太陽淪為「工具人」,源源不斷為水星製造百億噸水冰

2021-01-09 逐遊酣星

水星是太陽系中距離太陽最近的行星,長期受太陽熱量的強烈輻射,因此科學界長期認為,水星是不存在「水」這個東西的。

但是早在1991年,當時世界上最大的射電望遠鏡阿雷西伯望遠鏡就曾在水星的兩極發現了一些明亮的區域,首次讓人類懷疑水星的兩極含有水冰。

而2011年NASA到訪水星的信使號探測器更是通過中子譜儀確定了這些明亮的區域就是「水冰」。在2020年3月16日發布於《天文物理期刊》的一篇研究也顯示,儘管水星最高溫高達427℃,但是仍舊擁有千億噸的水冰,而且熾熱的太陽反而會幫助水星生成水。這究竟是怎麼回事呢?

水的逃離

一個水分子想要逃離一個星球有兩種途徑,一種是被紫外線分解,一種是被太陽風中的高能粒子流電離。兩個過程的產物都是氧氣和氫氣。對於地球這麼大的行星來說,其引力不足以留住氫氣,因而產生的氫氣會逃離行星。

因此可以看出,一個星球想要擁有水,必須要有適當的溫度、較厚的大氣和強大的磁場,來保護水不被蒸發、分解和電離。

地球就是一個很好的案例,而靠近太陽的水星則是一個完美的反例。它又小又熱,溫度極高,沒有大氣阻擋紫外線,磁場強度也僅為地球的1%,根本無法阻擋太陽風中的高能粒子流侵襲全球。

惡劣的條件使水星似乎根本不可能存在「水」,那麼水星上的水是怎麼來的?為什麼炙烤它的太陽反倒成為了給水星製造水的幫手呢?

太陽賦能

剛才我們說過,水星的磁場僅為地球的1%,根本無力阻擋太陽風的猛烈轟擊。因此呢,來自太陽風中的質子會侵入水星10納米厚的土壤內,並隨著時間推移發生大規模的質子自遷移反應,在礦物中形成大量羥基。

所謂質子自遷移反應,指的是質子在兩個相同分子之間轉移的現象。最經典的例子就是水的電離,兩個水反應生成一個羥基,加一個水合氫離子。

總得來說只要有可解離的質子,也有孤對電子可以接受質子,就可能會出現質子自遷移反應,這裡就不再展開說了。

水星上那些在太陽風轟擊下大量產生的羥基在被太陽光加熱後會相互撞擊,這個過程就會釋放出大量的水分子和多餘的氫氣,這樣,水星上就有水了。

這也就是為什麼我們說熾熱的太陽反而會幫助水星製造水。

不過終日籠罩在烈日下的水星是如何保存住水的呢?生成的水難道不會瞬間被蒸發嗎?

終日極寒

的確,保存住水是一個行星「有水」的重要前提。其實水星的條件並沒有惡劣到一滴水都保存不了。水星自身的自轉軸角度非常小,僅有0.1度,因而在水星的兩級擁有很多永久陰影區,相當於一年到頭都是寒冷的黑夜。這裡常年處在零下170℃的極寒環境中。

太陽幫忙製造的水分子一部分被重新電離,一部分逃逸到外太空,還有一部分會比較幸運,它們就會降落在兩極的永久陰影區冰凍住。隨著時間的流逝,水冰也會不斷積累。

該研究的模型顯示,在300萬年的過程中,水星將積累110億噸水冰,約佔水星已探明儲水量的10%,剩餘的水則主要來自於小行星、彗星和隕石。

經過計算,科學家認為水星上的水含量遠超過月球,這也算是不枉大家叫它「水星」這個名字。

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相關焦點

  • 關於水星,靠近太陽,也會產生冰?
    水星的名聲很大程度上取決於它所在的位置——比太陽系中任何其他行星都更靠近太陽。這種距離意味著水星會變熱,真的很熱。水星白天的溫度可以達到炙熱的430攝氏度(800華氏度),但晚上也會驟降至-180攝氏度(-290華氏度)。然後,水星上有一些地方是太陽永遠不會照耀的。
  • 來自太陽的強烈熱量幫助水星形成冰。等等……什麼?
    假若你要在太陽系中尋找冰,水星這樣灼熱的行星絕不會是你的第一候選。然而NASA的「信使號」衛星任務(the MESSENGER)在2012年證實的信息可能會與你的推測大相逕庭,據科學家聲稱:水星這顆最靠近太陽的行星確實可以在極地的永久陰暗區域的隕石坑中保存有水冰。
  • 即使是離太陽最近的行星,熾熱的水星也會產生冰
    水星的名聲很大程度上取決於它所在的位置——比太陽系中任何其他行星都更靠近太陽。這種距離意味著水星會變熱,真的很熱。然後,水星上有一些地方是太陽永遠不會照耀的。 在水星的兩極,就像月球一樣,有著所謂的「永久陰影區」(PSRs):儘管離太陽相對較近,但仍存在於永久黑暗狀態下的坑坑窪窪的凹槽。
  • 金星早就被太陽烤乾了,水星離太陽更近,為何會有1000億噸的冰?
    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乾了。 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乾了。
  • 距離太陽更近的水星,地表至少有100億冰,金星卻被烤焦是為何?
    距離太陽更近的水星,地表至少有100億冰,金星卻被烤焦這是為何?金星地表環境惡劣的原因水星現在的狀況似乎超乎了我們的想像,雖然水星表面並沒有液態水的存在,可是在水星內部竟然存在100億噸的冰,金星每天受到太陽的能量像極了被烤乾的「地瓜」,可是為何水星的表面還存在100億噸的冰呢?這究竟是什麼原因呢?
  • 同樣是太陽的近鄰,金星早就被烤乾了,為何水星不受影響?
    很多人都感到奇怪,按理說金星不該是這副樣貌,為什麼會變成這樣呢?太陽是影響金星的來源通過一番研究,科學家們終於找到罪魁禍首,那就是太陽。太陽誕生以來一直在源源不斷散發光和熱,在變亮的同時,它散發出的能量也隨之增加,這一過程持續很長時間,就算存在大量的液態水,也被烤乾了。
  • 金星因為離太陽近,「水」早已經被烤乾,為何水星卻還存在大量冰
    金星之所以溫度高,除了距離太陽近之外,跟二氧化碳、二氧化硫氣體脫不開關係。但在太陽系內還有一顆行星,比金星距離太陽更近,卻存在著1000億噸的冰,著實讓人感到不理解。
  • NASA:水星或含有水冰,沒想到你是這樣的水星
    水星在這項科學報告中,還指出了水星可能存在水冰。對於這一點,似乎有點顛覆我們的認知。由於水星是太陽系八大行星中離太陽最近的一顆,接收太陽能也是非常多,所以表面溫度非常高,白天可達400℃以上。水星為什麼炙熱的水星上存在水冰?
  • 離太陽較遠的金星早已被烤乾,而水星那麼近,為啥能有大量的冰?
    因為如果從地球上觀測的數據來看,金星不僅質量與地球相似,就連地貌也和地球相差不大,所以,當時有很多人都認為在這種環境下,金星很有可能孕育出生命!於是當時的人們向金星發射了大量的探測器和衛星。可是,當這些探測器到達金星之後,人們才發現,金星的情況和想像中的完全不一樣。
  • 「水星」離太陽最近的地方
    伴隨著太陽星雲的冷卻和小顆粒的聚集、碰撞、堵塞,最終產生了少數大天體。在靠近太陽的溫暖區域裡,行星是巖石結構的。更遠的地方,在超越「雪線」的地方,行星則是巖石、冰、氣體的混合。 水星是所有類地行星中最靠近太陽的一個。水星直徑是4880千米,與之相比地球的直徑則是12576千米。
  • NASA分析:水星與月球隱藏著更多的水冰
    在近年來,關於人類移民外太空的說法也越來越多,這是因為地球目前的資源似乎已經很難承載這麼多人的生存,因此很多人認為,部分人移居到其他星球是人類文明的未來出路。但如何在其他星球生存?這就需要有人類生存必須的一些資源,比如說水和冰。因此在其他星球上尋找水冰長期以來就是天文觀測的重要任務之一。
  • 最容易淪為工具人的星座
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  • 金星已經被太陽烤乾,而水星離太陽更近,卻為何還存在千億噸冰?
    當然了,相信大家都知道,金星之所以會是這個樣子,說到底還是太陽造成的,因為太陽自誕生起就在一直變亮,而在這過程中其輻射而出的能量也在慢慢增加,隨著時間的流逝,金星就變成了這個樣子!看到這可能有人會想了,離太陽第二近的金星都成這樣了,那離太陽最近的水星會是啥樣?可讓人沒想到的是,答案卻又與人們所想的完全相反!金星已經被太陽烤乾,而水星離太陽更近,卻為何還存在千億噸冰?
  • 金星早已被太陽烤乾,水星距離太陽更近,為什麼還有千億噸冰?
    很多朋友可能會有這個疑問,金星距離太陽大約1.1億千米,水星距離太陽大約5800萬千米,幾乎近一半,按理來說水星應該更熱,為什麼會是金星更熱呢? 儘管水星比金星溫度低,但也有430度,水怎麼可能在水星上存在呢?但事實是人類還真發現了水星上的水冰,但這個發現不是任何探測器,也不是任何光學望遠鏡,而是來自波多黎各的阿雷西博射電望遠鏡!
  • NASA探測發現水星400攝氏度表面陰暗處存在水冰
    編譯:美國宇航局「信使」號水星探測器的觀測數據顯示,水星極地地區的永久陰暗區隕坑深處可能存在水冰。水星是太陽系內最靠近太陽的行星,表面溫度超過400攝氏度,但科學家一直懷疑觀測中發現的明亮沉積物可能就是水冰。藉助「信使」號的觀測數據,他們的這一假設更加令人信服。  根據「信使」號探測器傳回的圖像,這些亮點形沉積物處在水星陰暗區的隕坑深處,由於沒有陽光射入,它們很可能就是水冰。
  • NASA新發現:水星北極存在大量冰 或有1萬億噸重
    這張歷史性的圖像拍攝於美國東部時間29日5:20(北京時間18:20),由先期開機的水星雙重成像設備(MDIS)採用廣角模式拍攝。美國宇航局的「信使」號水星探測器在2004年8月3日搭乘火箭在佛羅裡達州甘迺迪航天中心點火升空,計劃耗時6年半,飛行79億公裡的徵程,這也是30年來人類探測器第一次對水星進行全面的環繞探測。
  • 水星離太陽最近,為什麼水星上依然有水?
    我們都想過一個問題,水星它叫「水星」,那麼它到底有沒有水呢?下面我們就解答這個問題。起初的水星是一顆不為人知的星球其實在整個太陽系統中,水星一開始是一顆最不為人知的行星。因為水星離太陽很近,我們無法用望遠鏡在良好的條件下看到它,如果我們直接用望遠鏡直接對準水星,太陽強烈的光線會破壞望遠鏡的光學系統!也正是因為這個原因,哈勃從未拍攝過水星的圖像。
  • 探測水星面對極限溫差,科技將展現水星更真實的一面
    太陽的八大行星中,水星距離太陽最近,其次為金星,再次為地球。其中水星距離太陽的距離僅為5790萬千米,相比之下,地球距離太陽14959.8萬千米。更短的距離,使得太陽光線衰減得更少,水星接受照射的一面溫度能夠達到427℃,而最低溫度能夠達到-173℃。
  • 科學家提出摧毀水星,可行嗎?
    科學家通過對太陽的研究獲得了靈感,由於太陽內部會發生核聚變來提供源源不斷的能量,因此科學家猜想或許我們也可以製造一個戴森球來為人類所利用,提供源源不斷的能源,但是這只是科學家提出的一個假想。曾經科學家提出炸掉水星,建造出包裹住整顆太陽的戴森球,但是這一想法是無法實現的,因為水星的體積是比較小的,根本無法包裹住戴森球,而且水星是比較堅硬的,是鐵質的星球,以人類當前的科技來看,根本無法摧毀水星。
  • 水星軟科普 百度百科
    水星的大氣非常少,主要成份為氦(42%)、鈉(氣體)(42%)和氧(15%),而且在白天氣溫非常高,平均地表溫度為 179℃,最高為 427℃,最低為零下 173℃,因此水星上看來不可能存在水;但 1991 年科學家在水星的北極發現了一個不同尋常的亮點,造成這個亮點的可能是在地表或地下的冰。水星上真的有可能存在冰嗎?由於水星的軌道比較特殊,在它的北極,太陽始終只在地平線上徘徊。