金星都被太阳烤干了,水星离太阳最近,为啥会有上千亿吨的冰?

星空承载梦想 2025-03-16 09:09:03
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随着人类科技的进步,现在人类已经能够走出地球探索宇宙,当人类走出地球之后,人类发现在太阳系中一共有八大行星,它们分别是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星,在海王星的外面还有一颗冥王星,曾经冥王星也属于一颗行星,但是后来科学家认为冥王星的体积和质量都太小了,于是将它踢出了行星的行列,在八大行星当中,地球是唯一一颗诞生了生命的星球,地球能够诞生生命,和地球环境有非常大的关系。地球位于太阳系宜居地带中心,和太阳保持1.5亿公里的黄金距离,这个轨道位置即保证了足够的热量,维持液态水存在,又避免了过强辐射对有机分子的破坏。

邻近的木星以其巨大的引力充当地球的保护神,能够持续吸引可能撞击地球的小行星,而且月球的稳定引力则维持了地球自转轴的倾斜角度,造就了稳定的季节变化,除此之外,地球拥有500公里的大气层,大气层中的臭氧层能够过滤百分之99的紫外线,电离层偏转太阳风,温室气体维持地表温度,板块运动形成的碳硅循环犹如行星级恒温器,火山活动释放的二氧化碳和岩石风化作用达成动态平衡,使得地球温度在40亿年来,一直维持在生命能够承受的范围内。这些条件综合在一起,使得地球能够变成一颗有生命存在的星球。不过除了地球之外,科学家发现金星和火星同样处于太阳系的宜居地带。

而金星和地球被称为是姐妹星球,两者都是类地行星,有相似的内部结构,都具有核心、地幔和地壳,主要是由岩石和金属构成,表面有固态的岩石圈层,这和气态巨行星有明显的区别,金星的直径大约是12103千米,大约是地球直径的百分之95,质量是地球的百分之81,在太阳系的行星当中,两者大小和质量都是非常接近的。金星表面重力约8.87m/s²,地球表面重力约9.8m/s²,金星表面重力约为地球的90%,在这样的重力环境下,物体在金星和地球上所受重力有一定相似性,人类若能登陆金星,不会因重力差异过大而无法行动。金星公转周期约224.7地球日,与地球的公转周期365.24天相对接近,在太阳系行星中,二者公转时间处于相似的量级范围,都在一年左右的时间尺度上。

曾经科学家一直都认为,金星上面可能存在生命,所以人类最早探索的星球就是金星,在古代,人类就已经注意到金星了,玛雅人精确计算其584天的会合周期,古希腊人用爱神阿佛洛狄忒(罗马称维纳斯)为之命名。1610年,伽利略通过望远镜首次观测到金星相位变化,成为支持日心说的关键证据。18世纪,罗蒙诺索夫发现金星存在大气层,开启了对其环境的科学猜想。1961年,苏联发射“金星1号”拉开金星探测序幕。尽管前16次任务均告失败,1970年“金星7号”实现人类首次地外行星软着陆,测得地表温度465℃、气压92倍地球的骇人数据。虽然目前人类已经向金星发射了40多个探测器,但金星上面依然还存在很多谜题。

金星是距离太阳第二近的行星,白天地表温度能够高达465摄氏度,是太阳系八大行星中最热的一颗,如果按照距离来看的话,那么水星的距离一定要比金星更近,按理来说,水星的温度应该会比金星更高才行,但事实并非如此,白天水星的温度高达426摄氏度,但是夜晚温度会突然下降,最低能够达到零下173摄氏度,在这样的环境中,根本不可能存在液态水,不过根据科学家的探测发现,在水星的两极拥有大约1000-3000亿吨的冰,而金星比水星距离还远,但是金星上面却没有水资源,这到底是为什么?金星表面的平均温度高达465摄氏度,这种极端的高温是多种因素共同形成的后果。其中失控的温室效应扮演着决定性的角色。

金星大气中百分之96都是二氧化碳,浓度是地球的2500倍,这种温室气体就像是一层厚重的毛毯,将入射的太阳辐射转化为红外线后,大约百分之90无法逃逸到太空,每平方米大气层积累的热量达到了惊人的16000瓦,远超地球的240瓦,二氧化碳分子通过振动模型吸收特定波长的红外辐射,其温室效力虽然比甲烷弱,但是超高浓度下形成叠加效应,根据NASA模拟,如果将金星大气替换成地球成为,那么温度会立马下降40多摄氏度。而且金星距离地表48-70公里的浓硫酸云层,虽然能够反射百分之75的入射阳光,但是通过红外陷阶加剧保温,云层中的硫酸液滴吸收地表辐射的红外线。再以更长波长向各个方向散射,形成立体保温层。

科学家认为,早期的金星上面应该是拥有海洋的,但是随着太阳亮度的增加,海水蒸发为水蒸气,这本身就是强力温室气体,当大气水蒸气浓度超过临界点,地表面温度突破水的沸点,导致海洋完全气化,最后到逃逸到宇宙中,而相对于水星来说,它的质量很小,所以引力也比较小,引力小就难以束缚足够多的气体分子,使得大气中的气体容易逃逸到太空中,并且水星离太阳非常近,强烈的太阳辐射能够使得气体分子获得足够的能量,远动速度加快,更容易摆脱水星的引力,所以水星的大气层非常稀薄,这就导致水星无法有效的保存热量。在1991年的时候,阿雷西博射电望远镜曾向水星发射了一组强电磁波信号,大约过了十多分钟,电磁波从水星返回并被绿岸射电望远镜捕获。

经过分析,科学家们意外发现,雷达信号的反射率要比预想的高许多倍,并提到”只有纯度高达90%,而且厚度超过数米的冰层才能达到这么高的雷达反射率“,于是首次猜测水星上可能含有上千亿吨的冰。尽管水星夜晚的温度很低,但是到了白天,温度也会有400多摄氏度,既然如此,那么水星上面的冰是如何保存下来的?首先这要感谢特殊的光照条件,水星自转轴几乎垂直,其南北极存在长期处于阳光照射盲区的永久阴影区,比如极地的陨石坑和山谷深处,太阳光线难以到达,温度能够低至零下170摄氏度甚至更低,为冰层保存提供了低温的环境。而且水星存在自转轨道共振现象,自转周期是绕太阳公转周期的整数倍。

这使得极地区域能够长时间处于黑暗中,温度能够维持非常低的水平,不仅如此,科学家还发现,水星两极的冰层通常覆盖一层厚厚的黑暗物质,像给冰层穿上了隔热外套,减少了外界热量对冰层的影响,有助于冰层在相对高温的环境中保持稳定。水星的自转和公转存在一个非常奇妙的比例,水星每绕太阳公转两圈(大约176个地球日),自身恰好自转三次(大约58天),这种特殊运动让水星拥有一日两年的奇观,从日出到日落需要88个地球日,而完整的昼夜交替需要176天左右,因此水星的表面一些区域会经历长达数月的“冰火交替”,科学家通过信使号探测器发现,这种轨道共振不仅仅塑造了水星独特的地质结构,还帮助它保持稳定的自转轴。

这样能够几乎和公转轨道平面垂直,避免了像月球那样被抄袭锁定,所以在水星的两极区域,太阳就好像被定格在了地平线附近,再加上水星轨道的离心率只有0.2,近日点和远日点温差再次强化了阴影效应,水星两极的低洼之处就会被周围比较高的地心环绕遮蔽,阳光找不到的区域就形成了阴影区,这些区域常年在零下100摄氏度左右,在这样的温度下,水星才能够保存冰的存在,看到这里,可能很多人会产生一个疑问,就是水星上面的冰川到底是从哪里来的?是与生俱来的吗?一些学者认为,水星存在火山活动,会喷发出大量的水蒸气和其它挥发性物质,当这些水蒸气到达水星冰冷的两极时,便会快速凝结成冰,随着时间的推移,慢慢形成了水冰层。

除此之外,在太阳系早期的时候,彗星和小行星等富含水冰的天体频繁撞击水星,在撞击过程中,这些天体携带的水冰被留在了水星上面,部分水冰在水星两极的低温环境中保存了下来,而金星就像是一个蒸笼一样,无论是两极还是其它区域,温度都是非常高的,所以使得原本可能存在的水资源都蒸发了,目前来说,金星上面和水星上面存在生命的可能性都是非常低的,因为它们的环境实在是太恶劣了,相比于火星来说,火星上面存在的生命可能性是比较大的,根据最近几年来人类对火星的研究和探索发现,火星的两极地区存在大量的水冰,通过望远镜和火星探测器发回的数据都能清晰观测到。

火星北极冠主要由水冰组成,其厚度可达数千米,南极冠也有大量水冰,并且在冬季时,二氧化碳会在水冰表面凝结形成干冰层,进一步覆盖水冰。火星勘测轨道飞行器等探测器的雷达数据显示,在火星中纬度地区的地下存在大量的水冰,这些水冰以浅层地下冰的形式存在,分布在火星表面之下数米到数十米的区域。而且火星表面有许多类似干涸河床、湖泊盆地的地貌特征,比如在火星的某些区域可以看到蜿蜒曲折的河道网络,以及类似三角洲的沉积地貌,这表明在火星历史上曾经有大量液态水在其表面流动,形成了这些地貌。水是生命之源,如果说火星上面存在大量的水资源,那么火星上面就可能存在生命。

虽然目前人类还没有在火星上面发现生命的痕迹,但是只要人类能够坚持不懈的努力探索下去,那么总有一天人类可能会发现火星生命,而且现在很多国家都准备开始加大火星的探测力度,比如说我国的天问三号:计划2028年前后实施发射,实现火星样品返回地球,确立生命痕迹探寻为第一科学目标,突破火面采样、火面起飞上升、环火交会和行星保护等关键技术。之后会联合各国或科研机构开展火星科研站的使命与任务定义、需求分析、概念研究、实施方案设计、关键技术攻关等,共建火星家园。NASA计划2026年向火星发射无人驾驶的“星舰”飞船,测试在火星上完整着陆的可靠性;若无人着陆成功,2028年将进行首次载人飞往火星的飞行;目标是2044年在火星上建成一个自给自足的城市。

虽然这一切看上去不可思议,但是人类文明想要长久的发展下去,那么移民到其他城市是人类的必经之路,只要人类的科技足够强大,那么人类移民到其他星球也是有可能的,小编希望人类文明能够长久的在宇宙中发展下去,人类能够早日移民到其它星球,对此,大家有什么想说的吗?

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