导语:科学探索是指对自然未知部分的探索性发掘。作为一种知识体系是科学研究活动的结果,掌握科学知识领悟科学本质发展科学探究能力,以便更好地促进科学和社会发展。
水被认为是生命存在的重要标志,太阳系中富含水资源(包括冰)的天体并不只是地球一个,地球含水量仅为13.8亿立方千米,这在很多星球面前都无法相比。
美国国宇航局喷气推进实验室的科学家Steve Vance,曾模拟计算并制作了一份排行榜,他们假设将所有星球上的液态水和冰抽干,集结成一个水球,来比较水球的大小,直观地展示各大星球储水量排行榜,在他们的榜单上,地球居然排倒数第三!当然,还有更多含水量小的星球是没有上榜的,比如水星。
其实,这份榜单仅仅体现某一个方面的评估,太阳系含水量最高的并不是木卫三,而是天王星,其次是土星。
NO1:天王星
天王星的质量约为地球的14.5倍,在太阳系各大行星中排名第四位,但密度较低。天王星大气的主要成分是氢和氦,还包含较高比例的由水、氨、甲烷等结成的“冰”。天王星内部冰的总含量还不能精确的知道,根据选择的模型不同有不同的含量,但总量大概在地球质量的9.3 至13.5倍之间。
NO2:土星
土星是一个气态行星,内部的含水量暂且不计,不过土星环中的冰含量绝对可以秒杀地球,土星环主要是冰结构,还掺杂有尘埃、有机化合物托林和硅酸盐等物质。
土星环的垂直高度是土星直径的20倍,是地球直径的180倍,厚度在20米~1公里之间,由此可见如果把土星环中的冰全部融化掉,将获得比地球还丰富得多的水资源。
NO3:木卫三
木星最大卫星木卫三,直径大于水星,质量却只有水星的一半,主要由硅酸盐岩石和冰体构成。在木卫三的冰盖之下,藏着一片咸水海洋,其中液态水含量超过地球水资源的30多倍之多。
这片海洋存在于厚度约15万米的冰盖下,深度约为10万米,是地球上海洋深度的10倍,因此它能够保持足够的温度来维持水的液状形态。
NO4:土卫六
土卫六(又名泰坦),土星最大的一颗卫星,与其他卫星不同的是,泰坦星表面拥有广阔的海洋、冰封的海岸以及怪异的漩涡,这是一颗极有可能存在生命的星球,自地球上发现水熊虫这种生物的存在后,泰坦星存在生命的可能性也得到大幅提高。
泰坦星表面的海洋并不是水,而是液化甲烷和乙烷(甲烷液化温度-83℃,凝固温度-182.5℃),不过它的结构主要由水和甲烷冰组成,根据卡西尼探测器发回的数据推测,泰坦星地表下方55~80公里深度上还存在巨量的地下海洋,相对于地球而言要高度8倍左右。
NO5:木卫四
木卫四是太阳系第三大卫星,仅次于木卫三和土卫六,它的结构成分主要为岩石和水冰,而且岩石和冰各占一半,由此可见木卫四的含水量也非常惊人。
木卫四上还存在一层非常稀薄的大气,主要由二氧化碳构成,其中可能还含有一定的氧气,因此它也是一颗可能孕育有外星生命的星球,特别是在它表面之下的咸水海洋中可能有微生物生存,木卫四因此也是一个可以考虑的殖民星球。
NO6:海卫一
海卫一是海王星最大的一颗卫星,比月球要小,但拥有一层冰盖地壳,主要由冻结的氮组成,但它也含干冰(二氧化碳)、水冰、一氧化碳冰和甲烷,在地质上25%为固态冰。
海卫一的地质活动内部热量使得它拥有一个液态的水层,氨等抗冻剂的存在提高液态水的可能性,因此在这样的一个地下海洋中也有可能存在原始的生命。
NO7:冥王星
冥王星是柯伊伯带中的矮行星,已被踢出太阳系行星之列,不过冥王星的顶部覆盖着皑皑“白雪”,它的体积虽然比月球要小,但主要成分是70%岩石和30%冰水混合,因此它的含水量也比地球要略高一些。
N08:木卫二
木卫二外层分布有厚度达100公里的冰层,由于其存在内部能量源,冰下深处或拥有液态水世界,冰层温度在零下26度左右,冰层下有海洋,比地球最深的海洋还要深96公里,木卫二的水量比地球略多一些,木卫二的地下海洋被认为是太阳系中最有希望存有生命的地方。
除冥王星以外,在太阳系外围区域的柯伊伯带,迄今已经发现了包括阋神星、卡戎和塞德娜在内的50多个天体,称为“柯伊伯带天体”。据认为大多是以岩石和水冰为主的结合体,预计含有相当多的总水量,合起来也很可能超过地球上的总水量。
在距离太阳3万到15万天文单位的一个球形空间,远处达到太阳引力范围的边缘,直至半径超过2光年的恒星际中间地带,存在有奥尔特彗星云。奥尔特云是50亿年前形成太阳及其行星时的残余物质,据认为存在着巨大数量的原始彗星,总数超过1000亿颗甚至有几万亿颗,总质量达到地球质量的5到100倍。
依据彗星构成的“脏雪球”理论,彗星核是由碎冰屑和尘埃、岩石块凝聚而成,其中水冰会占据彗星质量的相当大一部分。如果关于奥尔特云的推测正确可信,那么它的彗星库所含的水的总量不仅将大大超过地球上水的总量,而且也可能超过地球的总质量,甚至能与天王星和海王星的总水量相比较。
综上所述,地球上浩瀚深邃的海洋、广袤巨厚的极地冰盖连同地球所拥有的丰富水量,只是太阳系天体所含总水量的极小一部分。太阳系所含的总水量,达到地球所含水量的大约10万倍至20万倍。在这里,“沧海一粟”和“望洋兴叹”的古老成语也许能找到最新的含义。
但有一点需要注意,外星球的水可能并非像地球上的水一样可以直接饮用,很多都是带有一定含量的重水或超重水,也就是由氢的同位素氘和氚与氧结合而成的水,可以用来做核反应堆的原材料,但直接饮用对人体是有很大危害的,所以要到这些星球上殖民,还要漫长的路要走。
结束语:目前公认的对科学探索诠释是:对自然未知部分的探索性发掘。比较热门组成有:以星际探索、地球自身空间探索为代表的空间探索,地外文明探索、史前文明探索为代表的文明探索,以考古、考据为代表的历史探索,以人类学研究为主的人类文化探索等。
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