正文 第十九章 行星的大氣及其演化(2 / 3)

原來,地球大氣的主要成分是氮和氧,它們是不參與溫室效應的。水分子和二氧化碳分子所吸收的熱量,還要用來加熱氮和氧分子。大氣中的雲層還要把地球表麵的熱量往太空散發。因此,地球表麵的溫度上升得很慢。金星大氣中絕大部分是二氧化碳,此外還有水汽和二氧化硫等,它們都參與了溫室效應。這樣,金星表麵的溫度增加得很快。加上金星上濃密的大氣,好像一條厚厚的毛毯,阻止了金星表麵的熱量往外散發。日積月累,使金星表麵的溫度升得很高,成為一個悶熱的高溫世界。

火星到太陽的距離,要比地球到太陽的距離大1.5倍。單位麵積接受的太陽輻射,隻有地球的43%。固體表麵的平均溫度是-23℃,跟地球上南極洲的年平均氣溫差不多,是一個嚴寒的世界。

水星大氣很稀薄,溫差也很大。白天太陽直射的地方,溫度是400℃;夜晚,溫度可降到-200℃。

經計算,木星表麵的有效溫度為-1701。但是,經行星探測得到的溫度卻是-150℃。這說明木星內部可能有比較大的熱源,不斷地向外麵釋放能量。這個能量大約是它吸收太陽能量的1.5-2.0倍。太陽係裏,土星內部也有熱源,它釋放的能量,大約是它吸收的太陽能量的2~3倍。

天王星、海王星和冥王星離太陽都比較遠,因此,它們表麵的溫度都很低。據計算,離太陽最遠的冥王星,背著太陽那一麵的溫度,隻有-25℃。

金星的氣流

金星上麵,有一股從東向西吹的風,風速由表麵到髙空逐漸增大,金星表麵的風速是2~3米7秒,相當於地球上的2級風;到了40千米的高空,風速達60米秒;50~70千米的高空,則是風速更高的旋風。

經探測,金星上有一片黑色橫躺著的形狀像大寫英文字母丫的“丫狀雲”。它幾乎伸展在整個行星的表麵,大約每6天圍繞金星轉一圈。金星上還有強大韻閃電,它們要比地球上的閃電大1000倍。這些事實說明,金星上的氣流運動是很劇烈的。

1978年,發現金星上的雲層不少是由硫酸組成的。它們以霧的形式,懸浮在離金星表麵40~70千米的高空。有人推測,金星大氣的低層,可能會下硫酸雨。

1956年8月,在火星離地球比較近的時候,人們發現,火星的南極冠,被黃顏色的霧籠罩了兩個多星期。當時,人們猜測,這些霧可能是火星上的風暴刮起的塵埃雲。1971年11月,美國的“水手9號”探測器到達火星時,碰巧也遇到了一次強大的塵暴,它形成的塵埃雲,覆蓋了整個火星的表麵。1個多月以後,塵暴消逝了,火星上的天空顯得特別清晰。這種情況說明,這次塵暴的微粒可能隻有0.01毫米那麼大。計算證明,要把這樣的塵埃微粒刮得滿天飛揚,火星上得連續刮上3個月的大風才行。這種塵埃雲究竟是怎麼形成的,至今還是個謎。

木星和土星這兩顆行星的周圍都纏著雲帶,隻是木星的雲帶比土星的雲帶更明亮,顏色也更鮮豔一些。雲帶有兩類:一種是有明亮的白色或者黃色的條斑。這種條斑的位置比較高,溫度也比較低,是氣體上升的區域;另一種是紅棕色的帶紋,位置較低,溫度較高,是氣體下降的區域。在雲帶裏,還有色彩繽紛的斑塊和斑點。其中特別有名的是木星上的大紅斑。土星上還有一個比較大的風暴區,裏麵還有強大的閃電。這些情況說明,木星和土星上氣流的對流作用是很劇烈的。

根據推測,天王星的表麵,覆蓋著一層非常稠密的大氣,上麵有甲烷雲;海王星可能被甲烷和氫構成的雲層包圍著;冥王星的周圍,隻有一層很薄而又透明的大氣。

行星大氣的演化

目前,關於地球和其他行星大氣的起因,大致有3種不同的說法。第一種認為,行星形成的時候,就開始捕獲太陽星雲裏的氣體。因此,行星大氣裏的氣體,和太陽星雲裏原始氣體的成分是一樣的;第二種認為,行星捕獲了太陽星雲裏的氣體以後,又被太陽風“吹”跑了。現在的大氣,是行星內部釋放出來的氣體形成的;第三種認為,類地行星(水星、金星、地球和火星)周圍的大氣,是由於行星內部釋放出來的氣體形成的。而類木行星(木星、土星、天王星和海王星)周圍的大氣,是捕獲太陽星雲裏的氣體形成的。