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编者按：根据新视野号探测器传回的数据，科学家发现冥王星山脉的顶部存在着非常明亮的物质，其成分是凝结成霜状的甲烷。这个发现意味着冥王星上的山海拔越高温度也越高，与地球上机制相反，颠覆了科学家的认知，也改写了教科书。 宇宙印象｜头条独家 深度科普栏目第1709期 2015年7月14日，美国宇航局的“新视野”号航天器进入冥王星轨道，观测到一片雪山山脉。探测器在距离冥王星1.25万公里的距离上掠过，观测到冥王星大气层和表面环境。在冥王星黑暗的赤道以南地区，科学家将这里命名为克苏鲁雷吉奥地区，位于广阔的“心形”氮冰平原西南方向，有一个称之为史泼尼克平原（Sputnik Planitia）的地方，该平原被氮冰所覆盖。  图片解读：这是TERRE对地观测卫星拍摄到的地球山顶白雪皑皑  图片解读：这是冥王星的山顶，也有白雪皑皑的物质，成分为甲烷 为什么冥王星上都是氮冰呢，因为冥王星上的温度极低，只有零下238摄氏度，低于氮气的冰点，于是连氮气都变成了固体。在史泼尼克平原以西的位置，有一座明亮的山脉向北延伸到克苏鲁雷吉奥地区，在这座山脉的顶部，存在着非常明亮的物质，被新视野号探测器拍摄下来。根据光谱数据，明亮的物质并非水，而是高海拔时凝结成霜状的甲烷，这说明在冥王星赤道附近的克苏鲁雷吉奥地区的山上，分布着一些霜状的甲烷。 甲烷的来源比较好解释，因为冥王星大气中的甲烷虽然不多，但总有一些，问题在于为什么甲烷会在冥王星的山上变成固态？冥王星稀薄的大气层中，主要成分是氮气，还有微量的甲烷和一氧化碳，甲烷含量非常少。按理说，这里很难有霜状的甲烷出现，除非冥王星上的山以及其大气分层很特别。  图片解读：在地球上，温度每升高100米降低约1摄氏度。在冥王星上，海拔较高时温度是增加的，机制与地球上不一样 事实上也是如此，冥王星上的山海拔越高温度也越高，与地球上的山相反。在地球上，在对流层内海拔越高就越冷，这就是我们为什么会看到白雪皑皑的山顶。但是在冥王星上，存在一个温度反向调节的机制，这意味着它与地球的机制是相反的。从冥王星上的山从下往上走，走的越高，就会变暖，平均大气温度比其表面高几十摄氏度，于是我们就看到了温度升高所出现的霜状甲烷。  图片解读：冥王星表面遍布氮冰物质 在地球上，温度在一定海拔范围内随高度的增加而降低，每100米降低约1摄氏度。在冥王星上，海拔较高的地方，温度会升高。通过冥王星气候模型分析，研究人员发现冥王星上的甲烷更容易集中在山顶位置，只有在这里才有足够的甲烷形成雪。在半山的位置，没有足够的甲烷聚集，也就无法看到霜状的甲烷。因此，冥王星的山上要出现霜状的甲烷，需要两个要素，第一个是海拔越高，温度越高；第二个是刚好在这个高度上聚集了一定量的甲烷。冥王星上的这个反常现象颠覆了科学家的认知，也改写了教科书，在地球之外，山下到山顶的温度并非随着高度的增加而降低，也存在升高的现象。  图片解读：冥王星表面的氮冰 形成这个现象的原因在于冥王星没有像地球那样厚厚的大气，热量被大气中的甲烷吸收之后，由于太阳辐射的作用，冥王星在山顶高度温度会增加、变暖。这个现象在几千米高度的山上非常适用，而甲烷吸收热量的过程不会发生在冥王星表面有氮冰的地区，因为低海拔位置甲烷总量更少。科学家还发现，在冥王星气候模型中，冥王星的山脉受到下坡风的支配，地表附近的空气冷却之后浓度更大，呈现向下流动的趋势。这个机制适用于整个冥王星，且与地球相反。地球上的空气随着高度上升而冷却，最终像雪那样沉积在山顶。宇宙印象为今日头条独家，其他均为假冒，转载均为非法。 |
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