我們(men) 來看看科學家們(men) 是怎麽(me) 說水星的直至構造的。
地質構造
水星是太陽係中密度第二高的行星,僅(jin) 次於(yu) 地球。據此,科學家們(men) 估計水星內(nei) 部必定存在一個(ge) 超大的內(nei) 核,其內(nei) 核質量甚至可以占到其總質量的2/3,而相比之下,地球的內(nei) 核區質量隻占地球總質量的1/3。美國華盛頓卡內(nei) 基研究院地磁學係主任,美國信使號水星探測器項目首席科學家西恩·所羅門(Sean Solomon)教授表示:科學界的觀點是認為(wei) 在太陽係早期的狂暴撞擊時代,水星曾遭遇嚴(yan) 重撞擊,導致其失去了密度較低的一部分外殼,因此留下了密度相對較大的部分。而此次信使號探測器的任務中有一項便是通過對水星進行全地表化學成分分析來檢驗這個(ge) 理論。
水星含鐵的百分率超過任何其他已知的星係行星。這裏有數個(ge) 的理論被提出來說明水星的高金屬性。
一個(ge) 理論說本來水星有一個(ge) 和普通球粒狀隕石相似的金屬—矽酸鹽比率。那時它的質量是我們(men) 觀測到質量的大約2.25倍,但在早期太陽係的曆史中的某個(ge) 時間,一個(ge) 星子/微星體(ti) 撞掉了水星的1/6。影響是水星的地殼 和地幔失去了。類似的另外一個(ge) 理論是一個(ge) 用來解釋地球月亮的形成的,參見巨物影響理論。
另一種說,水星可能在所謂太陽星雲(yun) 早期的造型階段,在太陽爆發出它的能量之前已經穩定。在這個(ge) 理論中水星那時大約質量是我們(men) 觀測到的兩(liang) 倍;但因為(wei) 原恒星收縮,水星的溫度到達了大約2500-3500K之間;甚至高達10000K。許多的水星表麵的岩石在這種溫度下蒸發,形成"岩石蒸汽",隨後,"岩石蒸汽" 被星際風暴帶走第三個(ge) 理論,類似第二個(ge) ,認為(wei) 水星的外殼層是被太陽風長期侵蝕掉了的,水星外貌如月,內(nei) 部卻很像地球,也分為(wei) 殼、幔、核三層。水星的半徑為(wei) 2439公裏,是地球半徑的38.2%,18個(ge) 水星合並起來才抵得上一個(ge) 地球的大小。質量為(wei) 3.33×10²⁶克,為(wei) 地球質量的5.58%,平均密度為(wei) 5.433克/cm³,略低於(yu) 地球的平均密度。在八大行星中,除地球外,水星的密度最大由此天文學家推測水星的外殼是由矽酸鹽構成的,其中心有個(ge) 比月球大得多的鐵質內(nei) 核。這個(ge) 核球的主要成分是鐵、鎳和矽酸鹽根據這樣的結構,水星應含鐵兩(liang) 萬(wan) 億(yi) 億(yi) 噸,按世界鋼的年產(chan) 量(約8億(yi) 噸)計算,可以開采2400億(yi) 年。
地殼厚度100-300km
結皮厚度600km
核心半徑約1800km
這個(ge) 行星有一個(ge) 相對大的(即使是與(yu) 地球相比)的鐵質核;水星由大約70% 的金屬和30% 的矽酸鹽組成,以致密度較高。平均密度是5430kg/m³;略微地小於(yu) 地球密度,卻比金星大。地球高密度產(chan) 生的原因是地球的質量壓縮了地球的體(ti) 積。水星的質量隻有地球的5.5%——鐵核占據了 42% 的行星容積(地核隻占17% )核的周圍是600km 厚的行星幔。水星的總重量約為(wei) 30 000兆公噸。
拓展
美國麻省理工學院行星科學家馬裏亞(ya) -祖貝爾(Maria Zuber)說:“水星現今仍處於(yu) 活躍狀態不是不可能的,我研究發現這種現象是極有可能存在的。”拉赫曼尼諾夫盆地是水星最年輕的碰撞盆地之一,形成時間僅(jin) 有10億(yi) 年,其直徑290千米,這個(ge) 環峰碰撞盆地存在平坦平原底部,暗示著曾經有熔岩流動,水星最低點位於(yu) 拉赫曼尼諾夫盆地之中。
除了證實水星存在早期火山活動,平坦的平原同時顯示紋脊跡象,這是行星受到擠壓作用形成的。科學家認為(wei) ,紋脊現象很可能是行星內(nei) 部冷卻形成的,雖然一些壓縮普遍存在於(yu) 太陽係,但是水星的壓縮現象較為(wei) 顯著。評估報告顯示,伴隨溫度下降水星半徑收縮了1-2千米。
雖然水星是太陽係最小的行星,但它是僅(jin) 次於(yu) 地球的第二顆最密集行星,科學家使用估算密度測量顯示水星存在一個(ge) 較大的金屬內(nei) 核,半徑達到1800-1900千米,從(cong) 地球的雷達圖像顯示水星內(nei) 核是熔化液態,而不是固態。
水星內(nei) 核的鐵元素含量超過太陽係其它行星,科學家認為(wei) 這些鐵元素是早期階段形成的,如果這顆行星形成速度很快,高溫太陽將蒸發多數表麵物質,僅(jin) 殘留一個(ge) 薄地殼層。另一種解釋是早期階段水星體(ti) 積較大,經曆太陽係猛烈的混沌時期,大量的隕星碰撞剝離了水星外層物質,最終殘留較大的內(nei) 核結構。
水星鐵內(nei) 核產(chan) 生的磁場強度大約是地球的百分之一,該磁場非常活躍,經常與(yu) 太陽風發生交互作用,從(cong) 太陽表麵至水星表麵形成漏鬥式等離子體(ti) 。太陽風捕獲的氫和氦有助於(yu) 水星形成稀薄的大氣層。
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