相关文章  
  • 49年前人类跨入了宇航时代
  • 10月天文预告
  • 木星合月景观本月27日晚上演
  • 9月22日的日食观测回忆
  • 九月天文日历
  • 聋哑人探魔星的故事
  • 新视野号飞船启程探访冥王星和柯伊伯带
  • 天王星上出现罕见日全食
  • 天文爱好者请注意观测新彗星
  • 太阳为什么变温和了?
  •   推荐  
      科普之友首页   专利     科普      动物      植物    天文   考古   前沿科技
     您现在的位置在:  首页>>天文 >>天文天象

    金星快车环视金星探秘



      原先曾推想金星有类似地球的生机环境和海洋。但可以穿过云层的雷达波探测表明,金星全球表面都是干燥而酷热的荒芜世界。1992~1994年,麦哲伦号轨道器的雷达扫描了98%金星表面,分辨达120~300米。金星表面的雷达图像上,显示有火山地貌、构造地貌、陨击坑、山脉、高地、谷、脊等多种特征。但是,金星地形跟地球有很大差别,也跟水星和月球大不一样。除了少数高地区域,金星表面的高程差很小,仅2~3公里。金星60%表面高程差不超过500米,仅5%表面高出2公里以上;金星地形可按高低划分为高地(占8%)、低地(27%)和起伏平原(占65%).金星的南、北半球差别显著:北半球主要是多山脉的高地:南半球主要是平原。跟有古老而严重陨击的月球和水星不同,金星整个表面似乎都很年轻,陨击坑稀少,而火山地貌占主导,几乎90%的表面是新近固结的玄武岩浆,平均年龄可能不超过5亿年。金星上到处有熔岩流和各种火山,断裂和断层交割景观,但没有地球的板块构造特征,也没有海洋和河流。


      金星表面景观

      金星上最大的高地是北半球的伊什塔高原(1shtar Terra),比喜马拉雅高原的面积还大。它有三个山脉:东部麦克斯韦山脉是金星之巅,高达12公里;北部山脉高约3公里;西部山脉高约2公里。

      其次是赤道南一些的阿夫罗迪特高原(Aphrodite Terra),面积相当于南美洲,地形崎岖,西部山脉区高达5.5公里,中部复杂山脉低些,东部是弯曲山带高达5.7公里,有很宽的鞍状复杂脊系。其东端有两个(Diana,Dali)峡谷。

      在这些高原之间是很多宽广的低地,最辽阔的是阿塔兰大平原(Atalanta Plantia),大约有墨西哥湾那么大,平均低于1.4公里。这些低地可能是火山平原。平原上有弯曲‘河床’---不是水流的、而是熔岩流的谷。特别是太阳系行星上最长的巴尔提斯(Baltis)谷,长度达6800公里。

      金星上约有1100个火山构造。小而圆形的盾形火山有峰顶火山口,外有熔岩流,成群地分布在全球。中等的(20~100公里)火山构造有些是盾形火山;也有外貌似‘烤饼’的平顶、盾穹陡的火山穹,平均直径25公里,最大高度750米,熔岩可能是较粘性的。撒帕斯(Sapas)火山是典型的大盾形火山,基底400公里,高1.5公里,山顶有坍塌的破火山口,熔岩流延展几百公里。西弗(Sif)盾形火山是最近还活动的,其直径为200公里,高2公里,有系列的亮、暗熔岩流,较宽的最亮熔岩流是最近活动流出的,它们叠在较老的(因而暗的)熔岩流上面。赛娅(Theia)盾形火山底部直径820公里,顶部火山口60×90公里,它是太阳系最大的火山,其周围延展500公里的粗纹可能是熔岩流或径向断裂。

      冕(Coronae)”是特殊型(大而平的环状)火山构造,直径170~1000公里,火山反复涌出的中央区周围有大的同心断裂脊和谷系,还有放射状断裂交割,外有熔岩流包围,它们似乎是大的岩浆室上面的坍塌穹。

      金星上随机散布着约1000个年轻陨击坑。小陨落体在浓密的金星大气中烧蚀尽或大为减速,仅大的才产生陨击坑。实际上,金星的陨击坑都大于3公里,多数有偏西向暗边缘,这是由于金星逆向自转而使得烧蚀物随浓密大气偏向。小于30公里的陨击坑常常是形状不规则或多坑群,说明陨落体通过浓密大气中发生了破碎,落下的碎块产生陨击坑群。陨击坑几乎都有锐的边缘,周围的溅射沉积未受扰动,似乎都是新近形成的,而剥蚀缓慢(因为表面风速小,又无水)。典型的奥尔里亚(Aurelia)坑的直径为32公里,有环形边缘、阶梯壁和中央峰,周围溅射物粗糙(雷达图上是亮的)且不对称形状(标示陨落方向)。简恩(Jeanne)坑的直径为19.5公里,也有不对称溅射物和亮流。艾笛瓦(Adivar)坑直径30公里,有趣的是金星50公里高空大气的高速风(大于150公里/小时)把溅射物吹到很远才沉落。麦克斯韦山脉有直径约100公里、深2.5公里的克列奥帕特拉多环陨击坑(Cleopatra Patera)。金星的老陨击坑已被火山活动覆盖掉了。

      镶嵌地块(Tessera)是貌似镶嵌地板的很特殊挤压地貌,大多是平原中一些小‘岛’(几十公里),是保存的最老单元,‘记录’火山喷发前发生的复杂变形。在镶嵌地块内,有不同方向的平行脊、断裂、地堑交叉,伴有少量火山活动。大的镶嵌地块高地有陡且高于内部的侧边缘。

      尽管金星表面酷热和高气压的不利条件,仍有几个登陆器成功地考察了金星表面。金星8号降落于起伏高地上,表面成分类似于花岗岩。金星9号落在斜坡上,附近是一堆角石,大小约70厘米,厚度不到20厘米,大多岩石边缘很锐,岩石之间的表面很暗,可能是细粒的。金星10号落在离9号2250公里的平原,这里的暗细粒中有零星的露头亮岩层,这跟雷达图像推测的火山(玄武)岩一致。

      金星13和14号落在起伏高地,岩石略带棕色,其成分是玄武岩。这些情况表明,金星表面各处的岩石不同,而且由伽玛射线测得的放射元素铀、钍、钾含量不同。


      “金星快车”初见金星端倪

      虽然先后有20多个飞船探测过金星,得到一些宝贵资料,但金星仍有很多未解之谜,需要再派飞船进行新的探测。欧洲空间局的“金星快车” 探测器于2005年11月9日在哈萨克斯坦的拜科努尔航天发射场用俄罗斯“联盟”号运载火箭发射升空。历经152天的航行,它于2006年4月11日进入环绕金星的轨道,轨道调整后,5月7日进入在高度250~66000公里的椭圆形绕金星两极的最后轨道,运行2个金星自转周期(=4个多金星昼夜=486个地球日)或再增加同样时间,它携带七种科学仪器,探测金星大气和表面的一些谜,诸如是否有活火山活动、金星大气的成分、结构、运动跟高度的关系、大气与表面的关系以及金星的空间环境等,其结果有助于探讨地球的环境和演化。

      (a)2006年4月12日,“金星快车”刚进入环绕金星的轨道,离金星20.6万公里时,在空间史上首次近距距拍摄到清晰的金星多彩像。不同波长来自不同的大气高度,紫外显示高层反射太阳辐射的特征,而“红外窗口”观测大气最深处(高度60公里的浓密云)来的热辐射。惊奇地发现其南极大气有巨大的双眼涡旋,类似于地球北极的云结构。涡旋结构周围的冷空气圈(Collar of cold air)可能是由于冷空气下沉的再循环。高风西向绕金星自转,4个地球日金星转一圈,结合热空气自然再循环,可以产生极区涡旋结构。问题是:为什么金星显示结构复杂的双涡旋?现在还不清楚。

      (b)2006年4月12~19日,VIRTIS拍摄的金星南极区昼(左,紫外波长380纳米/夜(右,红外波长1.7微米)半球合成像。各像拍摄时间和离金星的距离是:上左-4月12日、21万公里;上中-4月13 日、28万公;上右-4月14日、31.5万公里;:下左-4月16日、31.5万公里;下中-4月17 日、27万公;下右-4月19日、19万公里。
     
      (c)2006年4月12~19日(跟C同时)、VIRTIS用波长5微米摄南极区的系列合成(伪彩)像。可看出双眼涡旋的转动和形状变化、昼夜界线的转动,也可看到涡旋结构周围的冷空气圈(暗蓝)。

      当“金星快车”拍摄更高的大气层时,科学家震惊了!过去只知道金星云盖(cloud deck)约20公里厚,外延到62公里高度。第一次金星掩恒星观测显示黑夜一侧云盖实际上以完全不透明雾霾形式外延到90公里高度,然后,更透明的雾霾延续到105公里高度。

      在2006年4月19日,离金星表面19万公里时,VIRTIS拍摄的金星紫外像显示复杂的大气和云顶特征。暗纹结构表明示,几乎吸收一半的入射太阳辐射,而且仅在紫外有很强的吸收,产生这些吸收的神秘物质仍是未知之谜。

      金星大气化学成分主要是CO2,在高层被太阳光离解为CO+O。“金星快车”探测了从金星大气逃逸的氧离子和射来的太阳风粒子。  

      到2006年8月8日,已发布到39号“金星快车”按计划正常工作的报告,将会公布更多的金星新颖图像和资料,让我们拭目以待吧!

      此外,美国的水星轨道器(MESSENGER)计划在2006年10月24日和2007年6月5日两次飞越金星,探测金星来检验仪器。日本计划在2008年发射金星轨道器Planet-C,2009年到达金星,研究金星的大气(尤其是高层大气的快速自转),测量大气温度,寻找火山活动和闪电的证据。

     表:金星与地球的对比 
     

          参  量  

    金  星  

    地  球 

    轨道半径 (亿公里)  

    1.082 

    1.496 

    轨道偏心率  

    0.007  

    0.017 

    轨道面倾角 (°) 

    3.39 

    0.00 

    直径 (公里) 

    12 103.6 

    12 756.3 

    质量 (千克) 

    4.869 x 1024 

    5.974 x 1024  

    密度 (千克/米3) 

    5.24 

    5.52 

    1昼夜 

    2802小时 

    24小时 

    1 年 

    224.7 (地球)日

    365.25 日 

    大气 

    CO2占96.5%
    N2占3.5% 

    N2占77%
    O2占21% 

    表面气压(巴) 

    92 

    逃逸速度(公里/秒) 

    10.36 

    11.19 

    表面重力 (米/秒2) 

    8.87 

    9.80 

    自转轴对轨道面倾角 (°) 

    177.36 

    23.5  


    < 1 >   < 2

         

          设为首页       |       加入收藏       |       广告服务       |       友情链接       |       版权申明      

    Copyriht 2007 - 2008 ©  科普之友 All right reserved