科学家在水星上发现水冰!水星离太阳那么近,为何水还会结冰?


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科学家在水星上发现水冰!水星离太阳那么近,为何水还会结冰?


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【科学家在水星上发现水冰!水星离太阳那么近,为何水还会结冰?】
科学家在水星上发现水冰!水星离太阳那么近,为何水还会结冰?


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人类在对宇宙深空进行探测时 , 往往都包含着一项重要任务 , 那就是在行星“阵营”中试图寻找生命存在的证据 , 其中最关键的一个指标就是看是否存在着水资源 。 在太阳系中 , 火星、月球乃至更远的木星、土星的一些卫星中 , 科学家们都发现了大量水冰存在的痕迹 。
近地行星的不同境况作为太阳系内行星(岩质行星)的四大星球来说 , 在漫长的演化历程中形成了目前迥异的状态:地球处于太阳系宜居带的中心 , 不但拥有广袤的海洋 , 而且还有无数活跃的生命体;
火星处于太阳系宜居带的外缘 , 气温偏低 , 质量又比较小 , 内核活动的提早停止 , 使其失去了磁场和绝大部分的大气 , 表面一片荒凉 , 不过在两极和一些陨石坑内部 , 清晰地显现出存在着大量水冰;
金星处于太阳系宜居带的内缘 , 由于历史上火山喷发异常强烈 , 大量二氧化碳、二氧化硫等气体喷洒出来 , 形成了浓厚的大气层 , 以二氧化碳为主的大气层产生了强烈的温室效应 , 表面平均温度高达465摄氏度 。 再加上云层中含有大量硫酸雾滴 , 经常爆发强烈的闪电和硫酸雨 , 所以表面环境异常恶劣 , 成为太阳系行星中平均温度最高、气候最为恶劣的行星;
水星是所有行星距离太阳最近的天体 , 平均距离只有5800万公里 , 表面的形态和月球有类似之处 , 陨石坑、早期岩浆流印迹清晰可见 。 由于质量较小 , 内核热量散失速度快 , 磁场很早就消失 , 再加上受到太阳风影响最为严重 , 因此大气层非常稀薄 。 其表面的平均温度 , 在太阳系行星中仅次于金星 , 达到430摄氏度 。
阿雷西博射电望远镜的发现大家知道 , 水冰能够存在的条件 , 温度是最为关键的 , 像水星表面400多度的高温环境 , 理应不具备水冰存在的条件 。 但是 , 通过科学家们几十年的观测研究 , 还真的发现了水星上面存在水冰的证据 。 早在1991年 , 位于波多黎各的阿雷西博射电望远镜(2020年已经坍塌损毁 , 退出历史舞台) , 向水星发射了一组强电磁波信号 , 经过十多分钟之后 , 电磁波信号从水星返回 , 被位于美国西弗吉尼亚绿岸山区的绿岸射电望远镜所捕获 。
科学家们通过对发射的电磁波信号进行分析 , 结果发现了雷达信号的反射率要比预想的高很多倍 , 通过类比分析 , 科学家认为只有厚度达到数米、纯度很高的水冰层 , 才会得到相同的结果 。 据此 , 科学家们推断 , 在水星的两极区域 , 或许存在着上亿吨的水冰 。
这里不得不对已经“退役”的阿雷西博望远镜点个赞 , 它不仅仅能够向遥远的宇宙深空发射无线电信号 , 而且还可以利用多波段的发射信号能力 , 来对一些近地天体开展精确的探测 。 在它的“一生”中 , 干过最多的活 , 当属探测近地小行星 , 这里就应用到和探测水星一样的雷达功能 , 对小行星表面的形态、持续观测运行轨迹、精确计算所处的位置、预测走向等等 , 做出了极大的贡献 。
水星信使号探测器的验证因此 , 阿雷西博望远镜对水星的探测结果 , 科学家们对其准确性是非常认可的 。 在发现这一结果之后 , 一些科学家就马不停蹄地对水星存在水冰的原因 , 来进行深入分析和论证 。 从目前对水星大气层的构成分析结果看 , 密度是极低的 , 仅有地球的100万亿分之一 , 但是通过之前的探测 , 还是能检测出其中含有氢、氦、氧、碳、氩等气体以及微量的水蒸气 。 而联想到水星在形成之初 , 大气层还是存在的 , 其中水蒸气的含量要比现在丰富得多 。 再加上来自遥远区域的彗星撞击 , 也会在水星上留下不少的水资源 。 当然 , 历史上有水 , 并不代表着现在一定会有水冰 , 毕竟水星大气层几乎全被太阳风吹跑了 。

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