克里斯多夫·汉米尔顿（Christopher Hamilton）曾经想成为一名建筑师。然而，这位亚利桑那大学的行星科学家现在研究的，却是一种完全不同的环境构造：它们是
贯穿整个太阳系的火山所形成的奇怪结构，包括了地球、火星、月球和其他星球。他使用的技术工具多种多样，包括用于人工智能的神经网络和传统的地质田野测绘。
NASA喷气推进实验室的行星地质学家劳拉·科伯（Laura Kerber）评价他：“他的一个非凡之处在于，他的目光总是不断地在不同的世界穿梭。”
Christopher Hamilton探索火山活动如何建造了不同的世界
Hamilton的第一次跨界具有一定的必然逻辑，那是在加拿大达尔豪西大学读本科的他，从建筑学转向了地质学。他认为，建筑蓝图和地质图是非常相似的，两者都能告诉告诉我们这个地方过去有什么，它们是如何建造的，又可以如何拆除。
这也正是熔岩——这种能塑造任何类地行星的基本组成部分——发挥作用的地方。为了理解其他行星的火山地形是如何形成的，科学家首先会参照我们自己的星球，看看熔岩是如何塑造地球特征的。
从地球出发，第一站冰岛火山
比如说，冰岛就完全算得上是一个不同的世界。在大学期间，Hamilton用了一年的时间在那里研究和绘制埋藏在一层厚厚的翠绿色苔藓下的火山结构。这些火山结构是自有历史记录以来，
规模最大的一次火山喷发的遗迹。 冰岛的拉基火山覆盖着一层厚厚的翠绿色苔藓| Chmee2/Valtameri
大约240年前，拉基（Laki）火山在狂怒中苏醒，喷涌而出的熔化的玄武岩横扫大地。当熔岩水体（如沼泽或湖泊）相遇时——轰！强烈的蒸汽爆炸在地面上留下了深深的凹痕。科学家称这些火山口一样的结构为火山无根构造（volcanic rootless construct），或称锥形构造，因为它们与任何地下岩浆供应都没有联系。
去火星看火山
火星上也有类似的地形。这颗红色行星的早期图像表明，火星表面到处都是火山无根构造，这为火星曾经有着“水汪汪”的历史提供了重要线索。Hamilton将这些特征作为自己在夏威夷大学攻读博士时期的研究重点。
（左）冰岛散布着锥形无根火山构造，当熔岩流经有水的地形时，会形成这种构造。这幅照片拍摄的是冰岛的Myvatn湖。（右）火星上也有这些假火山口，是火星有水的过去的残留| HANSUELI KRAPF/WIKIMEDIA COMMONS (CC BY-SA 3.0), UNIV. OF ARIZONA, JPL-CALTECH/NASA
Hamilton与顾问Sarah Fagents合作，绘制了火星上167组锥形无根构造的分布图。据研究人员估计，这些火山构造是熔岩在2.5亿到7500万年前的某个时候流经该地区之时形成的。这些熔岩与大量的冰相互作用，模拟结果表明，这些冰埋藏在火星表面以下至少42米的地方。这些相互作用也可能产生了短暂的水热系统，为微生物提供了适宜居住的环境。这些推测都已于2010年发表在了《地球物理研究期刊：行星》上。
Fagents说：“Hamilton是一个非常好奇并渴望知识的人，他有深入研究问题的能力，而且不惧怕涉足新的领域。”
探索木卫一的火山
事实上，当Hamilton完成博士学位的时候，他正在思考那些不熟悉的环境。他说：“我不想只关注一个地方，我想了解整个太阳系中的不同地质过程都是如何进行的。“2011年至2014年，Hamilton在NASA戈达德太空飞行中心，将研究的注意力转向了其他地外火山活动。
其中一个项目关注的是木星最内层的卫星——火焰般的“木卫一”。这是太阳系中最活跃的火山体。
火焰般的木卫一表面，活跃的火山不断喷发| NASA
长期以来，研究人员一直认为木卫一的剧烈火山活动是由固态的卫星上所谓的“潮汐加热”现象造成的：来自附近两颗卫星以及木星的引力会挤压和拉伸木卫一，从而加热其内部。
但是这个猜想并不能完全解释木卫一的产热机制。2015年，Hamilton证明，如果假设木卫一是部分流体的状态，那么观测与模拟的结果匹配得更好。
研究小组正在向NASA提出一项建议，希望能借助一种能够识别从数十万张卫星图像捕捉到的潮汐加热模式的计算机算法，更彻底地研究木卫一的潮汐加热机制。
木星和绕着木星旋转的四颗伽利略卫星，木卫一在最内层轨道| NASAJuno
Hamilton还与Kerber合作，向NASA提议一项低成本的任务——向地球的月球发射探测器，将它降落到被称为天窗的古老熔岩管道内。
这些熔岩管道是如何形成的？它们是由什么构成的？在Hamilton最早的一项研究中，他重建了上世纪70年代夏威夷基拉韦厄火山熔岩流形成的熔岩通道，以求能够理解这些问题。
夏威夷基拉韦厄火山熔岩流形成的熔岩管和天窗| Hawaiian Volcano Observatory, U.S. Geological Survey
Hamilton的作品中贯穿着这样一个主题：要真正探索那些或许某天会成为人类新的栖息地的星球，科学家必须首先了解这些星球上有哪些物质和资源可以利用。某种程度上，这好似是另一种类型的建筑学。
閱讀更多 科技全觀 的文章
