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行星的大氣壓高低與其質量有關嗎?為何土衛(wèi)六比地球小很多大氣壓卻比地球高那么多?

類地行星保留大氣的能力與其質量是有關系的,因為行星質量越大,引力相對就越強,其行星表面逃逸速度就越大,氣體分子就越不容易從行星表面逃逸。但質量的大小不是行星能否保留大氣的唯一條件,還與行星的磁場、大氣成分、表面溫度、與主星(恒星)的距離等因素有關。

土衛(wèi)六又稱為泰坦星(Titan),是土星最大的一顆衛(wèi)星,也是太陽系第二大的衛(wèi)星(最大的是木衛(wèi)三)。從下圖就可以看出土衛(wèi)六作為衛(wèi)星是相當大的,體積比水星都要大上一圈,比火星稍小一點:

在所有的太陽系衛(wèi)星中,土衛(wèi)六是目前已知擁有真正大氣層(不同于一點點的大氣)的衛(wèi)星,其他的衛(wèi)星要么只是擁有示蹤氣體,要么其“大氣”已經(jīng)被冰凍而不存在大氣層。土衛(wèi)六大氣成分中98.44%是氮氣,也太陽系中除了地球外唯一的富氮星體。大氣壓力比地球還要大,其地表壓力是地球表面的1.5倍,所以在一些科學家眼里或者科幻小說中,土衛(wèi)六被當做可能存在生命的地方或是人類未來移民的備選星球。

要知道,雖然土衛(wèi)六的體積比水星大,但質量卻比水星還要小一些,引力也沒有水星強,但為什么水星沒有保留一點大氣,土衛(wèi)六卻擁有著濃厚的大氣呢?天文學家認為,可能有這么幾點原因:

首先,土衛(wèi)六雖然引力不是很強,但在形成初期其引力強度是可以保留住其原始大氣的;

其次,土衛(wèi)六距離太陽比較遠,距離太陽9.54個天文單位,接受太陽輻射有限,而其濃密的大氣又反射了大部分的光線,造成了反溫室效應,這就使得土衛(wèi)六的表面異常寒冷,其表面溫度只有大約-179℃。要知道,行星的表面溫度越高,分子運動就越劇烈,氣體分子就越容易逃逸,大氣厚度相應就越小。土衛(wèi)六表面的低溫還有其大氣組成是不太容易逃逸的氮氣這兩點使得土衛(wèi)六能夠在較低引力的情況下保留住了大氣;

第三,土衛(wèi)六的磁場雖然很弱,但土星的磁場還是很強的,并且土星磁場的影響范圍是遠在的土衛(wèi)六的范圍之外的,使得遠道而來的變得已經(jīng)很弱的太陽風對土衛(wèi)六基本沒有多少影響了。這點相比水星就好多了,因為距離太陽太近,水星大氣早被太陽風暴電離了,只剩下一層超薄的由鈉組成的大氣,幾乎可以忽略不計的。

正是這些原因使得看似不太起眼的土衛(wèi)六擁有著其他衛(wèi)星所沒有的大氣層。如果你有機會登上土衛(wèi)六,也許會發(fā)現(xiàn)有趣的一點是,雖然其大氣是地球表面的1.5倍,但由于大氣的密度較高,但重力卻很?。ú蛔銡馇虻钠叻种唬阏驹谕列l(wèi)六的地面上,手臂綁上兩個翅膀就可能光只靠揮動手臂就可以像鳥一樣,在土衛(wèi)六的大氣中飛行。

在簡單說一下金星,體積質量與地球差不多,但卻擁有著比地球濃厚的多的大氣,其大氣壓約為地球的90倍,并且金星本身還沒有磁場,是如何保留如此濃厚的大氣層的?

金星質量足夠大,引力足夠強,并且大氣成分主要是二氧化碳(占97%以上),同時還有一層由濃硫酸組成的厚達20到30公里的濃云,這種大氣成分是很不容易逃逸的,這就使得雖然金星的表面溫度很高(晝夜都在400℃以上),依然擁有一個濃厚的大氣層。

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