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饣衔铮列堑奈佬翘崽沟拇笃菇咏厍蚱梗煌列堑氖撞ǘ紊涞绫ⅲ焕美状锾讲饬四拘堑哪疚廊⒆邢覆舛四拘堑牧硪晃佬莄allisto的射电发射波谱,更不用说“水手10号”和“先驱者11号”所展现的木星和水星以及它们的磁层的壮观景象了。在此之后的会议上,又通报了这方面所作的科学新发现。
对于这许多令人振奋的新近发现,尽管还未形成关于诸行星起源和演变的较一致的看法,然而有关这一领域的发人深思的暗示和巧妙的推测已日益丰富。人们越来越清楚地认识到,对于任何行星的研究,都有助于我们了解其它行星;如果我们要彻底理解地球,我们必须对其它许多行星有一个全面的认识。例如,现在有一种很时兴的说法,是我在1960年首先提出来的,其内容是:金星表面的高温度起因于逃逸的“温室效应”22珐璃暖房能使室内深持较高的温度,行星大气中二氧化碳和水汽等也具有类似暖房玻璃的作用。天文学家把这种作用形象地称之为“温室效应”。译者注,即金星大气中的水和二氧化碳阻碍了表面上的热辐射散发到太空。表面温度不断上升到射在表面的可见光与离开表面的红外线二者之间的平衡点;于是,较高的表面温度导致了包含温室气体、二氧化碳、水等等在内的较高的蒸气压力,并且这个过程一直持续到全部二氧化碳和水蒸气都变成蒸气状态为止,从而形成了一个具有高大气压和高表面温度的行星。
现在看来,金星的大气如此,而地球的大气却不是这样,似乎是由于地球上接受的阳光相对少一些的缘故。假使太阳变得更亮一点,或者地球的表面和云层变得更暗一些的话,地球会不会也变成另一个金星式的地狱呢对于有能力深刻改变地球环境的我们的技术文明世界来说,金星演变的故事,可能是一个警告。
同几乎所有行星科学家的预料相反,现已证实,火星表面布满了成千条弯曲而多支流的河床,其形成时间可能已有数十亿年了。在现存的火星大气层的条件下,无论是流水还是流动的二氧化碳的冲刷,都不能造成这种河床;要形成这些运河,不仅需要高得多的压力,而且需要两极地区具有较高的温度。所以,运河的存在以及火星两极的层状地带表明,在火星上,过去至少有一个或许多气候温和的时期,这意味着火星历史上曾经发生过重大的气候变迁。我们还不知道,这种变化是由于内部原因还是由于外部原因造成的。如果原因来自火星本身,那么搞清楚地球是否也会由于人类的活动而经历一个类似火星的气候变迁这种变迁至少大大超过地球近期所经历的变迁将是极有意义的。如果火星气候变化是外部原因造成的结果例如,太阳光度的变化那么,对于火星和地球之间的古气候学关系的研究将是大有可为的了。
“水手9号”是在一次巨大的环球尘暴期间到达火星的,它所获得的数据使我们得以确定:这样的尘暴是使火星表面加热还是致冷。任何一个想要预测地球大气中增加了的烟雾将对气候造成什么后果的理论,最好能对火星的尘暴提供正确答案。凭借我们的“水手9号”的经验,国家航空和宇宙航行局艾姆斯研究中心的詹姆斯波拉克jaspollab麦克尔罗伊belroy为首的小组,专门研究从烟雾剂容器中把由推进剂喷射出来的卤化烃对地球臭氧层所造成的影响,为此,该小组在从事金星超高层大气物理学的研究中独占鳌头。
根据宇宙飞船所取得的观测资料,我们现在对水星、月球、火星及其卫星上面由撞击形成的大小不一的坑的密度,多少有了一些认识;而雷达探测正在开始提供有关金星的这类资料。尽管地球表面被流水和地层构造活动严重地改变了面貌,我们还是获得了关于地球表面的这些坑的一些资料。如果产生这种撞击的物体对所有这些行星都相同的话,那么,就有可能计算出成坑表面的绝对年代和相对年代。然而,我们现在还不知道,造成碰撞的冲击物是否都来自一个共同的源地比如,小行星带,还是各有各的局部来源,例如在行星聚积的最后阶段所吹卷起来的碎片环带。
成坑严重的月球高地告诉我们,在太阳系演化史的早期阶段,成坑事件比现在要频繁得多;仅以目前存在的行星际碎片的数目,无法解释月球高地上星罗棋布的陷坑。另一方面,月海部分却呈现出小得多的陷坑密度,这种情况可以用现有的星际碎石来说明,这些碎石大部分来自小行星带,也可能是毁灭了的彗星。对于没有如此严重成坑的行星表面而言,我们有可能测定出一些它的绝对年代,大量的是相对年代,有时甚至还能确定产生陷坑物体大致的分布情况。例如,我们发现,在火星上的巨大火山的侧面,几乎没有冲击而成的陷坑,这意味着它们比较年轻;尚不足以积累起很多的碰撞痕迹。这就是有关火星的火山活动发生于比较晚近时期论点的依据。
比较行星学的最终目标,我认为有点象是一个巨大的计算机程序。在这个程序中,我们输入一些参数也许是原始行星的组成部分、角动量和来自邻近的冲击物密度尔后就能推导出该行星的时间演化进程。我们目前距离深刻理解行星演化的境地还很遥远,但是,比起几十年前只能预想情况来却要近得多了。
每一批新发现都要引出一大堆我们以前连问都没有问过的问题。譬如,现在已经有可能将小行星的成分与地球上陨石的成分进行比较见第十五章。小行星的成分似乎可以分为富含硅酸盐和富含有机物的物体。随之得出的结论就是,小行星中的谷神星显然是尚未分化的,而较小的灶神星则是已经分化的。但是,据我们现在认识,行星分化过程只发生于一定的临界物质。灶神星是否为现已从太阳系中消失了的一个硕大母体星的残余呢用雷达对金星陨石坑进行的首次观测表明,这些陨石坑都是极浅的。那里没有液态水腐蚀金星表面,而低层的大气运动得如此缓慢,以致它所形成的风微弱到吹不起尘上去填满陨石坑。所以,金星陨石坑的填塞,会不会是略微溶化的表面象糖浆似地缓慢塌陷下去造成的呢
产生行星磁场的最流行的解释说,在导电的行星内核中,因旋转驱动而引起的对流电流。水星每59天自转一周,根据以上说法,是无法测出它的磁场的,而那里明明有磁场。看来,认真地重新评估行星磁力理论应提到议事日程上来。只有土星和天王星有光环。为什么呢火星上的沙丘紧靠着一个经过腐蚀的巨坑的内壁,奇妙地纵向排列着。在靠近科罗拉多州阿拉摩萨的大沙丘遗址上,也有一些类似的沙丘,紧靠着桑格里德克里斯托山脉的一个孤形地带。火星沙丘和地球沙丘具有相同的范围、相同的沙丘间距和高度。可是,火星大气压力只及地球的二百分之一,导致沙粒移动所需的风力必须大于地球上风力的十倍;再者,这两个行星上的沙粒大小的分布也可能各不相同。那末,由风吹沙粒形成的沙丘地带怎么会如此相似呢固定在火星表面的十米长的无线电发射波,在范围不超过100公里的区域,时断时续地向宇宙发射,这种电波发射的来源是什么呢
“水手9号”获得的观测资料,暗示火星上的风速至少有时会超过当地声速的一半。风是否比过去大了呢超声速气象学的实质是什么火星上有一些底边长约三公里、高约一公里的金字塔,它们不象是火星上法老们建造的。因为在较为稀薄的火星大气中吹动沙粒需要较大的风速,火星上风吹起沙粒而造成的沙暴的比率,至少比地球上的比率大10,000倍。火星金字塔的各个平面是否为数百万年间被这种来自各个方向的沙暴所侵蚀形成的呢
位于太阳系外围的那些月亮,几乎可以肯定,不会与我们这颗阴郁暗淡的月亮一样。其中许多月亮的密度非常之低,从而可以断定它们大部分是由甲烷、氨或水所结成的冰组成的。如果靠近观察,它们的表面该是什么样子呢在冰晶的表面,冲击而成的陷坑是怎么被侵蚀的呢固态氨的火山和液态氨的熔岩,会不会在火山边缘往下淌呢为什么靠木星最近的一个大卫星一被包围在一个气态钠云层之中木卫一,如何帮助调节来自位于其中的木星辐射带的同步发射呢为什么土星的卫星艾皮特斯lapetus的一边比另一边亮六倍呢是由于颗粒大小的差别吗是由于化学成分的