當(dāng)有人問起太陽系中哪顆行星擁有最多的液態(tài)水時(shí),很多人的第一反應(yīng)是地球。這是因?yàn)榈厍虻暮Q髲V闊無垠,是地球的特色之一。
然而,事實(shí)并非如此簡單。盡管地球的海洋遍布全球,并且占據(jù)了地球表面約71%的面積,但是在太陽系的范圍內(nèi),地球并不是擁有液態(tài)水最多的行星。
在太陽系中,地球并不是擁有液態(tài)水最多的星球。根據(jù)天文學(xué)家的研究和計(jì)量單位“ZL”的定義(1ZL等于10的21次方升),已知太陽系中蓄水量排名前四的星球分別是木衛(wèi)三、土衛(wèi)六、木衛(wèi)四和木衛(wèi)二。它們的蓄水量分別為35.4ZL、18.6ZL、5.3ZL和2.6ZL。而地球的蓄水量僅為1.335ZL,只能排在第五位。
這樣的數(shù)據(jù)告訴我們,在太陽系中存在著其他星球擁有更為豐富的液態(tài)水資源。這些數(shù)據(jù)也讓我們更加珍惜地球上有限的水資源,并鼓勵(lì)我們保護(hù)環(huán)境、節(jié)約用水。同時(shí),我們也要繼續(xù)深入探索太陽系中其他天體,以進(jìn)一步了解它們的特征和潛在的水資源儲備。
需要指出的是,這些數(shù)據(jù)是天文學(xué)家們通過觀測和理論估算得出的,因此具有相當(dāng)可靠的性質(zhì)。
例如,通過觀測星球的地形和地貌,我們可以判斷其表面或近表層是否存在水文活動;通過觀測星球的光譜,我們可以推斷其表面或大氣中的水含量和狀態(tài),進(jìn)而推測出內(nèi)部是否存在水;通過觀測星球的重力場、磁場以及轉(zhuǎn)運(yùn)慣量,我們可以了解內(nèi)部物質(zhì)密度和電導(dǎo)率的分布,從而推斷其中水的存在形式。
因此,蓄水量排名第一的木衛(wèi)三可以被稱為太陽系中的“超級大水庫”,相對而言,地球的蓄水量甚至不值一提。
木衛(wèi)三是木星最大的衛(wèi)星,直徑約為5262公里,比水星還要大。它的密度相對較低,平均為1.936克/立方厘米,原因是它含有大量的水,約占總質(zhì)量的一半。
然而,木衛(wèi)三的水主要以固態(tài)形式存在,即冰。只有在特定深度范圍內(nèi),水具備液態(tài)存在所需的溫度和壓力條件,才能大量存在液態(tài)形式。
木衛(wèi)三內(nèi)部的壓力來自于自身的重力,隨著深度增加,壓力也會增加。這很容易理解。那么,木衛(wèi)三內(nèi)部提供水以液態(tài)形式存在所需的熱量是從哪里來的呢?事實(shí)上,這歸功于木衛(wèi)三的內(nèi)核。
木衛(wèi)三擁有一個(gè)高溫的內(nèi)核,它的熱量主要來自兩個(gè)方面。首先,木衛(wèi)三圍繞木星公轉(zhuǎn)時(shí),受到木星引力作用,導(dǎo)致木衛(wèi)三的形狀不斷變化,從而產(chǎn)生摩擦熱量。我們可以簡單地認(rèn)為,這就像潮汐引起的摩擦一樣。其次,木衛(wèi)三的內(nèi)核含有放射性元素(如釷、鈾和鉀等),它們的衰變過程釋放出熱量。
總的來說,木衛(wèi)三擁有豐富的水資源,其中大部分以冰的形式存在。只有在特定的內(nèi)部條件下,水才能以液態(tài)存在。這些條件是由于木衛(wèi)三的高壓和內(nèi)核的熱量提供的。
木衛(wèi)三的液態(tài)水存在于其內(nèi)部的冰下海洋中,根據(jù)天文學(xué)家的研究,這個(gè)冰下海洋大約從地表以下150公里處開始,并且可能分為三層,每層之間由高壓冰層隔開,總深度可達(dá)1000公里左右。
與地球相比,地球上的海洋平均深度僅約為3.8公里,即使最深處也只有大約11公里。因此,我們可以看出木衛(wèi)三擁有巨大的水資源。那么,木衛(wèi)三的這么多水都是從哪里來的呢?我們可以從太陽系的形成來解釋。
據(jù)科學(xué)界主流理論,太陽系是由一個(gè)巨大的分子云坍縮而成的。在坍縮過程中,分子云的中心物質(zhì)變得越來越密集且溫度升高,最終形成了太陽。而分子云的剩余物質(zhì)則圍繞太陽形成了一個(gè)盤狀結(jié)構(gòu),其中的物質(zhì)不斷碰撞和吸積,最終形成了太陽系中的行星和衛(wèi)星,包括木衛(wèi)三在內(nèi)。這些行星和衛(wèi)星中的水資源可能就來源于分子云中的水含量,隨著形成過程中的吸積和演化,水被保留在木衛(wèi)三等天體上,形成了這個(gè)寶貴的“超級大水庫”。
太陽會放出熱輻射,這種能量隨著距離增加而減弱,在一定距離內(nèi)形成了“凍結(jié)線”,在這條線的內(nèi)側(cè),氣態(tài)的水因?yàn)榫嚯x太陽很近,只能以氣態(tài)存在;而在這條線的外側(cè),水會凝結(jié)成冰,變成固態(tài)物質(zhì)。
在天體形成的過程中,它們只有在質(zhì)量達(dá)到一定程度才能吸積到氣態(tài)物質(zhì),所以在“凍結(jié)線”內(nèi)形成的天體缺水,而位于“凍結(jié)線”之外的則含有大量水,包括木衛(wèi)三在內(nèi)。
在天體形成的過程中,那些氣態(tài)的水大多逃逸到較遠(yuǎn)的位置,因此富含水的天體通常形成于“凍結(jié)線”之外。木衛(wèi)三就是一個(gè)“超級大水庫”,同時(shí)還有其他蓄水量比地球還多的星球。
有一點(diǎn)需要注意的是,科學(xué)家們普遍認(rèn)為,地球最初并沒有太多的水,而如今地球上的水,很大一部分來自于那些在“凍結(jié)線”之外形成的小天體,比如小行星、彗星等。這些天體帶來了大量的水,使得地球逐漸擁有了現(xiàn)在廣袤的水域。這就意味著,水對地球生命的發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用,并且揭示了宇宙中水資源的分布和形成過程。