熱會使冰融化,但來自太陽的熱量卻在水星製造冰塊,這是怎麼回事

2020-12-16 萬象經驗

本文參加百家號#科學了不起#系列徵文賽。

眾所周知,我們太陽系有八大行星:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。其中水星離地球最近,海王星離地球最遠。離太陽越遠,接收到的熱量也就越少,就越容易結冰。離太陽越近,接收到的熱量越多,也就越不容易結冰。

一般來說,我們認為水星離太陽是如此的近,它接收到的強烈的太陽光使它的表面溫度是如此高,以至於在水星上面不可能有水冰的存在。但是現在的一項研究表明,水星上存在水冰且其含量超乎我們的想像。

雖然灼熱的水星可能不是你想到的第一個尋找冰的地方,但2012年的信使號飛船任務證實,最接近太陽的行星水星確實在兩極附近的永久陰影環形山中有水冰。現在一項關於水星冰的新研究提供了更多關於冰是如何形成的反直覺的細節。科學家說,高溫可能有助於冰的形成。

這項研究的第一作者、喬治亞理工學院化學與生物化學學院的研究員布蘭特·瓊斯說:「這不是什麼奇怪、瘋狂的想法。雖然有點複雜,但基本上都是最基礎的化學反應。這顆行星白天的極度高溫加上永久陰影隕石坑內的超冷(零下200攝氏度)溫度,可能就像一個製冰化學實驗室。」

布蘭特通過郵件告訴我們:「水星上的冰量大得驚人,比月球上的要多得多。」

早在2009年,科學家就確定太陽風中的帶電粒子與月球表面一些塵埃顆粒中的氧氣相互作用產生羥基。羥基(OH)只是一個氫原子和一個氧原子,而不是通常在水裡發現的兩個氫原子。

布蘭特與其他科學家合作,包括同樣來自喬治亞理工學院的同事託馬斯·奧蘭多,以完善對這一過程的理解。2018年,布蘭特發表了一篇論文,表明月球上的這一過程不會產生大量的羥基和水分子。

奧蘭多解釋說:「儘管太陽風在2009年的月球水觀測中被認為是一個潛在的源項,但其機制從未被真正確定。我們在月球上模擬了這一過程,但由於月球上的整體溫度要低得多,所以這一過程的重要性並沒有那麼大。」

但他們知道,這個過程也可能發生在小行星、水星或任何其他被太陽風轟擊的表面上。「為了製造分子水,你還需要一種成分,那就是熱。水星白天的溫度可以達到400攝氏度。」布蘭特說。

水星表層土壤中的礦物質含有所謂的羥基(OH)。來自太陽的極端熱量幫助釋放這些羥基,然後激發它們相互碰撞,產生水分子和氫,這些水分子和氫從水星表面脫離,漂浮在水星上。

一些水分子被陽光分解並消散。但其他的分子則降落在遠離太陽的深而暗的隕石坑中,這些隕石坑靠近水星的兩極。這些分子被困在那裡,成為陰影中不斷生長的永久冰川的一部分。

他們研究使用的數據來自信使號飛船,該飛船在2011年至2015年間繞水星軌道運行,研究水星的化學成分、地質和磁場。「信使號」對極地冰的發現證實了幾年前地球上的雷達探測到的冰的特徵。

相關焦點

  • 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?
    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。 這就有點讓人奇怪了,金星早就被太陽烤乾了,水星離太陽更近,為何會有1000億噸的冰呢?下面我們就來一起了解一下這是怎麼回事。
  • 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。
  • 新型不鏽鋼冰塊!完美替代普通冰塊,夠冰、夠醇,永不融化!
    又到了喘氣都嫌熱的季節,炎炎夏日,小編最愛的就是來杯冰鎮飲料,只是加了冰的飲料雖然喝著爽,但融化後的冰塊會稀釋飲料濃度
  • 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?自從太陽出現後一直持續發光發熱,它釋放的能量能足足把金星烤焦,可是為何在太陽附近的水星卻沒能受到影響呢?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?
  • 夏日冰鎮神器~永不融化的「冰塊」,夠冰、夠持久!
    炎炎夏日裡就想喝口冰爽的來個痛快,然而加冰塊雖能降溫,但融化後會稀釋飲料的濃度令味道變淡,簡直衝淡了快樂的味道!
  • 8種防止冰融化的方法生活小常識,你學會了嗎
    淺顏色吸收的熱量少得多,這反過來又會減慢冰融化的速度。尼龍或聚苯乙烯泡沫塑料容器可以讓冰在一天的大部分時間裡保持涼爽,塑料容器可以讓冰在一夜之間保持涼爽。儘量避免金屬容器,因為它們會保持熱量,會使冰融化得更快。2.用鋁箔把容器填滿鋁箔的反光性很強,所以在容器裡襯上鋁箔已經被證明可以讓冰更冷,並且可以讓冰融化的時間更長。
  • 不會融化的冰塊?不用開蓋的水壺?集齊三件冰爽神器,讓你整個夏天夠冰、夠醇、夠持久!
    讓你在家也能享受讓人上癮的冰鎮快感~這兩個產品都出自德國 Plazotta之手。從1893 年起,德國 Plazotta一直深耕精密醫療設備領域。近些年,他們將精密醫療的製造經驗帶到了家具廚房領域,廚衛產品都是標準嚴苛,好使耐用,價格還不貴。我們先來介紹一下Plazotta不鏽鋼冰塊的獨特之處。
  • 飲品店裡冰塊是透明的,你凍的冰塊卻是白色的,這究竟是怎麼回事
    夏天大家都喜歡喝一些消暑的飲品,這些飲品裡面肯定都有添加冰塊,不知道大家是否有發現,飲品店裡面製作的冰塊,一般都是透明狀的,但是咱們在家自己做的冰塊,則看起來都是顏色發白的,這究竟是怎麼回事呢?很多人應該都覺得,之所以自己製作的冰塊與飲品店裡有所不同,肯定是因為使用的水有區別,我們自己在家做冰塊,使用的都是涼開水,而那些飲品店可快餐店,裡面使用的肯定都是純淨水。實際上也確實是有這方面的原因,但這也並不是所有,其實歸根結底來說,其實咱們使用的結冰設備也都所有不同。都是將水凍成冰塊,這能有什麼不同的呢?
  • 透心涼的好設計——不鏽鋼降溫「冰塊」
    加冰雖能降溫,但會融化、稀釋飲料的濃度,原本飽滿的口感,變得怪怪的,非常難喝...①加了這顆不會融化的冰,你的82年可樂從此夠冰又夠醇自製冰塊融化快、會稀釋純度,加不鏽鋼冰粒就不會,而且更冰更持久~冰飲沒有「熱量」,所以不會胖!可樂加冰!奶茶加冰!啤酒加冰!再也不是被稀釋沒有靈魂の冰飲!
  • 水星不會被太陽吞噬的原因
    八大行星之中,以水星離太陽最近,太陽如此強大的吸引力,按理說,水星應該會墜入太陽,成為太陽的零食。可是,數十億年來,水星為何好端端的?原來是因為水星圍繞太陽公轉的速度,水星以87.9個地球日公轉太陽一周,足足比地球快了四倍。
  • 水星比金星還靠近太陽,為啥金星比水星還要熱?溫度與距離無關
    地球的生態環境是非常溫和的,四季分明,而其他行星的環境卻十分惡劣,很多人認為行星的溫度取決於與太陽之間的距離,離太陽越近溫度就越高,但事實上距離其實並不是最重要的。水星比金星還要靠近太陽,但是水星卻沒有金星的溫度高,因此取決行星的溫度並不在於距離,而在於大氣層。
  • 沒有冰箱,古人怎麼吃冰
    古人藏冰圖↑↑↑把冬天的冰藏到夏天,再拿出來用,在沒有冰箱的當時,古人是怎麼做到的呢?古代的藏冰條件當然沒有現代人好,方法也比較簡單。每年大寒季節,古人就開始鑿冰儲藏,因為這時的冰塊最堅硬,不易融化。管理藏冰事務的官吏監督奴隸、農民到水質好的地方鑿採,藏到預先準備好的冰窖裡。冰窖都建在陰涼的地方,深入地下。用新鮮稻草跟蘆席鋪墊,把冰放到上面之後就覆蓋稻糠、樹葉等隔溫材料,然後密封窖口,待來年享用。由於這樣儲存,每年大概會有三分之二的藏冰會融化,所以古人常常將藏冰量提高到所需使用冰量的三倍。
  • 九種冰塊DIY!清涼消暑的夏日必備冰品
    作法:將新鮮香料洗淨擦乾,依自己的口感切碎,平均放入冰格,倒入你料理時所需的配料(如初榨橄欖油或融化的無鹽牛油),最後將冰格封上保鮮膜就可放入冷凍庫了! ★可以直接當甜品吃的夏日水果冰★作法:將黑巧克力切碎,隔熱水融化。
  • 天這麼熱 !把他家的「北極熊」都融化了
    可是, 在嘉定安亭鎮聯西村的一戶村民家中, 不開空調也讓人感覺到陣陣清涼, 村民們口口相傳 「這家來了一頭『北極熊』」…… 這到底怎麼回事?
  • 太空趣知識;水星是一個冰與火的世界、黑洞並不黑等
    小行星帶:在距離太陽約2.17-3.64天文單位的空間區域內,聚集了大約50萬顆以上的小行星;小行星帶的形成,木星的引力比太陽的引力有著更大的作用。(在未來小行星採礦將是一項很有前途的事業,沒有了錢,去小行星帶捕捉一顆價值上百億美元的小行星就可以了)二,水星是一個冰與火的世界。
  • 漲姿勢丨炎炎夏日,每個平潭人都該有塊不會融化的冰塊!
    但是很多時候我們會遇到這樣的情況:不加冰的飲料喝著不夠過癮,加了冰的話會越喝越淡,稀釋了飲料原本的口感所以今天熊媽給你們分享一枚冰塊界的黑科技——既能讓飲料保持冰爽,又不用擔心飲料被稀釋● 不鏽鋼金屬冰酒石最初設計的初衷是用於冰鎮威士忌,因為冰塊融化會大大稀釋威士忌的口感,便會使用"冰酒石"或者「金屬冰塊」替代傳統冰塊,這樣既可以幫助降溫又不會導致它變淡走味
  • 假如站在水星上看太陽,會是一種怎樣的體驗?
    太陽系的這八顆行星中,我們最熟悉的自然就是地球了,畢竟這裡是生命的搖籃,是我們人類的家園。太陽作為系統的核心,其本身蘊含著巨大的光和熱,這八顆行星無論遠近,都能接收到它散發出來的光輝。太陽系中的八大行星距離太陽的遠近也各不相同,離它最近的是水星, 雖然它的名字中有個水字,但是在這片星球上卻一滴水都看不見。
  • 原神雪山冰塊鎖的鑰匙獲取方法 冰塊融化方法
    最近玩原神這款遊戲的玩家都在問,遊戲1.2版本的雪山冰塊怎麼融化,冰塊鎖裡面的鑰匙怎麼獲取了?很多玩家融化了冰塊後就能看到一把鎖,但是找不到鑰匙打開,小編我特意整理了相關的資訊,下面就是蠶豆網帶來的冰塊鎖的攻略了,感興趣的玩家就來和小編一起來看看吧。
  • 冰塊在水杯裡融化後,液面是升高還是降低?
    一天,上初中的兒子放學回來問我說,冰塊在水裡融化後,液面是升高還是降低?這個問題曾在同學中討論得非常熱烈,大家爭論的面紅耳赤,最後也沒有結論。我問,老師怎麼回答?我想了一下對兒子說,我們可以輕而易舉的做個實驗就可以有答案了——拿個杯子放入水和冰塊,測量h1值,融化後再量一次h2,看看這兩次h值是否一樣就一清二楚了。兒子說,結論我知道了,然而現實中我們不可能什麼都靠實操去獲取數據,那還要我們去學習理論公式有什麼用呢?
  • 加了這顆不會融化的冰,你的82年可樂從此夠冰又夠醇
    不過在家拿著瓶喝總是覺得不夠爽,於是倒在杯裡,加上幾塊冰塊,拿起灌一口。聽著冰塊在杯內哐當哐當,這真是最消暑的聲音了。在飲料中加入冰塊降溫是最常用的做法,但是冰塊會慢慢融化、稀釋飲料的濃度,這時候凍飲原本飽滿的口感,也會變得怪怪的了。因此學霸君在外買冷飲總是會要求少冰。