太阳系的“超级大水库”,地球上的水量连它的零头都没有中华垂钓网

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发布时间:2021-06-16 18:54

地球表面大约有70%都是由液态水形成的海洋,中华垂钓网如果把地球抹平再把这些液态水平均分布在地球上,那么整个地球表面将会覆盖上一片水深为2.65公里的海洋。看上去地球上的水似乎非常多,然而事实却是地球的直径高达12742公里,如果将地球比作一个苹果的话,那么区区2.65公里深的海洋就连这个苹果的皮都算不上。

因此可以说,地球上的液态水其实并不多,那么太阳系中哪颗星球的液态水最多呢?这颗星球就是太阳系中最大的卫星——木卫三,科学家推测木卫三的内部至少拥有150亿立方公里的液态水,相比之下,地球的水量却只有13.8亿立方公里,我们可以看到,地球上的水量连它的零头都没有,很明显,这颗星球才是太阳系的“超级大水库”。

需要注意的是,科学家给出这样的答案并不是凭空想象,这其实是根据确实的观测数据再利用相关的理论一步一步得出来的,下面我们就来具体讲一下科学家是如何得出这个结果的。

最早抵达木卫三附近的探测器是“先驱者10号”和“先驱者11号”,它们帮助科学家确定了木卫三的体积(直径为5262公里),然后是“旅行者1号”和“旅行者2号”,科学家根据它们传回的信息确定了木卫三的平均密度(1.94g/cm^3),并据此得出初步结论,即木卫三是由60%的岩石以及40%的水冰构成。

真正探索木卫三的是后来发射的伽利略号探测器,在1996年至2000年期间,伽利略号探测器对木卫三总共进行了6次抵近观察,并且传回了大量的观测数据,而科学家之所以认为木卫三是太阳系的“超级水库”,正是基于这其中的两个关键数据——转动惯量和光谱。

关于转动惯量,我们可以简单地理解为物体在旋转运动中的惯性,物体内部的质量分布可以决定其转动惯量的值,实验表明,一个质量平均分布的物体其转动惯量为0.4,这就意味着,如果一个物体的转动惯量不等于0.4,就说明该物体内部的质量分布不均匀,具体表现在与0.4这个数值的差距越大,物体内部的质量分布就越不均匀。

对于一颗星球而言,质量分布的不均匀就意味着组成它的物质在形成过程中因为重力而产生了分化(即重的物质下沉,轻的物质上浮),伽利略号探测器传回的数据显示,木卫三的转动惯量为0.3105 ± 0.0028,在目前太阳系已知的固态天体中,它算是最小的了,这就说明了木卫三的内部物质已经高度分化,简单地讲就是木卫三的水冰是与岩石分开的。

根据伽利略号探测器传回的近红外线反射光谱数据,科学家发现了在木卫三的表面存在着很多水合物,因为这些物质必须要在有液态水存在的条件下才能生成,而木卫三的表面温度最高也只有 -151摄氏度,根本就不可能存在液态水,所以科学家认为,木卫三地表之下存在着液态水,它们会通过某种方式(如冰火山)来到这颗星球的表面,进而形成了这些水合物。

以上分析只是证明了木卫三的内部存在液态水,那么科学家又凭什么认定这颗星球是太阳系的“超级大水库”呢?其实这得归功于大名鼎鼎的哈勃望远镜。

木卫三是一颗拥有自发磁场的星球,因此在木卫三产生的极光不只受到木星磁场的影响,还会受到木卫三自己磁场的影响。由于木星的磁场会随着时间的推移而发生变化,在两个磁场的影响下,木卫三上极光环的位置就会发生震荡,而如果木卫三的内部存在由液态水构成的海洋,那么就会抵消一部分这种震荡的尺度。

计算机模型显示,如果木卫三的内部没有液态水(或者液态水极少),那么其极光环的震荡范围应该为5.8 ± 1.3度,而哈勃望远镜的观测结果显示,木卫三的这个震荡范围的平均值却为2.2 ± 1.3 度,这就表明了在木卫三的内部存在着大量的液态水,通过相关计算,科学家就得出了上述的结论,即:木卫三就是太阳系的“超级水库”,其内部至少拥有150亿立方公里的液态水,地球上的水量连它的零头都没有。

顺便讲一下,木卫三拥有一个稀薄的含氧大气层,并且科学家还在木卫三上发现了有机化合物的踪迹,因此在遥远的未来,如果人类在木卫三内部的海洋里发现了地球以外的生命,那我们也不用感到太过意外。

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