金星都被太阳烤干了，水星距离太阳更近，为何却有上千亿吨的冰？

2024-05-31 09:10 由魅力科学君发表于 #社会

在太阳系八大行星中，金星的体积和质量与地球最为相似，因此金星也被称为地球的“姊妹行星”，人们曾经以为，这颗星球上有可能存在着生命，甚至还可能存在智慧文明，然而在有能力探测金星之后，人们才失望地发现，金星上的自然条件非常恶劣，其表面平均温度高达464℃，如此高的温度使得金星表面连一滴水都没有，根本就不可能存在生命。

为什么金星会成为这样一颗星球呢？或许我们可以认为，太阳表面的温度高达5500℃左右，而金星与太阳的距离又比地球近得多，在太阳的炙烤下，金星就逐渐被烤干了。

按照这样的思路，我们似乎也可以推测出，由于与金星相比，水星离太阳更近，所以水星更应该被烤干才对，那实际情况是否真是如此呢？

答案是否定的，因为尽管水星上没有液态水的存在，但那里却有大量的冰，根据科学家的估算，水星上的冰至少有上千亿吨。

那么问题就来了，金星都被太阳烤干了，水星离太阳更近，为何却有上千亿吨的冰呢？下面我们就来聊一下这个话题。

金星表面之所以会如此高温，除了太阳的炙烤之外，还有一个重要的原因，那就是它的大气层。金星的大气层的有两个特点：1、它主要由二氧化碳构成，其中有大约96.5%的气体都是二氧化碳；2、它非常厚，以至于它的星球表面的大气压可以高达地球的92倍之多。

太阳辐射波长主要为0.15至4微米之间，我们可以将其称为短波辐射，在吸收了太阳的短波辐射之后，星球表面的温度就会升高，同时也会释放出波长更长的辐射，我们可以将其称为长波辐射，所以星球吸收的来自太阳的热量，其实有一部分会通过长波辐射重新回到外太空。

而二氧化碳则是一种温室气体，它们可以吸收星球表面通过长波辐射释放的热量，进而使星球表面的温度升高，这种现象也被称为温室效应。在我们地球上，大气层中的二氧化碳含量很少，因此其实产生的温室效应并不是很明显，但显而易见的是，对于金星来讲，情况就大不一样了，毕竟它的大气层那么厚，而且其中绝大多数都是二氧化碳。

所以在金星上就存在着太阳系中最强的温室效应，大量的热量无法有效地散发出去，在此基础上，再加上大气层中的气体流动会将这些热量四处传递，这样就使得整个金星的表面都处于高温状态。

相对来讲，水星的大气压平均值约为10的负14次方巴，大概相当于地球表面大气压的1万亿分之1，基本上等于没有。

所以水星上没有温室效应，其星球表面吸收到的太阳热量也无法有效地传递，所以在水星上，只有太阳直接照射的“向阳面”，其温度才会很高，最高可以达到大约428℃，而没有阳光的“背阳面”，温度却很低，最低可以达到大约零下190℃。

那前文提到的上千亿吨的冰，是不是就是存在于水星的“背阳面”呢？答案是否定的，这是因为水星是以“3:2共振模式”围绕着太阳公转，也就是说它每自转3圈，就会围绕着太阳公转两圈。

所以水星上是有昼夜交替的，即使是水星表面的某一区域暂时位于“背阳面”，它迟早也会转到“向阳面”去。

实际上，水星上的冰其实存在于它两极区域的“永久阴影区”，简单来讲，由于水星的转轴倾角仅为0.034°，其自转轴几乎与它的公转轨道所在的平面完全垂直，因此在水星两极区域看到的太阳，总是会位于地平线附近，在这种情况下，水星两极的低洼区域（如陨石坑底部）就会被周围较高的地形遮挡，进而一直不会被阳光照射到，而这样的低洼区域就被称为“永久阴影区”。

由于不会被阳光照射到，这些“永久阴影区”的温度就很低，通常都可以达到零下100多℃，因此它们就具备了储存冰的条件。

早在上世纪90年代，科学家就注意到水星的两极有数十个电磁波反射率异常偏高、且偏振率异常偏低的区域，并据此猜测这些区域中存在着大量的冰，这一猜测最终被“信使号”水星探测器于2011年证实，而正是根据“信使号”传回的实地探测数据，科学家才估算出水星两极的冰至少有上千亿吨。

科学家推测，水星上大部分的冰应该都是小行星、彗星以及微陨石带来的，当它们撞击水星表面时会将一些水分子释放出来，这些水分子在“黑夜”时会凝结成冰，而在“白天”时，冰则会受到高温的影响而蒸发，这样就形成了一个循环过程，使得水分子在水星表面不断地移动和变化，而当它们移动到温度极低的“永久阴影区”时，就会以冰的形式被储存在这里。