第四百一十一篇 龐多拉“天毀計劃”二十一
地球上有着許多著名的裂谷,如東非大裂谷。月面上也有這種構造----那些看來彎彎曲曲的黑色大裂縫即是月谷,它們有的綿延幾百到上千千米,寬度從幾千米到幾十千米不等。那些較寬的月谷大多在月陸上較平坦的地區,而那些較窄、較小的月谷(有時又稱為月溪)則到處都有。最著名的月谷是在柏拉圖環形山的東南連結雨海和冷海的阿爾卑斯大月谷,它把月球上的阿爾卑斯山攔腰截斷,很是壯觀。從太空拍得的照片估計,它長達130千米,寬10-12千米。
2014年10月5日,科學家在月球上發現一個隱藏於地下的巨形的方形結構。這一結構寬2500公里,科學家們認為這是一條古老的裂谷系統,後來其中充填了岩漿。
月球的表面被巨大的玄武岩(火山熔岩)層所覆蓋。早期的天文學家認為,月球表面的陰暗區是廣闊的海洋,因此,他們稱之為“mare”,這一詞在拉丁語中的意思就是“大海”,當然這是錯誤的,這些陰暗區其實是由玄武岩構成的平原地帶。除了玄武岩構造,月球的陰暗區,還存在其他火山特徵。最突出的,例如蜿蜒的月面溝紋、黑色的沉積物、火山園頂和火山錐。不過,這些特徵都不顯著,只是月球表面火山痕迹的一小部分。
與地球火山相比,月球火山可謂老態龍鍾。大部分月球火山的年齡在30-40億年之間;典型的陰暗區平原,年齡為35億年;最年輕的月球火山也有1億年的歷史。而在地質年代中,地球火山屬於青年時期,一般年齡皆小於10萬年。地球上最古老的岩層只有39億年的歷史,年齡最大的海底玄武岩僅有200萬年。年輕的地球火山仍然十分活躍,而月球卻沒有任何新近的火山和地質活動跡象,因此,天文學家稱月球是“熄滅了”的星球。
地球火山多呈鏈狀分佈。例如安底斯山脈,火山鏈勾勒出一個岩石圈板塊的邊緣。夏威夷島上的山脈鏈,則顯示板塊活動的熱區。月球上沒有板塊構造的跡象。典型的月球火山多在巨大古老的撞擊坑底部。因此,大部分月球陰暗區都呈圓形外觀。撞擊盆地的邊緣往往環繞着山脈,包圍着陰暗區。
月球陰暗區主要在月球正面的一側。幾乎覆蓋了這一側的1/3面積。而在月球背面,陰暗區的面積僅佔2%。然而,月球背面的地勢相對更高,月殼也較厚。由此可見,控制月球火山作用的主要因素是地形高度和月殼厚度。
藍色星球最大的衛士是木星(Jupiter),木星是太陽系八大行星中體積最大、自轉最快的行星,從內向外的第五顆行星。它的質量為太陽的千分之一,是太陽系中其它七大行星質量總和的2.5倍。由於木星與土星、天王星、海王星皆屬氣體行星,因此四者又合稱類木行星(木星和土星合稱氣態巨行星)。木星是一個氣態巨行星,佔所有太陽系行星質量的70%,主要由氫組成,占其總質量的75%,其次為氦,佔總質量的25%,岩核則含有其他較重的元素。人類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。
木星由於自轉快速,(自轉一周為9個地球時)而呈現扁球體(赤道附近有略微但明顯可見的凸起)號稱“靈活的胖子”。外大氣層明確依緯度分為多個帶域,各帶域相接的邊際容易出現亂流和風暴,最顯著的例子是大紅斑。環繞着行星的是松弱的行星環系統和強大的磁層(木星磁場十分強大,其背對太陽一面的磁場甚至延伸至土星軌道)。木星至少有79個衛星。
2018年2月,藍色星球M國航空航天局(NASA)公佈了由“朱諾”號衛星拍攝到的一組木星南極的圖像,醒目的藍色漩渦以華麗的圖案扭曲變幻,創造了令人驚嘆的奇觀。
2018年,天文學家發現了12顆新的木星衛星,使得這顆氣態巨行星的已知衛星數量增加到79個。科學家在觀測更遙遠的柯伊伯帶天體時拍攝到了它們。新增的兩顆衛星被命名為“S/2016J1”和“S/2017J1”,分別距木星2100萬公里和2400萬公里。
木星是一個巨大的液態氫星體。隨着深度的增加,在距離表面至少5000千米深處,液態氫在高壓和高溫環境下形成。據推測,木星的中心是一個含矽酸鹽和鐵等物質組成的核區,物質組成與密度呈連續過渡。
木星是四個氣體行星(又稱類木行星)中的一個:即不以固體物質為主要組成的行星,它是太陽系中體積最大的行星,赤道直徑為142984千米。木星的密度為1.326g/cm3,在氣體行星中排行第二,但遠低於太陽系中四個類地行星。
木星的高層大氣是由體積或氣體分子百分率約88-92%的氫和約8-12%的氦所組成。由於氦原子的質量是氫原子的四倍,探討木星的質量組成時比例會有所改變:大氣層中氫和氦分別佔了總質量的75%及24%,余的1%為其他元素,包括微量的甲烷、水蒸氣、氨以及矽的化合物。另外木星也含有微量的碳、乙烷、硫化氫、氖、氧、磷化氫、硫等物質。大氣最外層有冷凍的氨的晶體。木星上也透過紅外線及紫外線測量發現微量苯和烴的存在。
木星大氣層中氫和氦的比例非常接近原始太陽星雲的理論組成,然而,木星大氣中的惰性氣體是太陽的二至三倍,高層大氣中的氖只佔了總質量的百萬分之二十,約為太陽比例的十分之一,氦也幾乎耗盡,但仍有太陽中氦的比例的80%。這個差距可能是由於元素降水至行星內部所造成。
由光譜學分析而言,土星被認為和木星的組成最為相似,但另外的氣體行星、天王星與海王星相較之下所含氫和氦的比例較低,由於沒有太空船實際深入大氣層的分析,除了木星之外的行星仍沒有重元素數量的精確數據。
木星的質量是太陽系其他行星質量總和的2.5倍,由於它的質量是如此巨大,因此太陽系的質心落在太陽的表面之外,距離太陽中心1.068太陽半徑。雖然木星的直徑是地球的11倍,非常巨大,但是它的密度很低,所以木星的體積是地球的1321倍,但質量只是地球的318倍。木星的半徑是太陽半徑的十分之一,質量只為太陽質量的千分之一,所以兩者的密度是相似的。"木星質量"(MJ或MJup)通常被做為描述其它天體(特別是系外行星和棕矮星)的質量單位。因此,例如系外行星HD209458b的質量是0.69MJup,而仙女座κb的質量是12.8MJup。
理論模型顯示如果木星的質量比現今更大,而不是318個地球質量,它將會繼續收縮。質量上的些許改變,不會讓木星的半徑有明顯的變化,大約要在500地球質量(1.6MJup)才會有明顯的改變。儘管隨着質量的增加,內部會因為壓力的增加而縮小體積。結果是,木星被認為是一顆幾乎達到了行星結構和演化史所能決定的最大半徑。隨着質量的增加,收縮的過程會繼續下去,直到達到可察覺的恆星形成質量,大約是50MJup的高質量棕矮星。
然而,需要75倍的木星質量才能使氫穩定的融合成為一顆恆星。最小的紅矮星,半徑大約只是木星的30%。儘管如此,木星仍然散發出更多的能量。它接受來自太陽的能量,而內部產生的能量也幾乎和接受自太陽的總能量相等。這些額外的熱量是由開爾文-亥姆霍茲機制通過收縮產生的。這個過程造成木星每年縮小約2厘米。當木星形成的時候,它比我們觀測到的要略大一點。