土卫六作为卫星,天然气储量却是地球的上百倍,点燃会怎样?

【菜科解读】
天然气的重要性就不多说了,根据英国石油公司 BP发布的统计数据显示,2019年全球天然气已探明储量约为190万亿立方米(19万立方千米),其中储量最丰富的地区便是西伯利亚。
不过这点储量与太阳系内的另一颗星球土卫六上的天然气储量相比,就是小巫见大巫了。
根据科学家的估计,土卫六上的天然气储量是地球的上百倍。
土卫六是土星的卫星,又叫做泰坦星。
荷兰天文学家克里斯蒂安·惠更斯于1655年3月25日发现了土卫六,它是人们在太阳系内继木星的四颗伽利略卫星后发现的第一颗卫星。
作为卫星,你可能认为它很小,实际上它真的很大。
土卫六是太阳系中第二大的卫星,质量和体积仅次于木卫三。
土卫六的质量是月球的1.8倍,地球的1/45;体积是月球的3.2倍,相当于地球体积的1/15。
它的直径为5151公里,比太阳系内八大行星中最小的水星还大了135公里。
土卫六的母星土星也很大,质量和体积仅次于木星,是太阳系中第二大的行星,质量是地球的95倍。
地球与太阳的平均距离约为1.5亿公里,而土卫六距离地球最近时12.7亿公里,最远时15.7亿公里,以30万千米每秒的光速飞行,一个来回至少需要2.4个小时,然而人类目前发射的飞行速度最快的探测器还不到光速的万分之一,从地球飞到土卫六,得耗时数年。
1997年,人类发射了首个专门探测土星的探测器——卡西尼号,卡西尼号还携带了一个着陆器——惠更斯号。
2005年1月14日,惠更斯号成功登陆土卫六,成为第一个登陆土卫六的探测器。
2017年,卡西尼号探测器完成了自己的使命,科学家们让它烧毁在了土星大气中。
根据探测器传回的数据,科学家们发现,土卫六上存在大量的甲烷。
天然气,俗称沼气,是多种可燃性气体的混合物,主要由甲烷组成。
至于土卫六上的这些甲烷是如何来的,目前科学家们也不清楚。
甲烷在室温条件下是气体,但土卫六距离太阳十分遥远,其表面平均温度大约为零下179摄氏度,这已经低于甲烷的沸点(零下162摄氏度),因此,土卫六上的甲烷基本上是以液态存在的。
与地球不同,土卫六上坚固的表面不是岩石,而是水冰。
这些液态甲烷在土卫六的水冰基层低洼处汇聚,形成了大大小小的湖泊,例如安大略湖、克拉肯海、蓬加海、丽姬娅海等。
其中,克拉肯海面积大约40万平方公里,比地球上的里海还要大;丽姬亚海面积大约13万平方公里,比我国的渤海还要大。
这些湖泊中主要就是液态甲烷,其次还有少量的乙烷等烃类有机物(烃是碳氢化合物)。
卡西尼号探测器曾利用其搭载的雷达测高仪对克拉肯海进行扫描,发现克拉肯海最深处在300米以上。
若以100米的平均深度计算,克拉肯海所蕴含的天然气储量就高达4万立方千米。
#p#分页标题#e#土卫六的表面积大约8,000万平方公里,拥有数量众多的甲烷湖,并且表面还有流淌着液态甲烷等液态烃的河流,这意味着土卫六上的天然气储量可能是地球天然气储量的上百倍。
土卫六还是太阳系内唯一拥有完整大气层的卫星,大气成分主要是氮气以及少量的甲烷等气体。
土卫六上的大气厚度是地球大气的11倍,尽管重力只有地球的1/7,大气压却是地球的1.5倍。
土卫六上也存在降雨现象,只不过降下的不是水,而是液态甲烷等。
土卫六表面虽然没有液态水,只有液态甲烷,但科学家推测其冰层下方或许存在液态水层。
由于土卫六在某些方面与地球很相似,再加上存在大量的有机物,因此科学家们推测土卫六上面或许存在比较基础的生命。
土卫六上的天然气储量如此丰富,确实非常吸引人。
但要想把它们运回地球,技术上是可以办到的,现实却完全没有必要,不仅是因为距离太远了,更主要的是完全不划算。
况且当人类有这能力时,早就使用其它能源了。
运不回来!土卫六上如此寒冷,有网友突发奇想,想把土卫六上的这些液态甲烷点燃,让土卫六变得暖和些。
这可不是只需用一根火柴的事儿,因为燃烧需要氧化剂,土卫六上并没有氧气,也没有其它可以与甲烷发生氧化反应的氧化剂。
这一点同木星很类似,木星上存在大量的氢,氢和甲烷一样也是易燃物,不过由于同样没有氧化剂,木星上的氢也不能够被点燃。
就算甲烷被点燃,土卫六也不会变温暖,因为它距离太阳实在太远了,燃烧所产生的热量也只会融化一部分土卫六表面的冰层,温度很快就会下降。
甲烷会爆炸,只不过发生爆炸是有条件的,当甲烷与空气混合后的浓度达到爆炸极限,遇火才能引发爆炸。
用体积分数表示,甲烷的爆炸极限为4.9%~16%(低于下限不燃烧,高于上限安静燃烧),其中爆炸极限最剧烈的浓度约为9.5%。
也就是说,要想让土星六上的甲烷发生爆炸,上面的氧化剂浓度就必须满足这个条件。
但就算能够发生爆炸,那点能量也无法将土卫六炸毁。
好了,就说到这儿,关注我,咱们下次见。
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种子蕨植物“中华叉羽叶”在中国华南的新发现及意义
自1878年建立至今,已有一百四十余年的研究历史,曾在全球范围内广泛分布。
然而,由于化石标本保存条件及形态特征认识的限制,对该植物的分类属性尚有争议,一些欧洲学者主张将其并入另外一种种子蕨植物枝羽叶属(Ctenozamites)。
该属在中国的研究历史首次开始于徐仁先生1950年命名的中华叉羽叶(Ptilozamiteschinensis)。
该植物最早发现自我国湖南,并具有重要的生物地层学和古地理学指示意义。
由于过去缺少完整标本和角质层解剖构造技术,中华叉羽叶被欧洲学者并入到假篦羽叶属(Pseudoctenis)。
近期,中国科学院南京地质古生物研究所博士生许媛媛,在导师王永栋研究员和祝幼华研究员的指导下,与张筱青博士、鲁宁博士、李丽琴博士,以及罗马尼亚布加勒斯特大学、德国慕尼黑大学以及西南石油大学团队合作,对新近发现自中国华南的中华叉羽叶植物化石新材料开展了深入系统研究,对其形态学特征取得了新认识,并据此深入分析了其化石记录和时空分布特征。
该成果近期发表在国际学术刊物《古植物与孢粉学论评》(Review of Palaeobotany and Palynology)。
新发现的化石标本采集自四川广元和广东花都地区的晚三叠世瑞替期地层,距今约2.03亿年左右,保存有二次羽状复叶和角质层微细构造。
研究人员通过对中华叉羽叶新材料的深入剖析并结合已报道的叉羽叶属化石信息,否定了此前欧洲学者将中华叉羽叶归入到假蓖羽叶属(Pseudoctenis)的观点,并对其形态特征和角质层构造进行了补充修订。
新材料还揭示出中华叉羽叶小羽片顶部特征具有明显的种内变异性,表现出或呈钝圆或具有2–4个的小锯齿(图1,2);表皮细胞呈矩形且排列规则,双面气孔型,但以气孔下生为主,气孔器单唇型,保卫细胞明显下陷,为4–7个副卫细胞环绕(图3)。
研究团队还对中国已发现的叉羽叶属植物化石进行了详细比较和全面评估,提出中华叉羽叶不同发育阶段可能存在不同的蕨叶形态,这对于认识和探究该植物的形态及生长发育阶段具有重要意义。
通过对中国植物化石记录的时空分布特征分析,研究人员认为中华叉羽叶具有重要的地层时代指示意义(图4)。
该植物仅局限分布于中国晚三叠世的南方植物区,且在瑞替期最为繁盛,至今未在其它年代地层和地区有确凿的化石记录。
本研究得到了国家自然科学基金项目、中科院战略先导B类项目、现代古生物学和地层学国家重点实验室基础和自主项目以及江苏省自然科学基金项目联合资助。
论文信息: Yuanyuan Xu, Mihai E. Popa*, Xiaoqing Zhang, Evelyn Kustatscher, Ning Lu, Liqin Li, Jianli Zeng, Tingshan Zhang, Yongdong Wang*, 2022. Ptilozamiteschinensis (Pteridospermopsida) from the Late Triassic of South China with considerations on its intraspecific variability and palaeoenvironmental preferences. Review of Palaeobotany and Palynology, 304: 104727. https://doi.org/10.1016/j.revpalbo.2022.104727.