Файл: TurcotteMoreinRobertsMalamud_Venus_ICARUS_1999.pdf

54

TURCOTTE ET AL.

interior of the planets. We suggest that a very vigorous episode
of tectonics and volcanism, following a global subduction event
but prior to the subsequent stabilization of a global lithosphere,
is responsible for a substantial fraction of the surface heat loss
on Venus.

CONCLUSIONS

There are two conclusions regarding the behavior of Venus

that can be generally accepted. The first is that the tectonic and
volcanic evolution is not uniformitarian. A catastrophic resur-
facing event certainly occurred in the relatively recent past and
this resurfacing is not continuing at a significant rate today. The
primary subjects of discussion are the length of time over which
volcanic resurfacing occurred and the relative importance of
continuing plume-related volcanism and tectonics. In this pa-
per, we have revisited the question of whether the distribution
of craters on Venus is random. Using the pair-correlation tech-
nique, we find that the distribution of craters on Venus cannot be
distinguished from a random distribution. As a comparison, we
consider the spatial distribution of coronae on Venus and find
that their distribution deviates significantly from a random dis-
tribution, with substantial clustering. We certainly do not argue
that Venus was resurfaced instantaneously, but conclude that the
resurfacing was relatively rapid.

The second conclusion regarding the behavior of Venus is

that the present heat loss from its surface must be substantially
less than the heat being generated by radiogenic isotopes within
the interior of the planet. It follows that the mantle tempera-
ture within Venus is increasing. Two hypotheses are consistent
with this observation. The first is that Venus had Earth-like plate
tectonics up until about 500 Ma, when a global lithosphere stabi-
lized. This hypothesis does not address the question: How long
will the interior of Venus continue to heat up? An alternative
hypothesis is that Venus experiences episodic global subduction
events. We model the latter hypothesis using a thermal boundary-
layer stability analysis. In order for the subduction events to have
recurrence intervals of 500 to 750 Myr, we find that a substan-
tial fraction, 75–85%, of the heat loss from the interior of the
planet must occur after a global subduction event, but prior to
the subsequent stabilization of the global lithosphere.

ACKNOWLEDGMENTS

The research has been supported by the National Aeronautics and Space

Administration under Grant NAG5-4361. The authors thank Mark Parmentier
and Slava Solomatov for very helpful reviews.

REFERENCES

Arkani-Hamed, J. 1994. On the thermal evolution of Venus. J. Geophys. Res.

99, 2019–2033.

Arkani-Hamed, J., G. G. Schaber, and R. G. Strom 1993. Constraints on the

thermal evolution of Venus inferred from Magellan data. J. Geophys. Res. 98,
5309–5315.

Arkani-Hamed, J., and M. N. Toksoz 1984. Thermal evolution of Venus. Phys.

Earth Planet. Int. 34, 232–250.

Bullock, M. A., D. H. Grinspoon, and J. W. Head 1993. Venus resurfacing rates:

Constraints provided by 3-D Monte Carlo simulations. Geophys. Res. Lett.
20, 2147–2150.

Herrick, R. R. 1994. Resurfacing history of Venus. Geology 22, 703–706.

Herrick, R. R., V. L. Sharpton, M. C. Malin, S. N. Lyons, and K. Feely 1997.

Morphology and morphometry of impact craters. In Venus II (S. W. Bougher,
D. M. Hunten, and R. J. Phillips, Eds.), pp. 1015–1046. Univ. of Arizona
Press, Tucson.

Howard, L. N. 1966. Convection at high Rayleigh numbers. Proc. 11th Int.

Congr. Appl. Mech. 1109–1115.

Jurdy, D. M., and M. Stefanick 1990. Models for the hotspot distribution. Geo-

phys. Res. Lett. 17, 1965–1968.

Kagan, Y. Y., and L. Knopoff 1980. Spatial distribution of earthquakes: The

two-point distribution problem. Geophys. J. R. Astron. Soc. 62, 303–320.

Namiki, N., and S. C. Solomon 1994. Impact crater densities on volcanoes

and coronae on Venus: Implications for volcanic resurfacing. Science 265,
929–933.

Parmentier, E. M., and P. C. Hess 1992. Chemical differentiation of a convect-

ing planetary interior: Consequences for a one plate planet such as Venus.
Geophys. Res. Lett. 19, 2015–2018.

Price, M., and J. Suppe 1994. Mean age of rifting and volcanism on Venus

deduced from impact crater densities. Nature 372, 756–759.

Schaber, G. G., R. G. Strom, H. J. Moore, L. A. Soderblom, R. L. Kirk, D. J.

Chadwick, D. D. Dawson, L. R. Gaddis, J. M. Boyce, and J. Russell 1992.
Geology and distribution of impact craters on Venus: What are they telling
us? J. Geophys. Res. 97, 13,257–13,301.

Solomatov, V. S., and L. N. Moresi 1996. Stagnant lid convection on Venus.

J. Geophys. Res. 101, 4737–4753.

Solomatov, V. S., and L. N. Moresi 1997. Three regimes of mantle convection

with non-Newtonian viscosity and stagnant lid convection on the terrestrial
planets. Geophys. Res. Lett. 24, 1907–1910.

Squyres. S. W., D. M. Janes, G. Schubert, D. L. Bindschadler, J. E. Moersch,

D. L. Turcotte, and E. R. Stofan 1993. The spatial distribution of coronae and
related features on Venus. Geophys. Res. Lett. 20, 2965–2968.

Strom, R. G., G. G. Schaber, and D. D. Dawson 1994. The global resurfacing

of Venus. J. Geophys. Res. 99, 10,899–10,926.

Turcotte, D. L. 1993. An episodic hypothesis for Venusian tectonics. J. Geophys.

Res. 98, 17,061–17,068.

Turcotte, D. L. 1995. How does Venus lose heat. J. Geophys. Res. 100, 16,931–

16,940.

Turcotte, D. L. 1997. Fractals and Chaos in Geology and Geophysics, 2nd ed.

Cambridge Univ. Press, Cambridge, UK.

Turcotte, D. L., and G. Schubert 1982. Geodynamics. Wiley, New York.