03.07 為什麼水星夜晚可以那麼冷?

我叫紀蘇席


水星是太陽系中距離太陽最近的行星,最近時只有4600萬公里,最遠時也不到7000萬公里,所以在太陽的照耀之下,水星表面的溫度非常高,日光下可達到427℃,但是水星也是表面溫度溫差最大的行星,在背向太陽的一面(水星的夜晚),溫度又可以低到零下173℃左右。




很難想象水星這顆距離太陽這麼近的行星,其表面溫度竟然可以這麼低,為啥水星的夜晚這麼冷呢?說起來原因主要有兩個,即水星沒有大氣層和晝夜時間太長。

1.缺少大氣層

正是因為水星距離太陽特別近,所以受太陽風的影響也比較大,太陽風吹拂的速度非常快,可達每秒鐘700~1000公里,而水星又沒有磁場,無法阻擋太陽風對錶面氣體的吹拂作用,因此即便水星能吸附一點氣體,也會被強烈而快速的太陽風吹拂掉。



沒有大氣層,那麼當黑夜來臨的時候,水星吸收的太陽的熱量很快就會散失掉,因為它缺少了一層“棉被”,金星上的平均溫度高達460℃左右,而且兩極和赤道地區溫差相差不大,白天和夜晚的溫度也相差不大,正是由於金星有著濃厚的大氣層,而且大氣的主要成分是二氧化碳,可以很好的保存所吸收的能量,空氣的快速流動又可以使金星上面的熱量傳遞到全球,因此金星表面的溫度很高,而且晝夜溫差和赤道與極地的溫差都比較小。



2.晝夜時間長

水星的晝夜時間非常長,自轉一圈需要58.6天就是(地球日),也就是說它上面一晝夜相當於我們地球上58.6天,然而它圍繞太陽運行一週才需要88天,也就是說它每圍繞太陽運行兩週,其上才過去了三個晝夜,可以理解為水星上面的兩年等於三天。

晝夜時間這麼長,也使得水星上的夜晚來臨之後,其表面溫度將會有長時間的降溫過程。我們生活在地球上,每當夜晚來臨之後就能明顯感覺到氣溫下降,比如夏季白天30℃的話,晚上一般會降到20℃,冬季白天10℃的話,晚上可能會降到0℃,然而這才只是經過8~12個小時的降溫過程,而且地球是有大氣層的,空氣本身就有一種保溫作用,即便如此,10個小時左右也會出現10度的溫差。




在水星上,雖然白天可以達到427℃的高溫,但是晚上有長達58.6天的降溫時間,同時水星又沒有大氣層保溫,它的降溫速度是很快的,而降溫時間又這麼長,當然會降到極低的溫度了,所以水星上的夜晚很冷,可以降到零下173℃左右,是太陽系中晝夜溫差最大的行星。


科普大世界


我們一起來探討一下太陽系四個類地行星的溫度變化原因。

水星最靠近太陽,白天在太陽的炙烤下,地表溫度急劇升高,高到400℃以上。但是到了夜晚,地表溫度又急劇下降到零下170℃。

如此劇烈的溫度變化是為什麼呢?

主要原因是水星沒有大氣層(大氣極其稀薄),原始水星剛形成時是有大氣層的,但是在太陽風的作用下,原始大氣層被吹入了太空。

我們都知道,二氧化碳等溫室氣體有保溫的作用,而水星卻沒有大氣層。整個星球直接暴露在寒冷的太空中。

白天被加熱的水星地表岩石,一到夜晚就會將熱量散入太空,一絲不剩。


與水星相反的是金星。

金星的大氣層非常濃厚,而且成分主要是二氧化碳,就像為金星捂上了一層厚厚的棉被。

能到達金星表面的陽光很少,但是由於金星很難散熱。這麼點陽光帶來的熱量就會被保留在金星上,導致金星表面的溫度非常高,而且晝夜相差不大。


我們的地球剛剛好

我們的地球大氣濃度和二氧化碳含量剛剛好,是我們的地球表面晝夜有別,氣候宜人。地球的磁場保護著地球的大氣層,也保護著這一片生命的樂土。

但是現在的地球由於二氧化碳的過度排放,溫度在逐年升高,沒人能知道未來會變成什麼樣子。


火星稍微有點冷。

火星由於距離太陽較遠,白天的溫度不太高,相當於地球的春季。夜晚則更加寒冷。火星的大氣稀薄,無法起到足夠的保溫作用。

人類要改造火星,第一步就是要增加火星大氣中的二氧化碳濃度。還要設置人造磁場,來抵禦太陽風對大氣的蠶食。

當火星變得像地球一樣溫暖,火星的水冰就會融化帶來地表液態水。隨後只需要移植植物,等待大氣中氧氣含量的升高。直到人類可以居住。


仰望星空俯瞰世界


水星是太陽系內晝夜溫差最大的天體,白天的時候水星溫度可以達到430℃,而背離太陽的一面溫度可以達到-160℃,水星的晝夜溫差大約為600℃。

水星的這種冷熱極致環境有以下幾個原因:

1.首先最重要的就是水星沒有大氣層(極其稀薄可忽略不計)對於溫度的調節作用,這一點上跟月球很像。月球的晝夜溫差也將近300℃,主要就是沒有大氣層的參與,升溫較快降溫也較快;

2.第二點就是水星的自轉週期很長為58.6天,這就意味著無論是向陽的一面高溫度、背陽的一面低溫度,這個時間都可以持續很長;

3.太空中的溫度很低,當在背陽面的水星的溫度流失速度非常快,長時間下溫度就降至-160℃。

金星距離太陽較水星遠但是溫度較高

水星距離太陽大約5800萬公里,而金星距離太陽平均是1.08億公里,但是金星上的溫差較小,維持在470℃左右。跟水星相比,金星擁有非常濃厚的大氣層,金星表面上的大氣壓力強相當於地球上900米深海中的壓力。



正是由於這厚重的大氣層可以調節溫度,並且防止熱量擴散較快。同時金星大氣層的主要成分是二氧化碳,這是溫室氣體產生的溫室效應讓金星的溫度變得更高。

改造火星大氣層是否可行?

火星一直都是科學家關注比較多的天體,人類未來也很想移民火星。但是火星的環境不適合人類生存,首先大氣層稀薄氧氣含量很少,這也意味著輻射較強。同時火星上的溫度較低,沒有穩定的液態水。


火星大氣層的缺失歸根結底原因是火星磁場的消失,沒有磁場的保護太陽風會把火星大氣剝離。所以說按照問題描述中所說改造大氣層並不能從根本上解決問題,只能是竹籃打水。

人類未來要想移民火星,只能在火星上建造基地,模擬地球上的生存環境。



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