太陽系中九大行星上是否都有大氣層，衛(wèi)星有的也可以告知。

【專家解說】：八大行星都有大氣層 水星: 人們推測水星的殼層與月球類似，并且都有過隕星轟擊歷史。水星上有極稀薄的大氣，大氣壓小于2×10百帕，大氣中含有氦、氫、氧、碳、氬、氖、氙等元素。由于大氣非常稀薄，水星的表面白天和夜晚的溫度相差很大。實際上，水星大氣中的氣體分子與水星表面相撞的頻密程度比它們之間互相相撞要高。出于這些原因，水星應被視為是沒有大氣的?！按髿狻敝饕裳?，鉀和鈉組成。 水星的大氣非常少，主要成份為氦(42%)、汽化鈉(42%)和氧(15%)，而且在白天氣溫非常高，平均地表溫度為179℃，最高為427℃，最低為零下173℃，因此水星上看來不可能存在水;但1991年科學家在水星的北極發(fā)現(xiàn)了一個不同尋常的亮點，造成這個亮點的可能是在地表或地下的冰。水星上真的有可能存在冰嗎?由于水星的軌道比較特殊，在它的北極，太陽始終只在地平線上徘徊。在一些隕石坑內(nèi)部，可能由于永遠見不到陽光而使溫度降至零下161℃以下。這樣低的溫度就有可能凝固從行星內(nèi)部釋放出來的氣體，或積存從太空來的冰。 組成水星大氣的原子不斷的被遺失到太空之中，由于鉀或鈉原子在一個水星日(一個水星日--在其近日點一日時間的一半)上大約有3小時的平均 “壽命”。散失的大氣不斷地被一些機制所替換，如被行星引力場俘獲的火山蒸汽，以及兩極的冰冠的除氣作用。 金星: 金星的天空是橙黃色的。金星上也有雷電，曾經(jīng)記錄到的最大一次閃電持續(xù)了15分鐘。 金星的大氣主要由二氧化碳組成，并含有少量的氮氣。金星的大氣壓強非常大，為地球的92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(guī)模地進行著。如果沒有這樣的溫室效應，溫度會比現(xiàn)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”比地球的“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，大部分陽光都不能直接到達金星表面。金星熱輻射反射率大約是60%，可見光反射率就更大。雖然金星比地球離太陽的距離要近，它表面所得光照卻比地球少。如果沒有溫室效應作用，金星表面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?；闹嚨?。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(shù)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(shù)據(jù)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。 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“保溫氣體”--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(fā)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(qū)、季節(jié)、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(xiàn)閃電和雷暴。 金星的大氣壓力為90個標準大氣壓(相當于地球海洋深1千米處的壓力)，大氣大多由二氧化碳組成，也有幾層由硫酸組成的厚數(shù)千米的云層。這些云層擋住了我們對金星表面的觀察，使得它看來非常模糊。這稠密的大氣也產(chǎn)生了溫室效應，使金星表面溫度高達400度，超過了740開(足以使鉛條熔化)。金星表面自然比水星表面熱，雖然金星比水星離太陽要遠兩倍。 金星大氣層主要為二氧化碳，占約96%，以及氮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(xiàn)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。 金星接近地表大氣時速較為緩慢，只有每小時數(shù)公里，但上層時速卻可達數(shù)百公里，金星自轉速度如此的緩慢，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。 在照片中我們可以觀察到金星表面的云層呈現(xiàn)倒V型的形狀，這種云系統(tǒng)稱為帶狀風系統(tǒng)。這種帶狀風的其實是太陽照射所造成的對流。 地球: 地球是上百萬種生物的家園，包括人類。地球是目前人類所知宇宙中唯一存在生命的天體。地球誕生于45.4億年前，而生命誕生于地球誕生后的10億年內(nèi)。從那以后，地球的生物圈改變了大氣層和其他環(huán)境，使得需要氧氣的生物得以誕生，也使得臭氧層形成。臭氧層與地球的磁場一起阻擋了來自宇宙的有害射線，保護了陸地上的生物。地球的物理特性，和它的地質(zhì)歷史和軌道，使得地球上的生命能周期性地持續(xù)。地球預計將在15億年內(nèi)繼續(xù)擁有生命，直到太陽不斷增加的亮度滅絕地球上的生物圈。 火星: 火星的大氣密度只有地球的大約1%，非常干燥，溫度低，表面平均溫度零下55℃，水和二氧化碳易凍結。在火星的早期，它與地球十分相似。像地球一樣，火星上幾乎所有的二氧化碳都被轉化為含碳的巖石。但由于缺少地球的板塊運動，火星無法使二氧化碳再次循環(huán)到它的大氣中，從而無法產(chǎn)生意義重大的溫室效應。因此，即使把它拉到與地球距太陽同等距離的位置，火星表面的溫度仍比地球上的冷得多。 火星的那層薄薄的大氣主要是由余留下的二氧化碳(95.3%)加上氮氣(2.7%)、氬氣(1.6%)和微量的氧氣(0.15%)和水汽(0.03%)組成的?；鹦潜砻娴钠骄髿鈮簭妰H為大約7毫巴(比地球上的1%還小)，但它隨著高度的變化而變化，在盆地的最深處可高達9毫巴，而在奧林匹斯山脈的頂端卻只有1毫巴。但是它也足以支持偶爾整月席卷整顆行星的颶風和大風暴?；鹦悄菍颖”〉拇髿鈱与m然也能制造溫室效應，但那些僅能提高其表面5℃的溫度，比我們所知道的金星和地球的少得多。 火星的兩極永久地被固態(tài)二氧化碳(干冰)覆蓋著。這個冰罩的結構是層疊式的，它是由冰層與變化著的二氧化碳層輪流疊加而成。在北部的夏天，二氧化碳完全升華，留下剩余的冰水層。由于南部的二氧化碳從沒有完全消失過，所以我們無法知道在南部的冰層下是否也存在著冰水層(左圖)。這種現(xiàn)象的原因還不知道，但或許是由于火星赤道面與其運行軌道之間的夾角的長期變化引起氣候的變化造成的?；蛟S在火星表面下較深處也有水存在。這種因季節(jié)變化而產(chǎn)生的兩極覆蓋層的變化使火星的氣壓改變了25%左右。(由海盜號測量出)。但是最近通過哈勃望遠鏡的觀察卻表明海盜號當時勘測時的環(huán)境并非是典型的情況。火星的大氣現(xiàn)在似乎比海盜號勘測出的更冷、更干。 木星: 木星有一層厚而濃密的大氣層，大氣的主要成分是氫，占80%以上，其次是氦，約占18%，其余還有甲烷、氨、碳、氧和水汽等，總含量不足1%。由于木星有較強的內(nèi)部能源，致使其赤道與兩極溫差不大，不超過3℃，因此木星上南北風很小，主要是東西風，最大風速達130~150米/秒。木星大氣中充滿了稠密活躍的云系。各種顏色的云層像波浪一樣在激烈翻騰著。在木星大氣中還觀測到有閃電和雷暴。由于木星的快速自轉，因此能在它的大氣中觀測到與赤道平行的、明暗交替的帶紋，其中的亮帶是向上運動的區(qū)域，暗紋則是較低和較暗的云。 木星的大紅斑位于南緯23°處，東西長4萬公里，南北寬1.3萬公里。探測器發(fā)現(xiàn)，大紅斑是一團激烈上升的氣流，呈深褐色。這個彩色的氣旋以逆時針方向轉動。在大紅斑中心部分有個小顆粒，是大紅斑的核，其大小約幾百公里。這個核在周圍的反時針漩渦運動中維持不動。大紅斑的壽命很長，可維持幾百年或更長久。 由于木星離太陽平均距離為7.78億公里，因此木星的表面溫度比地球表面溫度低得多。從木星接受太陽輻射計算，其表面有效溫度值為-168℃，而地球觀測值為-139℃，“先驅(qū)者11號”宇宙飛船的探測值為-148℃，仍比計算值高，這也說明木星有內(nèi)部熱源。 “先驅(qū)者號”探測器對木星考察的結果表明，木星沒有固體表面，木星是一個流體行星。主要是氫和氦。木星的內(nèi)部分為木星核和木星幔兩層，木星核位于木星中心，主要由鐵和硅構成，是固體核，溫度達3萬K。木星幔位于木星核外，以氫為主要元素組成的厚層，其厚度約為7萬公里。木幔外就是木星大氣，再向外延伸1000公里，就到云頂。 土星: 土星大氣以氫、氦為主，并含有甲烷和其他氣體，大氣中飄浮著由稠密的氨晶體組成的云。從望遠鏡中看去，這些云像木星的云一樣形成相互平行的條紋，但不如木星云帶那樣鮮艷，只是比木星云帶規(guī)則得多。土星云帶以金黃色為主，其余是橘黃色、淡黃色等。土星的表面同木星一樣，也是流體的。它赤道附近的氣流與自轉方向相同，速度可達每秒500米，比木星上的風力要大得多。 天王星: 雖然在天王星的內(nèi)部沒有明確的固體表面，天王星最外面的氣體包殼，也就是被稱為大氣層的部分，卻很容易以遙傳感量。遙傳感量的能力可以從1帕之處為起點向下深入至300公里，相當于100帕的大氣壓力和320K的溫度。稀薄的暈從大氣壓力1帕的表面向外延伸擴展至半徑兩倍之處，天王星的大氣層可以分為三層:對流層，從高度?300至50 公里，大氣壓100帕至0.1帕;平流層(同溫層)，高度50至4000 公里，大氣壓力0.1帕至10–10 帕;和增溫層/暈，從4000 公里向上延伸至距離表面50,000公里處。沒有中氣層(散逸層)。 海王星: 在高海拔處，海王星的大氣層80%是氫和19%是氦，也存在著微量的甲烷。主要的吸收帶出現(xiàn)在600納米以上波長的紅色和紅外線的光譜位置。與天王星比較，它的吸收是大氣層的甲烷部分，使海王星呈現(xiàn)藍色的色調(diào)， 雖然海王星活潑的淡青色不同于天王星柔和的青色，由于海王星大氣中的甲烷含量類似于天王星，一些未知的大氣成分被認為有助于海王星的顏色。 海王星的大氣層可以細分為兩個主要的區(qū)域:低層的對流層，該處的溫度隨高度降低;和平流層，該處的溫度隨著高度增加。兩層之間的邊界，對流層出現(xiàn)在氣壓為0.1帕 (100kPa)處。平流層在氣壓低于10至 10微帕 (1-10Pa) 處成為熱成層，熱成層逐漸過渡為散逸層。 模型表明海王星對流層的云帶取決于不同海拔高度的成分。高海拔的云出現(xiàn)在氣壓低于1帕之處，該處的溫度使甲烷可以凝結。壓力在1帕至5帕 (100kPa至500kPa)，被認為氨和硫化氫的云可以形成。壓力在5帕以上，云可能包含氨、硫化氨、硫化氫和水。更深處的水冰云可以在壓力大約為50帕 (5MPa)處被發(fā)現(xiàn)，該處的溫度達到0 °C。在下面，可能會發(fā)現(xiàn)氨和硫化氫的云。 海王星高層的云會曾經(jīng)被觀察到在低層云的頂部形成陰影，高層的云也會在相同的緯度上環(huán)繞著行星運轉。這些環(huán)帶的寬度大約在50公里至150公里，并且在低層云頂之上50公里至110公里。 海王星的光譜建議平流層的低層是朦朧的，這是因為紫外線造成甲烷光解的產(chǎn)物，例如乙烷和乙炔，凝結。平流 層也是微量的一氧化硫和氰化氫的來源。海王星的平流層因為碳氫化合物的濃度較高，也比天王星的溫暖。 這顆行星的熱成層有著大約750K的異常高溫，其原因至今還不清楚。要從太陽來的紫外線輻射獲得熱量，對這顆行星來說與太陽的距離是太遙遠了。一個候選的加熱機制是行星的磁場與離子的交互作用;另一個候選者是來自內(nèi)部的重力波在大氣層中的消耗。熱成層包含可以察覺到的二氧化碳和水，其來源可能來自外部，例如流星體和塵埃。 冥王星: 有關冥王星的大氣層的情況知道得還很少，但可能主要由氮和少量的一氧化碳及甲烷組成。大氣極其稀薄，地面壓強只有少量微帕。冥王星的大氣層可能只有在冥王星靠近近日點時才是氣體;在其余的冥王星的年份中，大氣層的氣體凝結成固體?？拷拯c時一部分的大氣可能散逸到宇宙中去，甚至可能被吸引到冥衛(wèi)一上去。冥王星特快任務的計劃人想在大氣滑凝固時到達冥王星。 土衛(wèi)六: 土衛(wèi)六是已知擁有真正大氣層的衛(wèi)星，其他的衛(wèi)星最多只是擁有示蹤氣體.。大氣的存在是1944年首先被杰勒德·柯伊伯(P. Kuiper)使用光譜望遠鏡發(fā)現(xiàn)的，他發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)六大氣的甲烷局部壓力達到100毫巴。后來，旅行者太空船的觀測也證實土衛(wèi)六上擁有大氣，事實上，土衛(wèi)六的大氣壓比地球還要大一點，星球表面的圧力是地球的1.5倍。土衛(wèi)六表面濃密的云層遮蓋住了它的表面地貌。人們一般認為土衛(wèi)六表面是固態(tài)或液體乙烷。從地球的雷達測量發(fā)現(xiàn)那里沒有大范圍的乙烷海洋，但是仍然有可能存在小的乙烷湖。后來，科學家對卡西尼太空船發(fā)回的照片進行研究，認為土衛(wèi)六 上或許根本不存在液態(tài)甲烷海洋。研究人員曾通過地面望遠鏡對土衛(wèi)六進行觀測，他們當時認為，種種跡象顯示這一土星衛(wèi)星上可能存在液態(tài)海洋。但是，科學家們對得出的結論仍有疑惑之處，因為以前的觀測顯示土衛(wèi)六表面確有著閃爍的液體反光，尤其是幾年前通過大型無線電望遠鏡觀測的結果更證明極有可能存在液體海洋。 土衛(wèi)六大氣的94%是氮氣--太陽系中唯一除了地球外的富氮天體 --那里還有大量不同種類的碳氫化合物殘余(包括甲烷、乙烷、丁二炔、甲基乙炔、丙炔腈、乙炔、丙烷，以及二氧化碳、氰、氰化氫和氦氣。這些碳氫化合物被認為來自于土衛(wèi)六上層大氣中的甲烷。當甲烷因為太陽輻射而發(fā)生反應就會產(chǎn)生濃密的桔紅色煙云。土衛(wèi)六表面那像是被涂上了一層柏油的有機物沉淀叫做tholin。土衛(wèi)六沒有磁場保護,所以當它有時運行在土星的磁氣層外時，便直接暴露在太陽風之下。這導致大氣電離并在大氣上層釋放出一些分子。 在接近表面時，土衛(wèi)六的溫度大約是94K。水冰在這種溫度下會升華，所以大氣中會有少量的水蒸氣存在.土衛(wèi)六表面除了覆蓋全球的迷霧之外也有各種不同的云。云可能是由甲烷，乙烷或簡單的有機物組成。其他稀有的復雜化學物質(zhì)是土衛(wèi)六在太空外觀呈現(xiàn)橙色的原因。 2004年11月卡西尼號飛越過土衛(wèi)六照片中明亮多云的南極,但并未發(fā)現(xiàn)期望的甲烷存在.這令科學家們困惑,対云成分的相關研究仍然在進行中,人們過去關于土衛(wèi)六大氣的知識可能需要重新書寫。 2004年卡西尼號觀測大氣的結果發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)六大氣“超級旋轉”，就像金星那樣，其大氣要比表面旋轉快很多。 據(jù)美國科學日報報道，近期，西班牙格拉那達大學和瓦倫里亞大學的物理學家們通過分析“惠更斯”探測器對土衛(wèi)六的特殊觀測數(shù)據(jù)，明確地證實土衛(wèi)六大氣層中存在著雷電風暴等自然電活躍性活動。科學團體認為有機分子、早期生命形式可能形成于行星或衛(wèi)星具有雷電風暴的高層大氣層中。 自從1908年，西班牙天文學家喬西·科馬斯·蘇拉發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)六具有大氣層以來，在其他衛(wèi)星上未曾發(fā)現(xiàn)過大氣層的存在。他解釋說，“在土衛(wèi)六上形成著具有傳遞運動的大氣云層，因此靜態(tài)電場和暴風雨狀況可以形成。依據(jù)俄羅斯生物化學家亞歷山大·奧帕金的理論和斯坦利·米勒的實驗，土衛(wèi)六具有雷電風暴活動性的大氣層可能形成有機物質(zhì)和早期生命形式，該條件下通過釋放電量可從無機混合物中綜合形成有機化合物