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《温室效应与类地行星大气、水的演化》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、http://www.paper.edu.cn温室效应与类地行星大气、水的演化孙捷瑞典隆德大学固体物理系，隆德（22100）大连理工大学物理系，大连（116023）E-mail（albertjefferson@sohu.com）摘要：本文从太阳系的诞生与演化讲起，阐述了温室效应在地球、火星、金星大气、水的演化过程中的作用。本文还提出了火星壳结构和早期水循环的崭新理论。通过对三颗行星的分析，希望对从事温室效应、气候变化研究的工作者有所参考。关键词：温室效应，地球，火星，金星，大气、水的演化中图分类号：P41.引
2、言关于火星生命的猜测已持续了两个世纪。许多关于火星人、火星运河的科幻小说曾广为流行。人类对火星的真正探测始于1976年水手号在火星的着陆。火星距地球最近时仅56,000,000公里，是与地球最相似的行星。二者自转周期、黄赤交角均极相近。但它的气压仅为0.006-0.008atm，主要为二氧化碳，十分干燥，大气中全部水量还不及北美五大湖的一个多。如此稀薄的大气只能维持极弱的温室效应，表面温度最高293K，最低可达133K。但水手号发现的古河道和古湖泊却说明，火星历史上曾有过一段风和日丽、江河奔腾的时期。这引起了
3、人们对火星气候演化的兴趣。另一颗与地球相似的行星是金星。由于浓厚大气的笼罩，直到目前人们对它依然了解甚少。它表面温度近750K，但科学家猜测它也曾有液态水流淌。水的消失与温室效应有很大关系。目前，地球上的气候变化日益引起人们的重视。包括近年来我国的洪水、赤潮、沙尘暴在内的一系列自然灾害，无不与生态破坏与环境污染有关，而其中之一就是温室效应。本文拟通过对三颗行星的分析，探讨温室效应对行星气候演化的作用。值得提出的是，引人关注的厄尔尼诺现象与温室效应并无直接关系，不能将二者混为一谈。本文还将简要讨论地壳的板块构造
4、及其在气候演化中的作用，并进一步提出关于火星壳结构和其早期水循环的崭新的理论模型，这涉及到太阳系早期历史，因此我们将从太阳系的诞生与演化谈起。2.太阳系的诞生与演化2.1太阳系（SolarSystem）大行星分为类地行星（TerrestrialPlanets）与类木行星（JovianPlanets）太阳系九大行星（最近许多科学家认为冥王星不能算大行星）中，水星（Mercury）、金星（Venus）、地球（Earth）、火星（Mars）称为类地行星，木星（Jupiter）、土星（Saturn）、天王星（Uran
5、us）、海王星（Neptune）称为类木行星。这样划分的根据主要在于它们的结构与化学组成。类地行星主要由重元素构成，例如铁、锰、硫、硅等。类木行星则富含氢、氦等轻元素。一般说来，类地行星由于距太阳较近，温度较高，原子运动速度快，加上行星引力小，氢、氦等轻元素很容易逃逸到太空。类木行星则温度较低且引力大，容易保留住大量轻元素。大行星的一些参数可见表1。-1-http://www.paper.edu.cn[1]表1太阳系大行星的一些参数行星距日平均距离公转周期公转轨道与地球轨道交角赤道直径质量平均密度AU年度千米
6、千克千克/立方米23水星0.390.247.04,8783.30×105,43024金星0.720.623.412,1004.87×105,25024地球1.001.000.012,7565.98×105,52023火星1.521.881.86,7866.42×103,95027木星5.2011.861.3142,9841.90×101,33026土星9.5429.462.5120,5365.69×1069025天王星19.1984.010.851,1188.68×101,29026海王星30.06164.8
7、1.849,5281.02×101,64022冥王星39.53248.517.12,3001.29×102,0302.2太阳星云（SolarNebula）从对银河系其他恒星起源的观察中，科学家提出，太阳系由叫太阳星云的一团气体、尘埃演化而来。据估计，太阳星云温度很低，大概50K以下，星云最大线度可达100天文单[1]位以上（冥王星距日平均距离为39.53天文单位），质量为太阳的2-3倍。太阳星云的物质在引力作用下向中心凝聚，并由于某种扰动开始绕中心低速旋转。渐渐地中心压力、温度升高，形成原始太阳（Protos
8、un）。这一过程中，引力势能转化为动能，并进一步变为热能使星云收缩，温度攀升，称为亥姆霍兹凝聚（HelmholtzContraction）。由于整个太阳系的角动量守恒，所以旋转越来越快，使整个星云变成中间厚、四周薄的飞碟形。力学计算表明，这种旋转可使任何形状不规则的星云最终演变为碟形。而且，有人观察到了宇宙中这种碟形星云的存在，为这种理论提供了直接的证据。最后，原始太阳的温度达到2,000K，周围部
