冥王星斯普特尼克平原内部及边缘冰川流动的模拟
摘要
新视野号探测器对冥王星表面的观测表明，在斯普特尼克平原盆地内部及周围存在现今的氮冰冰川作用。受这些观测的启发，我们开发了一个固态氮冰的演化冰川流动模型，并考虑了已发表的氮冰热物理性质与流变学性质。该模型假设冰川冰层呈层流流动且纵横比低，从而允许采用垂直积分的数学表述。我们通过重新审视在各种底部热边界条件下固态氮冰浮力对流的起始问题，评估了氮冰层流运动的有效性条件。考虑到氮冰流变学的不确定性，估计厚度小于 400-1000 米的氮冰层呈层流流动。当氮冰作为层流干冰川流动时，所得的质量通量公式表现为 Arrhenius-Glen 函数形式。本文开发的流动模型在此用于定性回答由斯普特尼克平原上观测到的冰川流动特征所引发的一些问题。我们发现，斯普特尼克平原北岸沿线发现的波浪状横向暗色特征可能是冰面正下方浅层地形的短暂印记，表明在最近几百年内可能发生过一次重大的向岸流动事件。模型结果还支持了以下解释：在斯普特尼克平原盆地东岸观测到的类似于流动叶的显著暗化特征，可能是湿润的氮冰川冰从 Tombaugh Regio 东部坑洼高地流入盆地所致。
引用
@article{arxiv.1606.05734,
title = {Modeling glacial flow on and onto Pluto's Sputnik Planitia},
author = {O. M. Umurhan and A. D. Howard and J. M. Moore and A. M. Earle and R. P. Binzel and S. A. Stern and P. M. Schenk and R. A. Beyer and O. L. White and F. NImmo and W. B. McKinnon and K. Ennico and C. B. Olkin and H. A. Weaver and L. A. Young},
journal= {arXiv preprint arXiv:1606.05734},
year = {2018}
}
备注
This definitive version has several typos corrected including equation expressions in Appendix C.2 and C.3. Updated version with associated errata in process at Icarus (July 26, 2018). All previous results appearing in journal version --especially those pertaining to glacial flow and their related timescales (Sections 4 & 5) -- are unchanged