《中小学生不可不知的宇宙奥妙》：第7章水星_【小意达】

------第7章水星------

质量3.303×1023kg赤道半径2439.7km平均密度5.42g/cm3平均日距57910000km自转周期58.6462天公转周期87.969天平均轨道速度47.88km/sec赤道地表重力278m/sec2赤道逃逸速度425km/sec平均地表温度179℃最高地表温度427℃最低地表温度-173℃大气组成氦42%钠42%氧15%其他1%

水星，中国古代称之为辰星，是太阳系中的类地行星，其主要由石质和铁质构成，密度较高。自转周期很长为58.65天，自转方向和公转方向相同，水星在88个地球日里就能绕太阳一周，平均速度47.88千米/秒，是太阳系中运动最快的行星。无卫星环绕。它是八大行星中最小的行星，也是离太阳最近的行星。

水星最接近太阳，是太阳系的八大行星中按前后顺序排名第一的行星。水星在直径上小于木卫三和土卫六，在水星上看太阳要比在地球上看大两倍半，太阳光比地球赤道的阳光还要强6倍。水星朝向太阳的一面，温度非常高，可达到400℃以上。这样酷热的地方，就连锡和铅都会熔化，何况是水呢。但背向太阳的一面，长期不见阳光，温度非常低，达到-173℃，在这里也不可能有液态的水。水星没有卫星，水星只有在白天和黎明时才能在地球上观测得到。

水星表面受到无数次的陨石撞击，到处坑坑洼洼。当水星受到巨大的撞击后，就会有盆地形成，四周则被山脉围绕。在盆地之外，是撞击喷出的物质，以及平坦的熔岩洪流平原。此外，水星在几十亿年的演变过程中，表面还形成许多褶皱、山脊和裂缝，彼此相互交错。通过雷达对水星北极区的观测，科学家发现在一些坑洞的阴影处有冰存在的证据。

水星的密度高

水星是太阳系中密度第二高的行星，仅次于地球。据此，科学家们估计水星内部必定存在一个超大的内核，其内核质量甚至可以占到其总质量的2/3，而相比之下，地球的内核区质量只占地球总质量的1/3。美国华盛顿卡内基研究院地磁学系主任，美国“信使号”水星探测器项目首席科学家西恩·所罗门教授表示：目前科学界的观点是认为在太阳系早期的狂暴撞击时代，水星曾遭遇严重撞击，导致其失去了密度较低的一部分外壳，因此留下了密度相对较大的部分。而此次“信使号”探测器的任务中有一项便是通过对水星进行全地表化学成分分析来检验这个理论。

水星有磁场

在太阳系的八大行星中，金星、水星、地球、木星、土星都有磁场，但只有水星是太阳系类地行星中除了地球之外唯一一颗拥有显著磁场的行星（尽管如此，它的磁场强度也仅有地球的1%不到）。对于一颗行星来说，磁场的有无绝非小事，就拿地球磁场来说，它构成了地球上生命的保护伞，帮助抵挡有害的太阳射线和其他宇宙射线，从而造就了生命的乐园。所罗门博士将地球磁场称作“我们的辐射保护伞”，如果没有地球磁场，地球上的生命将很难出现和演化。

研究人员现在相信水星的磁场产生机制和地球的相同，那就是其外核部位导电熔浆的流动形成的“电机”模式。此次“信使号”探测器将精确测量水星磁场的分布，从而帮助科学家们检验这一理论是否正确。

水星上有水冰

浸没在太阳光热中的水星绝非一个寻找水的好地方。但是科学家们注意到，水星极区有些深邃的陨石坑是永远照射不到阳光的，由于没有大气调节，这些地方的温度一直维持在华氏零下280度（约合摄氏零下173度）左右。这些所罗门博士称为“深度冷冻陷阱”的陨石坑中可能聚集着比月球上多得多的水冰物质。尽管这一点还存在争议，但是所罗门博士表示，这一点至少可以证明，水在太阳系中是普遍存在的，至少对分子态的水来说是如此。

水星存在大气层

尽管水星是太阳系八大行星中最小的那一颗，其引力也相应的较小。然而水星确实拥有一个稀薄的大气层。在太阳的强烈辐射轰击下，水星大气被向后压缩延伸开去，在背阳处形成一个“尾巴”，就像一颗巨大的彗星。然而更诡异的一点是，水星事实上还在不断地损失其大气气体成分。因此，正如所罗门博士指出的那样：“你需要不断地进行补充，方能维持大气层的存在。”科学家们认为水星的补充方式是捕获太阳辐射的粒子，以及被微型陨石撞击后溅起的尘埃颗粒。

水星对地球可能产生的影响

水星拥有太阳系八大行星中偏心率最大的轨道，通俗地说，就是它的轨道的椭圆是最“扁”的。而最新的计算机模拟显示，在未来数十亿年间，水星的这一轨道还将变得更扁，使其有1%的机会和太阳或者金星发生撞击。更让人担忧的是，和外侧的巨行星引力场一样，水星这样混乱的轨道运动将有可能打乱内太阳系其他行星的运行轨道，甚至导致水星、金星或火星的轨道发生变动，并最终和地球发生相撞——这可能是真正的末日来临之时。

知识链接：水星的大气

水星只有微量的大气。水星的大气极其稀薄。实际上，水星大气中的气体分子与水星表面相撞的频密程度比它们之间互相相撞的程度要高。出于这些原因，水星应被视为是没有大气的。“大气”主要由氧、钾和钠组成。

水星的大气非常少，主要成分为氦（42%）、汽化钠（42%）和氧（15%），而且在白天气温非常高，平均地表温度为179℃，最高为427℃，最低为-173℃，因此水星上看来不可能存在水；但1991年科学家在水星的北极发现了一个不同寻常的亮点，造成这个亮点的可能是在地表或地下的冰。水星上真的有可能存在冰吗？由于水星的轨道比较特殊，在它的北极，太阳始终只在地平线上徘徊。在一些陨石坑内部，可能由于永远见不到阳光而使温度降至-161℃以下。这样低的温度就有可能凝固从行星内部释放出来的气体，或积存从太空来的冰。

组成水星大气的原子不断地被遗失到太空之中，由于钾或钠原子在一个水星日（一个水星日——在其近日点一日时间的一半）上大约有3小时的平均“寿命”。散失的大气不断地被一些机制所替换，如被行星引力场俘获的火山蒸汽，以及两极的冰冠的除气作用。
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------第8章水星的“铁肠”------

水星的核心

水星外貌如月，内部却很像地球，也分为壳、幔、核三层。水星的半径为2439千米，是地球半径的38.2%，18个水星合并起来才抵得上一个地球的大小。质量为3.302×1023千克，为地球质量的5.58%，平均密度为5.42g/cm3，略低于地球的平均密度。在八大行星中，除地球外，水星的密度最大。由此天文学家推测水星的外壳是由硅酸盐构成的，其中心有个比月球大得多的铁质内核。这个核球的主要成分是铁、镍和硅酸盐。根据这样的结构，水星应含铁2万亿亿吨，按目前世界钢的年产量（约8亿吨）计算，可以开采2400亿年，真是一座取之不尽、用之不竭的大铁矿！

美国发射的“水手10号”在1974年3月、9月和1975年3月探测了水星，并向地面发回5000多张照片，为我们了解水星提供了珍贵的信息。从照片上我们看出，水星的外貌酷似月球，有许多大小不一的环形山，还有辐射纹、平原、裂谷、盆地等地形，表面有许多陨石坑，而且十分古老，也没有板块运动。人们推测水星的壳层与月球类似，并且都有过陨星轰击的历史。水星上有极稀薄的大气，大气压小于2000帕，大气中含有氦、氢、氧、碳、氩、氖、氙等元素。由于大气非常稀薄，水星的表面白天和夜晚的温度相差很大。白天太阳光直射处温度高达427℃，夜晚太阳照不到时，温度降低到-173℃。温差变化如此悬殊，绝不可能有生物存在。

水星上的铁

水星所含有的铁的百分率超过任何其他已知的星系行星。这里有数项理论可以说明水星的高金属性。

一种理论是说本来水星有一个和普通球粒状陨石相似的金属——硅酸盐比率。那时它的质量是目前质量的大约2.25倍，但在早期太阳系的历史中的某个时间，一个星子或微星体撞掉了水星的1/6。影响是水星的地壳和地幔消失了。类似的另外一个理论是一个用来解释地球月亮的形成的，参见巨物影响理论。另一种理论是说，水星可能在所谓太阳星云早期的造型阶段，在太阳爆发出它的能量之前已经稳定。在这个理论中水星那时的质量大约是目前的2倍；但因为原恒星收缩，水星的温度到达了大约2500K到3500K之间，甚至高达10000K。许多的水星表面的岩石在这种温度下蒸发，形成“岩石蒸汽”，随后，“岩石蒸汽”被星际风暴带走。第三个理论，与第二个类似，认为水星的外壳层是被太阳风长期侵蚀掉了。

水星上的冰

在1992年的雷达观察中显示水星含有冻结的水冰。这被认为只存在于那永远的阴暗一面的环形山底，被彗星或从行星内部喷发出来并堆积在那里。

知识链接：“暗无天日”的水星

由于水星表面温度太高，它不可能像它的两个近邻金星和地球那样保留一层浓密的大气，因此无论是白天还是夜晚，水星的天空都是漆黑的。在水星漆黑的天空中可以看到明亮的金星和地球。水星极其稀薄的大气主要是由从太阳风中俘获的气体组成的，其密度只有地球大气的12%。主要成分为氦（42%）、汽化钠（42%）和氧（15%）等。水星表面的岩石吸收了大量的阳光，反射率只有8%，所以水星是太阳系中最暗的行星之一。

由于水星只在黎明或白天出现，因此在地球上观测水星较为困难。这一状况直至20世纪70年代中期美国发射了“水手”号探测器才有所改变。“水手10号”发回的图片显示水星的表面与月球极其相似，上面布满了深浅不一的陨石坑。这表明水星也遭受过陨石接连不断的轰击。但水星表面也有广阔的平原，这表明水星在形成初期可能是液态的，后来逐渐冷却凝固成了一个岩石星球。曾经有一些大型的陨石险些把水星打碎，使从裂开的地壳涌出的熔岩流在水星表面到处流淌。水星表面还纵横交错地分布着一些非常长的悬崖峭壁，最高的可达3000多米。水星有一个主要由铁和镍构成的核，水星的幔和壳的主要成分则是硅酸盐。它是太阳系含铁量最高的行星。

水星上没有液态的水，但1991年在其北极地区观测到一个亮斑。据推测，这个亮斑可能是由于贮存在水星表面或地下的冰反射了阳光造成的。尽管水星表面温度极高，但在其北极的一些陨坑内终年不见阳光，温度常年底于-161℃。这足以使来自水星内部或宇宙空间的水分以冰的形态保存下来。未完待续......欲知下回，请关注微信公众号： xiaoyida_com ，回复 xse95940 获取完整内容！
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本小说内容节选自：育儿健康小说 《中小学生不可不知的宇宙奥妙》

作者：王成
最后更新于：2016年10月21日
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