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在其他行星大气层上漂游有什么不一样?

 大科技杂志社 2020-11-02

在我们的太阳系中,除了我们的地球外,其他行星也都有大气层。其他行星上空的大气层与地球大不一样。人类早已经历过在地球大气层上翱翔的体验,那么在其他行星大气层上漂游又有什么不一样?

金星大气层很刺鼻

几年前,NASA科学家提出了一个在金星建造“漂浮城市”的计划,他们认为,金星比火星离地球更近,厚厚的大气层可以抵挡太阳辐射等是金星战胜火星成为人类下一个家园的巨大优势,因此未来人类很可能生活在漂浮于金星大气层的一个个“热气球”中。如果设想真的能实现,在这样的大气层中穿行是什么感觉呢?

金星的引力比地球略小一些,所以可以在大气层中悠闲的观光。在金星的上层大气中漂浮,你不需要穿戴厚重的宇航服,因为这里的气压与地球海平面上的气压非常接近,是人类熟悉的压强,温度也在可接受范围内,平均约为0℃~50℃。不过呼吸面具可能是一个必需品,不仅供氧,也可以清新空气。

金星大气中的96%都是二氧化碳,氧气含量比我们大气中的稀有气体还要少,更可怕的是每一朵飘过的云中都含有大量的硫酸,不仅让我们闻起来很不舒服,甚至还有毁容的危险。金星的大气也十分干燥,水分含量约为0.003%,这是因为金星距离太阳更近,水汽更容易被蒸发和分解。

在金星的云层中穿行时,你能看到许多闪光的粒子,这与地球很相似。这些粒子身上都带有电荷,它们挤挤挨挨、互相碰撞,经常会“摩擦走火”,所以时不时会有闪电产生,有时候能连续“闪”上15分钟。

上层大气不是很让人愉快,让我们往下看看。首先请穿上厚厚的防护服,因为越往下温度越高,压强越大,到了地表,温度将达到500℃,压强约为地球大气压的92倍。在金星浓密的云层和风速约350千米/小时的强风中艰难穿行了好久,你越来越失望,下层大气还远不如上层的,主要成分没什么变化不说,下层大气还更加干燥。一眼望过去,只能看到一片雾蒙蒙的黄色,这是硫酸云和硫离子反射出来的阳光。

穿过质量达到地球大气的90倍,厚度约250千米的金星大气层,最终你将踏上“燃烧”着的金星地表。

土星和木星上的风很大

土星和木星的大气层成分很接近,主要是氢气和氦气,其温度和风速也很接近,所以在这两个大气层中漂浮,也许你会有相似的体验。

首先,你开始穿过高而白的氨气云,有些地方看上去是淡黄色,那是含氨的固体小颗粒在反射阳光。你来不及看完云层全貌了,因为这两个星球的万有引力都比地球大,下降速度比地球更快。不过你也想快点离开这里,因为-150℃实在是太冷了。

走出云层后,仍有少量的阳光能透过氨气云,能见度就像地球上的阴天一样。你能看到一层棕色的硫氢化铵,它的气味闻起来很像臭鸡蛋,请赶快捂住鼻子,因为它有很大的毒性。

当你逃离开硫氢化铵时,阳光已经不能再透过来了,大部分地方看起来是一片黑色,不过土星和木星的大气活动很剧烈,黑暗中不时会闪过一道明亮的闪电。如果有可能,请你注意逃离身边的风暴眼——“大红斑”,即云层快速流动的地方,尤其是在土星。因为土星是太阳系中风速第二快的行星,风速约为1800千米/小时,而且土星的暴风已经持续刮了数十亿年了,一旦掉进风暴眼中,也许就再也没有出来的机会了。

随着高度的降低,温度越来越高了,当你穿过大气层的最后一层时,温度将与地球的室温相近,但是下方的氢气也越来越浓了,这将大大增加大气压力。木星的大气层约3000千米厚,土星大气层约1000千米厚,你将在黑暗的氢气中降落很长一段时间,最后一层大气中,温度能达到上千摄氏度,压强约等于一百多个地球大气压。

渐渐地,你感觉身体好像停止下落了,仿佛沉入了一片汪洋中,不再能感觉到气体的流动,这是一种“超临界流体态”的氢气,它不是完全液态的,也不是完全的气态。这里的温度能达到上万摄氏度,压强约为一亿个地球大气压,高温“点燃”了氢气,你能看到氢气发出红光、黄光和白光。在这里,人的密度和氢气的密度是相等的,因此如果还没被烫死和压死的话,你可以停留在这里。

天王星和海王星:最变幻无常的大气层

天王星和海王星的大气层也很相似,在这里漂浮将带给你另一种体验。

天王星的引力略小于地球,海王星的引力略大于地球,因此在这两个星球坠落的速度与在地球下降的速度很接近。80%的氢气、19%的氦气和微量的甲烷组成了天王星和海王星的高层大气,甲烷吸收了红光,并反射出蓝绿色,因此你能看到的第一种颜色是蓝绿色。在云朵间,你不时能看到一闪一闪的星光,这是水、氨和甲烷等形成的冰晶在反射阳光。这一层大气非常热,温度能达到500℃。

继续往下,你看到的是棕色的硫氢化铵、氨气和硫化氢组成的大气,同样地,你要尽快逃离这个“毒气室”。不过这里风景很好,一切都笼罩在一层淡淡的雾气中,这是甲烷被阳光分解产生的产物凝结在一起的结果,看起来很像传说中烟雾缭绕的蓬莱仙岛。天王星和海王星有我们至今还不了解的产热机制,所以它们大气层的温度变化跟其他星球都不一样,随着高度的降低,温度反而在下降,在这一层大气中,温度能从500℃逐渐降到-220℃,这是整个太阳系中最冷的一层大气。

离开了这一层很美却又毒又冷的大气,你将进入一层温度正常变化的大气,它的温度随着高度的下降而上升,范围在-210℃~50℃之间。不过虽然温度有所升高,风速也是大大增加了。在海王星中,这一层大气常年刮着太阳系中风速最高的大风,约为2100千米/小时,而地球上的12级台风,速度仅为118千米/小时。因此在这一层大气漂浮时,你要注意避开“大黑斑”,那里就刮着太阳系最大的风,不过这也许会很难,目前观测到的最大的“大黑斑”,差不多跟整个地球一样大!

如果你承受住了以上所有的考验,数百度的高温、约等于100个地球大气压的高压和一场持续5年的特大暴风等,那么最终将坠落到水、氨气、碳氢化合物等组成的“海洋”中,深度达一万千米、温度高达6650℃。在这个“海洋”中遨游的感觉,也许跟木星的氢气“海洋”很接近。

如果未来我们真的住在了“漂浮城市”中,你愿意来上一次大气层速降之旅吗?

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