水星有水吗_水星有水吗?

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水星上真的有水吗？它为何叫这个名字？
水星

图解：信使号航天器的图像显示了人类从未见过的水星部分。
水星是太阳系中最小的行星（冥王星，曾经是最小的行星，现在被命名为矮行星），而且有着八大行星中最大的轨道偏心率。水星也是离太阳最近的行星，与太阳的距离为4600万公里（近日点）至7000万公里（远日点）。
尽管它与太阳有着这般近的距离和位置，但水星地表温度却十分神奇；夜间最低100开氏度(K)，白天最高70开氏度(K)（仅次于金星）。虽说由于水星靠近太阳，但与金星相比可能更难被观测到，它只是偶尔会在黎明和夜空中出现，这对于许多观星者来说是一个十分神奇的景象。
地表

图解：水星的地质表面。
在外观方面，水星的表面看起来与地球的月亮非常相似。整个表面散布着许多大型陨石坑，周围都是类海平原。这表明这颗星球已经历了数十亿年的地质休眠。这些陨石坑是大约46亿年前由许多小行星和彗星撞击水星地表所造成的。
由于缺乏大气层，当撞击发生时，没有什么可以减缓小行星或彗星的速度，因撞击十分猛烈。水星的地表的特征地貌命名有许多来源-取自已故艺术家、画家、音乐家以及作家的姓名。不过值得注意的是，许多关于水星地表的许多信息是基于1975年水手号太空器执行的探测任务，因此它也成为四大类地行星中最不为人知的一颗。
地质结构

图解：水星的地质结构与地球相比。
水星是太阳系中四个类地行星（另外三颗是金星、地球和火星）之一。它是最小的行星（行星赤道半径为2,439.7公里）; 实际上，它甚至比太阳系中两颗最大的卫星泰坦和伽倪墨得斯还要小。水星由大约70%的金属和30%的硅酸盐物质组成。

图解：类地行星的大小比较 (由左至右)：水星、金星、地球、和火星
据说，水星的核心含有丰富的铁，因为它有较高的密度（科学家估计，在太阳系中的所有行星中，水星的密度最高），即5.427g/cm3（仅次于地球）。至于其内部结构，地质学家一般认为，水星的核心占行星体积的42％左右，半径约为1,800公里。地幔由硅酸盐材料组成，围绕核心，厚度约为500至700公里。最后，地壳估计厚约100至300公里。地表分布着有许多绵延数百公里的狭窄山脊，是在水星的核心和地幔随着地壳的凝固而冷却和收缩时形成的。
关于水星形成的理论

图解：描绘水星形成的艺术作品。
关于水星表面和地质结构如何形成的有几种理论。一种理论认为撞击导致水星的体积和质量减小。科学家普遍认为水星现有体积比其原始的体积要小，它的大部分地壳和地幔因水星1/6原始质量大小的小行星所引起的撞击而剥离。这一理论被称为巨型撞击假说，科学家们也认为这是月球形成的原因。
另一个理论提出，在太阳系形成过程中，水星的体积是现在的两倍。那时候，太阳也正在形成，太阳星云向宇宙中的猛烈地爆发出能量，直到它最终稳定。当原太阳慢慢形成我们今天所知的太阳时，温度使大部分水星表面破裂并蒸发，最终只剩下水星原始大小的一半。另一种理论推测，太阳星云拖走了形成行星的粒子，从而导致了较轻粒子的丢失。
外大气层（大气和地质条件）

图解：水星的大气和地质条件。
如前所述，水星的表面温度十分极端（夜间100开氏度，白天700开氏度）; 这是由于缺乏大气层包裹，无法减弱太阳所造成的影响（其大气层可能因为受到来自太阳酷热的高温，已经蒸发）。在白天，根据于水星在其轨道上的位置不同，地表温度平均在550开氏度（近日点）至700开氏度（远日点）之间。

图解：国家航空航天局确认，在水星北极的永久阴暗坑洞内，发现隐藏着大量冻冰。
到了晚上，地表温度平均为110开氏度; 这是由于水星缺少活跃的核心，它不能有效保持大气层从而造成热量的丧失。据此，地质学家普遍认为水星上是有冰的。事实上，根据最近对水星表面的观测表明，水星表面有几片白色斑块，这暗示了水星上有冰冻的水的存在。除了水星核心的不活跃之外，行星的大小也与其保持适量大气层的能力有关。水星体积与质量都很小，无法产生足以容纳大气的重力。因此，其表面是剧烈和不稳定的——在水星表面的不同粒子的原子总是不断外逸但也不停补充。
水星的自转与公转

图解：水星的自转与公转轨道.
到目前为止，水星有着太阳系中八个行星中最大的轨道偏心率; 上文所提到的，在它的远日点，水星距离太阳有7000万公里; 在它的近日点，则是接近4600万公里。绕日公转一周需要87.969个地球日（意味着水星上的一年只需要大约88天）。然而有趣的是，尽管水星的体积很小，但它的自转却非常缓慢（可能与它拥有不活跃的核心有关）：水星完成自转一周（在水星上度过一天）需要超过58天，即58.7个地球日。

图解：水星轨道 (黄色)。日期参考2006年。

图解：在公转一周之际，水星自转1.5圈，所以完整的公转两周之后，同一个半球再度被照亮。
相关知识
水星，中国古称辰星；到西汉时期，《史记?天官书》作者天文学家司马迁从实际观测发现辰星呈灰色，与“五行”学说联系在一起，以黑色配水星，因此正式把它命名为水星。
参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3. thetimenow-孟冬
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太阳系八大行星，“水、金、地、火、木、土、天、海”。这个口诀我们从小就已熟记。当我们年龄稍大时，便发现叫水星的并没有遍布大海，叫金星的也不是遍地黄金，而木星上更没有郁郁葱葱的森林……原来“金木水火土”是我国古人根据阴阳五行，为肉眼可见的五大行星取的形象的称呼。如今只是沿用了这些称呼而已，与该星球上是否遍布大海或黄金等没有关系。


我们今天要聊的就是排在第一位的水星。水星是离太阳最近的行星，它与太阳的距离仅为5790万公里（0.38天文单位）。水星在太阳强大引力的“摧残”下，外部没有多余物质，更甭提大气层了。它几乎只是一颗原始行星的星核。水星的质量是3.3×10∧23kg，仅相当于地球的5.5％。


论个头，水星只比地球的卫星月球稍大，其半径只有2440千米。而且水星地表酷似月球表面，有环形山、平原、盆地等等。但是与水星较小的体形相反的是，其密度十分之高，约为5.427g/cm3。在太阳系八大行星中，水星的密度仅次于地球，位列第二。


密实的水星富含铁矿，约有2万亿亿吨。按目前人类的消耗水平，够我们开采2400亿年。以当下的科技水平，人类若是想去水星采矿，是万万做不到的。水星昼夜温差可达600摄氏度，白天太阳直射的地方温度高达427摄氏度，夜晚来临，阳光照不到的地方温度会低至－173摄氏度，简直是冰火两重天。


水星是八大行星中公转周期最短的。它绕太阳公转一圈只需88天，水星上的一年还没地球上的一季度长。水星的自转却很慢，它自转一圈需要58天。从某种意义上来说，水星的一天可以等于水星上的两年，这与水星的慢自转、快公转有关。水星公转2周和自转3周，刚好周期重合，完成一个日出日落。


这理解起来好像有些费劲，但水星接下来带给科学家的困扰，却是连牛顿都无能为力的。
水星近日点进动问题，水星在绕太阳公转时，轨道并不是一个封闭的椭圆。水星每转一圈，它的轨道位置就前移一点，此为进动。经过观察水星的实际进动速率，与牛顿力学求解的值存在较大误差，一百年约有43角秒。学界想尽各种办法，始终无法解释为何会造成这种误差，甚至有人提出存在一颗尚未被发现的行星，其引力影响了水星的运行轨道。


直到科学巨匠爱因斯坦的广义相对论横空出世，在考虑了大质量的太阳对水星附近时空的弯曲效应后，才完美解决了这43角秒的误差。理论预言在和实际观测拉扯了半个多世纪后，终于握手言和。


行文至此，聊个水星，都已经扯到高大上的相对论了。但是我们从小就有的疑问似乎还没彻底搞明白——水星上究竟有没有水？
通过上文的介绍，我们知道水星上没有大面积的海洋，那会有少量的液态水存在吗？遗憾的是，水星那样恶劣的条件，液态水是根本不可能存在的。唯一的可能就是以冰的形式存在。


水星的自转轴几乎与黄道面垂直，意味着几乎没有倾角（不到1度）。众所周知，地球赤道面与黄道面存在23度的倾角，所以我们能感受一年四季不同的温度变化。没有倾角的水星，在它的极地就会存在永远照不到太阳的阴暗深坑，在这些低温深坑（永久阴影区）里很可能会有水冰存在。


学界对于这个推测的正确与否，争论了二十多年。直到2014年，NASA的水星探测器信使号发回了一张震撼全球的照片，照片中显示在水星北极地区一处陨石坑中，发现了水冰。最新研究表明，水星极地这些永久阴影区所储藏的水冰，远比我们想象的要多得多。据估计，可能有1千至1万亿吨的水冰，冰层深度超过20米。

这么多的水冰究竟从何而来，难道是天上掉下来的？
的确，还真有这种可能性。水星上的冰，可能是由彗星等富含水冰的小天体，撞击水星地表，恰好落在了永久阴影区，长年累月积累下来的。


另一种较为可信的解释是，太阳风裹挟着带电粒子撞击水星地表后，土壤中的矿物质羟基被释放了出来，羟基在水星表面相互撞击，就会生成水分子。这些水分子若在永久阴影区就会被冻结成冰，逐年积累下来便形成了如今的水星冰层。


水星是颗神奇的星球，还有许多未解之谜。水星上富含铁矿，还有这么多的水冰存在。按理说应该是探索的大热门，可是迄今为止，人类拜访孤独的水星，其次数还不足三次。这又是为何？
我们下次再聊。

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