金星早就被太陽烤幹了,水星離太陽更近,為何會有1000億噸的冰?

天空之城 2020/07/30 檢舉

金星曾經被人們認為是與地球非常相似的「姊妹行星」,然而在人類的探測器抵達金星之後,我們才失望地發現,原來金星上的環境根本就不是想像中的那樣,事實上,現在的金星是一顆表面溫度接近500攝氏度的「地獄行星」,在這顆星球上甚至連一滴水都找不到。

為什麼金星會變成這樣呢?其實「罪魁禍首」就是太陽,太陽自從誕生以後就一直在變亮,其輻射出的能量也隨之逐步增加,隨著這個過程的持續,金星就慢慢地被太陽烤幹了。

我們都知道,在太陽系的8大行星中,水星距離太陽最近,因此我們不難想像,水星被太陽炙烤的程度會比金星更高,所以水星也應該早就被太陽烤幹了。

然而實際情況卻跟我們想像中的不大一樣,科學家告訴我們,儘管水星上沒有液態水,卻存在1000億噸的冰。這就有點讓人奇怪了,金星早就被太陽烤幹了,水星離太陽更近,為何會有1000億噸的冰呢?下面我們就來一起瞭解一下這是怎麼回事。

簡單地講,金星之所以會被太陽烤幹,其實是因為它的大氣層能夠有效地鎖住太陽輻射出的熱量,這些熱量會隨著空氣的流動傳遞到整個星球表面,而隨著太陽的逐漸變亮,金星接收到的太陽輻射越來越多,最終引發了失控的溫室效應,從而導致了金星表面的溫度越來越高。

而水星是沒有大氣層的,因此在水星上只有被太陽直接照射的地方才有高溫,而其它的區域溫度則會很低,事實上也確實是這樣,觀測資料顯示,水星向陽面的表面溫度最高可以達到驚人的520攝氏度,而背陽面的溫度卻可以低至零下180攝氏度。

那這是否意味著水星的背向陽就可以存在大量的冰呢?答案是否定的,因為水星的自轉週期是58.646個地球日,而公轉週期則為87.969個地球日,也就是說,水星的自轉和公轉並不同步,隨著它的自轉,其背陽面遲早會被陽光覆蓋。

然而由於水星的自轉軸傾角極小,在它的兩極都有陽光一直照射不到的「永久陰影區」,因此從理論上來講,水星上的這種「永久陰影區」是可以存在冰的。事實上,我們前面提到的水星上的1000億噸冰就是存在於此,那麼這些冰是怎麼被發現的呢?我們接著看。

早在20世紀初,科學家就懷疑在水星的兩極應該存在冰,但是由於科技的限制,相關的研究一直沒有什麼突破。直到1973年11月3日,NASA的「水手10號」探測器(Mariner 10)才發射升空,在經歷了漫長的旅途之後,它分別於1974年的3月29日、9月21日以及1975年的3月13日三次飛掠水星,為科學家們傳回了夢寐以求的水星資料。

遺憾的是,「水手10號」並沒有發現水星兩極存在冰的證據,不過它傳回的資料顯示,在水星的兩極存在著很多隕石坑。

到了1991年,位於波多黎各島上的阿雷西博望遠鏡(這是當時最大的射電望遠鏡)有了一個重大發現——在水星的兩極,存在著很多「可疑的亮斑」,這強烈地暗示了在這裡存在著大量的冰。但科學家對此還是持謹慎的態度,因為其它的物質也可以形成這種亮斑,比如說二氧化硫。

直到2011年,NASA的「信使號」探測器(Messenger)才為我們揭曉了答案,「信使號」是人類迄今為止唯一的一個進入了環繞水星的軌道的探測器,它利用一種名為「中子譜儀」的儀器,精確地繪製出了水星表面的中子通量圖,其中的資料表明,由阿雷西博望遠鏡發現的亮斑裡的物質中的氫含量,與純淨的水冰幾乎完全匹配,從而最終證實了水星兩極確實存在大量的冰,通過計算,科學家估計水星至少存在1000億噸的冰。

值得一提的是,科學家認為水星上的這種「永久陰影區」具備建造基地的潛力,為什麼這麼說呢?原因主要有三個,第一是這裡有大量的水源(就是這些冰),第二是這裡的溫度十分穩定,第三就是因為水星距離太陽最近,在水星上有非常豐富的太陽能,所以未來的人類只需要在「永久陰影區」周圍能夠曬到太陽的地方,設置一些簡單的太陽能收集裝置,就可以保證能量的供給。

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