淺層閃電和糊狀冰雹：木星上的猛烈風暴比我們想像的更奇怪

一項新的研究表明，木星上確實存在閃電和冰雹，但它們與我們所熟悉的地球上的閃電和冰雹，卻是完全不同。

根據本周發表在《自然》雜誌上的最新研究，木星上的淺層閃電並不是像地球上那樣來自於水雲，而是由富含水和氨的雲產生的。

在一項發表在《地球物理研究雜誌：行星》上的相關研究中，科學家們展示了這些雷暴是如何以冰雹或「蘑菇球」的形式產生意想不到的天氣的。這些泥濘的球體落入這個氣體巨星的體內，將氨輸送到它的深層。

行星科學家們幾十年前就知道木星上的閃電，他們認為木星閃電是由地球上類似的條件造成的，也就是在接近冰點的溫度下由水雲形成。然而，要做到這一點，這些風暴必須在木星雲層頂部以下28至40英裡（45至65公裡）的高度形成。但問題是，美國宇航局的「朱諾號」探測器所做的觀察顯示，木星大氣層中出現了更小、更淺的閃光，而這些閃光在木星的大氣層中顯得相當高。

在新的研究中，科學家們對這種明顯的不一致性給出了一個合理的解釋：在較深的大氣層，風暴會將水冰晶拋向高層，在這個氣體巨星的水雲上方約16英裡（25公裡）處。然後，冰晶在更高的高度與氨接觸，形成氨水混合物。在這個高度上，溫度達到-126華氏度（-88攝氏度），但是氨水會融化進入的冰。

科學家解釋說：「在這樣的高度，氨就像防凍劑一樣，降低了水冰的熔點，並形成了含有氨—水液體的雲。」在這種新的狀態下，落下來的氨—水液滴會與上升的水—冰晶碰撞，從而使雲帶電。這是一個巨大的驚喜，因為氨水雲並不存在於地球上。」

這個解釋似乎還解決了另一個與木星有關的謎團：氨缺失的不均勻縫隙。科學家們先前認為，缺少氨是由雨水造成的，在降雨中，氨和水的溼混合物沉澱到更深的地方。然而，這種情況的計算並不奏效，因為假設的降雨不會降得足夠深，無法與朱諾的微波輻射計的觀測結果相匹配，後者探測到了耗盡的氨。

另外，在《地球物理研究新期刊》中描述的一種新解釋表明，科學家們的思路是正確的。但是，這篇新論文並沒有援引降雨作為原因，而是提出了一種不同類型的降水：冰雹。

這些被研究人員稱為「蘑菇球（mushballs）」的冰雹，是由水和氨製成的。與冰雹在地球大氣中形成的方式類似，蘑菇球最初是小種子，在強風的作用下不斷增大。最終，這些黏糊糊的球體變得太重，落到下面的深層，在更高的溫度下蒸發。

科學家們最終確認，事實證明，氨實際上並沒有丟失；它只是在偽裝的情況下通過與水混合而向下輸送。因此，除了顯示缺失的氨的去向之外，新理論還解釋了缺失氨在木星大氣中分布不均的原因。

這次，由一項科學發現引出另一項科學發現，真是太酷了！一些科學努力可能看起來是多餘的或放縱的，但正如這兩篇論文所表明的那樣，我們並不總是知道它們會把我們引向何方。

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