却从非常的小气层,它们是或不是都宜居

作者: 必德电竞  发布:2019-05-22

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问题:一个太冷、一个太热,换换位置是不是会更好、更适宜人类居住?

在我们的太阳系中,水星、金星、地球和火星都是有固态表面的岩质行星,但是这四颗星球的大气状况却差别极大,其中水星基本没有大气层,而金星的大气层却非常浓厚,表面大气压是地球表面气压的近百倍,地球也有大气层,它是我们赖以生存的基本条件之一,而火星的大气则非常的稀薄,表面气压只有地球表面气压的0.8%,比地球表面万米高空的大气压还稀薄的多。

美国宇航局戈达德太空研究所(NASA Goddard Institute For Space Studies)的气候学家克里斯·科罗斯(Chris Colose)说,“当我提出这个话题时,我想知道,如果火星和金星形成在相反的位置,是否会存在两个有生命居住的行星。在火星的轨道上可以避开失控的温室,金星大小的行星也不会像火星那样容易地剥离大气层。”

回答:

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如果你改变火星和金星的轨道会发生什么?我们的太阳系会有更适合居住的星球吗?

火星和金星换位置,绝对不是小孩子过家家,也不是什么工作岗位的调换。

但是太阳系中还存在着4颗气态行星,分别是木星、土星、天王星和海王星,这4颗星球被认为并没有固态表面,大气层下面直接是被压缩成液态的氢等元素的海洋,这是由于这类的星球由于质量较大,可以吸引氢和氦等较轻的气态分子,而宇宙中这两种元素非常多,因此气态行星的表面可以积累大量的氢和氦元素,足够多的时候,星球本身巨大的引力就会将下面的氢元素压成液态,于是就形成了液态氢的海洋。

必德电竞,这是在休斯敦举行的“类地行星比较气候学III”上提出的一个问题。汇集了来自包括天文学家、气候科学、地球物理学和生物学在内的学科的科学家,以构建一幅关于太阳系及更远地区岩石星球上环境影响的图画。

火星与金星换位,首先是太阳系各行星大挪移,旧的引力平衡格局被打破,太阳系的八大行星包括太阳必须重新排列组合,建立新的引力平衡,从而有全新运行轨道。

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有关金星和火星的问题是作为一个“思想实验”提出来的。地球的轨道夹在金星和火星之间,金星的轨道更靠近太阳,而火星的轨道则离太阳更远。虽然我们的邻居都是动荡的世界,但都不是度假胜地地的首选。

实际上,只金星与火星换位,其它行星运动轨迹和引力不变情况下,换位后的金星的温度也会很快降温,将减到不换位前火星温度,平均气温负六十五度左右。而火星换位后温 度直线上升,上升到465度到485度之间,也就是原来金星的温度,从此火星也许成为名附其实的火星。

木星是典型的气态行星,它自身的氢元素含量和太阳差不多,其质量约相当于地球质量的318倍,光大气层中的氢元素含量就接近3个地球的质量,所以通常气态行星的星体都比岩质行星大得多。

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其实,火星与金星的自身温度差别不是很大,就象自然界的两块石头,都是冷冰冰的,当有一块石头投入烧制石灰的炉膛内,这块石头很快会上升到几百度高温,而另一块依然冷冰冰。可见外部环境的影响是造成温度高低的主要因素,金星和火星两行星温差与它们所处位置息息相关,也就是它们各自离太阳的距离,及各自所处的大气层产生的温室效应相关,与其本身内部结构关系较小。

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火星的质量只有地球的十分之一,稀薄的大气层正在被太阳风(从太阳流出的高能粒子流)吹散。如果没有大量的气体来捕获热量,火星表面的平均温度为-80°F。值得注意的是,火星运行在传统的宜居带的边界内(类似地球的行星可以维持地表水),但这颗微小的行星不能像地球在同一位置那样调节其温度。

回答:

岩质行星大气层的成因比较复杂,但主要影响因素通常有四项,就是行星本身的质量、与恒星的距离、行星磁场和恒星风的影响,以我们的地球为例,地球之所以有大气层,首先就是地球的质量足够大,它是太阳系八大行星中质量最大的岩质星球,自身引力可以吸引较多的空气,再就是地球距离太阳不是很近,所以地球大气,就不会受到太阳风的猛烈冲击,而且地球有自身磁场的保护,这个磁场可以在7万公里外就保护地球的大气层,所以地球大气受太阳风的影响相对较少,而且太阳也是一个比较稳定的恒星,不会发出巨大规模的恒星风,在这些条件的共同作用下,地球也就可以拥有相对稳定的大气层了。

与火星不同,金星的质量与地球几乎相同。然而,这颗行星被主要由二氧化碳组成的厚厚的大气层所包裹。这些气体的吸热能力将表面温度提高到860°F以上。

首先金星和火星。一个太冷,一个太热。金星常常被拍到,它在太阳系附近。离太阳近的很,但是金星不会化成水。换换位置,星空环境发生变化。物质反映也有变化。一般不会变轨道,特殊情况时。近距离接近太阳☀。

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但是,如果我们可以改变这些行星的轨道,让火星走上一条温暖的轨道,金星走上一条更冷的轨道呢?我们会发现地球不再是太阳系中唯一的可居住的世界吗?

回答:

水星之所以没有大气层,主要就是因为它自身质量较小,只有地球的1/20左右,而且距离太阳太近,再就是它自身没有磁场,所以它自身吸附的大气无法得到保护,就是有一点大气也会被太阳风吹走,所以水星基本上是一个没有大气层的星球。

科罗斯说:“按照地球的标准,金星轨道上的现代火星相当温暖。将当前的火星拖入金星轨道会增加阳光照射到这颗红色星球上的量。由于稀薄的大气对地表温度影响不大,平均温度应上升到大约90°F,类似于地球的热带地区。然而,火星稀薄的大气层仍然是一个问题。”

火星很难成为宜居星球。

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科罗斯指出,如果没有更厚的大气或海洋,热量将无法有效地在火星周围传输。这将导致极端的季节和白天夜晚之间的温度梯度。火星稀薄的大气产生的表面气压只有6毫巴,而地球则为1巴。在如此低的压力下,水的沸点骤然下降,使所有纯表面水冻结或汽化。

首先,火星质量太小,引力无法控制厚重的大气层,锁定热量水分,形成水热循环。

火星的大气层比较稀薄,是因为它本身质量比较小,只是地球的1/11,再就是它也失去了磁场的保护,科学家们认为,火星以前很可能是有磁场的,但是后来莫名其妙的消失了,导致太阳风可以吹拂到火星的表面,所以火星大气层也就渐渐变得稀薄了。

火星确实有由冰冻的二氧化碳组成的冰盖,更多的温室气体沉入到土壤中。在讨论中,这个小世界出现了一丝希望,暗示在金星轨道较高的温度下释放出来,为火星提供了更厚的大气层。

其次,火星磁场近乎于无,无法阻挡宇宙射线与太阳风对表面的侵袭。

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然而,最近的研究表明,在火星上没有足够的被捕获的二氧化碳来提供足够的大气。在“自然天文学”上发表的一篇文章中,科罗拉多大学的布鲁斯·雅各斯基和北亚利桑那大学的克里斯托弗·爱德华兹估计,融化冰盖最多能提供15毫巴的大气。

最后,火星在金星位置也就是一个水星,对日面炎热,背日面寒冷。

但是金星好像却是个例外,它的质量还没有地球大,而且没有磁场,与太阳的距离比地球还近,但是表面大气压却是地球的近百倍,这怎么看都不合情理,不过一般认为金星大气层浓厚的原因是和它的大气层成分直接相关的,因为金星上的大气主要都是二氧化碳,据测量高达98%,而二氧化碳是一种相对其他气体来说要重一些的气体,那么当这种气体积累的比较多的时候大气层底部的压力就会非常大了,金星上面正是这样,由于它发生了严重的温室效应,大量的二氧化碳气体积累在金星的表面难以散去,又没有能将它们转化成氧气和碳的途径,大量密度较大的二氧化碳分子导致金星的大气层十分浓厚,所以金星浓厚大气层可说是个例外,而如果金星有磁场的话。它的大气层还会更加浓厚呢,甚至它将接近于成为一颗气态行星,不过由于没有磁场,一般认为金星大气层会在太阳风吹拂之下慢慢变少。

困在火星岩石中的二氧化碳将需要超过300摄氏度的温度才能释放出来,即使在金星轨道上,这一数值对火星来说也太高了。15毫巴是火星上目前大气压力的两倍,超过了所谓的水的“三态点”,即允许液态水存在。然而,雅各斯基和爱德华兹指出,在干燥的火星空气中,蒸发会很快。然后,我们遇到了另一个问题:火星不擅长控制大气层。

回答:

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环绕火星运行的是美国宇航局的火星大气和挥发性演化任务。来自MAVEN的数据显示,火星的大气层已经被太阳风吹走了。在金星的轨道上,这个问题会更加严重。在金星目前的位置上,由于太阳风动力压力的增加,大气损失会更快。

不可能。

可能有的朋友会想到土星的卫星土卫六,这颗星球质量不是很大,也没有磁场,表面大气压是地球的1.5倍,上面也不是以二氧化碳为主,这又是怎么回事呢?其实土卫六也有它得天独厚的条件,首先在于土卫六大部分时间都运行在土星的磁场中,所以可以凭借土星磁场保护它的大气层,再就是土卫六距离太阳较远,受太阳风的影响很小,而土卫六又是土星所有卫星中质量最大的,也能吸附较多的大气,所以它的大气层也就比较浓厚了。

这个“动态压力”是太阳风粒子的密度和它们的速度的组合。火星和金星之间的速度变化不大,但金星与太阳的距离更近,使密度增加了近4.5倍。这意味着火星上的大气层会比目前的位置更快地消失。

太阳系中各行星内部结构和外部环境是由其与太阳所处距离决定。都是在太阳系形成时由太阳生下的孩子。

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科罗斯认为,变化轨道的火星只是一块温度更高的岩石。

互换位置,无非就是原来金星变火星,火星变金星。不会变出第二、第三个地球来。

【本文作者宇宙万能镜授权维权骑士士值品牌馆】分发

虽然火星在金星的位置似乎并没有好到哪里去,但是如果金星被拖向火星当前的轨道,会怎样呢?位于宜居带,这个地球大小的行星会冷却成为第二个可居住的世界吗?

回答:

令人惊讶的是,冷却金星可能不像减少阳光那么简单。金星有一个非常高的反照率,这意味着这颗行星大约反射了它接收到的辐射的75%。行星表面令人窒息的温度并不是由于高强度的阳光,而是由于大气层的厚度。因此,如果金星在火星较冷的位置运行,行星上的情况可能不会立即受到影响。

不行。火星大气稀薄,保温效果也不好,即使到金星轨道也提不高温度,而且大气压照样上不去,因为引力弱。 金星到火星位置的话会迅速冷却到极寒。

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回答:

“金星的大气层处于平衡状态。”科罗拉多大学的凯文·麦克古尔德里克(Kevin McGouldrick)指出。他也是日本破晓号探测金星大气层任务的一名科学家。“这意味着它目前的结构依赖于来自太阳的辐射。如果你改变辐射,那么大气最终会调整,但不太可能很快。“

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从长远来看,金星的90巴大气到底会发生什么并不明显。也许行星会慢慢冷却到更温和的环境。另一种情况是,随着高层大气变冷,这颗行星的反照率可能会下降。这将允许金星吸收更大一部分到达新轨道的辐射,并帮助维持令人窒息的表面状况。要真正使这颗行星降温,金星可能不得不被拖出宜居带之外。

回答:

东京地球生命科学研究所的拉美西斯·拉米雷斯说:“过了约1.3 Au,二氧化碳将开始凝结成云,也会凝结成冰。”他专门对宜居带的边缘进行建模。(“Au”是一个天文单位,它是从我们的太阳到地球的距离。)

谎谬至及太阳系的布局生来俱有排列有序,火星与金星互换位置,火星气候就成了今天的金星,如此高温还会适宜生命居住?这样现象不可能发生也无表述意义。

一旦二氧化碳凝结,它就不能再充当温室气体并捕获热量。相反,冰和云通常会反射出地表的热量。这界定了经典可居住区的外缘,此时二氧化碳本应主要以约1.7Au冷凝出大气。其结果应该是金星的迅速降温。然而,这一宜居带的外部界限是为类似地球的大气层计算的。

回答:

拉米雷斯说:“与地球相比,金星在大气中还有其他活动,如硫酸云。而且它要干燥得多,所以二氧化碳凝结对于金星来说可能是不同的。”

想得倒挺美!等人进化到“蟑螂”光景,再说吧!路漫漫,其修远兮;你就慢慢蜕变啵。

如果金星不断地向外拖曳,即使是行星上相当可观的热量供应也会耗尽。如果你把金星作为一颗流氓行星抛出太阳系,它最终会冷却下来!

回答:

看来,仅仅改变目前金星和火星的轨道不会产生第二个适合居住的世界。但是,如果这两个行星形成在相反的位置呢?火星不太可能有更好的表现,但是金星会不会避免形成融铅的大气层,成为第二个地球?

你应该这样提问: 地球和太阳换个位置,那我们再也不必为能源当心了。这种子虚乌有的想法只有悟空问答能荒诞的出来。

乍一看,这似乎很有可能。如果地球被推到金星的轨道上,那么水就会开始迅速蒸发。和二氧化碳一样,水蒸气也是一种温室气体,有助于吸收热量。因此,在失控的循环中,地球的温度将持续上升,直到所有的水都蒸发掉。这种“失控的温室效应”可能是金星的历史,解释了它可怕的表面状况。如果这颗行星是在宜居带内形成的,那么这个失控的过程就应该像地球那样被避免。

回答:

但小组内部的讨论表明,很难保证一颗行星最终将成为可居住的星球。由此产生的一个例子是行星地壳。金星的地壳是一个连续的盖子,而不是地球上的一系列碎裂的板块。我们的板块允许一种被称为板块构造的过程,即营养物质通过地球表面和地幔循环以帮助维持生命。然而,现在还不清楚为什么地球形成了这样的方式,但金星没有。

不可能?星球在特定位置受各种媒介物质能量互相作用,才具备有特定的环境生态才能适合人类动植物生存生物链,云计算、量子理念和人面识别系统就是其中之意,为何从古至今还未找到同类外星人(除非另类生物)。

有一种理论认为金星地壳愈合的速度很快,阻止了分离板块的形成。然而,德克萨斯大学的马特·韦勒(Matt Weller)的研究表明,板块构造的形成可能主要是运气使然。小的、随机的波动可能会使两个原本相同的行星沿着不同的进化道路前进,其中一个是正在形成的板块构造,另一个则处于停滞状态。如果是这样的话,即使是在完全相同的位置上形成行星,也可能会形成一个无构造的行星。

具有以青色线表示的构造板块边界的旋转球体。金星较温暖的轨道可能缩短了板块构造发展的时间,但是将行星移动到火星的轨道并不能保证有营养物质移动的地壳。

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具有以蓝色线表示的构造板块边界的地球

然而,板块构造是否确实是宜居性所必需的,也还不得而知。有人指出,火星和金星都显示出过去火山活动的迹象,这可能足以在适当的条件下形成一个可居住的表面。

当然,移动行星的轨道超出了我们的技术能力。还有其他一些技术可以尝试,比如人为地保护火星大气不受太阳风的影响。

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