《麦哲伦》号探测器正在大量地提供有关行星金星的图像和测高数据。对金星绘制的地质图初步表明，金星表面主要是火山平原，特征是存在广泛火山活动和地壳构造变形活动。地质单元和地貌单元包括平原地形、地壳构造地形和地表物质单元。探索这些单元的起源，了解相互间的关系，是《麦哲伦》号研究组的任务之一。

《麦哲伦》号计划的科学目的是，通过分析表面地貌、带电性能以及支配这些性能的种种过程，增加对金星地质史的了解（包括了解地壳构造史，火山史以及不同于现在的气候证据），进一步认识金星的地理物理学，尤其是密度分布和内部力学机制。为了达到上述目的，该计划的实验目标就是要获取金星表面空间分辨率极高的环球雷达图像，摄制地形特征图和雷达散射图，用探测器追踪数据研究环球重力场。有了这些观察结果，就能去解答一系列有关金星地质史和地质过程本质的迫切问题，本文引用的数据均来自于《麦哲伦》号最初6周制图中获得的、覆盖面不及金星表面15%的数据。

本文将概述最新图像涵盖地域地质过程的性质及其周期。概言之，由于没有水圈，金星是检验地质假说的不可多得的实验室，地质活动留下的主要特征因此尚未大范围侵蚀。主要地质活动包括火山活动和地壳构造变化活动。从金星表面冲击火山的较低平均密度可以清楚发现，在地质年代上还很近的过去，这两种活动曾十分活跃。

美苏两国对金星的探索始于1962年美国的《水手》2号探测器。70年代，有1台金星着陆器发回了有关金星表面物理及化学性质的数据。在加州的“GoIdstone外层空间网”和在波多黎各的“Arecibo空间站”用射电天文望远镜对金星表面进行了以地球为基地的雷达观测。轨道飞行器（《先驱者》号，《金星》15号和《金星》16号）还提供了金星表面的雷达图像和测高数据。最早的观察结果表明，金星有固定特征，并推测出金星围绕太阳公转243天，且存在地表温度。

根据《金星》9号、10号、13号和14号着陆器提供的图像描绘了小规模的金星地表结构特征。金星9号发现了一座山脉的陡峭斜坡（-30°），斜坡上密密地覆盖着细小的板状碎岩石，岩石间有一些松土。《金星》10号，13号和14号发现了一些面积较小的平原，平原表面主要是一些低矮、扁平的露头层状岩石，局部地洼处夹杂着数量不等的松土物质。

在7个点测定了地表物质的化学成分，除《金星》9号选择的测定点外，其余点都在赤道附近的平原。采用了两种测量技术：γ射线光谱测定法和X射线荧光测定法。前一种方法测定位于着陆器（《金星》8号，9号和10号以及《织女星》1号和2号）下方的表层中钾，铀和钍的含量，后一种方法测定从着陆器（《金星》13号，14号和织女星2号）下方钻探获得的细小试样中硅，钛，铝，铁，猛，镇，铜，钾，硫和氯的含量。有5个着陆点《金星》9号，10号和14号以及《织女星》1号和2号）的地表物质成分都和拉班玄武岩相似《金星》13号着陆点的地表物质成分与地球上的弱碱性玄武岩相似。《金星》8号着陆点的地表物质成分与碱性玄武岩、橄榄安粗岩和正长岩相似。地表物质呈深色，微红。多数数据（包括层状岩石数据）表明，地表物质易碎、多孔，其承受力估计在40至50 mg/m²之间，密度在1.4至1.5 mg/m³之间。但是，《金星》10号γ密度计获得的数据表明，在着陆点采得的岩石密度高达2.8 mg/m³，这是唯一的例外。

《金星》号和《织女》号着陆器测得的近表层温度（降至地形层）为475 K，压力90巴，近表层风速下到1 ms^-1，风力足以渐渐吹散着陆期间探测装置支撑环上堆积的泥团。

所有数据都表明，金星地表的历史是一部地壳构造和火山活动在空间上复杂多变的历史。

《金星》15和16号于1983年和1984年分别对金星绘图，送回了金星北部地区的雷达图像和测高数据（分辨率为2公里，倾角-10°，足迹尺寸40至50公里，纬度精度±50米）。对各种特征和地形进行了辨别，其中包括几种被解释为火山发源地的平原。识别出好几种地壳构造特征，如隆起的圆顶山地，平原上较低的山脊地带和高山地带，其中极度变形地区称为镶嵌地区，奇异的环状特征被称为点晕。在其它行星星体上尚未识别出后面这两种特征。大小不等的火山构造物，巨大的火山喷发口，迷一般的蜘蛛网地形，这一切大概都是火山运动和地壳构造过程交互作用的结果。还识别出冲击火山口。

对这一套地形研究后得出的结论是，金星主要以玄武岩火山活动和地壳构造变形为主《金星》15号和16号考查地区的大量巨大冲击火山口和地球大陆上的相当。这种可比关系说明金星火山口保留时间不少于4亿年，在此期间，火山活动和地壳构造变形一直是金星地表变化的主要机制。没有发现任何表明金星存在与地球板块地壳构造类似的全球性内生活动的可靠依据。

《麦哲伦》数据表明，金星表面多为地貌复杂且多次受到地壳构造运动和火山活动影响的平原地区。从地质上看，金星地表似乎比较年轻，且相当活跃。高地地表在地貌上呈现不同特色，可能显示存在多种起源和多种进化方式。由于冲击火山口的密度较低，某些地区如镶嵌地块的性质颇复杂，了解金星地层学是我们面临的一大挑战。

《麦哲伦》图像证实了广泛的且在许多地区又颇为集中的地壳构造变形活动的存在。山脊和地沟都呈带状特色的线性条状山脉是金星地壳构造的显著特色，也是除地球以外其它星球所没有的一种特色。地球和金星的这种构造模式表明，内部力学和地表变化存在联系，但从《麦哲伦》数据中描绘不出类似地球的板块地壳构造模式。根据火山口形态学和地表变化获得的最新证据支持了火山活动和地壳构造活动导致了金星地表变化率较地球低这一结论。

最新发现包括发现山脉中存在大量延伸地形，这可能与松弛过程有关，但提供不出任何有关山脉起源的线索。除时间最近的地表外，几乎所有地区的平原都呈碎裂状态。剪切变形的证据业已发现。这类变形也同地球上的相似，但在其它行星上极少见。

玄武岩火山活动是行星表面的主要活动。金星平原展示了证明火山泛滥及大量小地质火山存在的广泛证据。研究金星火山活动会增加我们对地球火山活动如洪水玄武岩的起源与进化的了解。

在金星上发现了一些新型火山。这些至少对金星来说属于新东西的火山是一些直径达30公里，高近1公里的扁平状圆形穹窿，其特征是穹顶有小坑，常常重叠地排列着。与熔岩喷射和平原熔岩固定位置有关的沟道在地球上并非不常见。金星上的熔岩沟道提供了熔岩流动的道路，其长度可延伸数百公里，令人瞩目的是，其恒定宽度为1至2公里。从大量冲击火山口推断出的地表平均年龄在数百万年至10亿年之间。几乎没有火山口因火山活动而改变了形状，但有不少地区没有看得见的火山口。这些特征表明，火山活动改变地表只是局部有效，且是暂时的，尤其是异质性的。

《麦哲伦》号证实了根据《金星》与“Arecib”数据解释为火山口的地貌多是因冲击而成。冲击火山口的面积密度与金星观测员观测的相同。然而分辨率高10倍的《麦哲伦》数据已经展示出小至直径约3公里的冲击火山口，而《金星号》测得的火山口直径不小于8公里。《麦哲伦》数据证实了大气层通过破碎大气中的小粒子，限制了较小冲击火山口的形成。冲击火山口周围见到的雷达阴影区被解释为与冲击过程有关。

新发现的一种冲击现象是，喷出物圈内存在外流物质和沟道，这种沟道可能是由冲击时产生的低速熔流体或由类似于炽热火山云的充满沉积物的气体形成的。地表上较大的U形阴影沉积物从一些大火山口向西延伸，达数百公里。地形上这种连贯一致的向西走向表明，大气总循环的自东向西流动（所谓超级旋转）与沉积物的形成有关。延伸出火山口数个横切面的阴影区衬托出许多火山口及其雷达上明亮的喷出物。而许多阴影区没有相关火山口，可能表明流入的粒子已完全破碎。

《麦哲伦》数据显示出许多地区尤其是地貌障碍物的背风处存在刮风后留下的条纹。制作全球性条纹图可能展示地表大气循环的总格局。许多陡峭断层地形显示了存在物质损耗的证据，这是地表变形的一条效率不太高但持续不断的机理。《麦哲伦》数据还证实了从《先驱者号》金星数据看见的低辐射、高反射性地表物质的存在。分析地表温度条件和压力条件，有助于识别可能是导致此类现象产生的矿物相。

对《麦哲伦》雷达图像的分析表明，金星雷达图像与“Arecibo”雷达图像规定的形态单元均具有复杂多变的形态。

平原地形是面积上颇广阔的平坦地区，主要依据形态结构和地貌来识别。（1）平坦平原表面毫无特色可言，没有看得见的火山流动单元，也极少有穹窿式山丘或线性地形。这些平原是由火山冲击形成的或者是由为入射角较高的雷达图像难以发现的火山地盾的聚集而形成的、无论属于哪一种情况，由于图像上缺乏边侧变化，这表明表面的均匀一致是风化、侵蚀和掩埋使然。（2）网状平原特征是，有一套或数套雷达图像明亮的蜿蜒起伏的地形，分辨不出是山脊还是沟槽。这种线状地貌空间上相隔超过5公里。网状平原被解释为火山熔岩流体或火山地盾，它们使底层结构呈弯曲状或自身变形，或两者兼有。（3）格状平原特征是，其雷达图像明亮的地貌呈线条垂直相交状，通常延伸数公里，其间有规则空间，但缺乏网状平原那种蜿蜒起伏的特征，空间相隔不到5公里，受到复杂地壳构造变形活动的影响。（4）裂口状平原是一些散射强度不等的、重叠的裂口状地区，纵横数十至数百公里，很少或根本没有线状特征。断裂特征（如果存在的话）和地貌特征控制平原物质的位置。裂口状平原意味着是火山熔岩流体与流体群熔汇的结果。

依据地表形态结构和地貌，还识别出几种地壳构造地形：（1）呈十字条纹的地形单元具有较高地势，表现为相互交错的特点，难以辨别出是山脊还是沟槽。这种地形单元属于称为镶嵌地块的规模更大、地形更复杂地区的一个小部分，是由复杂的变形活动造成的。（2）山脊地形出现在较高位置（高于平均星际半径1公里以上），其特征表现为漫长的山脊和峡谷（100公里以上），常常为较短的沟谷和山脊切断。看得见线性和等边形山脊地形。山脉被解释为是因压缩变形而形成的，有些地区还形成了延伸山脉。根据主要地质构造特征，还识别出两种30至50公里宽的线状地带。（3）山脊地带常为沟谷切断，山脊位于较高雷达剖面图的带状地区（是由地质构造断碎引起粗糙度增加所致）。山脊地带纵深数百公里，还有约1公里的起伏地段。也被认为是因压缩而形成的，部分山脊地带因后来发生的数次延伸变形活动而被切断。（4）沟谷地带呈线性结构，主要是相隔5~20公里的沟谷构成。沟谷地带与升高了的地貌地势地区（通常高于山脊地带）有关。沟谷被认为是压缩地区上形成的局部性伸延地形。

《麦哲伦》数据显示了不少从未识别出的地表物质单元，但火山口物质属例外：（1）火山口物质是位于火山口内及其周围的沉积物，其特点是雷达剖面较高。火山口周围的物质通常具有裂界面和山丘形面。被解释为是冲击形成的。（2）沟道物质通常蜿蜒起伏，雷达反射剖面较低。沟道宽1~3公里，位于平原和高地，被认为是熔岩通道或蜿蜒小沟。（3）明亮的裂口地表物质，其雷达剖面变化不定，与火山口物质相邻，延伸200~300公里。它们的位移是由地貌结构来控制的，这类物质单元被解释为流动性极强的物质外流时形成的，这些外流物质大概是火山喷发活动带来的火山物质。（4）较明亮的物质（较高雷达剖面）似乎与许多地区的山脊和穹窿山丘相邻或者看上去像较长的线性单元（大于100公里）。部分明亮地区的表面呈羽毛状，这些地区被认为是地表粗糙度（由沉积或刮风卷起物质造成的）日增的地区。（5）许多地区都含有圆形或细长形深色漫散物质。深色地区被解释为由于较细物质沉积使得表面平滑度增加的地区。（6）线性小平面物质出现在条纹状地形群中，延伸距离通常不足100公里。该单元可能代表沙丘。

对《麦哲伦》数据的初步分析揭示了影响金星表面的火山过程和地壳构造过程的复杂特性。出乎意料的初步结果包括：多种多样的火山地形，地壳构造过程的强度以及与冲击火山口相关的外流地形。旨在充分认识金星地质史的进一步分析和制图活动以及对照其它行星（包括地球）地质过程展开的详尽对比研究正在进行中。

[Science，1991年4月12日]