太陽系中的大鐵球

□ 肖睿錚 聞新

水星地質(zhì)結(jié)構(gòu)

水星的組織結(jié)構(gòu)

水星是太陽系中最靠近太陽的一顆行星，被太陽烤的很熱，所以它是一個(gè)大鐵球。水星表面有一層很薄的礦物質(zhì)殼。在殼下面是一層不太厚的巖石層，稱作幔。水星的幔很可能溫度非常高，以至于融化了部分巖石，但是科學(xué)家對(duì)此并不確定。

在幔下面，也即水星的中心，是一個(gè)巨大的鐵核。盡管地球比水星大很多，但水星的核心所占水星內(nèi)部的比例遠(yuǎn)高于地球的核心。一些科學(xué)家認(rèn)為水星核心部分的外部可能是由流動(dòng)的、熾熱的、融化的鐵元素組成。這種厚厚的、流動(dòng)的鐵元素也會(huì)導(dǎo)電，進(jìn)而就可以解釋水星為什么會(huì)有磁場(chǎng)。

水星磁場(chǎng)是如何發(fā)現(xiàn)的？

1974年3月“水手”10號(hào)飛越水星

1973年11月,美國航宇局發(fā)射了“水手”10號(hào)空間探測(cè)器，1974年3月到達(dá)水星附近，并以飛掠的方式檢測(cè)到了水星的磁場(chǎng)。

“水手”10號(hào)也是人類首個(gè)執(zhí)行“雙行星”探測(cè)任務(wù)的飛行器，它飛越了水星和金星。它三度從水星的同一地區(qū)上空飛過，探測(cè)到37%的水星表面，向地面發(fā)回了2500多張珍貴的照片，發(fā)現(xiàn)在水星表面有地球磁場(chǎng)的1%強(qiáng)度的固有磁場(chǎng)。

另外，最近人類從地球向水星發(fā)射電波，再觀測(cè)其返回的信號(hào)，發(fā)現(xiàn)水星的兩極可能也有水冰存在。

水星有大氣層嗎？

“水手”10號(hào)探測(cè)器發(fā)現(xiàn)水星像月球一樣，幾乎沒有空氣，僅僅有一層非常稀薄的大氣層。該大氣層是由氧氣(42%)、鈉蒸汽（29%）、氦氣（6%）、氫氣(22%)和鉀蒸汽（0.5%） 組成。該大氣層中雖然有氧氣，但不足以讓動(dòng)物呼吸。在水星上空，時(shí)不時(shí)的會(huì)形成較厚的空氣團(tuán)，但很快就消失了。

一些科學(xué)家認(rèn)為,在幾十億年前， 水星曾有過一個(gè)較濃密的大氣層。水星大氣層變稀薄的一個(gè)原因，可能是水星引力很弱，無法維持它早期的大氣層，使得大氣層中的化學(xué)物質(zhì)分散到太空中去。水星大氣層變稀薄的另一個(gè)原因可能是由于水星表面溫度太高，它不可能像它的兩個(gè)近鄰金星和地球那樣保留一層濃密大氣。

水星氣候

通過望遠(yuǎn)鏡看到的水星凌日

水星上的氣候因它極端的溫度而知名。水星距離太陽太近，因此到達(dá)水星的太陽光線的強(qiáng)度是到達(dá)地球的7倍。這使得白天（水星一部分面向太陽的時(shí)間）非常熱，水星面向太陽的那部分的溫度能夠達(dá)到450℃。

但水星晚上（水星的一部分背對(duì)著太陽的時(shí)間）卻非常冷，溫度能夠降到-170℃。晚上變得如此冷的原因是大氣層太稀薄，因此無法留住白天吸收的熱量，當(dāng)太陽落山時(shí)熱量就發(fā)散到太空中。

水星也是極其干燥的，沒有雨或雪。水星的天空中從來沒有過云。天空通常很晴朗，并像地球的夜晚一樣漆黑。水星表面的巖石吸收了大量的陽光，反射率只有8%，所以水星是太陽系中最暗的行星之一。無論是白天還是夜晚，水星的天空都是漆黑的。在水星漆黑的天空中可以看到明亮的金星和地球。

水星與地球

地球和水星的比較

水星的質(zhì)量遠(yuǎn)小于地球，引力比地球的三分之一稍大一點(diǎn)，假如你在地球上稱體重是100千克，那么你在水星上大概只有38千克。

右圖所示是地球和水星的比較，圖中棕色的是巖石幔，淡藍(lán)色的是液體金屬核，淡綠色是固體金屬核，中間棒代表磁場(chǎng)的強(qiáng)度。

水星的軌道

水星的一天等于水星的兩年（從日出再到日出，水星要圍繞太陽轉(zhuǎn)兩圈）

水星公轉(zhuǎn)速度為每秒48千米, 遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過太陽系的其他星球。水星的快速運(yùn)動(dòng)使它在羅馬神話中被稱為墨丘利,即快速飛行的信使神。

水星無四季變化,自轉(zhuǎn)速度非常緩慢，自轉(zhuǎn)周期是58.646日,由于水星公轉(zhuǎn)周期為88日,這導(dǎo)致了水星在某些方面不同尋常。相對(duì)于恒星，水星每自轉(zhuǎn)三圈的時(shí)間與它在軌道上繞行太陽兩圈的時(shí)間幾乎完全相等。從太陽看水星，參照它的自轉(zhuǎn)與軌道上的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，是每?jī)蓚€(gè)水星年才一個(gè)太陽日。因此，對(duì)一位在水星上的觀測(cè)者來說，一天相當(dāng)于兩年。

水星的軌道呈橢圓形，其軌道的近日點(diǎn)大約為4600萬千米，遠(yuǎn)日點(diǎn)大約為7000萬千米，水星與太陽之間的平均距離大約為5800萬千米。

水星表面是怎么樣的呢？

2008年1月14日“信使”號(hào)飛越卡洛里斯盆地上空時(shí)拍攝的照片

“水手”10號(hào)探測(cè)器拍攝到了大約五分之二的水星表面，這些照片顯示很多深坑散布于水星的平面地區(qū)。水星表面最大的隕石坑叫做卡洛里盆地，其覆蓋區(qū)域超過水星直徑的四分之一?？謇锱璧卮蠹s有1300千米寬，比地球上最大的坑還要寬幾百英里。

“水手”10號(hào)探測(cè)器拍攝的照片也顯示了水星上綿延的山群，也有很多懸崖。科學(xué)家認(rèn)為這些懸崖形成于幾十億年前。在那個(gè)時(shí)期水星可能非常寒冷，并且隨著它外部地殼的不斷壓縮和彎曲其形狀也改變了。

水星有很大的平原，可能是火山噴發(fā)造成的。科學(xué)家認(rèn)為大約30億年前，水星上的火山停止了爆發(fā)。大多數(shù)水星表面以下的活火山也停止了?？茖W(xué)家猜測(cè)從那段時(shí)期后水星表面經(jīng)歷了巨大改變。

下期預(yù)告：下期名為“太陽系中最小的行星”，將介紹水星的命名、水星兩極、水星的變化以及水星是否存在生命等問題。