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太陽系——金星 The Venus



金星分別在早晨和黃昏出現在天空,古代占星家一直認為存在著兩顆這樣的行星,于是分別將它們稱為“晨星”和“昏星”。在英語中,金星——“維納斯”是古羅馬的女神,像征著愛情與美麗。而一直以來,金星都被卷曲的云層籠罩在神秘的面紗中。

金星是距太陽的第二顆行星,它與地球在體積、質量、密度和重量上非常相似,可以算作是地球的姊妹星。而事實上金星與地球非常不同。金星上的一天相當于地球上的243天,而它的一年卻只有225天。金星的自東向西自轉還使得太陽在金星上西升東落。金星有厚厚的二氧化碳的大氣,沒有水。它的云層是由硫酸微滴組成的。它的地表大氣壓是地球上的九十多倍。金星濃厚的二氧化碳大氣造成強大的“溫室效應”,太陽光能夠透過大氣將金星表面烤熱,但地表輻射卻受到大氣的阻隔,熱量無法得到釋放,致使地表溫度高達攝氏四百八十多度。這樣高的溫度使得金屬都會熔化。




這是美國宇航局水手10號探測器1974年拍攝的金星照片,顯示金星被濃厚的云層包圍



金星內部結構尚未有定論,但據認為它可能有一個半徑約3000km的固態核



這是伽利略探測器1990年拍攝的金星照片。照片著了藍色以突出其云層結構圖案



這是哈勃太空望遠鏡1995年拍攝的金星紫外光照片(HST)



這是經計算機拼合而成的金星全球地表圖,使用了麥哲倫探測器1991年拍攝的多張金星雷達照片



這是根據麥哲倫探測器發回的數據模擬而成的金星表面高3km的Gula火山和直徑約48.5km的Cunitz隕石坑



這是金星表面的Eistla Regio裂谷,遠入地平線右側是Gula火山,左側是2km高的Sif火山



蛛網地形是在金星表面發現的另一種明顯的地形特征



這是金星表面的“方格紙地形”。圖中每兩條平行線之間的距離約為1km



這是1975年前蘇聯的金星9號和金星10號探測器在金星表面著陸后發回的照片



這是1982年前蘇聯的金星13號探測器在金星著陸后發回的金星表面的彩色照片



這是1982年前蘇聯金星14號在金星著陸后發回的黑白照片



金星的濃厚的云層至今仍是妨礙科學家揭開金星表面奧秘的主要原因。射電望遠鏡和射電攝影系統的出現使我們能夠看到厚厚的云層下面的金星表面。金星的表面比較年輕,是300至500萬年前才形成的。科學家們正在研究是何原因導致這一現象的。金星的地形主要是覆蓋著熔巖的廣闊平原和受地質活動破壞的山脈或高原。位于Ishtar地區的Maxwell山是金星上最高的山峰。Aphrodite地區的高原幾乎占據了赤道地區的一半。通過麥哲倫計劃獲得的金星2.5公里以上高原區圖像顯示它存在明亮的潮濕土壤。然而,在金星表面,液態水是不可能存在的。有一種假設認為這些明亮的區域可能是由于金屬化合物。研究顯示,這些金屬可能是硫化鐵。它無法在平原地區存在,但在高原地區是可能的。這些金屬也可能是外來的,它導致的效果是一樣的,但濃度要低一些。

金星的表面隨機布滿了許多小型隕石坑。由于金星的濃厚大氣,直徑小于2公里的隕石坑幾乎無法保留下來。而當大型隕石在小型隕坑形成前撞擊金星表面,其產生的碎片在地表產生了例外的隕石坑群。火山及火山活動金星表面為數很多。至少85%的金星表面覆蓋著火山巖。大量的熔巖流經幾百公里,填滿低地,形成了廣闊的平原。除了幾百個大型火山,100000多座小型火山口點綴在金星表面。從火山中噴出的熔巖流產生了了長長的溝渠,范圍大至幾百公里,其中一條的范圍超過7000公里。





星體資料



質量 4.869e+24 kg
赤道半徑 6,051.8 km
平均密度 5.25 gm/cm ^3
平均日距 108,200,000 km
自轉周期 -243.0187 天
公轉周期 224.701 天
赤道地表重力 8.87 m/sec^2
赤道逃逸速度 10.36 km/sec
平均地表溫度 482°C
大氣壓 92 巴
大氣成份 二氧化碳96% 氮3+% 少量的二氧化硫、水汽、一氧化碳、氬、氦、氖、氯化氫和氟化氫




附:金星的地表形態與氣候(轉自網易——博羅萬象的博客)


麥克斯韋山脈



在金星表面的大平原上有兩個主要的大陸狀高地。北邊的高地叫伊師塔地,擁有金星最高的麥克斯韋山脈(大約比喜馬拉雅山高出兩千米)。麥克斯韋山脈包圍了拉克西米高原。伊師塔地大約有澳大利亞那么大。南半球有更大的阿芙羅狄蒂地,面積與南美洲相當。這些高地之間有許多廣闊的低地,包括有愛塔蘭塔平原低地、格納維爾平原低地以及拉衛尼亞平原低地。除了麥克斯韋山脈外,所有的金星地貌均以現實中的或者神話中的女性命名。由于金星濃厚的大氣讓流星等天體在到達金星表面之前減速,所以金星上的隕石坑都不超過3.2千米。

大約90%的金星表面是由不久之前才固化的玄武巖熔巖形成,當然也有極少量的隕石坑。這表明金星近來正在經歷表面的重新構筑。金星的內部可能與地球是相似的:半徑約3000千米的地核和由熔巖構成的地幔組成了金星的絕大部分。來自麥哲倫號的最近的數據表明金星的地殼比起原來所認為的更厚也更堅固。可以據此推測金星沒有像地球那樣的可移動的板塊構造,但是卻有大量的有規律的火山噴發遍布金星表面。金星上最古老的特征僅有8億年歷史,大多數地區都相當年輕(但也有數億年的時間)。最近的發現表明,金星的火山在隔離的地質熱點依舊活躍。

金星本身的磁場與太陽系的其它行星相比是非常弱的。這可能是因為金星的自轉不夠快,其地核的液態鐵因切割磁感線而產生的磁場較弱造成的。這樣一來,太陽風就可以毫無緩沖地撞擊金星上層大氣。最早的時候,人們認為金星和地球的水在量上相當,然而,太陽風的攻擊已經讓金星上層大氣的水蒸氣分解為氫和氧。氫原子因為質量小逃逸到了太空。金星上氘(氫的一種同位素,質量較大,逃逸得較慢)的比例似乎支持這種理論。而氧元素則與地殼中的物質化合,因而在大氣中沒有氧氣。金星表面十分干旱,所以金星上的巖石要比地球上的更堅硬,從而形成了更陡峭的山脈、懸崖峭壁和其它地貌。

另外,根據探測器的探測,發現金星的巖漿里含有水。金星可能與地球一樣有過大量的水,但都被蒸發,消散殆盡,使如今變得非常干燥。地球如果再離太陽近一些的話也會有相同的運氣。我們會知道為什么基礎條件如此相似但卻有如此不同的現象的原因的。

大部分金星表面由略微有些起伏的平原構成,也有幾個寬闊的洼地:Atalanta Planitia,Guinevere Planitia,Lavinia Planitia;還有兩個大高地:在北半球的與澳大利亞一般大的Ishtar Terra和在沿赤道的與南美洲一般大的Aphrodite Terra。Ishtar內主要由Lakshmi Planum高原組成,由金星上最高的山脈所包圍,包括巨型山Maxwell Montes。

來自Magellan飛行器映像雷達的數據表明大部分金星表面由熔巖流覆蓋。有幾座大屏蔽火山,如Sif Mons,類似于夏威夷和火星的Olympus Mons(奧林帕斯山脈)。最近發布的發現資料顯示金星的火山活動仍很活躍,不過集中在幾個熱點;大部分地區已形成地形,比過去的數億年要安靜得多了。

金星上沒有小的環形山,看起來小行星在進入金星的稠密大氣層時沒被燒光了。金星上的環形山都是一串串的,看來是由于大的小行星在到達金星表面前,通常會在大氣中碎裂開來。金星上最古老的地帶看來形成于8億年前。那時廣泛存在的山火擦洗了早期的表面,包括幾個金星早期歷史時形成的大的環形山口。




由熔巖流覆蓋的金星表面



金星的表面比較年輕,大約是300至500萬年前才形成的。金星的地勢比較平坦。金星上70%是起伏不大的平原,20%是低洼地,還有10%左右的高地。最高的山峰達10,590米,比珠穆朗瑪峰還高。一條從南向北穿過赤道的長達1200千米的大峽谷,是八大行星中最大的峽谷。

金星上沒有小的環形山,由于金星表面有稠密的大氣,小隕星在進入金星的大氣層時就被燒光了。金星上的環形山通常都是成群的,大概是由于較大的小行星在到達金星表面前,在大氣中碎裂所至。

火山及火山活動金星表面為數很多。至少85%的金星表面覆蓋著火山巖。除了幾百個大型火山外,在金星表面還零星分布著100,000多座小型火山。從火山中噴出的熔巖流產生了了長長的溝渠,范圍大至幾百公里,其中最長的一條超過7000公里。

火山分布

金星上可謂火山密布,是太陽系中擁有火山數量最多的行星。業已發現的大型火山和火山特征有1600多處。此外,還有無數的小火山,沒有人計算過它們的數量,估計總數超過10萬,甚至100萬。

金星火山造型各異。除了較普遍的盾狀火山,這里還有很多復雜的火山特征,和特殊的火山構造。目前為止,科學家在此尚未發現活火山,但是由于研究數據有限,因此,盡管大部分金星火山早已熄滅,仍不排除小部分依然活躍的可能性。




馬特山遠景



金星與地球有許多共同處。它們大小、體積接近。金星也是太陽系中離地球最近的行星,也被云層和厚厚的大氣層所包圍。同地球一樣,金星的地表年齡也非常年輕,約5億年左右。

不過這些基本的類似中,也存在很多不同點。金星的大氣成分多為二氧化碳,因此它的地表具有強烈的溫室效應,其表面的溫度可高達壓的90倍。這差不多相當于地球海面下一公里處的水壓。

金星地表沒有水,空氣中也沒有水份存在,其云層的主要成分是硫酸,而且較地球云層的高度高得多。由于大氣高壓,金星上的風速也相應緩慢。這就是說,金星地表既不會受到風的影響也沒有雨水的沖刷。因此,金星的火山特征能夠清晰地保持很長一段時間。

金星沒有板塊構造,沒有線性的火山鏈,沒有明顯的板塊消亡地帶。盡管金星上峽谷縱橫,但沒有那一條看起來類似地球的海溝。跡象表明,金星火山的噴發形式也較為單一。凝固的熔巖層顯示,大部分金星火山噴發時,只是流出的熔巖流。沒有劇烈爆發、噴射火山灰的跡象,甚至熔巖也不似地球熔巖那般泥濘粘質。這種現象不難理解。由于大氣高壓,爆炸性的火山噴發,熔巖中需要有巨大量的氣體成分。在地球上,促使熔巖劇烈噴發的主要氣體是水氣,而金星上缺乏水分子。另外,地球上絕大部分粘質熔巖流和火山灰噴發都發生在板塊消亡地帶。因此,缺乏板塊消亡帶,也大大減少了金星火山猛烈爆發的幾率。

1.大型盾狀火山

金星有150多處大型盾狀火山。這些盾狀直徑多在100公里至600公里之間,高度約有0.3~5公里。其中最大的一座,直徑700公里,高度5.5公里。比起地球上的盾狀火山,金星火山顯得更加平坦。事實上,最大的金星盾狀火山,其基底直徑已經接近火星上的Olympus火山,但是由于高度不足,體積比起Olympus要小得多。

火星盾狀火山與地球上的盾狀火山有相似之處。它們大都被長長的呈放射狀的熔巖流所覆蓋,坡度平緩。大部分火山中心有噴射孔。因此,科學家猜測這些盾狀是由玄武巖構成的,類似夏威夷的火山。

金星上的盾狀火山分布零散,并不象地球上的火山鏈。這說明金星沒有活躍的板塊構造。




金星獨有“薄烤餅”火山



2.小型盾狀火山:

金星約有10萬個直徑小于20公里的小型盾狀火山。這些火山通常成串分布,被稱為盾狀地帶。已被科學家在地圖上標出的盾狀地帶,超過550個,多數直徑在100~200公里之間。盾狀地帶分布廣泛,主要出現在低洼平原或低地的丘陵處。科學家發現,許多盾狀地帶已經被更新的熔巖平原覆蓋,因此他們推測,盾狀地帶的年齡非常古老,可能形成于火山活動初期。




金星大氣出現猛烈風暴 激起濃硫酸巨浪



金星的天空是橙黃色的。金星上也有雷電,曾經記錄到的最大一次閃電持續了15分鐘。金星的大氣層主要為二氧化碳 ,占約96%,以及氮氣3%。在高度 50至 70 公里的上空,懸浮著濃密的厚云,把大氣分割為上下兩層。云為濃硫酸液滴組成,其中還摻雜著硫粒子,所以呈現黃色。在氣候良好的地球上 ,應該很難想像在太陽系中竟然有這樣瘋狂的世界.金星的大氣壓強非常大,為地球的90倍,相當于地球海洋中1千米深度時的壓強。大量二氧化碳的存在使得溫室效應在金星上大規模地進行著。如果沒有這樣的溫室效應,溫度會比現在下降400°C。在近赤道的低地,金星的表面極限溫度可高達500°C。這使得金星的表面溫度甚至高于水星,雖然它離太陽的距離要比水星大的兩倍,并且得到的陽光只有水星的四分之一(高空的光照強度為2613.9 W/m2,表面為1071.1 W/m2)。盡管金星的自轉很慢(金星的“一天”比金星的“一年”還要長,赤道地帶的旋轉速度只有每小時6.5千米),但是由于熱慣性和濃密大氣的對流,晝夜溫差并不大。大氣上層的風只要4天就能繞金星一周來均勻的傳遞熱量。

金星濃厚的云層把大部分的陽光都反射回了太空,所以金星表面接受到的太陽光比較少,大部分的陽光都不能直接到達金星表面。金星熱輻射的反射率大約是60%,可見光的反射率就更大。所以說,雖然金星比地球離太陽的距離要近,它表面所得到的光照卻比地球少。如果沒有溫室效應的作用,金星表面的溫度就會和地球很接近。人們常常會想當然的認為金星的濃密云層能夠吸收更多的熱量,事實證明這是非常荒謬的。與此正相反,如果沒有這些云層,溫度會更高。大氣中二氧化碳的大量存在所造成的溫室效應才是吸收更多熱量的真正原因。

2004年金星凌日在云層頂端金星有著每小時350千米的大風,而在表面卻是風平浪靜,每小時不會超過數千米。然而,考慮到大氣的濃密程度,就算是非常緩慢的風也會具有巨大的力量來克服前進的阻力。金星的云層主要是有二氧化硫和硫酸組成,完全覆蓋整個金星表面。這讓地球上的觀測者難以透過這層屏障來觀測金星表面。這些云層頂端的溫度大約為-45°C。美國航空及太空總署給出的數據表明,金星表面的溫度是464°C。云層頂端的溫度是金星上最低的,而表面溫度卻從不低于400°C。




雷電星球


金星表面的溫度最高達447℃,是因為金星上強烈的溫室效應,溫室效應是指透射陽光的密閉空間由于與外界缺乏熱交換而形成的保溫效應。金星上的溫室效應強得令人瞠目結舌,原因在于金星的大氣密度是地球大氣的100倍,且大氣97%以上是“溫室氣體”——二氧化碳;同時,金星大氣中還有一層厚達20~30千米的由濃硫酸組成的濃云。二氧化碳和濃云只許太陽光通過,卻不讓熱量透過云層散發到宇宙空間。被封閉起來的太陽輻射使金星表面變得越來越熱。溫室效應使金星表面溫度高達465至485℃,且基本上沒有地區、季節、晝夜的差別。它還造成金星上的氣壓很高,約為地球的90倍。濃厚的金星云層使金星上的白晝朦朧不清,這里沒有我們熟悉的藍天、白云,天空是橙黃色的。 云層頂端有強風,大約每小時350千米,但表面風速卻很慢,每小時幾千米不到。十分有趣的是,金星上空會像地球上空一樣,出現閃電和雷暴。

金星接近地表的大氣時速較為緩慢 ,只有每小時數公里,但上層的時速卻可達每秒數百公里,金星自轉的速度如此的緩慢,243個地球日才轉一圈,但卻有如此快速轉動的上層大氣,至今仍是個令人不解的謎團 。

金星表面的云層呈現倒V型的形狀,這種云系統稱為帶狀風系統 。這種帶狀風的其實是太陽照射所造成的對流。

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