如果把土衛六的甲烷海點燃,會發生什麼?

Cassie-Arts


土衛六是土星的最大衛星,但是這個衛星十分奇葩,太陽系中有200顆左右的衛星,它是唯一一顆擁有大氣層的衛星,而且其大氣層的濃度比地球還高,表面大氣壓是地球的1.5倍,更奇特的是,它也是太陽系中和地球一樣擁有大量氮氣的星球,其氮氣含量高達98%以上,我們地球上大氣中氮氣的含量大約是78%,此外這顆星球大氣層中還有少許的氧氣含量大約佔到了0.5%左右。



還有比較奇特的一點是,土衛六的表面也有液態海洋,不過它的海洋和我們地球上的海洋很不一樣,地球海洋裡面都是水,但是它的海洋卻不是水,而是甲烷和氨等物質。


甲烷是最簡單最原始的有機物,我們都知道它是天然氣的主要成分,當然是可以燃燒的。那麼土衛六上的甲烷海洋能被點燃嗎?

我們常見的燃燒現象一般都伴隨著氧氣的參與,天然氣的燃燒也是這樣,然而在土衛少的大氣層中,氧氣的含量太少,不足以使得甲烷到達燃燒的界點。所以土衛六上的甲烷是不會燃燒的。


土衛六也有著濃厚的大氣層,上面也有云層和降雨現象,雖然其表面溫度十分寒冷,但個別條件下也會產生雷電現象,如果土衛6上的甲烷海洋可以被點燃的話,那麼它們應該早就被點燃了,但事實上並沒有發生過這種現象,也說明土衛六上的甲烷海洋是不具備被點燃的條件的。

這就好像木星土星等星球上具有濃度非常高的氫氣,其高層大氣中氫氣含量在90%以上,然而由於木星土星上的氧氣含量非常低,所以木星和土星上的親戚也是不可以被點燃的。





我們不妨進一步假設一下土衛六的甲烷海洋被點燃,那麼會發生什麼現象呢?甲烷和氧氣完全燃燒的話會生成生成二氧化碳和水,就好像我們使用天然氣一樣,同時還會釋放大量的熱量,所以這樣的話,土衛六的表面溫度會升高,但二氧化碳的增多也會使得土衛六表面大氣壓更高。

但是土衛六大氣溫度的增加只是短暫的,甲烷燃燒完之後還是會降溫,而且甲烷的燃燒對整個土衛六大氣溫度的增加是十分有限的,土衛六不可能會達到地球的平均溫度,也不會出現地球這樣可供生命生存的生態環境。



人類的方向


呃。。。土衛六真的有甲烷海嗎,好像現在還沒有確切證實。不過有甲烷的可能性也是有的,科學家觀測到了類似液體反光的地方。

就算土衛六有甲烷海,能點燃嗎,土衛六的大氣中大98.44%都是氮氣,氧氣含量不到0.5%,這個氧氣濃度是無法點燃甲烷的,甲烷的燃燒需要大量的氧氣,一公斤甲烷的燃燒需要最少1.5公斤氧氣,如果彎曲燃燒的話則需要3公斤氧氣。如果土衛六真的有甲烷海的話,把地球上所有的氧氣運過去都不一定夠啊,關鍵是不可能把地球上的氧氣暈過去,想要點燃甲烷,需要在土衛六想辦法制造出氧氣。

以下是甲烷燃燒的化學式。

CH4+2O2=CO2+2H2O(完全燃燒生成CO2和水)甲烷20,氧氣64,重量1:3

2CH4+3O2=2CO+4H2O(不完全燃燒時生成CO和水)甲烷60,氧氣96,1:1.5

假如有一天,我們有別發方法點燃土衛六的甲烷(如果有的話),那將會產生大量的水和二氧化碳,到那個時候,我們再弄點微生物或者植物上去,製造出氧氣,說不定,能成為我們人類的第二家園。

但是土衛六離太陽非常遠,溫度太低了,而且土衛六沒有磁場的保護,時時刻刻都暴露在太陽風的侵襲中,大氣被不斷的剝離,各種有害輻射也非常嚴重,所以,要想達到移民條件,還有非常多的工作要做,我知道,問這個問題的人都是想點燃甲烷產生水,然後想製造一個第二地球,但是宇宙是殘酷的,人類的身體又是那麼脆弱,星際移民,談何容易啊。


御星者


在太陽系的衛星中,土衛六是一顆非常特別的一顆,它擁有最為濃厚的大氣層,其中高達98.4%是氮氣,還有1.4%的甲烷、0.2%的氫氣以及含量更少的其他氣體。更為特別的是,土衛六的表面有液體,只不過不是液態水,而是液態甲烷。那麼,這是否意味著土衛六可以被點燃?

土衛六上面有很多的液態甲烷,並且最近的研究發現[1],土衛六上的甲烷湖泊比預估的深了很多。根據此前美國宇航局(NASA)的卡西尼號探測器發回的雷達數據,土衛六的北半球甲烷湖泊深達100米。

雖然土衛六上有很多易燃的甲烷,但不是一把火就能把甲烷燒起來。甲烷的燃燒需要像氧氣這樣的氧化劑,而土衛六上並沒有大量的氧化劑,大氣中也沒有氧氣,所以土衛六上的甲烷點燃不了。

但在地球上,由於空氣中存在氧氣,只要有明火,甲烷就能被點燃起來,它們會與氧氣發生劇烈的氧化還原反應,從而發光發熱。同樣地,雖然木星和土星的大氣中主要是氫氣,但它們也無法被點燃。

土衛六表面的平均溫度約為-180 ℃,大氣壓為地表大氣壓的1.45倍,在這種溫度和氣壓下,土衛六上的大部分甲烷可以保持液態。地球上的液態水會蒸發形成雲,然後又會變為雨水落下來,這樣形成一個水文循環。同樣地,土衛六上的甲烷也會蒸發形成雲,然後下起甲烷雨。

在地球上,以水為基礎,生命從水中進化出來。天文學家認為,土衛六上的液態甲烷中也有可能孕育出生命,它們有可能呼吸氫氣而不是氧氣。

迄今為止,只有惠更斯號探測器成功在土衛六上著陸過。不過,該探測器著陸後只倖存了一個半小時,所以它發回的土衛六探測數據非常有限。想要揭開這顆衛星的神秘面紗,還需要新的探測器去實地探測才行。

參考文獻

[1] M. Mastrogiuseppe, V. Poggiali, A. G. Hayes, et al., Deep and methane-rich lakes on Titan. Nature Astronomy, 2019, doi: 10.1038/s41550-019-0714-2.


火星一號


想法挺好,但是你考慮過點燃這麼多的甲烷需要的氧氣量麼?


落下m


土衛六有大氣運動,意味著會有各種氣象產生,比如雷電,但因為缺乏氧氣,根本點不燃甲烷。


透過陽光看世界i


沒有氧氣這樣的的東西拿什麼把它點燃,最多就是點火器周圍有氫氣逸出,點火器結碳完事了。


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