太陽系中的大鐵球

□ 肖睿錚 聞新

水星地質結構

水星的組織結構

水星是太陽系中最靠近太陽的一顆行星，被太陽烤的很熱，所以它是一個大鐵球。水星表面有一層很薄的礦物質殼。在殼下面是一層不太厚的巖石層，稱作幔。水星的幔很可能溫度非常高，以至于融化了部分巖石，但是科學家對此并不確定。

在幔下面，也即水星的中心，是一個巨大的鐵核。盡管地球比水星大很多，但水星的核心所占水星內部的比例遠高于地球的核心。一些科學家認為水星核心部分的外部可能是由流動的、熾熱的、融化的鐵元素組成。這種厚厚的、流動的鐵元素也會導電，進而就可以解釋水星為什么會有磁場。

水星磁場是如何發現的？

1974年3月“水手”10號飛越水星

1973年11月,美國航宇局發射了“水手”10號空間探測器，1974年3月到達水星附近，并以飛掠的方式檢測到了水星的磁場。

“水手”10號也是人類首個執行“雙行星”探測任務的飛行器，它飛越了水星和金星。它三度從水星的同一地區上空飛過，探測到37%的水星表面，向地面發回了2500多張珍貴的照片，發現在水星表面有地球磁場的1%強度的固有磁場。

另外，最近人類從地球向水星發射電波，再觀測其返回的信號，發現水星的兩極可能也有水冰存在。

水星有大氣層嗎？

“水手”10號探測器發現水星像月球一樣，幾乎沒有空氣，僅僅有一層非常稀薄的大氣層。該大氣層是由氧氣(42%)、鈉蒸汽（29%）、氦氣（6%）、氫氣(22%)和鉀蒸汽（0.5%） 組成。該大氣層中雖然有氧氣，但不足以讓動物呼吸。在水星上空，時不時的會形成較厚的空氣團，但很快就消失了。

一些科學家認為,在幾十億年前， 水星曾有過一個較濃密的大氣層。水星大氣層變稀薄的一個原因，可能是水星引力很弱，無法維持它早期的大氣層，使得大氣層中的化學物質分散到太空中去。水星大氣層變稀薄的另一個原因可能是由于水星表面溫度太高，它不可能像它的兩個近鄰金星和地球那樣保留一層濃密大氣。

水星氣候

通過望遠鏡看到的水星凌日

水星上的氣候因它極端的溫度而知名。水星距離太陽太近，因此到達水星的太陽光線的強度是到達地球的7倍。這使得白天（水星一部分面向太陽的時間）非常熱，水星面向太陽的那部分的溫度能夠達到450℃。

但水星晚上（水星的一部分背對著太陽的時間）卻非常冷，溫度能夠降到-170℃。晚上變得如此冷的原因是大氣層太稀薄，因此無法留住白天吸收的熱量，當太陽落山時熱量就發散到太空中。

水星也是極其干燥的，沒有雨或雪。水星的天空中從來沒有過云。天空通常很晴朗，并像地球的夜晚一樣漆黑。水星表面的巖石吸收了大量的陽光，反射率只有8%，所以水星是太陽系中最暗的行星之一。無論是白天還是夜晚，水星的天空都是漆黑的。在水星漆黑的天空中可以看到明亮的金星和地球。

水星與地球

地球和水星的比較

水星的質量遠小于地球，引力比地球的三分之一稍大一點，假如你在地球上稱體重是100千克，那么你在水星上大概只有38千克。

右圖所示是地球和水星的比較，圖中棕色的是巖石幔，淡藍色的是液體金屬核，淡綠色是固體金屬核，中間棒代表磁場的強度。

水星的軌道

水星的一天等于水星的兩年（從日出再到日出，水星要圍繞太陽轉兩圈）

水星公轉速度為每秒48千米, 遠遠超過太陽系的其他星球。水星的快速運動使它在羅馬神話中被稱為墨丘利,即快速飛行的信使神。

水星無四季變化,自轉速度非常緩慢，自轉周期是58.646日,由于水星公轉周期為88日,這導致了水星在某些方面不同尋常。相對于恒星，水星每自轉三圈的時間與它在軌道上繞行太陽兩圈的時間幾乎完全相等。從太陽看水星，參照它的自轉與軌道上的公轉運動，是每兩個水星年才一個太陽日。因此，對一位在水星上的觀測者來說，一天相當于兩年。

水星的軌道呈橢圓形，其軌道的近日點大約為4600萬千米，遠日點大約為7000萬千米，水星與太陽之間的平均距離大約為5800萬千米。

水星表面是怎么樣的呢？

2008年1月14日“信使”號飛越卡洛里斯盆地上空時拍攝的照片

“水手”10號探測器拍攝到了大約五分之二的水星表面，這些照片顯示很多深坑散布于水星的平面地區。水星表面最大的隕石坑叫做卡洛里盆地，其覆蓋區域超過水星直徑的四分之一。卡洛里盆地大約有1300千米寬，比地球上最大的坑還要寬幾百英里。

“水手”10號探測器拍攝的照片也顯示了水星上綿延的山群，也有很多懸崖。科學家認為這些懸崖形成于幾十億年前。在那個時期水星可能非常寒冷，并且隨著它外部地殼的不斷壓縮和彎曲其形狀也改變了。

水星有很大的平原，可能是火山噴發造成的。科學家認為大約30億年前，水星上的火山停止了爆發。大多數水星表面以下的活火山也停止了。科學家猜測從那段時期后水星表面經歷了巨大改變。

下期預告：下期名為“太陽系中最小的行星”，將介紹水星的命名、水星兩極、水星的變化以及水星是否存在生命等問題。