数着小世界上的巨石告诉我们它们是多么古老和脆弱

天文岩石！

嗯，行星科学的岩石。字面上

让我们来探索两个小世界，彼此相似但又大不相同，但都有一个更大胆的故事要讲。或者是一块大石头。

我们将从谷神星开始，谷神星是火星和木星之间主要小行星带中最大的天体，它是如此之大，以至于在几十亿年前建筑材料耗尽之前，它正朝着成为一颗真正的行星的方向发展。因此，科学家称之为原行星

“黎明”号飞船于2015年3月进入谷神星轨道，虽然任务于2017年结束，但至今仍在那里。在这两年中，它广泛地绘制了这个小世界的表面——一个尺寸为964 x 964 x 892公里的略扁球体——并发现了奇观：巨大的陨石坑，一座巨大的单冰火山，以及内部可能含有液态水的咸水海洋的证据。

它还发现了巨石。很多。利用来自低轨道的黎明图像，一组科学家在谷神星表面发现了4423块直径超过100米的巨石。那是很多石头。

大石头。至少是足球场大小的。所有这些都与附近的撞击坑有关，这意味着它们是在一些较小的小行星撞击谷神星时被弹射出来的。他们发现高纬度地区（靠近两极的地方）比赤道附近的地方有更多的巨石，这有点奇怪。

他们将在谷神星上发现的岩石与灶神星上的岩石进行了比较。灶神星是小行星带中第二大原行星，黎明时分也曾造访过灶神星。他们发现，谷神星陨石坑中的巨石平均比灶神星上的巨石要多，而且谷神星上的巨石比灶神星上的巨石降解得快（大约1.5亿年，灶神星上的巨石为3亿年）。

这有两个原因：一个是谷神星的地壳中含有大量的碳和水冰（最近通过对更多黎明数据的分析得到了支持），使得谷神星的表面比灶神星更弱，因为灶神星的岩石更坚硬。这使得巨石更加脆弱，因此它们的风化速度更快。那里没有空气，但由于微陨石的撞击和热应力，岩石会退化——昼夜之间的温度变化会使岩石膨胀和收缩，最终使岩石破碎。

这就是为什么在两极附近也发现了更多的巨石：那里的温度变化较小，所以岩石没有那么大的压力。

所以这些都很漂亮。通过数数一个世界上的岩石，你可以了解这个世界，这真是太神奇了。

…这让我想到了世界第二，在这个例子中，水星。Ceres的论文发表后不久，另一个完全不同的科学家团队发表了另一篇论文，他们使用信使号飞船的水星图像来计算巨石！科学有时就是这样奇怪。

信使号绕水星运行了四年，在它的最后一年下降到一个非常低的轨道上，最终撞上了这颗行星。但在这段时间里，它拍摄了非常高分辨率的表面图像，第二个团队利用这些数据来检查巨石。

和谷神星一样，他们发现巨石与陨石坑有关，陨石坑是地表破坏的主要来源（与地球相反，在地球上，你可能会认为它们来自山体的风蚀和水蚀）。他们还比较了月球表面巨石的数量——我们的卫星是一个无空气的天体，具有相当大的重力，因此它们在这方面是相似的。但是他们发现了一个显著的不同：水星上的巨石大约是月球上的1/30。

为什么呢？要理解这一点，我们需要再次审视风化作用。水星离太阳非常近，平均距离约为5800万公里（约为地球到太阳距离的三分之一）。因此，毫不奇怪，那里变得很热。但它在夜间也会变得非常寒冷，所以岩石上的热应力非常高。这意味着风化程度更高，大约是月球的2.5倍，因此岩石分解速度更快。

此外，由于水星离太阳很近，有更多的微流星体撞击水星。不仅如此，它们以更高的速度撞击；接近太阳的轨道速度远高于月球的轨道速度。这也意味着汞的风化程度更高；任何岩石顶部的几十厘米都可能迅速降解（在地质时间尺度上），变成灰尘。

这种被称为表土的尘埃也可能覆盖地球相当深的地方。如果是这样的话，那么较小的小行星撞击——比如说几十米宽的撞击——就不太可能产生和喷出巨石，因为厚厚的表土在一定程度上减轻了撞击。

因此，在水星上形成的巨石更少，如果它们真的被创造出来，它们会磨损得更快。这是一个艰难的地方。

作者们注意到，由于各种原因，低轨道的图像质量不是最好的，但也注意到，在2025年底，欧洲的BepiColumbo任务将进入围绕太阳系最小行星的轨道，希望届时能获得更好的数据。

我希望如此。尽管如此，通过数石头你能学到的东西还是很有趣的。

同样有趣的是，我在上面的开场白让我想起了一些我仍然时不时感到困惑的事情：不久前，研究谷神星和水星应该被称为天文学，但现在它是行星科学。区别是什么？几年前，我们用望远镜从远处研究了这两个天体，所以它们都是天文学。但现在，虽然我们仍然使用望远镜，但我们也在那里。这些不仅仅是天空中的灯光，它们是我们通过机器人代理访问过的世界和地方。

当然，数石头听起来可能没那么迷人，但其潜在的意义——曾经在那里，做过——是非常非常酷的。