第724章 浅海一日游(3/4)
作品:《重生香江大富豪》乙喝的是百草枯。这个说法也对我们有指导作用,在甲和乙当初面临的情形下该如何做:要避免喝百草枯。
回到原问题:前面我们解释了为什么磁场微弱是火星大气流失的直接原因。那么,为什么又说它不是火星大气稀薄的关键原因呢?
因为有一个对比鲜明的例子:金星。金星的磁场比火星更加微弱,目前我们的探测器尚无法探测到金星的固有磁场,也就是说,如果金星存在固有磁场的话,也必定弱于探测器灵敏度下限。可是金星大气不但比火星浓密,甚至比地球还要浓密92倍。太阳风同样可以长驱直入金星大气深处,并且,由于金星离太阳更近,它所遭受的太阳风粒子的轰击比火星要强得多,再加上金星大气温度比火星大气温度高得多,空气分子本身的能量也要高不少,这样看来,金星大气应该更快流失,并导致大气更加稀薄才对呀?
那么是什么造成了金星与火星如此悬殊的差异呢?
那是引力的影响!问题的第一个关键点,是质量的差异。金星的质量比火星大得多(7.6倍),因此金星引力对空气分子的束缚也要大很多,这导致了金星空气分子平均动能虽然比火星高,却比火星空气分子流失得少。
你们可能会说,太阳风粒子能量那么高,被激发的空气分子获得如此高的能量后,就是10倍100倍金星的引力,也不足以留住它吧?其实,如果太阳风激发空气的模式真是这样简单的方式,那反倒不足为虑了:太阳风粒子的数量,与大气中空气分子的数量比起来完全是9牛1毛,如果一个太阳风粒子只激发一个空气分子令它逃逸,那么全部太阳风粒子总共也激发不了多少空气分子,不可能造成空气的明显损耗。
真实的激发方式是这样的:一个高能粒子进入大气后,它首先撞到一个空气分子,只把一部分能量传递出去,然后它继续前进,撞到第二个、第三个……每次撞击它都损失一部分能量,直到它自身能量变得很低为止。同时那些被撞过的空气分子,也会再撞击其它空气分子,这样能量就一级级传递出去,最后分散到很多分子上。
这些获得能量的空气分子,能量越高的数量越少,能量越低的数量越多。能量高到足以逃脱引力束缚的只有极少部分,而如果引力稍微强一点,能够逃逸的分子数量就会明显减少。那么,当引力强大很多倍的时候,可逃逸分子数量减少的幅度就非常可观了。虽然金星空气分子的平均速度更高,但由于金星的逃逸速度高得多,所以金星上能逃逸的空气分子更少。
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气体供应量的影响!问题的第二个关键点,还是质量的差异。类木行星有大量的氢、氦等气体,这是其早期形成时吸积的。但太阳系的类地行星比较靠近太阳,温度较高,质量又不太大,它们都无法吸积这些轻质气体,即使当初形成时有一点,也会在漫长的岁月中丧失殆尽。
那么类地行星的大气是哪里来的呢?一方面,类地行星形成时可以通过引力吸积一部分较重的气体(例如氮气、氩气等);更多的,则是在漫长岁月中,通过“除气”作用,将行星内部混在岩石中的挥发成分排除出来,例如二氧化碳、二氧化硫等等。而除气作用,一个最主要的机制就是火山活动。火山喷发时,不仅仅喷出岩浆和火山灰,还大量喷出各种气体。火星因为质量小、体积小,所以冷却比较快,因此大规模火山活动可能已经停止很久了,而金星,我们已经观察到了正在喷发中的火山。
前面说过,因为磁场微弱,两颗行星都受太阳风的强烈影响。相对于地球来说,它们的大气流失率都是比较高的,高的流失率如果没有不断的补充,那么大气就会很快流失得差不多了。火星正是因为有着比金星更高的流失率而又缺乏补充,所以大气压才降到
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