水星有没有水,水星都是水吗

水星有没有水

水星

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图解:信使号器的图像显示了人类从未见过的水星部分。

水星是太阳系中最小的行星(冥王星,曾经是最小的行星,现在被命名为矮行星),而且有着八大行星中更大的轨道偏心率。水星也是离太阳最近的行星,与太阳的距离为4600万公里(近日点)至7000万公里(远日点)。

尽管它与太阳有着这般近的距离和位置,但水星地表温度却十分神奇;夜间更低100开氏度(K),白天更高70开氏度(K)(仅次于金星)。虽说由于水星靠近太阳,但与金星相比可能更难被观测到,它只是偶尔会在黎明和夜空中出现,这对于许多观星者来说是一个十分神奇的景象。

地表

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图解:水星的地质表面。

在外观方面,水星的表面看起来与地球的月亮非常相似。整个表面散布着许多大型陨石坑,周围都是类海平原。这表明这颗星球已经历了数十亿年的地质休眠。这些陨石坑是大约46亿年前由许多小行星和彗星撞击水星地表所造成的。

由于缺乏大气层,当撞击发生时,没有什么可以减缓小行星或彗星的速度,因撞击十分猛烈。水星的地表的特貌命名有许多 -取自已故艺术家、画家、音乐家以及作家的姓名。不过值得注意的是,许多 水星地表的许多信息是基于1975年水手号太空器执行的探测任务,因此它也成为类地行星中最不为人知的一颗。

地质结构

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图解:水星的地质结构与地球相比。

水星是太阳系中四个类地行星(另外三颗是金星、地球和火星)之一。它是最小的行星(行星赤道半径为2,439.7公里); 实际上,它甚至比太阳系中两颗更大的卫星泰坦和倪墨得斯还要小。水星由大约70%的金属和30%的硅酸盐物质组成。

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图解:类地行星的大小比较 (由左至右):水星、金星、地球、和火星

据说,水星的核心含有丰富的铁,因为它有较高的密度(科学家估计,在太阳系中的所有行星中,水星的密度更高),即5.427g/cm³(仅次于地球)。至于其内部结构,地质学家一般认为,水星的核心占行星体积的42%左右,半径约为1,800公里。地幔由硅酸盐材料组成,围绕核心,厚度约为500至700公里。最后,地壳估计厚约100至300公里。地表分布着有许多绵延数百公里的狭窄山脊,是在水星的核心和地幔随着地壳的凝固而冷却和收缩时形成的。

水星形成的理论

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图解:描绘水星形成的艺术作品。

水星表面和地质结构如何形成的有几种理论。一种理论认为撞击导致水星的体积和质量减小。科学家普遍认为水星现有体积比其原始的体积要小,它的大部分地壳和地幔因水星1/6原始质量大小的小行星所引起的撞击而剥离。这一理论被称为巨型撞击假说,科学家们也认为这是月球形成的原因。

另一个理论提出,在太阳系形成过程中,水星的体积是现在的两倍。那时候,太阳也正在形成,太阳星云向宇宙中的猛烈地爆发出能量,直到它最终稳定。当原太阳慢慢形成我们今天所知的太阳时,温度使大部分水星表面破裂并蒸发,最终只剩下水星原始大小的一半。另一种理论推测,太阳星云拖走了形成行星的粒子,从而导致了较轻粒子的丢失。

外大气层(大气和地质条件)

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图解:水星的大气和地质条件。

如前所述,水星的表面温度十分极端(夜间100开氏度,白天700开氏度); 这是由于缺乏大气层包裹,无法减弱太阳所造成的影响(其大气层可能因为受到 太阳酷热的高温,已经蒸发)。在白天,根据于水星在其轨道上的位置不同,地表温度平均在550开氏度(近日点)至700开氏度(远日点)之间。

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图解:局确认,在水星北极的永久阴暗坑洞内,发现隐***着大量冻冰。

到了晚上,地表温度平均为110开氏度; 这是由于水星缺少活跃的核心,它不能有效大气层从而造成热量的丧失。据此,地质学家普遍认为水星上是有冰的。事实上,根据最近对水星表面的观测表明,水星表面有几片白色斑块,这暗示了水星上有冰冻的水的存在。除了水星核心的不活跃之外,行星的大小也与其适量大气层的能力有关。水星体积与质量都很小,无法产生足以容纳大气的重力。因此,其表面是和不稳定的——在水星表面的不同粒子的原子总是不断外逸但也不停补充。

水星的自转与公转

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图解:水星的自转与公转轨道.

到目前为止,水星有着太阳系中八个行星中更大的轨道偏心率; 上文所提到的,在它的远日点,水星距离太阳有7000万公里; 在它的近日点,则是接近4600万公里。绕日公转一周需要87.969个地球日(意味着水星上的一年只需要大约88天)。然而有趣的是,尽管水星的体积很小,但它的自转却非常缓慢(可能与它拥有不活跃的核心有关):水星完成自转一周(在水星上度过一天)需要超过58天,即58.7个地球日。

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图解:水星轨道 ()。日期参考2006年。

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图解:在公转一周之际,水星自转1.5圈,所以完整的公转两周之后,同一个半球再度被照亮。

相关知识

水星,中国古称辰星;到西汉时期,《史记‧天官书》 天文学家司马迁从实际观测发现辰星呈灰色,与“五行”学说 在一起,以黑色配水星,因此正式把它命名为水星。

参考资料

1.WJ全书

2.天文学名词

3. thetimenow-孟冬

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