第三章(4)
雷公墨一般隻有幾厘米大小,有各種形狀,多數是鈕扣狀、水滴狀、啞鈴狀和圓餅狀。顏色各異,不透明。大多數雷公墨的表麵都有成組的花紋。這些特征使人們猜測雷公墨是在熔融狀態下高速飛行並迅速冷卻形成的。
雷公墨的分布有些奇特。其他隕石基本上均勻分布於全球,雷公墨則集中分布於下列四大地區,且同一地區的隕石年齡彼此也很接近。亞澳散布區,包括中國的雷州半島、海南島、東南亞和澳大利亞。這一地區的雷公墨年齡多為70萬年左右。象牙海岸散布區,包括象牙海岸、加納及其附近海域。這一地區的雷公墨年齡多為100萬年。莫爾達維散布區,在捷克西南部伏爾塔瓦河流域。這一地區的雷公墨的年齡為1500萬年左右。北美散布區,包括美國得克薩斯州、喬治亞州和華盛頓等地。這一地區雷公墨的年齡最大,約為:3200萬~3400萬年。
那麽,雷公墨從何而來呢?關於它的身世,科學家們提出了這樣幾種假說。
地內說。有人認為是雷電效應使岩石熔融而形成雷公墨的。但雷電無處不在,為什麽雷公墨隻分布在有限的幾個區域內?也有人認為是火山爆發形成的。但火山爆發是隨機發生的,它不能說明雷公墨在同一地區時間上的一致性,並且在一些活火山爆發後也沒發現雷公墨。
天外說。有人認為雷公墨是隕石撞擊地球時岩石熔化而形成。
雷公墨的一個比較易被人接受的來曆是:距太陽表麵145萬~240萬千米處有兩個橢圓形物質環,其成分類似於石英中的矽酸鹽,溫度為1300℃左右。在太陽的4次劇烈爆發中,許多物質環中的物質被拋至宇宙空間,其中降落到地球上的凝固成玻璃隕石--雷公墨。
紅色的火星揭秘
一對“孿生兄弟”
人類在地球上生活了二三百萬年,地球是我們舒適的家園。人類一直沒有停止過對同伴的尋求。除了地球之外,還有另一個星球存在著生命嗎?人們的眼光自然投向了月球投向金星和火星。金星的麵紗初步揭開了,火星又是怎樣一顆行星呢?
地球的這一位鄰居與地球酷似,可以說,是最為相似的兩顆行星,且讓我們看看地球的“孿生兄弟”的諸多有趣特征吧。
火星也是一個固態的行星。
火星比地球略小。
火星的自轉周期與地球相似。
火星上也有大氣。隻是非常稀薄。
火星也有衛星。
火星自轉軸與火星軌道平麵的垂直方向相交成24。夾角,地球的這一傾角是23.5%,
因而火星表麵也有相應的四季變化,當然,火星每個季節持續的時間比地球上長將近一倍,因為火星每687天繞太陽一圈,差不多是2個地球年。
火星也有兩個白色皚皚的極冠。這兩塊白色區域冬季增大,夏季消融縮小,這與地球何其相似。地球兩極也有大量冰塊,站在地球以外看去,它也是兩頂極冠,分別在夏冬季也有消長。
在整個太陽係,能夠獲得地球“孿生兄弟“的資格恐怕非火星莫屬了,歸根到底,它是與地球最為相似的星球,所以,自19世紀以來,人們曾經毫不懷疑火星是有生命的星球。但隨著宇宙飛船的拜訪,結果卻是給人們美好的夢想潑了一瓢冷水。
(2)沉寂的世界
火星探測器顯示帶給我們的火星表麵是一片荒涼、寒冷又死寂的世界。
火星上天氣極寒冷。1997年美國“火星探路者”探測的最新成果報道,“探路者”對大氣層曾進行一整天的測定,那裏白天氣溫13.3℃,夜晚氣溫-76.1℃,晝夜的溫度變化達到90℃。1976年的“嗨盜號”還測得夏季平均溫度是-60℃,冬季平均溫度為-120℃,一年四季都是冰天凍地的。
火星的天空有雲卻不會下雨。火星在黎明前的天空最有生氣,有粉紅色和藍色的雲,但太陽一出來,就雲開霧散了。雲層主要由塵埃組成,藍色的雲含有水冰,大約位於距地麵十六公裏的高空。但有雲的天空卻不會下雨。雲散後的天空灰蒙蒙一片,看不到藍天。
大氣特有的現象是塵暴。每年火星上大約有一百次地區性塵暴;全球性的塵暴更是鋪天蓋地,橫掃一切。這樣的大塵暴從一個地區開始數天之內席卷全球,塵埃高達幾公裏,遮天蔽日,漫漫的“粉紅”、“黃色”塵土籠罩火星達數星期,甚至更長。
紅色是火星典型的顏色。這是因為土壤中含鐵量甚高(12%),而地球上土壤含鐵低(5%),含鋁較高。厚達20米的火星風化層土因含氧化鐵而是呈紅色,並有2米厚的氧化硫,這麽厚厚一層“鐵鏽”般的土壤鋪在火星上,火星不紅才怪。
火星有最高大的火山。奧林匹斯火山高大雄偉,它比周圍的火星表麵平均高度高出25公裏,地球上最高的珠穆朗瑪峰是8.85公裏,要三個珠峰相疊有才奧林匹斯火山那麽高。火山口也寬廣無比,直徑有數百米,地球上最大的火山在日本,火山口寬27公裏,奧林匹斯火山之高大是雄居太陽係火山之冠的。
火星有最壯觀的峽穀。水手穀由一係列峽穀所組成,長4000公裏,寬200公裏,從邊緣往峽穀底深達6公裏,這是人類知道的最深長的峽穀。美國著名的科羅拉多大峽穀總長150公裏,最深處是2公裏,簡直不能與水手穀相提並論。如果把火星大峽穀搬到中國的話,它可以從拉薩延伸到上海,是長江三峽的24倍長。火星峽穀成為火星上的暗標誌,是地球上能夠看到,又果真存在的惟一標誌。
水星為何無水
地球到月球的距離是38萬千米,地球與水星最靠近時也有7700萬千米,而水星跟月球差不多大小。難怪人們傳說:哥白尼臨終前最大的遺憾就是:一輩子沒有看到過水星。
水星是離太陽最近的行星。它到太陽的平均距離隻有5800萬千米,這個距離隻有地球到太陽距離的的0.4倍。太陽光用8分多鍾跑到地球上來,而隻用3分鍾多一點就可到水星表麵了。
水星離太陽這麽近,我們很難清楚地看到這顆最靠近太陽的內行星,連專業天文學家也經常看不到水星。
我們知道,水星的軌道在地球軌道的內側,每88天圍繞太陽運行一周。在地球上看水星,水星總是在離太陽不遠的地方轉來轉去,就好像太陽母親身邊最離不開的小孩。水星和太陽形影相隨,在天空中的角距離總是很小,最大時絕不會超過28°,這就是說,在最好的情況下,從地球上看水星,水星隻能在東方天空比太陽早升起一個半鍾頭,或在西方比太陽遲下落一個半鍾頭。此時此刻,太陽的光輝映襯著天空,水星被淹沒在曙暮的天光裏,難得露出自己的身影。
其實,水星常常很亮,有時與天空中最亮的天狼星不相上下,但同太陽的晨光餘輝相比,未免黯然失色了。
水星的大小在太陽係行星裏排在倒數第二,直徑隻有4880千米,甚至比不上大行星的某些衛星,比如木衛三(直徑5276萬千米)土衛六(直徑5120千米)都要比它大。水星比地球的衛星--月球(直徑3476千米)大不了多少,但是比起月球到地球的距離卻遠多了,月球到地球距離是38萬千米,水星與地球最靠近時,距離達到7700萬千米。
水星非常小,又總是靠近太陽,我們要見到水星比較難。要看到水星,隻有當水星與太陽的角距離達到最大時,太陽在地平線以下,天色昏暗,而水星恰好在地平線以上的時候,我們才有機會看到它。這樣的機會一年中隻有很少的幾次,當水星非常難地恰好從地球和大陽之間通過時,我們有可能在太陽圓麵上見到這個小小的行星,人們將這種現象取了個好聽的名字:水星淩日,這種情形,每一世紀大約出現十二次。
水星的行蹤難覓,從地球上對它進行研究自然難以奏效。在地球上,用最好的天文望遠鏡觀測水星時,隻能分辨出水星上750千米大的區域,看不清水星表麵的細節。曾經有人認為水星自轉周期與公轉周期一樣,始終以同一麵朝向太陽。但是,直到20世紀60年代,天文學家用射電望遠鏡對水星進行了雷達探測,觀測結果清楚表明,水星自轉周期是59天,是公轉周期88天的三分之二,換句話說,水星每繞太陽轉兩周,繞自己的軸線轉三周,這種運動形式多麽和諧!
(1)水星能生存嗎?
水星上沒有大氣,太陽近距離地灼烤著水星,以九倍於給地球的光和熱傾注於水星上,使水星麵向太陽的一麵,最高溫度可達到400。C左右,岩石中的鉛和錫都會被太陽光熔化析出,更別說生命的存在了,這裏是太陽係最熱的地方之一,黑墨般的天空懸掛著巨大的太陽,比地球上看到的太陽大八倍,四周寂靜無聲,簡直像一匹煉獄。別以為水星隻是個滾燙的星球,有時候又冷得嚇人。在水星背向太陽的一麵,由於沒有大氣起調節溫度的作用;溫度下降極為迅速;溫度多在零下163℃以下。水星的晝夜大約三十天交換一次,即在10周的時間裏,連續暴曬,接著一個月時間躍入寒夜,真是一個火與冰的世界!這樣的水星世界,對地球上任何已死的生命都意味著毀滅,不可能有生命在水星上生在。
(2)相似的地方
由於水星太靠近太陽了,在地球上是看不清楚水星真麵貌的。
】973年j1月4日,美國宇航局成功地把“水手10號”送上了飛向水星的旅程。在1974年3月和9月、1975年3月,“水平10號”三次掠過水星表麵,最近時距離隻有300千米,拍攝了大量照片,再用電視發回地球,一幅又一幅清晰生動的畫麵向人們展現未曾看到也未曾料到的水星景象。人們發現,在1974年3月的那短短幾天裏,我們對水星的認識比以前整個人類曆史積累起來的知識的總和還要多。
乍看上去,水星非常像我們的月球。
水星表麵和月球一樣,到處凹凸起伏,大大小小的環形山星羅棋布,懸崖峭壁聳立,長長峽穀幽深,隨處可見綿延的山脈、遼闊的平原和盆地。遠遠看去,和月球沒有什麽兩樣。
仔細檢查“水手10號”所拍的照片,科學家們還是發現了水星和月球地貌的差別。
首先,比較環形山密布地區,水星的多環形山地區,中間有不少平坦的山間平原,這在月球上基本看不到,月球表麵上密布的環形山是一個疊一個,彼此之間根本不存在平地。科學家認為,這是由於水星和月球表麵引力不同的緣故。同地球引力相比,月球表麵引力是0.16,水星上表麵引力為0.38(把地球的表麵引力取作1.00。如果一個人在地球上重量是50千克,到月球上隻重8千克,到水星上會重19千克)。由於環形山都是遙遠的過去由無數隕星碰撞形成的,受撞擊濺出的火星物散落麵積因引力大小而不同,水星上拋射物散落麵積小,二次撞擊後所形成的環形山緊挨著初次撞擊所形成的環形山周圍;而在月球表麵上,二次環形山就可以遠遠分散在六倍大的麵積上。由此,水星上未被撞擊的古老平原不容易被環形山全部占據,而是間或存在於環形比之問。
其次,水星表麵到處都有不深的扇形峭壁,稱為“舌狀懸崖”,高1-2千米,長幾百千米,這些懸崖被認為是巨大的褶皺,但在月球表麵是絕對看不到的。水星上最高的陡壁達3千米,延伸數百千米。例如北極附近的維多利亞懸崖。
除了反映水星地形上的特征以外, “水手10號”還發現水星有一個磁場,雖然地球磁場比它強上100倍,但水星上確實存在類似於地球的雙極磁場,且比金星和火星的磁場強多了。這一點糾正了在19。74年以前的觀念,人們一直以為水星由於自轉緩慢不會有磁場。
水星周圍有磁場,就意味著水星必定有一個鐵質的內核,隻有這樣,水星才會有永磁場。科學家計算出鐵質內核的直徑為3600千米,競和月球大小相似。因為水星密度很大,它的體積隻有地球的5%,所以水星這個鐵質內核該是很巨大很堅硬的。
不管水星和月球外貌多麽相似,兩者卻有非常大的差別。月球是沒有磁場也沒有鐵質內核的。水星的內核卻與我們地球相似。
(3)“海”和“冰山”
我們在照片上看到水星表麵最大的地形特征是盆地,直徑約1300千米,四麵高出周圍平原達2千米的山巒,這個盆地在水星表層北緯30°、西經195。的地方。每當“水手10號”飛越該盆地時,水星正好運動到它的軌道上的近日點,這個盆地恰好處在日下直射點,溫度驟升,成為水星最熱的地方,也是太陽係所有行星表麵最熱的地方。人們給它取名為“卡路裏盆地”。“卡路裏”在拉丁語裏的意思是“熱”。熱盆地貌似月球上的“月海”,因此也有人稱它為水星上的“海”。
看到水星的名字,人們腦海裏總會產生這樣的聯想:水星上麵有水嗎?水星和水有何關聯呢?
很早的古代,日、月和五顆行星能被肉眼觀測到。它們在天空有移動而且明亮,能發出連續不斷的光,而那些遙遠的星星,看來位置穩定,閃閃爍爍。我們的祖先,就給了日、月、五顆行星以特殊的位置,想象它們是主宰物質世界神靈的化身或是天神的住地。在西方,古羅馬人看到水星繞太陽公轉一周的時間最少,運行得最快,所以把希臘神話中一個跑得最快的信使“墨丘利”的名字給了水星。在中國,古時盛行用陰陽五行說,把宇宙簡化成陰陽兩大係統,揭示自然萬物的構成變化,“陰陽者,天地之道也”。
為反映陰陽兩大係統的動態變化,又引申出金、木、水、火、土五行的相生相克、互相承接或製約,“陰變陰合,而生水、火、木、金、土”。宇宙萬物是統一的,天、地、人也是三位一體。總之,任何事物的構成變化都可以用陰陽五行說來解釋。在天,就為日月星;在地,就為珠玉金;在人,為耳目口。
於是,日月的名字分別又叫太陽、太陰,五大行星又可以用五行來表示,就有了現在的水星、金星、火星、木星、土星的名稱。它反映了炎黃子孫特有的智慧和思維方式,是東方的精神文化之花。難怪法蘭西有句格言:“結論取決於觀點”。行星的名字,可以反映當時的觀點,流傳到現在,成為人們習慣的稱呼。
看來,水星和水不是一回事兒。
從現代天文觀測事實上,水星上有水嗎?
“水手1號”對水星天氣的觀測表明,水星最高溫427℃,最低溫一173c(=,水星表麵沒有任何**水存在的痕跡。就算是我們給水星送去水,水星表麵的高溫會使**和氣體分子的運動速度加快,足以逃出水星的引力場。也就是說,要不了多久,水和蒸氣會全部跑到宇宙空間,逃得無影無蹤了。
(4)蒸氣
水星上的大氣非常稀薄,大氣壓力不到地球大氣壓力的一百萬億分之一,水星大氣主要成分是氮、氫、氧、碳等。水星質量小,本身吸引力不能把大氣保留往,大氣會不斷地向空中飛逸,現在的稀薄大氣可能靠了太陽不斷地拋射太陽風來補充。從成分上,也有相似的係統,太陽風的大部分成分就是氫、氮的原子核和電子。
從水星光譜分析來看,水星有點大氣,但大氣中沒有水。這已是普遍公認的事實了。
然而,字宙的奧妙無窮,常會有人們意想不到的事發生。沒有**水,沒有水蒸氣的水星,卻“發現了冰山”。
1991年8月,水星飛至離太陽最近點,美國天文學家用27個雷達天線的巨型天文望遠鏡在新墨西哥州對水星觀測,得出了破天荒的結論--水星表麵的陰影處,存在著以冰山形式出現的水。
冰山直徑15-60千米,多達20處,最大的可達到130千米。都是在太陽從未照射到的火山口內和山穀之中的陰暗處,那裏的溫度在一170℃。它們部位於極地,那裏通常在-100℃,隱藏著30億年前生成的冰山。由於汞星表麵的真空狀態,冰山每10億年才溶化8米左右。
天文學家是這樣解釋水星冰山形成的:水星形成時,內核先凝固並發生劇烈的抖動,水星表麵形成褶皺--高山,同時火山爆發頻繁,隕星和彗星又多次相衝擊,水星表麵坑坑窪窪。至於水是水星原來就有的,還是後來由隕星和彗星帶來的,看法上還有許多分歧。
雖然,水星有水的說法尚待證實,但有水就有生命。美國科學家們的新發現,引起學術界的濃厚興趣。
地球的“孿生兄弟”
在太陽係的九大行星當中,除金星外就數火星距離地球最近了。地球和火星這位鄰居最為相似,簡直可以稱得上是“孿生兄弟”。火星比地球略小,半徑為3381千米,體積約為地球的1/7,質量是地球的1/9。因此更確切地講,火星隻能當地球的“小弟弟”了。
神奇的火星
火星是一個固態行星。眾多探測數據表明.火星的結構與地球極為相似,也有地殼、地幔及鐵質地核。火星的自轉周期為24小時37分,也就是說,火星上的一天僅比地球上長41分鍾。火星公轉一周是687天,當然,它的四季持續時間也會比地球上長近一倍。紅色是火星最典型的顏色,這是因為火星土壤中的含鐵量達到12%,厚達20多米的火星風化層因含大量氧化鐵而呈紅色。火星上的大氣非常稀薄,氣壓隻有地球的1/200,主要由二氧化碳(95%)和氮(27%)、氬(16%)等氣體構成,還有微量的氧和水蒸氣。
火星人麵
1976年,美國“海盜1號”飛船發回了火星聖多利亞多山沙漠地區上空的照片。人們從這些照片上可以清楚地看到,一塊巨大的、五官俱全的人麵石像聳立在一座高山下,人像從頭頂到下巴足足有16千米長,臉的寬度為14千米,整體造型與埃及的獅身人麵像比較相似。於是,火星“斯芬克斯”便成了轟動一時的新聞。阿頓·安爾比是負責“觀察者號”太空飛船任務的加州科技學院的科學家。他認為這些圖案是自然形成的。他說:“它是自然岩石的形狀,是一片獨立的山地,‘人麵’隻不過是峰巒溝穀在光線的影響下形成的。它們並不是人工建築。”有些地理學家也認為,是光線變化導致形成了“人麵”山上的陰影部分,這電很可能是幾百萬年來氣候變化的偶然結果。
火星上有生命嗎
盡管火星的外表布滿傷痕,但現在已經有許多科學家認為:可能有最低級的、與細菌或病毒相似的微生物有機體存在於火星地表之下。另一些科學家雖然認為今天的火星不大可能有生命存在,但也承認的確有這樣一種可能性:在某個極為遙遠的古老時期,“生物繁盛”的時代在火星上曾經出現過。
生命的痕跡
1996年8月,美國宇航局宣布,在一個編號為ALH8400的火星隕石中,他們發現了微生物化石的明顯遺跡。這表明生命印跡一直在這個紅色星球上存在著,盡管那裏的環境極為嚴酷,生命卻比我們想像的要頑強,甚至在完全沒有光線的深海裏也能找到它們。可以想像,在火星上這類生物有可能存活著,也許被死死地封閉在10米厚的永久凍土層當中。科學家們認為.這種永凍層存在於火星地表之下,它們可能已在火星上存在了一個非常漫長的時期。
火星的無水之河
火星上存在著一些寬闊而幹涸的河床。這些河床最長的大約有1500千米,寬度則達到60千米或更多。在赤道地區分布著一些大河床,大河床和它的支流係統連在一起,形成水道係統。此外還可以觀測到呈淚滴狀的島、沙洲和辮形花紋,支流的流向幾乎全部朝著下坡方向。科學家們分析,隻有由像水這種黏滯性小的流體才能造成這樣的天然河床。那麽,火星上的河水流到哪裏去了呢?今天的火星表麵溫度不高,大部分水以地下冰的形式存在著。非常稀薄的大氣使得冰在溫度足夠高時隻能直接升華為氣體,因此無法存在自由流動的水。火星河床說明,過去的火星肯定與今目的火星有很大差異,而生命的存在也並非完全不可能。
木星和它的衛星
木星號稱“行星之王”,是太陽係所有行星中最大的一顆,也是除金星之外天空中最亮的行星。它的直徑約有14.3萬千米,是地球的11倍之多。地球隻擁有月球一顆衛星。修理木睡卻擁有木衛一、木衛二、木衛三和木衛四四顆衛星。其中,木衛一和木衛二最具特色。
木衛一上的火山
木衛一是400年前由伽利略最先發現的。木衛一表麵的火山很活躍,是太陽係內火山運動最劇烈的星體之一。有科學家認為這是木衛一距離木星最近,因此同木星之間發生的交互作用也最強的緣故。木衛一上火山噴發時的溫度高達1600多攝氏度·而地球上火山噴發的最高溫度也不會超過1000攝氏度。對這種差異,科學家們至今沒能做出合理解釋。
木衛二上的冰川
令科學家們困惑的是:與木衛一上火山劇烈噴發的情景形成鮮明對照的是.木衛二上冰川堆積,寒冷寂靜。木衛二的地勢非常平坦,最高的丘陵才50米。它的表麵覆蓋著一層晶瑩剔透的冰蓋。科學家經研究推測,木衛二有一個帶冰殼的固體核心,而且在冰殼和核心之間,可能有一層液態水。正是這種構造,形成了木衛二上平坦的冰川地形。
木星大紅斑的奧秘
1975年,美國所發射的木星探測器拍攝到了木星外形的彩色照片。人們從照片上發現,木星表麵有一個色澤鮮豔的大紅色斑,處於木星的南半球。這個大紅斑的位置並不是固定不變的,而是在不斷地移動。它的南北寬度經常保持在1.4萬千米,東西方向上的長度在不同時期有所變化,最長時達4萬千米左右,一般長度在2000~3000千米。
大紅斑是由什麽構成的
這個色彩鮮豔的大紅斑立刻引起了科學家們的興趣。它到底是由什麽構成的呢7科學家們早已知道木星周圍有一層很厚的大氣,由氧、氦、甲烷、阿摩尼亞等物質構成。但是從木星探測器所發回的資料來推測,木星的內部溫度很高,從中散發出來的熱量為從太陽光中吸收的熱量的2.5倍。所以有的科學家就據此推測。大紅斑可能就是木星內部溫度最高的部分呈柱狀的漩渦不斷朝外噴射的地方。大紅斑噴出之後。柱狀漩渦與大氣中的甲烷,阿摩尼亞等物質產生化合作用,從而形成了橘紅色的物質團--大紅斑。
對大紅斑的探索
大紅斑位於南半球,正好在木星赤道的下方。它大得可以輕鬆地裝下整個地球。當科學家認識到木星表麵不是固態而是由液化壓縮氣體組成時,原來認為大紅斑是山峰或高原的想法便受到了懷疑。探測表明,大紅斑的形狀沒有太大變化,一般呈橢圓形,就像木星上長著的一隻眼睛。但大紅斑的顏色卻常有變化,有時鮮紅鮮紅的,有時又略帶棕色或淡玫瑰色。
土星的光環
土星是一個巨型氣體行星,是太陽係中的第二大行星。土星直徑11.93萬千米,表麵是液態氫和氦的海洋,上方同地球一樣覆蓋著厚厚的雲層。土星美麗,是因為它擁有漂亮的光環。雖然天王星和木星也有光環,但都比不上土星的光環那樣美麗壯觀。
美麗的光環
土星的光環柔和,美麗,看起來就像土星的“草帽沿”,位於土星的赤道麵上。2004年,美國“卡西尼”號探測器穿越土星時,用其自身攜帶的紫外線光譜成像儀第一次拍下美輪美奐的土星光環。科學家在分析“卡西尼”號探測器發回的土星光環照片後發現,土星的內側光環夾雜著大量石塊和灰塵物質;外側光環則呈綠鬆石色,主要由冰晶構成。根據現有的資料,科學家們認為:數百萬年前,土星衛星與彗星相撞,相撞產生的碎片被土星引力拉人土星軌道,從而形成了土星光環。科學家根據光環發現的順序以英文字母A到G為光環作了命名。
光環的奧秘
盡管從地球上看,土星的光環是連續的,但實際上這些光環是由無數個微小物體構成的。這些物體大小不一,有的一厘米左右,有的幾米,還有一些直徑為幾千米。它們都有各自獨立的運行軌道。土星的光環特別薄,盡管它們的直徑有25萬千米甚至更大,但最多隻有15千米厚。光環的傾角度每年不同,當光環的平麵麵向地球時,無論使用多大倍數的望遠鏡,從地球上都是看不到的。這種情況在土星公轉一周裏發生兩次,而土星公轉的周期是29.46年,因此從地球上看,每隔十五年,土星的美麗光環就會消失一段時間。
土星除了光環之外,還擁有一些衛星,截至2005年5月共發現了46顆。1656年,在發現土星光環的同一年,人類第一次觀測到了土星的一顆衛星。兩個世紀以後,這顆衛星才被命名為泰坦,這就是著名的土衛六.除土衛六外,土衛家族中較有“個性”的就是土衛八了。
“穿棉襖”的土衛六
土衛六是太陽係的第二大衛星.體積比水星和冥王星都大。可是我們卻無法看到它的表麵,因為它被一個非常厚的不透明的大氣層包圍著,就像是穿了一件大棉襖,在可見光下根本看不到它的表麵。於是,科學家們不得不通過哈勃太空望遠鏡的紅外線觀測設備,來觀測它的地表特征。土衛六的大氣層非常值得關注,其大氣的主要成分是氮,和地球上生命誕生初期的大氣成分很相似。它的地表氣壓大於1.5個地球大氣壓,而且地表可能會存在很厚的煙霧。
土衛八的“陰陽臉”
早在1 671年,土星的第八顆衛星就已經被人們發現,當時人們注意到它有一個特別之處--西邊要比東邊亮兩個星等。今天人們通過觀測發現,土衛八較亮的部分覆蓋著大麵積的冰層,較暗的一麵則被一種類似隕石的碳化物所覆蓋。有學者經過研究認為,大約在1億年前的某個時刻,一顆彗星撞擊了土衛八的東半球,冰層汽化散失了,但在以後的100萬年裏,粉碎的彗核塵埃物質回聚到東半球上,因此形成了現在的模樣。
金星與海王星
太陽係的九大行星中,金星和海王星是兩顆別具特色的星體。金星是靠近太陽的第二顆行星,是天空中最亮的星,而海王星距離太陽較遠,是人們從“筆尖上發現的行星”。19世紀上半葉,當人們注意到天王星並不嚴格按其預定軌道移動時,便猜想:天王星之外可能還有一顆行星。後來,天文學家用筆計算出了這顆未知行星的軌道--海王星由此被發現了。
明亮金星
金星可以說是我們在地球上看到的除太陽和月亮之外最亮的星星了。它最亮時的亮度是天狼星的14倍。金星外麵包裹著厚厚的雲霧,這層雲霧可以把75%以上的太陽光反射回來。金星與太陽的距角可以達到47°,也就是說金星在太陽出來之前3小時已經升起,在太陽落下後3小時又出現在天空。這樣,地球上很多地區的人就很容易見到它了。在我國古代,金星有“啟明星”和“長庚星”之稱。當它在黎明前出現時,就叫作“啟明星”,象征著天將要破曉了;當它在黃昏出現時,就叫它“長庚星”,這預示長夜就要來臨了。它是晚上第一個出現和清晨最後一個隱沒的星星。
筆尖上的新星
海王星的赤道半徑約2.46萬千米,是地球的35倍,體積和質量分別是地球的57倍和17倍。海王星上也有大氣,主要成分是氫、甲烷、氨等氣體,表麵溫度為零下230,℃。1989年8月,“旅行者2號”探測飛船經過海王星時人們了解到,海王星由五個光環、八個衛星環繞,大氣層中有雲和風暴存在。海王星上有一黑斑,科學家發現這一黑斑的形狀在不斷變化,從而認為那實際上是一個氣旋,它屬於海王星大氣中的高壓區。
恐怖的金星
(1)小金星亮由何來
金星天空中最亮的星星,僅次於太陽和月亮。在空中,金星發出銀白色亮光,璀璨奪目,因而有“太白金星“之說,西方人認為愛與美的女神“維納斯“就住在金星上。土星最亮時,亮度是天空中最亮的恒星--天狼星的10倍。
金星如此明亮的原因有兩點。一方麵,是因為它包裹著厚厚的雲霧,近層雲霧可以把75%以上的光反射回來,反射白光的本領很強,而且對紅光反射能力又強於藍光,所以.金星的銀白光色中,多少帶點金黃的顏色。另一方麵,金星距離太陽很近,除水星以外,金星是距太陽第二近的行星,它到太陽的距離是10800萬千米,太陽照射到金星的光比照射到地球的光多一倍,所以,這顆行星顯得特別耀眼明亮。
金星比地球離太陽近,繞日公轉軌道在地球的內側,這點與水星很類似。但金星的軌道比水星軌道大一倍,所以,金星在天空中離太陽就要遠些,容易被看到。金星被我們看到時,它與太陽距角可以達到47。也就是說,金星在太陽出來前三小時已升起,或者在太陽下落後三小時出現在天空。這樣很多地區的人很容易見到它。在我國古代,當它在黎明而出現時,叫做“啟明星”,象征天將要亮了;而當它在黃昏出現的時候,叫它“長庚星”,預言長夜來臨了。“啟明星”,“長庚星”就是金星,往往是晚上第一個出現和清晨最後一個隱沒的星星。
(2)地球的“孿生姊妹”,卻無生命痕跡
在枷利略以後的幾個世紀中,人們漸漸發現金星與地球有很多近似之處,一度被當作地球的“孿生姊妹“,站在太陽係外看這兩個星球,確實可以一眼看出兩者有許多共同點:
金星 地球
大小半徑 6073千米 6378千米
質量 4.87×10克,是地球的4/5 5.98x10克
密度 5.26克/厘米3,略小於地球5.52克/厘米
表麵重力 是地球的88%
大氣層 全部被濃雲包圍 部分地區有雲層
按理說,軌道與地球並列,距離又很近的金星,是最方便地球上的人們觀察的,然而,金星被厚厚的大氣遮得嚴嚴實實,就像罩著厚厚的麵紗,一點縫隙都不露,終日不肯以真麵目示人。地球上的人們看來看去,產生了很多猜想,甚至推測金星上可能存在大量生命。
懸而未決的問題一直延續到20世紀60年代,才由宇宙飛船撩開了麵紗一角,金星的奧秘正逐步揭開。
(3)金星的神秘麵紗
宇航時代的開始,意味著金星神秘時代的結束。美國和前蘇聯前後發射二十多個金星探測器,頻繁地對金星大氣和金星表麵進行控測。
首先是前蘇聯的“金星1號”,這是人類曆史上發射的第一艘金星探測飛船,在1961年2月12目升空,但並不成功。
首度成功觀測土星的是美國的“水手2號”,於1962年8月初升空,同年12月中旬,通過了距離金星34830千米的地方探測金星。
首次在金星大氣中直接測量的是前蘇聯的“金星4號”,於1967年10月18日,打開降落傘,降落於金星大氣中。
首次軟著陸成功的是前蘇聯的“金星7號”,它於1970年12月15日,降落於金星表麵,送回各種觀測資料。
前蘇聯從1961年開始,直至1983年,共發射飛船16艘,除少數幾艘失敗外,大多數都按原計劃發回不少重要資料。
美國在1962年發射“水手2號”以後,又在1978年5月20日和8月8日先後發射“先驅者金星”l號和2號。其中“先驅者金星”2號的的探測器軟著陸成功。至此,美國也先後有6個探測金星的飛船上天。
金星神秘的麵紗--大氣首先被人們所認識。
金星的天空是橙黃色的。金星的高空有著巨大的圓頂狀的雲,它們離金星地麵48千米以上,這些濃雲像碩大無比的圓頂帳篷懸掛在空中反射著太陽光。這些橙黃色的雲是什麽呢?原來竟是具有強烈腐蝕作用的濃硫酸霧,厚度有20~30千米。因此,金星上若也下雨的話,下的便會是硫酸雨,恐怕也沒有幾種動植物能經得住酸雨的洗禮。金星是個不毛之地。
金星的大氣又厚又重。金星的大氣不僅有可怕的硫酸,還有驚人的壓力。我們地球的大氣壓隻有一個大氣壓左右,在金星的固體表麵,大氣壓是95個大氣壓,幾乎是地球大氣的100倍,相當於地球海洋深處1000米的水壓。人的身體是承受不起這麽大的壓力的,肯定在一瞬間被壓扁。
金星的大氣中主要是二氧化碳。二氧化碳占了氣體總量的96%,而氧僅占0.4%,這與地球上大氣的結構剛好相反,金星的二氧化碳比地球上的二氧化碳多出1萬倍,人在金星上會喘不過氣來,一準會被悶死。這裏常常電閃雷鳴,幾乎每時每刻都有雷電發生,讓你掩耳抱頭,避之不及。
金星是真正的“火爐”。地球上的40℃的高溫已經讓人受不了,但金星表回的溫度高得嚇人,竟然高達460℃,足以把動植們都烤焦,而且在黑夜並不冰凍,夜問的岩石也像通了電的電爐絲發出暗紅色光。金星怎麽會有這麽恐怖的高溫呢?這也是二氧化碳的“功勞”。白天,強烈陽光照射下,金星地表很熱,二氧化碳具有溫室效應,就是說大氣吸收的太陽能一旦變成了熱能,便跑不出金星大氣,而被大氣擋了回來,二氧化碳活像厚厚的“被子”,把金星捂得嚴密不透風,酷熱異常。再加上金星的一個白天相當於地球上58天半,吸收的熱量更是越聚越多,熱量隻進不出,從而達到了460℃的高溫,比最靠近太陽的水星白晝的溫度還要高(水星約430℃)。
溫室效應使金星晝夜幾乎沒有溫差,冬夏沒有季節變化。因而金星上無四季之分。
其實,地球上也有溫室效應,隻不過地球大氣中二氧化碳隻有3.3%,所以地球溫室效應遠不如金星的強烈。但是,就是這麽點二氧化碳,就可使地球的平均溫度達到17℃。近年來,工業汙染加劇,致使地球上二氧化碳有增加的趨勢,地球的氣候也逐漸有變暖的趨向,嚴重時,兩極冰川融化,海平麵上升,一些陸地將被淹沒。這該是地球上引起高度重視的問題,因為我們不想成為第二個金星。
金星上如此惡劣的環境,是以前的人們不曾想到過的,這位曾經是地球的“孿生姐妹“的金星,一旦麵紗撩開,即刻讓人們對金星上存在生命的幻想破滅了。
(4)金星表麵
不過,人們頭腦中還有一絲希望,那就是,金星上有水嗎?
金星有很少量的水,儀為地球上水的十萬分之一。這些水分布在哪裏呢?由“金星13號”和“金星14號”探測表明,在硫酸霧的低層,水汽含量比較大,為0.02%,而在金星表麵大氣裏有0.02‰金星表麵找不到一滴水,整個金星表麵就是一個特大的沙漠,在每日的大風中塵沙鋪天蓋地,到處昏昏沉沉。
金星地表與地球有幾分相似。金星因為有大氣保護,環形山沒有水星、月球那麽多,地形相對比較平坦,但是有高山。山的高度的最大落差與地球相似,也有高大的火山,延伸範圍廣達30萬平方千米。大部分金星表麵看起來像地球陸地。不過,地球陸地隻有十分之三,其餘十分之七為廣大海麵。金星陸地占六分之五,剩下的六分之一是小塊無水的低地。至今金星表麵未發現有水。
(5)金星有過衛星、大海嗎
金星與地球有相似的大小、質量和密度,同時還有含水汽的大氣。所以,人們推測,金星上可能有大海,如果有大海的話,就可能有生物存在。盡管20世紀70年代,前蘇聯的“金星號”係列飛船在金星著陸,推翻了有大海的假說。盡管金星有相似的地貌,平原、峽穀、高山,可人們對金星尋海並不死心,至20世紀80年代,這個問題又提了出來。
重新提出這問題的是美國科學家彼拉·詹姆斯。他認為大海存在過,後來又消失了。分析原因,一種可能是太陽光將金星水氣分解為氫和氧,氫氣團重量輕而紛紛背叛金星。第二種可能是,在金星早期,它的內部曾散發像c0那樣還原的氣體,由於這些氣體與水的相互作用,把水分消耗掉了。第三種可能是,由於金星上大量的火山爆發,大海被熾熱的岩漿烤幹了。還有一種可能是,水源來自金星內部,後來又重新歸還原處。
美國密執安大學的科學家多納休等人,在彼拉克·詹姆斯的基礎上,又提出新看法。他們認為,太陽早年不像這樣亮和熱,輻射熱量也少30%,那時金星氣候就不像現在這樣熱了。有適宜氣候,大海應運而生,生物有可能在大海繁衍生息。可後來,太陽異常的熱起來,加上金星一天等於地球117天的緩慢運轉,經不起烈日的酷曬,金星上的大海被烤於了。
後來有不同看法提出。美國依阿華的科學家弗裏克認為,根本不存在大海,觀測表明,金星大氣層在不斷進入大氣層的彗星核造成,彗核成分是水冰。至今,金星大海仍是個未解之謎。
金星另一個問號是衛星哪去了?在太陽係的67顆衛星中,水星、金星沒有衛星,不過金星曾有過衛星。那是1686年8月,法國天文學家、巴黎天文台第一任台長卡西尼宣布發現金星衛星,並推算這顆衛星的直徑為金星直徑的1/4即1500千米,類似於地球、月亮的比例,當時卡西尼已發現了9顆衛星,結果金星的衛星又轟動一時。
很多人就這顆衛星的位置、亮度、軌道、半徑、周期進行研究,在1764年,就有發表觀測金星衛星的文章。
後來觀測技術進步了,卻再也沒發現金星的衛星,是失蹤了嗎?懷疑和簡單否認是不客觀的。
假如有衛星,哪裏去了?什麽時候、又見什麽原因?這又是金星的第二個謎。
(6)逆向自轉。太陽從西邊升起
金星自轉是衛星中最獨特的。自轉與公轉方向相反,是逆向自轉,換句話說,從金星看太陽,太陽是從西方升起,在東方落下。
金星逆向自轉,是科學家用雷達探測金星表麵根據反射器回來的雷達波發現的,還知道金星自轉非常緩慢,每243天自轉一周,如果我們在金星上觀看星星,每過243天,才能在天空看到同一幅恒星圖景,如我們以太陽為基準測量金星自轉周期,僅僅是116.8個地球日。因為,在這段時間,金星沿公轉軌道前進了很大一段距離,在近243天中,可以看到兩次日出和日落。所以,一個金星日是116.8個地球日,金星上的一天等於地球上116天多。
木星之謎
(1)木星有多大
木星是顆巨大的行星。在太陽係所有行星中,木星是最大的一個。它的直徑是14.3萬公裏,是地球直徑的11倍多,體積是地球的1300多倍。這意味著,倘若木星是個中空的圓球,它裏麵能放下1300個地球。木星是太陽係行星中的頭號巨人。
木星自轉非常迅速。它雖是龐大行星,卻行動靈活。木星比太陽係內任何別的行星自轉都要快,木星上的“一天”隻有9小時55分,微弱的太陽光,平均每天隻有5小時左右照射時間,測得木星表麵溫度在-150℃左右,是極寒冷的世界。
(2)沒有固體的表麵
這與我們了解過的水、金、地、火、月球都不同。大氣之下,很可能是液態的氫的“海洋”。在再往下離木星中心核大約一半的地方,那裏的壓強已十分巨大,可達300萬個大氣壓,溫度驚人的高,達11000℃,在這樣的物理條件下,以致液態分子氫實際上已轉化成液態的金屬原子氫,這種液態的金屬氫在地球的實驗室中從未發現過,然而科學家堅信,在極端條件下會有這種液態金屬氫存在。
(3)身披色彩繽紛的彩帶
通過望遠鏡,我們就能看到木星的扁平的有趣形狀。不過,恐怕最吸引你的,是木星頂部雲層的那些雲霧狀的醒目條紋了。
這些條帶都是木星雲層,而且是木星頂部雲層。木星被濃密大氣包圍得嚴嚴實實,這層大氣有多厚,現在不得而知,估計大約一千多公裏,它使我們想要窺視一下木星大氣的下層也不能,更不用說看見木星表麵了。
(4)有個幾萬公裏長的巨大紅斑
木星除了色彩繽紛的條和帶之外,我們還不難看到木星大氣有一塊醒目的標記,從地球上看去,就成一個紅點,仿佛木星上長著一隻“眼睛”,大紅斑形狀有點像雞蛋,顏色鮮豔奪目,紅而略帶棕色,有時義鮮紅鮮紅。人們把它取名為大紅斑。
大紅斑十分巨大,南北寬度經常保持達1.4萬公裏,東西方向上的長度在不同時期有所變化,最長時達4萬公裏。也就是說,從紅斑東端到西端,可以並排下三個地球。一般情況下,長度在2000-3000公裏,大紅斑在木星上的相對大小,就好像澳大利亞在地球上那樣。
大紅斑之“紅”也有特色。它的顏色常常是紅而略帶褐色,變化也是有的。20世紀20年代到30年代,大紅斑呈鮮紅色,從未這麽好看過。1951年前後,也曾出現淡淡的玫瑰紅顏色。大部分時間,顏色比較暗淡。關於大紅斑的顏色,有不同見解。有人提出那是因為它含有紅磷之類的物質;有人認為,可能是有些物質到達木星的雲端以後受太陽紫外線照射,而發生了光化學反應,使這些化學物質轉變成了一種帶紅棕色的物質。總之,這仍然為未解之謎。
(5)最新發現--木衛二上可能有水
美國亞利桑那大學的行星科學家宣布,他們對伽利略探測器發回的照片的分析結果進一步確定,木衛二冰凍的表麵下存在一個液態水構成的全球性海洋。
伽利略探測器是美國字航局1989年發射的,自1995年接近木星以來一直圍繞著木星及其四顆最大的衛星飛行,拍攝了大量的近距離照片。科學家根據這些照片認為木衛二上有水,但對其表麵上呈扇形排列、密如蛛網又長達數百公裏裂紋的成因感到迷惑不解。現在亞利桑那大學的科學家們指出,這種裂紋是木衛二上存在海洋的證據。
由於對木衛二是否存在著水越來越感興趣,美國宇航局計劃於2001年發射一個探測器並於對2008年進入木衛二的軌道,利用能夠穿透冰蓋的遙感儀器對木衛二進行考察,以便最終解決木衛二是否真的有水這個問題。
“阿奧”火山之謎
木衛一的名稱叫做“阿奧”,是枷利略發現的。木衛一與月球差不多,但它呈現一種淡紅的顏色,同木衛三和木衛四不同,它表麵上沒有冰,而是布滿環形山。人們曾對它寄予厚望,把它稱為“羅塞達石”,意思是木衛一有助於探索其它衛星表麵被隕星碰撞的地貌。
隨著“旅行者1號”到達木星,人類對木星的5個衛星的探測_[作進入一個全新的階段。“旅行者1號”拍到的木衛一的照片,看上去是很奇怪的。它的表麵有大塊的黃、橙、白、黑色塊,構成了一種病態的外貌6令人驚訝的是,木衛一的表麵沒有隕星碰撞的隕坑,看來把它稱為“羅塞達石”是完全搞錯了。另外,它看上去很“年輕”,這可真是咄咄怪事。科學家從木衛一的地貌上還辨出了火山活動的跡象。
“旅行者1號”不斷傳送回拍攝到的照片,一天,導航小組的一位女工程師莫拉比托利用計算機處理木衛一邊緣圖片時,突然發現有火山噴發現象。當時,正在家中度周末的成像技術小組成員聞訊後立刻回到崗位上。經過進一步的分析,他們一共找到8座正在噴發的火山。如此劇烈的火山活動,噴出大量的火山噴發物,使得木衛一看上去總是“年輕“的。
木衛一火山噴發比起地球上的火山噴發要劇烈得多,後者的噴發速度最高也就是每秒50米,而木衛一火山的噴發速度則高達每秒10()()米以上,再加上木衛一的引力又較小,因此它的噴發物可噴到280千米的高空,甚至有一些噴發物會進入太空。
現在人們對於木衛一火山噴發時噴出的物質究竟是什麽仍有爭論,有人認為是含硫很多的矽酸鹽,也有人認為是新型的硫和硫化物。
木衛二冰山之謎
木星的第二顆衛星--木衛二,是一個溫和寧靜的世界,在它上麵,最高的丘陵也隻有50米。同時,它又是一個玲攏剔透的世界,它的表麵覆蓋著二層光滑的冰層。木衛二是太陽係中表麵最平坦的天體,這是人們在“旅行者2號”空間探測器飛近木衛二時發現的。
科學家們通過觀測,推測它有一個帶冰殼的固體核心,並且在冰殼和核心之間,可能有一層液態水。正是這樣的構造,形成了木衛二平坦的地形,並使它承受了隕星撞擊而不變其形。
根據這一思路,科學家們對木衛二進行了深入研究。有人認為,在這顆星體上有一個厚度達120千米的水幔,這些水可能大部分封閉在核心的矽酸鹽礦物中。還有人認為,在30千米厚的冰層下麵的**水幔,最終也會結成冰。
天文學家史蒂文森等人前些時候計算了木衛二的熱耗散,證實在核心和冰殼之間確實存在一個液態水層。他們通過幾種不同模式的試驗,得出了木衛二在25千米深的冰層下,存在著二個地下海洋的結論。
科學家們還計算出冰的最厚處是木衛二的兩極和永久麵向木星的一側。但是他們的計算結果表明,這些冰並不是完全凍結的,大部分的冰像冰川那樣在流動。有人因此而推斷液態水的形成是由於核和冰殼潮汐加熱的結果。
木衛二這一有趣的現象還有待於人們深入研究。