我们的太阳系有八颗大行星,每一颗基本上都可以算是拥有大气,只有极其稀薄、时隐时现的水星大气或许算是一个例外。每一颗行星,大气的化学构成都不尽相同。不同行星上的不同环境,能够产生不同的效果。
水星
严格意义上来说,水星不能算是拥有大气——它的大气极其稀薄,据估计还不到地球大气浓度的万亿分之一。它的重力大约是地球的38%,因此没有能力维系住太多的大气。此外,它距离太阳很近,意味着太阳风能够将气体从它的表面吹走。来自太阳风的粒子,以及水星表面受到陨星撞击而产生的岩石蒸气,可能是水星大气最主要的来源。
金星
金星有几个方面与地球相似:它的密度、大小、质量和体积都跟地球不相上下。不过,两者的大气却没有任何相似之处。金星的大气压大约是地球海平面大气压的92倍,主要气体成分是二氧化碳——这是金星表面之前火山喷发的结果。在大气的高层,金星还拥有由二氧化硫和硫酸混合而成的云层。这些云层之下便是厚厚的一层二氧化碳,给这颗行星的表面带来了极致的温室效应。
金星表面的温度大约是480℃——对于我们已知的生命来说,太热了。
地球
地球大气主要由氮气和氧气构成,后者对于居住在这颗行星上的生命来说是至关重要的。地球大气的这种成分是植物生命活动的直接结果。植物通过光合作用吸入二氧化碳,排出氧气。如果没有植物进行光合作用,很可能地球大气二氧化碳所占的比例会大大升高。
二氧化碳之所以产生温室效应,是因为这种温室气体分子会吸收红外辐射,将热量再次辐射回地球表面和周围的大气之中。没有这种天然的保温效果,地球上的温度可能会出现全球性的大幅下降。
这种温室效应与全球变暖不是一回事——后者是人类活动向大气中排放了更多的温室气体而导致的增强了的温室效应。金星就是全球变暖失控之后的一个极端例证!
火星
火星大气与金星很像,主要由二氧化碳构成。考虑到金星上高浓度二氧化碳带来的极端温室效应,火星上的最高气温只能达到35℃。或许会让你觉得有点奇怪。这是因为,火星的大气要比金星稀薄太多,所以尽管二氧化碳所占比例相当,实际上的浓度却要低得多。
木星
木星是我们遇到的第一颗气态巨行星,是我们太阳系里最大的行星。有趣的是,它的大气成分与太阳十分相似。
不同于太阳系内侧的几颗行星,木星的大气终结于何处,它内部的液态部分又始于何处,都是很难明确的。深入到木星内部大约1/3的位置,气压便高到足以将氢转变成某种液态金属,可以导通电流,为木星提供电磁场。木星的云带系统包含数量不等的氨、水和硫氨,以及含硫、含磷和含碳的复杂化合物。
土星
与木星非常相似,土星大气中的高层云也被认为主要由氨冰构成,再往下则是氢硫化铵和水构成的云层。大气中的硫给这些氨云染上了黄色。尽管信息图示中没有注明,但土星的卫星——土卫六泰坦的大气可能是太阳系里最有趣的,也是地球以外唯一富含氮气的大气。
土卫六也是太阳系内除地球以外,唯一得到证实表面有液体稳定存在的星球,也是地球以外唯一会下雨的地方——不过那里下的雨是液态甲烷,而不是水。据估计,土卫六上某个特定地点的两场降雨,可能会间隔好几个世纪。
天王星
天王星的大气,与木星和土星类似,主要在氢和氦构成,不过,甲烷所占比例偏高,特别是在高层大气中,导致阳光中的红光被更多地吸收,从而使这颗行星看上去呈现出蓝靛色。
天王星的大气是太阳系里最寒冷的,温度约为-224℃。它的大气中所含的水冰要比木星和土星多得多,也是温度更低的结果。
海王星
与天王星一样,海王星的蓝色是大气中存在甲烷的结果——不过,由于海王星是深蓝色,有人认为大气中某些未知的成分必定对这样的颜色也有所贡献。由于海王星的同温层比天王星包含更多气态碳氢化合物,它的温度要略高一点。海王星还拥有太阳系里最强劲的风,速度可能高达600米/秒。
番外:冥王星