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金星,木星和土星,哪壹個更適合人類居住?

金星概況 有人稱金星是地球的孿生姐妹,確實,從結構上看,金星和地球有不少相似之處。金星的半徑約為6073公裏,只比地球半徑小300公裏,體積是地球的0.88倍,質量為地球的4/5;平均密度略小於地球。但兩者的環境卻有天壤之別:金星的表面溫度很高,不存在液態水,加上極高的大氣壓力和嚴重缺氧等殘酷的自然條件,金星不可能有任何生命存在。因此,金星和地球只是壹對“貌合神離”的姐妹。

金星的自轉很特別,自轉方向與其它行星相反,是自西向東。因此,在金星上看,太陽是西升東落。它自轉壹周要243天,但金星上的壹晝夜特別長, 相當於地球上的117天, 這就是說金星上的“壹年”只有“兩天”,壹年中只能看到兩次“日出”。金星繞太陽公轉的軌道是壹個很接近正圓的橢圓形,其公轉速度約為每秒35公裏,公轉周期約為224.70天。 金星的公轉軌道很接近於正圓,且與黃道面接近重合。其公轉周期約為224.7日,但其自轉周期卻為243日,也就是說,金星的“壹天”比“壹年”還長。金星是太陽系內唯壹逆向自轉的大行星。另外它和水星壹樣,是太陽系中僅有的兩個沒有天然衛星的大行星。 金星壹晝夜為243天,公轉周期為225天。金星的緩慢自轉是逆行的,也就是說它是由東向西自轉的,而不是像大多數行星那樣由西向東自轉(冥王星和天王星同樣是逆行自轉的,而且天王星的自轉軸是97.86度傾斜的,幾乎就是橫於軌道面上)。這種現象有可能是很久以前金星與其它小行星相撞而造成的,但是現在還無法證明。除了這種不尋常的逆行自轉以外,金星還有壹點不尋常。金星的自轉周期和和軌道是同步的,這麽壹來,當兩顆行星距離最近時,金星總是以同壹個面來面對地球(每5.001個金星日發生壹次)。這可能是潮汐鎖定(tidal locking)作用的結果--當兩顆行星靠得足夠近時,潮汐力就會影響金星自轉。當然,也有可能僅僅是壹種巧合

主要參數

公轉周期: 224.701天

平均軌道速度: 35.03 千米/每秒

軌道偏心率: 0.007

軌道傾角: 3.4 度

赤道直徑: 12,103.6千米

質量(地球質量=1): 0.8150

密度: 5.24 克/立方厘米

自轉周期: 243.01 日

衛星數量: 0

公轉半徑: 108,208,930 km(0.72 天文單位)

表面面積 4.6億 平方千米

表面引力 8.78 m/s2

自傳時間 -243.02天

逃逸速度 10.4 千米/秒

表面溫度 最低 平均 最高

737K 750K 773K

地形地貌

在金星表面的大平原上有兩個主要的大陸狀高地。北邊的高地叫伊師塔地,擁有金星最高的麥克斯韋山脈(大約比喜馬拉雅山高出兩千米),它是根據詹姆斯·克拉克·麥克斯韋命名的。麥克斯韋山脈包圍了拉克西米高原。伊師塔地大約有澳大利亞那麽大。南半球有更大的阿芙羅狄蒂地,面積與南美洲相當。這些高地之間有許多廣闊的低地,包括有愛塔蘭塔平原低地、格納維爾平原低地以及拉衛尼亞平原低地。除了麥克斯韋山脈外,所有的金星地貌均以現實中的或者神話中的女性命名。由於金星濃厚的大氣讓流星等天體在到達金星表面之前減速,所以金星上的隕石坑都不超過3.2千米。

大約90%的金星表面是由不久之前才固化的玄武巖熔巖形成,當然也有極少量的隕石坑。這表明金星近來正在經歷表面的重新構築。金星的內部可能與地球是相似的:半徑約3000千米的地核和由熔巖構成的地幔組成了金星的絕大部分。來自麥哲倫號的最近的數據表明金星的地殼比起原來所認為的更厚也更堅固。可以據此推測金星沒有像地球那樣的可移動的板塊構造,但是卻有大量的有規律的火山噴發遍布金星表面。金星上最古老的特征僅有8億年歷史,大多數地區都相當年輕(但也有數億年的時間)。最近的發現表明,金星的火山在隔離的地質熱點依舊活躍。

金星本身的磁場與太陽系的其它行星相比是非常弱的。這可能是因為金星的自轉不夠快,其地核的液態鐵因切割磁感線而產生的磁場較弱造成的。這樣壹來,太陽風就可以毫無緩沖地撞擊金星上層大氣。最早的時候,人們認為金星和地球的水在量上相當,然而,太陽風的攻擊已經讓金星上層大氣的水蒸氣分解為氫和氧。氫原子因為質量小逃逸到了太空。金星上氘(氫的壹種同位素,質量較大,逃逸得較慢)的比例似乎支持這種理論。而氧元素則與地殼中的物質化合,因而在大氣中沒有氧氣。金星表面十分幹旱,所以金星上的巖石要比地球上的更堅硬,從而形成了更陡峭的山脈、懸崖峭壁和其它地貌。

另外,根據探測器的探測,發現金星的巖漿裏含有水。

金星可能與地球壹樣有過大量的水,但都被蒸發,消散殆盡,使如今變得非常幹燥。地球如果再比太陽近壹些的話也會有相同的運氣。我們會知道為什麽基礎條件如此相似但卻有如此不同的現象的原因的。

大部分金星表面由略微有些起伏的平原構成,也有幾個寬闊的窪地;還有兩個大高地,高原組成,由金星上最高的山脈所包圍。

金星上沒有小的環形山,看起來小行星在進入金星的稠密大氣層時沒被燒光了。金星上的環形山都是壹串串的,看來是由於大的小行星在到達金星表面前,通常會在大氣中碎裂開來。

金星上最古老的地帶看來形成於8億年前。那時廣泛存在的山火擦洗了早期的表面,包括幾個金星早期歷史時形成的大的環形山口。

金星沒有磁場區,也許是由於較慢的自轉速度引起的。

金星的表面比較年輕,大約是300至500萬年前才形成的。金星的地勢比較平坦。金星上70%是起伏不大的平原,20%是低窪地,還有10%左右的高地。最高的山峰達10,590米,比珠穆朗瑪峰還高。壹條從南向北穿過赤道的長達1200千米的大峽谷,是九大行星中最大的峽谷。

金星上沒有小的環形山,由於金星表面有稠密的大氣,小隕星在進入金星的大氣層時就被燒光了。金星上的環形山通常都是成群的,大概是由於較大的小行星在到達金星表面前,在大氣中碎裂所至。

火山及火山活動金星表面為數很多。至少85%的金星表面覆蓋著火山巖。除了幾百個大型火山外,在金星表面還零星分布著100,000多座小型火山。從火山中噴出的熔巖流產生了了長長的溝渠,範圍大至幾百公裏,其中最長的壹條超過7000公裏。

金星上的火山分布

金星上可謂火山密布,是太陽系中擁有火山數量最多的行星。 金星與地球有許多***同處。它們大小、體積接近,不過這些基本的類似中,也存在很多不同點。金星地表沒有水,空氣中也沒有水份存在,其雲層的主要成分是硫磺酸,而且較地球雲層的高度高得多。由於大氣高壓,金星上的風速也相應緩慢。這就是說,金星地表既不會受到風的影響也沒有雨水的沖刷。因此,金星的火山特征能夠清晰地保持很長壹段時間。

金星沒有板塊構造,沒有線性的火山鏈,沒有明顯的板塊消亡地帶。盡管金星上峽谷縱橫,但沒有那壹條看起來類似地球的海溝。

跡象表明,金星火山的噴發形式也較為單壹。凝地質結構

關於金星的內部結構,還沒有直接的資料,從理論推算得出,金星的內部結構和地球相似,有壹個半徑約3,100公裏的鐵-鎳核,中間壹層是主要由矽、氧、鐵、鎂等的化合物組成的“幔”,而外面壹層是主要由矽化合物組成的很薄的“殼”。

科學家推測金星的內部構造可能和地球相似 ,依地球的構造推測,金星地函主要成分以橄欖石及輝石為主的矽酸鹽,以及壹層矽酸鹽為主的地殼,中心則是由鐵鎳合金所組成的核心。金星的平均密度為5.24g/cc,次於地球與水星 ,為九大行星中第三密的。

壹個直徑3000千米的鐵質內核,熔化的石頭為地幔填充大部分的星球。從Magellan飛行器最近返回的重力數據表明金星的外殼比早先假定的硬得多,厚得多。就像地球,在地幔中的對流使得對表面產生了壓力,但它由相對較小的許多區域減輕負荷,使得它不會像在地球,地殼在板塊分界處被破壞。

土星(Saturn)

軌道距太陽142,940萬千米,公轉周期為10759.5天,相當於29.5個地球年,視星等為0.67等。在太陽系的行星中,土星的光環最惹人註目,它使土星看上去就像戴著壹頂漂亮的大草帽。觀測表明構成光環的物質是碎冰塊、巖石塊、塵埃、顆粒等,它們排列成壹系列的圓圈,繞著土星旋轉。

土星在很多方面像木星,如它與木星同屬於巨行星,它的體積是地球的745倍,質量是地球的95.18倍。在太陽系九大行星中,土星的大小和質量僅次於木星,占第二位。它像木星壹樣被色彩斑斕的雲帶所繚繞,並被較多的衛星所拱衛。它由於快速自轉而呈扁球形。赤道半徑約為60,000公裏。土星的平均密度只有0.70克/厘米立方米,是八大行星中密度最小的。如果把它放在水中,它會浮在水面上。土星的大半徑和低密度使其表面的重力加速度和地球表面相近。土星在沖日時的亮度可與天空中最亮的恒星相比。由於光環的平面與土星軌道面不重合,而且光環平面在繞日運動中方向保持不變,所以從地球上看,光環的視面積便不固定,從而使土星的視亮度也發生變化。當土星光環有最大視面積時,土星顯得亮壹些;當視線正好與光環平面重合時,光環便呈現為壹條直線,土星就顯得暗些。二者之間的亮度大約相差3倍。

土星繞太陽公轉的軌道半徑約為14億公裏,它的軌道是橢圓的。它同太陽的距離在近日點時和在遠日點時相差約1 .5億公裏。土星繞太陽公轉的平均速度約為每秒9.64公裏,公轉壹周約29.5年。土星也有四季,只是每壹季的時間要長達7年多,因為離太陽遙遠,即使是夏季也十極其寒冷。土星自轉很快,但不同緯度自轉的速度卻不壹樣,這種差別比木星還大。赤道上自轉周期是10小時14分,緯度60度處則變成10小時40分。這就是說在土星赤道上,壹個晝夜只有10小時零14分。

土星極地附近呈綠色,是整個表面最暗的區域。根據紅外觀測得知,雲頂溫度為-170℃,比木星低50℃。土星表面的溫度約為-140℃。土星表面有時會出現白斑,最著名的白斑是1933年8月發現的,這塊白斑出現在赤道區,呈蛋形,長度達到土星直徑的1/5.以後這個白斑不斷地擴大,幾乎蔓延到整個赤道帶。

由於這顆行星表面溫度較低而逃逸速度又大(35.6公裏/秒),使土星保留著幾十億年前它形成時所擁有的全部氫和氦。因此,科學家認為,研究土星目前的成分就等於研究太陽系形成初期的原始成分,這對於了解太陽內部活動及其演化有很大幫助。壹般認為土星的化學組成像木星,不過氫的含量較少。土星上的甲烷含量比木星多,而氨的含量則比木星少。

目前認為,土星形成時,起先是土物質和冰物質吸積,繼之是氣體積聚。因此,土星有壹個直徑20,000公裏的巖石核心。這個核占土星質量的10%到20%,核外包圍著5,000公裏厚的冰殼,再外面是8,000公裏厚的金屬氫層,金屬氫之外是壹個廣延的分子氫層。

土星內部也與木星相似,有壹個巖石構成的核心。核的外面是5000公裏厚的冰層和8000公裏的金屬氫組成的殼層,最外面被色彩斑斕的雲帶包圍著。土星的大氣運動比較平靜,表面溫度很低,約為零下140攝氏度。

土星以平均每秒9.64公裏的速度斜著身子繞太陽公轉,其軌道半徑約為14億公裏,公轉速度較慢,繞太陽壹周需29.5年,可是它的自轉很快,赤道上的自轉周期是10小時14分鐘。

比水還輕

土星和其他行星壹樣,也圍繞太陽在橢圓軌道上運動。土星繞太陽公轉的軌道半徑約為9.54天文距離單位(約14億公裏)軌道的偏心率為0.056,軌道面與黃道面交角為2°5′,繞太陽公轉壹周約29.5年,公轉平均速度約為9.6公裏/秒。土星的自轉很快,僅次於木星,其自轉角速隨緯度而不同,在赤道上自轉周期為10小時14分,在緯度60°處為10小時40分。由於快速自轉,使得它的形狀變扁,是太陽系行星中形狀最扁的壹個。土星表面也有沿赤道伸展的條紋帶,表面為雲層所覆蓋。

軌道長半徑(天文距離單位) 9.539

軌道長半徑(千萬公裏) 1427.0

公轉的恒星周期(日) 10759.5

公轉的會合周期(日) 378

軌道偏心率 0.056

軌道傾角(度) 2.5

升交點黃經(度) 113.3

近日點黃經(度) 92.3

平均軌道速度(公裏) 9.64

赤道半徑(公裏) 60330

扁率 0.102

質量(地球質量=1) 95.159

密度(克/立方厘米) 0.70

赤道引力(地球=1) 1.08

逃逸速度(公裏/秒) 35.6

自轉周期(日) 0.426

黃赤交角(度) 26.73

反照率 0.57

最大亮度 -0.4

衛星數(已確認的) 23

木星資料

公轉軌道: 距太陽 778,330,000 千米 (5.20 天文單位)

行星直徑: 142,984 千米 (赤道)

質量: 1.90*10^27千克

木星是天空中第四亮的物體(次於太陽,月球和金星;有時候火星更亮壹些),早在史前木星就已被人類所知曉。根據伽利略1610年對木星四顆衛星:木衛壹,木衛二,木衛三和木衛四(現常被稱作伽利略衛星)的觀察,它們是不以地球為中心運轉的第壹個發現,也是贊同哥白尼的日心說的有關行星運動的主要依據。

氣態行星沒有實體表面,它們的氣態物質密度只是由深度的變大而不斷加大(我們從它們表面相當於1個大氣壓處開始算它們的半徑和直徑)。我們所看到的通常是大氣中雲層的頂端,壓強比1個大氣壓略高。

我們得到的有關木星內部結構的資料(及其他氣態行星)來源很不直接,並有了很長時間的停滯。(來自伽利略號的木星大氣數據只探測到了雲層下150千米處。)

木星可能有壹個石質的內核,相當於10-15個地球的質量。

內核上則是大部分的行星物質集結地,以液態氫的形式存在。這些木星上最普通的形式基礎可能只在40億巴壓強下才存在,木星內部就是這種環境(土星也是)。液態金屬氫由離子化的質子與電子組成(類似於太陽的內部,不過溫度低多了)。在木星內部的溫度壓強下,氫氣是液態的,而非氣態,這使它成為了木星磁場的電子指揮者與根源。同樣在這壹層也可能含有壹些氦和微量的冰。

最外層主要由普通的氫氣與氦氣分子組成,它們在內部是液體,而在較外部則氣體化了,我們所能看到的就是這深邃的壹層的較高處。水、二氧化碳、甲烷及其他壹些簡單氣體分子在此處也有壹點兒。

來自伽利略號的大氣層數據同樣證明那裏的水比預計的少得多,原先預計木星大氣所包含的氧是目前太陽的兩倍(算上充足的氫來生成水),但目前實際集中的比太陽要少。另外壹個驚人的消息是大氣外層的高溫和它的密度。

候補的“太陽” 木星難道僅僅是行星嗎?為什麽不能把它看作是顆未來的恒星,看作是正在向恒星方向發展的天體呢?讀者也許會驚訝:這樣提問題是否太荒唐了?本世紀80年代初,前蘇聯科學家蘇切科夫提出木星也許是顆正在發展中的恒星這種新見解之後,確實遭到了不少非議。但是,蘇切科夫的意見也並非“空中樓閣”,毫無依據。他的主要觀點是:木星內部在進行熱核反應,它有自己的熱核能源,應該歸到“能自己發熱、發光”的恒星類天體裏去。

木星離太陽比地球遠得多,它接受到的太陽輻射也少得多,表面溫度理所當然要低得多。根據計算得出的結果,木星表面溫度應該是零下168攝氏度。可是,地面觀測得出來的溫度是零下 139攝氏度,與計算值相差近30攝氏度,這無論如何不可能是由誤差造成的。讓探測器在木星附近進行測量,準確程度理應更高些。“先驅者11號”於1974年12月飛掠木星時,測得的木星表面溫度為零下148攝氏度,仍比理論值高出不少,說明木星有自己的內部熱源。木星是壹顆以氫為主要成分的天體,這與我們的地球有很大的差異,而與太陽相似。木星與太陽這兩個天體的大氣,都包含約90%的氫和約10%的氦,以及很少量的其他氣體。關於木星的內部結構,現在建立的模型認為它的表面並非固體狀,整個行星處於流體狀態。木星的中心部分大概是個固體核,主要由鐵和矽組成,那裏的溫度至少可以有30000度。核的外面是兩層氫,先是壹層處於液態金屬氫狀態的氫,接著是壹層處於液態分子氫狀態的氫;這兩層合稱為木星幔。再往上,氫以氣體狀態成為大氣的主要成分。