冥王星的山脈被積雪覆蓋，但原因與地球不同

2020-10-14 冬哥譜科


左邊是冥王星赤道附近的「克蘇魯」區域，右邊是地球上的阿爾卑斯山。

兩個非常相似的景觀是由非常不同的過程造成的。

2015年，新地平線號太空探測器在冥王星上發現了壯觀的白雪覆蓋的山脈，這些山脈與地球上的山脈驚人地相似。

這樣的景象以前從未在太陽系的其他地方被觀測到。

我們星球上的大氣溫度在海拔降低，冥王星上的大氣溫度卻在海拔升高，這是太陽輻射的結果。

那麼這些冰是從哪裡來的呢？

由CNRS科學家1領導的一個國際小組進行了這次探索。

他們首先確定冥王星山上的「雪」實際上是由凍結的甲烷組成的，這種氣體的痕跡存在於冥王星的大氣中，就像地球上的水蒸氣一樣。

為了理解如何在如此不同的條件下產生相同的景觀，他們使用了這顆矮行星的氣候模型，該模型揭示了由於其特殊的動力學，冥王星的大氣在海拔高度富含氣態甲烷。

因此，只有在足以到達這個富集區的山峰上，空氣中才含有足夠的甲烷進行冷凝。

在較低的海拔，空氣中的甲烷含量太低，不足以形成冰。

發表在「自然通訊」上的這項研究也可以解釋為什麼在冥王星其他地方觀察到的由甲烷組成的厚冰川布滿壯觀的崎嶇山脊，而不是地球上由水組成的平坦冰川。

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  • 冥王星上的大氣層在高空更暖和，跟地球上的情況不同
    科學家們說，冥王星山頂上的甲烷冰形成的過程與降雪的過程非常不同。這些雪，現在已知是由甲烷組成的，出現在美國宇航局的「新視野」號飛船2015年飛越冥王星時拍攝的圖像中，在那裡，除了其他地方之外，積雪覆蓋了數百公裡長的山脈，就在冥王星赤道以南。這些山脈高達2500至3500米，因冪王星的半徑比較小，若將它換算到地球的半徑，相當於地球上13000至19000米高的山脈。
  • 冥王星赤道山脈,長得像極滑雪勝地,可背後科學真相讓你驚嘆不已
    而在飛越冥王星的過程中，探測器已能清晰地觀測到冥王星獨特的大氣層和及其表面特徵。特別是拍攝冥王星赤道的 Cthulhu Macula 地區時，它拍下了Pigafetta Montes 和 Elcano Montes山脈時，意外發現了「積雪」。
  • 冥王星的地貌景觀與地球驚人相似
    當冬季的降臨，地球的山峰也被冰雪覆蓋，它們看起來似乎與距離太陽32億英裡遠的地球山脈景象並無二致。2020年10月13日發表在《自然》雜誌上的一篇論文描述了冥王星。隨著時間的流逝，積雪形成了地球上的冰川和冰原。海拔越高，地球溫度越低，因此高聳的山峰保持寒冷，積雪成冰。而在冥王星上，大氣層稀薄，表面始終保持寒冷，當太陽溫暖它稀薄的大氣層時，溫度反而會隨著海拔的升高而升高。冥王星上的冰不是由水形成的，而是由凍結的甲烷(有時是氮氣)氣體行成的。
  • 冥王星上山脈的「皚皚白雪」，真身原來是甲烷
    左為冥王星「克蘇魯」地區，右為地球的阿爾卑斯山脈。2015年，「新視野號」（New Horizons）太空探測器在冥王星上發現了被皚皚白雪覆蓋的壯觀山脈，它們與地球上的雪山山脈驚人地相似，而這種景象之前從未在太陽系其他星球上被觀測到。不過，地球的大氣溫度會隨著海拔上升而下降，而冥王星上的大氣溫度則由於太陽輻射的作用隨海拔一起上升。那麼，問題來了：冥王星上覆蓋山頂的雪到底來自哪裡呢？
  • 為何冥王星與冥衛一如此不同?
    而且，冥王星表面地形多變，如同落基山脈高處的冰山，覆蓋著甲烷積雪，漂浮在由氮冰組成的各種平面之上。而冥衛一，則更像月球或水星，地貌改變沒有那麼活躍。冥王星是一個充滿了揮發性化學物質的世界，這些化學物質在陽光下升華(如沸騰，但它是直接從固體變成氣體) ，上升到高層大氣，冷卻，凝結和沉澱。由於水、甲烷、一氧化碳、氮等主要地表成分的密度和性質不同，導致了地貌的不斷變化。冥王星的表面不斷經歷著改造過程，隆起的山脈形成了裂縫。冥衛一則不同，它的表面並不具備這些揮發性物質。
  • 冥王星表明詭異氣象，和地球截然相反，卻造就了相同的現象
    最近，在對冥王星表面的雪山進行研究的時候，他們發現了有趣的事情。和地球不一樣，冥王星的雪上並不完全是被水覆蓋的，其中大部分是固態的氮和甲烷。正是這些成分的不同，造就了冥王星獨特的雪山特徵。，圖中覆蓋在冥王星山脈上的不是雪水，而是甲烷）對於這些被冷凍的甲烷，美國宇航局艾姆斯研究中心的博士後研究員Tanguy Bertand非常感興趣，他在由法國國家科學研究中心（CNRS）成員領導的研究小組中參與了相關的研究，破解了其中的謎題。
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    這幅效果圖展示了右邊的冥王星從赤道上方的高度看起來會是什麼樣子。冥王星和木衛一之間的亮星是北極星，它直接懸掛在地球北極上空。早在2006年，讓許多非科學公眾和一些天文學家感到困惑的是，國際天文聯合會（IAU）決將冥王星踢出了行星行列。
  • 為什麼冥王星和冥衛一如此的不同?
    冥王星和卡戎——大小自有不同！冥王星上地形複雜多變，有著像落基山脈一樣高的冰山，被厚厚的「甲烷雪」所覆蓋著的地方，還有著由飄浮的氮冰組成的各種千奇百怪的東西，但是和冥王星形成鮮明對比的卡戎，卻更像是月球或者是水星，看上去平平無奇，哪裡都一樣。冥王星比卡戎更加明亮。
  • 為什麼冥王星和冥衛一如此的不同？
    冥王星上地形複雜多變，有著像落基山脈一樣高的冰山，被厚厚的「甲烷雪」所覆蓋著的地方，還有著由飄浮的氮冰組成的各種千奇百怪的東西，但是和冥王星形成鮮明對比的卡戎，卻更像是月球或者是水星，看上去平平無奇，哪裡都一樣。
  • 你知道冥王星是怎麼被發現的,為何水冰為何只覆蓋紅色極區?
    因此，即使具有哈勃太空望遠鏡強大的觀測功能，冥王星也只是一個小盤。除了表面上有一些大規模斑塊以外，幾乎看不到任何細節。此外，我們還知道冥王星有五顆衛星，大氣層稀薄，表面為紅色，其中含有固態甲烷，氮和一氧化碳。也有證據表明，他的一個集區被冰蓋覆蓋，當然不是水冰，而是氮冰。新視野到達之前的冥王星知識基本上就是這樣。
  • 怪異的冥王星:它為什麼遍布寒冰?山脈和峽谷是怎麼形成的?
    巖石核被冰幔包裹，冰幔上又覆蓋了一層更具揮發性的冰層，其中含有氮、甲烷和一氧化碳。星球上的溫度在極冷與極熱間轉換，這三種揮發性冰層不斷純化、沉澱並在冥王星表面流動，結果形成了令人驚訝的各種地貌，譬如有圖案的平原、歷史久遠的崎嶇環形山、高聳的山脈，甚至還有冰火山。
  • 冥王星發布紀念版寫真集!
    值此冥王星飛掠五周年之際，斯特恩特地挑出一些他最喜歡的冥王星照片，以紀念那次史詩級的飛掠。下面就是他挑選出的10張最美冥王星照片。排名不分先後，全都最美！No.1飛掠半球斯特恩：「這張圖說明了一切，一顆有心臟的可愛小行星，卻擁有著驚人的地質多樣性和複雜性。」這顆「愛心」的左葉其實就是一個寬1000公裡的氮冰冰川。
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    值此冥王星飛掠五周年之際，斯特恩特地挑出一些他最喜歡的冥王星照片，以紀念那次史詩級的飛掠。下面就是他挑選出的10張最美冥王星照片。排名不分先後，全都最美！No.2 冥王星的「背面」喏，冥王星背面的圖像就只有這種低解析度的，因為冥王星每六天自轉一周，而我們看見其背面的時候離它還有三天的航程
  • 別被冥王星騙了
    冥王星山頂積雪之謎。「克蘇魯」區的山頂「積雪」（左），和地球阿爾卑斯山山頂的積雪（右）。其次，冥王星的大氣極為稀薄，無法保留足夠多的熱量，氣溫不會隨海拔下降。相反，在冥王星上，海拔越高溫度也越高。在這裡，太陽輻射起著主導作用。因此，地球高山頂部積雪的形成機制在冥王星上是不適用的。
  • 冥王星為什麼被除名 真正的原因是這樣的
    可是後來又發現了一些比冥王星要更大的星球，而冥王星相比之下，距離太陽太遠，體型又太小，最終太陽系又變回了八大行星，這就是冥王星為什麼被除名的原因。雖然現在有說冥王星重回行星之列，但實際上這是不可能的了。
  • 冥王星的地表與地球十分相似,是否具有人類生存的條件呢?
    其中包括這顆矮行星上雄偉山脈的全景照片，由氮氣組成的「冰河」的細節圖像，以及低低飄浮在地面之上的、懾人的薄霧，還因為它們看上去和地球的北極十分相似。其中，最受關注的照片是一副拍攝了冥王星日落的全景圖。今年七月，新視野號探測器飛抵冥王星僅15分鐘之後，便拍下了這張照片。該全景圖從一個傾斜的角度拍下了冥王星表面的地貌，拍攝區域寬約780英裡（約合1250公裡）。
  • 地球最快人造探測器飛越冥王星，傳回的照片為何讓科學家不知所措
    探測器發回地球的探測數據下行速率僅為1.68kb每秒，即使手機拍攝的一張2Mb大小的普通照片，也需要20分鐘才能傳輸完畢。因此，探測器飛越冥王星前後拍攝的大量照片和探測數據都將存儲在探測器上的計算機中，無法在第一時間傳回地球。在探測器完成近距離拍照和觀測任務後，這些「大片」將在新視野號奔赴柯依伯帶其他天體的漫長旅途中被下載。
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  • 10張令人驚嘆的冥王星圖片
    不過，它與飛過的半球有驚人的不同，它在召喚我們回去更詳細地看到這一邊！，這意味著它們在地質上還很年輕，但地球上的其他地方卻是古老而破敗的，可以追溯到40億多年前冥王星形成的時候。這些山脈高聳在冥王星之上，就像落基山脈聳立在我們星球之上一樣