn)中國(guó)力量，未來(lái)也將有更多來(lái)自中華文明的偉大名字被鐫刻在水星的地圖上。

致謝

感謝USGS的Tenielle Gaither博士和中山大學(xué)肖智勇博士在寫作過(guò)程中提供支持。

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作者簡(jiǎn)介

廖世勇

中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)天體化學(xué)和行星科學(xué)實(shí)驗(yàn)室副研究員，研究方向：隕石學(xué)和天體化學(xué)。

輪值主編：王英

編輯：王科超