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冥王星的山脉覆盖着...甲烷雪?

时间:2022-09-28 21:37 来源:网络 作者: 迷吧

简介:当新视野号宇宙飞船在2015年7月快速驶过冥王星时,它揭示了一个充满惊喜的奇异世界。巨大的氮冰平原,孤立的水冰

【晨说网探索分享】

当新视野号宇宙飞船在2015年7月快速驶过冥王星时,它揭示了一个充满惊喜的奇异世界。

巨大的氮冰平原,孤立的水冰山脉,这些水冰被冻得比地球上的岩石还要硬,甚至还有悬浮在非常稀薄的大气中的非常薄的霾层。

行星科学家注意到的一件奇怪的事情是,其中一些山脉在低海拔地区是黑暗的,但在它们的顶峰却非常明亮,就好像它们被雪或霜覆盖着一样。

事实上,它们和地球上的高山山峰没有什么相似之处!

冥王星

当第一次近距离看到冥王星时,所有可以期待的事情中,回家的暗示在列表中排在最后。

但相似之处是表面的。

那些山峰没有被水、雪或霜覆盖。

是冰冻的甲烷。

这是意想不到的,解释起来有点困难。

但是一些科学家已经提出了这种情况发生的原因,并且它依赖于一个重要的事实:冥王星在某些特定的方面与我们自己的温暖世界有很大的不同。

例如,在这里,我们的空气在表面(海平面)相对稠密,随着海拔的升高,空气变得越来越稀薄。

海平面附近的空气被地面加热,所以它膨胀,密度变小。

然后它会上升,如果当它上升到足够高并冷却时空气是潮湿的,它会形成云。

它甚至可能凝结成雪,然后落在山顶上。

或者,如果它在山上爆炸,水蒸气可能会直接凝结在地面上,形成霜。

这就是为什么地球上的高山有白色的山峰。

冥王星

但冥王星不是这样。

有两个很大的区别。

嗯,要明确的是,有很多差异(温度、重力等等),但是有两个在山顶霜冻中起作用。

一个是大气层非常薄,大约是地球表面的1300万分之一厚。

另一个是表面存在甲烷和氮冰。

冥王星足够冷,以至于地球上的这两种气体分子被冻结了。

事实上,冥王星最明显的特征之一是人造卫星平面(Sputnik Planitia),这是在新视野图像中非常著名的巨大心形区域的西叶。

那是一片被氮冰覆盖的平坦平原。

西边是克苏鲁斑(对,认真;而黄斑的意思是“斑点”,像一个暗点)。

它更暗,可能是由于冥王星大气中的雾霾颗粒冻结在那里;这些颜色更深,红色、橙色和棕色。

但是甲烷擅长吸收阳光,因为太阳离冥王星45亿公里的遥远距离很弱。

所以它变暖得很好,从固体冰直接变成气体(这个过程叫做升华)。

它上升到大气中,但奇怪的事情发生了:因为空气太稀薄了,它不能很好地加热它下面的土地。

所以地面保持寒冷,而上面的空气更温暖。

这和地球上发生的事情正好相反!

冥王星山脉

也是解释为什么山上有甲烷霜的绊脚石。

如果随着高度的增加天气变暖,那么空气就不会像在地球上一样流向山上并变冷。

事实上,空气沿着它们向下流动,这种东西在地球上被称为卡塔巴蒂风(我提到它是因为这是一个很酷的名字,我们把它们带到这里,我住在科罗拉多州的落基山脉附近)。

那么甲烷是如何凝结在山峰上的呢?

科学家们想出了一个主意。

在北部平原,尤其是人造卫星周围,地表氮冰在白天升华。

它上升,然后向南向下流动,在那里冷却。

这产生了北/南气流。

大气中的甲烷随气流一起被带走。

因为稀薄的空气不能温暖山脉,那里的地面仍然很冷,冷得足以让甲烷撞击它们并凝结。

然后它形成了在新视野图像中看到的明亮的白色霜。

Tada!

科学家们注意到,低平原上朝北的陨石坑壁和边缘似乎也显示出明亮的白色霜。

这也很合适,因为墙壁由于没有阳光而更冷,所以甲烷可以凝结在上面。

边缘更高,所以它们会结霜,原因和山顶一样。

太奇怪了。

冥王星上的山峰像地球上的一样被霜覆盖着,但是因为空气是沿着它们向下流动的,而不是向上流动的。

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