時至今日,我們?nèi)祟惖奶綔y器已經(jīng)拜訪了太陽系內(nèi)的各大行星,并對它們有了大致的了解。現(xiàn)在我們知道了在43億年前,火星曾經(jīng)擁有濃密的大氣層以及廣袤的海洋,甚至還可能存在生命。
但在37億年前,由于火星的內(nèi)核冷卻,火星的磁場也因此而消失。由于沒有磁場的保護(hù),在太陽風(fēng)的侵襲下,火星失去了絕大部分的大氣層,逐漸變成了現(xiàn)在我們所看到的一片荒蕪。
由此我們似乎可以得出一個結(jié)論,即磁場是行星大氣層的“保護(hù)神”,如果一顆行星沒有了磁場,也就沒有了大氣層。但事實上卻不是這樣,因為離太陽更近的金星幾乎也沒有磁場,但卻擁有濃密的大氣層。
于是問題就來了,火星和金星都沒有磁場保護(hù),為何火星大氣稀少而金星卻大氣濃密?
太陽風(fēng)是由太陽活動產(chǎn)生的高速粒子流,其速度一般都可以達(dá)到每秒鐘幾十萬公里。除此之外,太陽風(fēng)還有一個屬性,就是它是帶電的,這就意味著,足夠強大的磁場可以屏蔽掉太陽風(fēng),使它“繞道而行”。而對于沒有磁場的行星,其大氣層就直接暴露在太陽風(fēng)的威力之下了。
然而太陽風(fēng)并非可以“為所欲為”,因為它的“力氣”是有限的,如果一顆行星的引力足夠大,太陽風(fēng)也就顯得力不從心了。
火星質(zhì)量為6.4219 x 10^23千克,而金星質(zhì)量為4.869 x 10^24千克,根據(jù)萬有引力定律,一顆行星的引力大小與質(zhì)量成正比,經(jīng)過簡單的計算就可以知道,金星的引力大約是火星的7.6倍。
這就是金星擁有濃密大氣的主要原因,我們可以簡單的理解為,當(dāng)太陽風(fēng)“吹”來時,金星的“力氣夠大”可以緊緊的抓住它的大氣層,而火星卻因為“力氣太小”,即使抵達(dá)火星的太陽風(fēng)的強度已經(jīng)減小了不少,它也抓不住本該屬于自己的大氣,只能眼巴巴地看著太陽風(fēng)將它們帶走。
細(xì)心的讀者可能已經(jīng)想到一個問題,那就是金星與地球差不多,但金星的大氣壓卻是地球的92倍,這是為什么呢?我們接著再講。
我們知道金星的大氣層有95%都是二氧化碳,相對于其他氣體來講,二氧化碳就顯得很重,正是因為大量二氧化碳的堆積,金星的大氣壓才會如此的高。好吧,現(xiàn)在問題就變成了:這些二氧化碳又是從哪里來的呢?
太陽從誕生開始,就一直在變亮,其輻射出的光和熱也在逐漸增加。根據(jù)科學(xué)家們的推算,在30億年前,金星上其實也擁有大片的海洋,但隨著太陽的變亮,金星表面的溫度也越來越高,這些海洋就漸漸蒸發(fā),變成水蒸氣彌散在大氣層中。
在接下來的時間里,由于沒有磁場的保護(hù),太陽風(fēng)不斷地將金星大氣層里的水蒸氣電離成氫元素和氧元素,并將其中的氫元素帶走而留下較重的氧元素,隨著這個過程持續(xù),金星上的水就變得越來越少,并最終變成了一顆像現(xiàn)在這樣干涸的行星。
氧元素的化學(xué)性質(zhì)非常活潑,它很容易與金星上的碳元素產(chǎn)生反應(yīng),并生成二氧化碳,這是金星上一部分二氧化碳的來源,而另一部分,則是來自金星的內(nèi)部。
根據(jù)“海底擴張理論”,海洋的存在是板塊運動的關(guān)鍵,金星上沒有了水也就沒有了海洋,其地殼也就不再運動,由此造成的后果是,金星內(nèi)部的壓力只能通過火山運動來得以釋放,這會將原本存在于金星內(nèi)部的二氧化碳釋放到大氣層中。
在我們地球上,由于有海洋的存在,大氣層中的二氧化碳會與海洋中的水反應(yīng)生成碳酸,然后再與其他物質(zhì)中的鈣元素反應(yīng)生成碳酸鈣,從而固定下來。除此之外,地球上的綠色植物也可以通過光合作用,將二氧化碳轉(zhuǎn)化成氧氣和有機物,所以地球上的二氧化碳是不會產(chǎn)生堆積的。
但那個時候的金星已經(jīng)沒有了水,更沒有綠色植物,再加上二氧化碳又很重,就算有太陽風(fēng)的“幫助”,它們也不能從金星上逃逸,于是它們就只能金星大氣層里大量堆積,其產(chǎn)生的溫室效應(yīng)使金星表面的溫度迅速升高,而升高的溫度又進(jìn)一步導(dǎo)致金星內(nèi)部的二氧化碳的釋放,形成一個惡性循環(huán),其結(jié)果就是現(xiàn)在的金星變成了名副其實的“地獄行星”。
最后再講一下,因為金星的內(nèi)核并未冷卻,又在緩慢地自轉(zhuǎn),所以金星也是有微弱的磁場的,另外太陽風(fēng)的電離作用也會誘發(fā)一個次級磁場,資料顯示金星的磁場約為地球的十萬分之一,可以說是小到可以忽略不計了,不過,有總比沒有好,你說對吧?
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