金发女孩在太空地球火星和金星
直到1960年代,科幻故事金星通常被描述成一种潮湿的丛林星球,但一个无畏的探险家可能生存不受保护的表面上。丛林和可呼吸的空气的想法当然是毫无根据的猜测,但气候的概貌并不是完全没有道理。raybet雷竞技最新毕竟,金星的密集反射云甲板容易观察——这正是金星如此明亮的“长庚星”——和反射的阳光很容易弥补,金星离太阳比地球。事实上在第三章中我们将看到,反射率更接近。在1950年代末维纳斯的照片一个适宜居住的世界开始瓦解。回想一下,地球的月球的温度是由研究红外辐射,身体。从红外光谱金星似乎很酷,但是在微波光谱(“雷达”)这是太明亮。事实上,在微波、金星辐射像身体的温度超过600 k(327摄氏度)。当时流行的假说是,异常微波发射产生的上部分金星的大气层。另一种观点认为,微波发射来自地球的表面,和大气对微波透明但相对不透明的红外线。 The latter idea suffered from the lack of a plausible mechanism to make the surface of Venus so hot. Then, in 1960 the young Carl Sagan proposed that Venus has a very thick atmosphere rich in greenhouse gases, which would heat up the surface to the required temperature. Little was known about the mass of the atmosphere or its composition at the time, but Sagan developed simple models of the greenhouse effect of a thick atmosphere, which showed that the trick could be accomplished with an atmosphere consisting of mostly carbon dioxide with some water vapor mixed in, having a total mass three or four times that of the Earth's atmosphere. Sagan even recognized that since the planet was too hot for water vapor at the hypothesized concentration to condense and reach the surface as liquid, the尤里的反应(移除大气中的二氧化碳和把它变成石灰岩)不可能发生。这将使二氧化碳更容易积累在大气中,尽管萨根没有想象这将走多远。
一系列行星探测器的任务在未来20年内,四个美国水手任务,两名美国先锋任务和十六个苏联金星任务包括八号探测器金星任务号探测器成功返回的数据从表面,精致的表面温度的估计和大幅修正大气质量的概念和构成。到1970年代末,知道表面温度在737 k几乎是统一的。大气中被发现比预想的范围更大,事实上足够大规模提高表面压力的92倍地球大气层。,发现大气中几乎完全由二氧化碳组成,只有水蒸气剩下的痕迹。金星的厚云高反射率被发现没有水,但二氧化硫和浓硫酸的滴。它用了另一个十年之前处理的挑战这样一个奇异的气氛对气候的影响是完全掌握了和一个完全令人满意的高表面温度可能。raybet雷竞技最新不过,最初的探索问题进行了简单的模型非常类似于我们的上半年,第4章介绍。的本质的发现金星气候是另一个大创意的插图的宗旨从小模型。raybet雷竞技最新
火星了其气候秘密有点早,因为它没有厚厚的大气面纱背后隐藏着复杂的观察金星。火星在使用威尔逊山的红外望远镜在反对党(最接近地球的时间)1926年和1927年。像所有的红外观测,解释复杂的地球大气层的干扰。到1947年,大气的影响的了解红外线的发射进展,火星大气的质量和成分可以估计。根据这些测量,柯伊伯估计火星有一个几乎完全是二氧化碳的大气,有足够的质量,火星表面的压力只会.03%对地球表面的压力。这是低估了真正的质量约20倍,但即便如此,火星的照片作为一个几乎无气星球不远是错的。相比之下,红外观测金星的解释在1940年代使用相似的技术建议金星的表面压力是地球的五分之一——低估了近500倍。。威尔逊红外线观测火星还表示,大气中几乎完全是二氧化碳,几乎没有水,所以少,事实上,水蒸气不会凝结,直到温度降至-60摄氏度以下,并在这些温度将凝结成霜,不是液体。红外观测显示进一步明显极地冰盖火星是最有可能的水冰而不是冰冻的二氧化碳。温度估计基于Mt。威尔逊红外线观测信息。尼科尔森和佩蒂特在同一篇论文中,他们讨论月球的温度,指出一个非常大的火星红外日夜周期,表明极端日高对比度与地球上发现的。他们得出的结论是,这是由于火星大气中水汽的缺乏,但我们将在第七章中遇到的真正原因。写于1947年,阿德尔报道定量的估计火星表面温度从低至236 k到318 k(甚至更高,如果表面是假定发出红外效率低下,花岗岩一样)。一些报道温度的变化可能是由于这些没有全貌的观察,因为火星展品极端温度对比。高端的估计基于太。威尔逊是远远大于实际的最高地面温度遇到地球上任何地方。
考虑到稀薄的大气,什么理论引导我们期待火星表面的温度怎么样?到1947年,这是一个简单的运动计算预期的无空气温度身体像月亮,使用参数如我们将讨论在第三章的开始。行星大气存在更多的问题。火星的大气层是薄比地球,但大气层有多薄(特别是如果是纯CO2)以最小的影响行星的温度吗?我们将学习如何回答这个问题在后者的部分第三章。基于类似的推理、柯伊伯写1947年,推断出正确的气氛只会轻微影响T,特别是允许严重夜间温度下降。1940年的火星已经荒凉——主要是冷,几乎干无气身体(它仍希望)可以想象地衣可能勉强维持生计,但肯定不是图维亚,女仆的火星。
地面和理论估计火星气候改善逐渐在接下来的十年,但真正的突破是水手飞越的1965年和1976年的两个海盗人造卫raybet雷竞技最新星和兰德斯。星载红外观测首次详细的地理变化的地面和空气温度,和海盗提供现场地面的空气温度测量结果。这些观察合并火星的照片作为一个星球(我们现在找到它)有更多的共同点与无气的月亮比地球。甚至地衣的希望破灭,尽管它还为时过早放弃细菌生命,特别是针对所表现出的化学创新创业non-photosynthetic地球上的细菌。在讨论火星的温度,一个人必须小心区分空气温度与地面温度本身,作为两个相当不同。在正午在热带地区,地面确实可以简单得到温暖的300 k,不过晚上温度下降100 k以上。气温还显示了一个极端的日夜周期,但峰值白天气温远低于峰值地面温度;在维京登陆1网站,在北纬22在热带地区,白天气温从来没有超过260 k,晚上骤降到200 k以下。气温的原因是如此远低于地面气温将在4和6章变得清晰。
有相当多的季节和纬度的变化在白天温度,南半球极地夏天明显比北半球极地夏天暖和。夜间气温相对统一的地理分布和季节性;火星表面冷却太快,一旦天黑,它显然没有关系是否已经暗了几个小时或一百天。南半球冬季极会比其他的星球,特别是冷下降至160 k。维京登陆器还提供了第一个明确的火星表面压力的变化。他们表明,火星表面的压力随高约1%的地球表面压力低约0.6%,最低的值发生在南半球的冬天。由于表面压力,可以测量空气的质量大气(2)、大压力的变化表明,相当一部分的火星的大气二氧化碳在北极雪在冬天北部和南部的南极冬季,只有升华回到大气中弹簧的方法。火星的季节性周期的理论温度和压力将在第7章。
金星,像金发女孩太热的粥品。火星太冷,地球刚刚好。一个很合理的对象,这是一个视图由我们自己的偏见作为地球生命的一种形式,条件“太热”我们的标准很可能是为别人“恰到好处”。然而,似乎没有人在家金星或火星(甚至一个微生物),所以如果条件确实有“正确”的人,一定不是很容易对于这样一个人的发展,由于它没有发生在过去的四十亿年。
据推测,金星与地球相似的成分,而开始。到底是哪里出了错?为什么它保持它的大部分二氧化碳在大气中,而大多数地球的二氧化碳有沉迷于吗碳酸盐岩吗?水去了哪里?答案是在1967年的理论失控的温室独立,首先制定m . Kombayashi和重新发现之后不久,加州理工学院的安德鲁·英格索尔牌手表。这个理论一起把两个简单的物理学,第一是水蒸气饱和的气氛与温度呈指数增长的内容(第二章),第二是水蒸汽是一种温室气体(第四章)。当两个放在一起,发现一颗行星收到足够的太阳辐射可以进入一个循环,地球变暖失控在吸收阳光,导致更多的水汽进入大气中,造成温室效应,从而导致进一步变暖的一个不稳定的反馈回路,并没有结束,直到整个海洋蒸发到大气中。在这一点上,上层大气中的水蒸气分解成氢气和氧气的影响下高能太阳辐射、和氢气逸出空间,而氧气与岩石反应。没有液态水,尤里将二氧化碳转化为石灰石的反应不能发生,所以可以排除二氧化碳在大气中停留。失控的温室效应理论(在第四章探讨了)了,而精确的预测在何种情况下会发生失控,并解释为什么地球没有经历一个失控的尽管它有一个海洋水。Kombayashi和英格索尔的大意是另一个例子大想法来自简单的模型。他们的推理是基于简单的辐射模型的开发上半年的第四章。这项工作还说明了另一个行星气候的一般原则:深刻的结果可以通过结合一些非常基本的物理学的小说。raybet雷竞技最新
麦哲伦飞行器的雷达映射1990年关于金星透露另一个显著的事实:与长寿与地球不同的是,大陆逐渐俯冲海底,金星uncratered表面,这表明地壳可能已经吞没了,早在5亿年前的东山再起。这对行星适居性有重要意义。显然,一个行星地壳的形成,在地狱的,不是从火灾危险的深。可居住性,地壳相对稳定,慢慢吞噬俯冲带(是地球的海底)而不是受情景灾难性的火山活动这种情况似乎是金星。然而,如果地壳吞没了过于缓慢,然后由尤里石灰岩形成回收反应缓慢,导致减少大气中的二氧化碳和(在某些情况下)一个非常寒冷的星球;由于光合作用使用二氧化碳作为原料,低二氧化碳阻碍适居性即使一个行星的轨道,它不需要大气中的二氧化碳的温室效应,以保持温暖。当一颗行星板块构造的问题像地球或情景灾难性重修的金星,是另一个行星科学面临的重大问题之一,尽管我们不会占用任何伟大的长度在这本书中。
火星可能在大气相对贫困的金星,但金星缺少的东西:遥远的过去的地质记录保存在它的外壳。事实上,古代的火星表面的特性远比地球上的情况更好的保存。火星似乎已失去了大气层很早期,导致几乎陷入僵局侵蚀率的表面特性。第一个火星表面的高分辨率数据功能,返回的水手使命,揭示了一个惊人的事实。显然,火星并不总是干燥、寒冷的星球隐匿在脆弱的大气层,我们今天看到的。水手照片揭示了干燥的河流渠道地表水流动的唯一可能的解释是,这是不可能的条件下存在火星的气候。raybet雷竞技最新最近的一个形象,这种类型的特点是如图1.1所示。行星的成坑率下降随着时间的推移,这样的特性可以通过计算叠加陨石坑;许多主要河流的特性在火星的早期历史,大约40亿年前。这导致的概念“温暖、湿润的早期火星。”But how could Mars have been so much warmer than it is at present, at a time when the Sun was so much fainter. Mars presents an even more extreme version of the微弱的阳光年轻悖论比地球。它可能会不足为奇是卡尔·萨根首先指出火星干河网络的影响。还有些争议的表面特性是否真的要求早期火星是温暖和潮湿的,但是采用温暖潮湿的观点,解决微弱的年轻阳光的问题,就像地球,在于
图1.1:Nanedi谷地在火星上,观察到火星环球探测器上的火星轨道器照相机的使命。图像占地面积9.8公里宽,18.5公里高。
早期火星大气的假设有一个显著加强温室效应。什么样的气氛可以温暖的火星,在表面液态水可以长距离流动吗?这个问题是4和5章了。
如果火星一开始有了这样一个浓密的大气层,它去了哪里?在第8章提出一些可能的答案。现代高分辨率图像显示其他形式的巨大raybet雷竞技最新气候变化对火星。特别是,有热带地形特征表明在一段时间过去,冰川形成于火星的热带地区,而几乎所有的冰是今天隔离在寒冷的极地。热带冰川地貌表明在一段时间过去,火星的赤道地区比两极寒冷吗?这怎么可能呢?答案是第七章中提供。
事实上地球保持居住条件,而金星屈从于一种失控的温室和有太热而火星失去了大气层和有太冷就提出了一个问题:地球是多么的勉强逃脱了火星和金星的命运。多少地球轨道的距离可以改变之前变成了火星或金星,这个问题的答案会如何改变,如果地球更大(使其更容易留住大气)或更少的大规模(使其更容易失去大气?如果火星和地球一样大,今天它仍然会居住吗?如果金星和火星一样小吗?也许如果火星和金星的轨道是交换,太阳系将有三个可居住的行星,而不是一个。
行星的轨道距离范围保留类似地球可居住在数十亿年称为适居带。坚毅的宜居区,以及它如何影响行星的大小和构成以及恒星的属性,是行星气候的中心问题之一。raybet雷竞技最新
继续阅读:太阳系其他行星和卫星
这篇文章有用吗?
读者的问题
-
teresio3天前
- 回复
-
拉尔夫3天前
- 回复
-
seppo噢3天前
- 回复
-
肖恩3天前
- 回复
-
瑞秋3天前
- 回复
-
克莱尔·克拉克3天前
- 回复
-
康斯坦斯1个月前
- 回复
-
后面踏上归途1个月前
- 回复
-
埃尔莎1个月前
- 回复
-
shukornia1个月前
- 回复
-
塞韦里诺2个月前
- 回复
-
Carita2个月前
- 回复
-
西英格兰大学赫尔佐格2个月前
- 回复
-
杰西卡2个月前
- 回复
-
奥托2个月前
- 回复
-
ortensia输球3个月前
- 回复
-
VIOLANDA3个月前
- 回复
-
亚丁湾克劳福德3个月前
- 回复
-
马丁3个月前
- 回复
-
桑德拉3个月前
- 回复
-
布罗根3个月前
- 回复
-
Belba4个月前
- 回复
-
勒达Toscano4个月前
- 回复
-
MATIAS5个月前
- 回复
-
詹姆斯5个月前
- 回复
-
莱拉5个月前
- 回复
-
多哥5个月前
- 回复
-
gloriana5个月前
- 回复
-
埃斯特拉Hornblower6个月前
- 回复
-
BERCILAC6个月前
- 回复
-
angelika6个月前
- 回复
-
emaan史密斯6个月前
- 回复
-
乔7个月前
- 回复
-
安娜7个月前
- 回复
-
圣扎迦利7个月前
- 回复
-
OLAVI7个月前
- 回复
-
哈利7个月前
- 回复
-
丹尼尔7个月前
- 回复
-
保罗7个月前
- 回复
-
这个世界7个月前
- 回复
-
Niklas7个月前
- 回复
-
莉莲7个月前
- 回复
-
teija7个月前
- 回复
-
穆罕默德7个月前
- 回复
-
米拉7个月前
- 回复
-
受罪7个月前
- 回复
-
托马斯。7个月前
- 回复
-
埃斯梅拉达格拉布7个月前
- 回复
-
juuso parviainen7个月前
- 回复
-
aliisa7个月前
- 回复
-
开尔文7个月前
- 回复
-
乌纳7个月前
- 回复
-
Griffo7个月前
- 回复
-
安妮7个月前
- 回复
-
汉娜7个月前
- 回复
-
约翰7个月前
- 回复
-
马太福音7个月前
- 回复
-
贝丝7个月前
- 回复
-
亨瑞克7个月前
- 回复
-
芭芭拉7个月前
- 回复
-
玫瑰7个月前
- 回复
-
Fikru7个月前
- 回复
-
颠茄7个月前
- 回复
-
戴安娜7个月前
- 回复
-
segan7个月前
- 回复
-
jarmo7个月前
- 回复
-
斯蒂芬妮7个月前
- 回复
-
玛吉7个月前
- 回复
-
哈米德7个月前
- 回复
-
Adaldrida7个月前
- 回复