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太阳系中液态水储量排名第一的是哪颗星球?关于这个问题,置信有不少人给出的答案都是地球,这也难怪,毕竟地球外表有大约71%的区域都被海洋掩盖。但是这个答案却是错误的,由于在太阳系中,还有其他的星球具有比地球更多的液态水。
地球的液态水储量在太阳系能排到第几名?
凭仗形形色色的望远镜以及太空探测器,我们目前曾经对太阳系中的主要天体有了一定的理解,下图为科学家依据已知的探测数据列出的一份“排名清单”。
地球的液态水储量在太阳系中只能排到第五名,而太阳系中液态水储量排名第一的星球则是木卫三,这颗星球的体积仅仅只要地球的大约7%,其液态水的储量高达地球的大约26.5倍。
至于排在地球之前的土卫六、木卫四、木卫二,它们的液态水储量固然没有木卫三多,但也远远地超越了地球,并且它们的体积都比木卫三还要小,相比之下,地球的液态水真实是太少了。
为何地球的液态水这么少?这需求从太阳系的构成开端讲起,依据科学界的主流观念,我们的太阳系其实是构成于一片宏大的原始星云的引力坍缩,在这个过程中,太阳首先在这片星云的中心构成,然后星云中的剩余物质一边盘绕太阳运动,一边相互吸积,逐步构成了太阳系中的各种天体,大约如下图所示。
这些天体的构成一个迟缓而渐进的过程,在刚开端的时分,只要固态的物质才容易相互吸积,当天体的质量累积到一定的水平之后,它们才干够凭仗本身的引力来约束气体。
但是在太阳降生之后,其释放出的光和热会使左近的水都只能以气体的构成存在(注:在无压力的状况下,水不能以液态的方式存在),与此同时,太阳产生的恒星风又不时地将气体“吹”走,只要较重的固体尘埃才干长时间地“逗留”,所以在太阳左近构成的行星都是储水量很低的岩石行星,其中就包括了地球。
由于间隔太阳越远,单位面积接纳到的太阳能量就越低,因而与太阳的间隔超越了一个临界值的时分,水就会转变成固态,也就是冰,这个临界值被称为“雪线”,其值大约为2.7天文单位,位于如今的火星轨道和木星轨道之间。
也就是说,在太阳系构成之初,“雪线”之内的水会不时地向太阳系外侧逃逸,而当它们过了“雪线”之后,就转变成了易于吸积的固态物质,正由于如此,那些在“雪线”之外构成的天体通常都会含有大量的水。
上图为水的三相图,能够看到,水只要在特定的温度和压力范围内才干以液态的方式存在,固然构成于“雪线”之外的木星、土星、天王星和海王星这四颗大行星含有不少的水,但是由于它们内部的压力太强,所以这些水只能以固态的方式存在,而其他的很多星球和小天体却温度太低,水也只能以固态的方式存在。
实践上,前文提到的那些星球的液态水,其实都存在于它们的冰下海洋,它们的构造按“从里到外”能够简化为高温中心、岩石地幔、冰下海洋以及外表冰层,其高温的中心能够提供热量,而外表冰层则能够提供压力,这样一来,冰下海洋中就能够存在液态水了。
综上所述,地球的液态水之所以这么少,其实是由于“先天缺乏”。
那地球上的液态水是怎样来的呢?这主要有两个来源,一个来源是在地球构成过程吸积到的一些含水矿物(水可以以结晶水、化学键等多种方式存在于矿物中),另一个来源则是那些富含水的小天体(如彗星、小行星)。
由于地球有一个强大的磁场,还有一个浓密的大气层,并且间隔太阳的位置也十分适宜,所以液态水就能够在地球外表长时间地存在,这也使得地球成为了太阳系中独一一颗可以在外表维持液态水海洋的星球。
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