太空中几乎绝对零度!地日相距1.5亿公里,地球哪来的高温?

但是太阳光穿越人海想来拥抱我们,中间不是还隔了一个外太空吗? 要知道这里的温度几乎是绝对零度,那为什么太阳光可以使地球变热? 绝对零度 温度是测量冷和热的一个程度标准,但它又可以表达为对热能的体现与量化。
说简单点,温度就像是一个俏皮的女朋友。
如果平日你
【菜科解读】
太阳光想要拥抱地球,需要穿梭1.5亿公里,而且它能给出的温度绝对是热情的。
但是太阳光穿越人海想来拥抱我们,中间不是还隔了一个外太空吗?要知道这里的温度几乎是绝对零度,那为什么太阳光可以使地球变热?
温度是测量冷和热的一个程度标准,但它又可以表达为对热能的体现与量化。
说简单点,温度就像是一个俏皮的女朋友。
如果平日你对她热情点、和她的互动很高,这段感情的热能就能体现出来。
相反,道理也是一样。
既然关于温度的体现,我们已经了解了。
那就再来看看,太阳和地球间的太空部分,为何会接近绝对零度?但依然能让从这穿梭的太阳光使地球变热呢?
首先,外太空的温度很低。
这不需要我们真的跑到天上去测试温度,即便是从电影里我们也能感受到太空的寒冷。
例如,漫威中的勇度为了保护星爵,他在最紧张时刻将唯一的太空服给了对方,而他也以自己在太空中窒息变成冰块而草草收场。
虽然说电影不能直接挂钩科学,但在物理学家的计算中,外太空的温度真的起伏不定。
像星际尘埃的温度为零下260℃,水星和金星的最低温度也能达到零下160℃和零下120℃等等。
在太空中,最接近绝对零度的是宇宙微波背景辐射,这源自宇宙大爆炸所遗留下来的热辐射,至今也有超过38万年的历史。
绝对零度是-273.15℃,总体来说太空非常寒冷,虽然也有很热的地方,但微观粒子极少的太空部分,总体特点就是寒冷,其原因也和它们所涵盖的运动及热传导能力有关。
比如说当太阳光穿梭过1.5亿公里的距离,来拥抱地球。
它所带来的热辐射会立即引起地球的能量振动,其振动的根本原则是受到热辐射后,人类生存环境中所含有的大量分子和原子产生了反应,这样地球表面这才开始发热和储能。
但是对比太空,它们就显得太不积极了。
因为太空中微量粒子几乎没有,对于热辐射能给出的反应也很少。
这就是一个非常高冷的女友,不论男方再怎么热脸贴冷屁股,她依旧显得很高傲,所以没办法给人传递温暖。
所以简而言之,太空的温度为何会那么低,还能接近绝对零度呢?是因为它们的微量粒子太少,不能够及时对太阳光的热辐射发生反应,运动能力表现差,所以没办法发热和储能。
那么相同的原理是不是可以用在地球上?太阳光能使地球变热的原因,是不是仅仅依靠原子和分子能对太阳辐射产生反应?当然不仅是如此。
当地球上的分子与原子对太阳光产生震动后,地球才会慢慢地变热。
但这种热不会仅处在地球表面,它也会慢慢地将热量传导到周边其他地区。
比如说空气中,天空中等等。
这种上升过程会产生对流,也会将空气加热。
这也是为什么我们会在夏天时总感觉好热的原因,看来太阳光表现得太过于热情,也会让我们感到不舒服。
#p#分页标题#e#太阳光中还含有红外波,这种热辐射能使地球慢慢变得暖和起来。
当地球将光能吸收后,一部分就会用来储能,一部分用来反射。
其中一部分能量会以辐射的形式再次回到太空,但大部分能量依旧会留在地球表面,这就是温室效应的被加热过程。
而地球一直都处于高速运转的状态,以运动的形式来保持自身温度的平衡,会将消散与吸收的热量维持在一个能让地球生物都能接受的区间内。
虽然在晚上时,地球的热量消散得更多,但仅有21%凭借传导方式回到太空。
而传导的过程就是能量与能量之间传送分子的过程,其运动速度越快,能量将会传播得越远。
等到地球慢慢被热辐射加热后,我们就需要依靠大气层来进行保温。
这就像是在做饭,等饭熟了后得立即保温,否则能量散去,饭就会马上冷下来。
那地球为什么需要保温层呢?因为地球也处在太空中,保温层的外面就是接近绝对零度的太空。
寒冷想要将地球吞噬,那大气层就是最好的保护罩。
就像为什么宇航员到了太空探险时,他们还能在接近绝对零度的环境中行走和工作。
这是因为有了宇航服,人类在真空环境下做到了隔绝辐射,那保温效果依然杠杠的。
但这时又有一个新问题——同样处在太空中的金星和地球一样,它通过自身运动的变化也拥有了大气层。
但是金星的地表温度却能达到465℃,这比地球的地表最高温度要高出太多倍。
为什么同样都有保护罩?金星与地球的差距会那么大吗?因为金星的大气层主要是依靠二氧化碳,可以说这是一个大暖炉,所以显得异常火热。
太阳其实是强大的引力体,放眼整个太阳系它是绝对老大的。
因为它的质量占到了太阳系总体的99.8%以上。
它的表面温度能够达到1,500万度,能够馈赠给地球的热辐射也只是它总辐射量的一小部分。
人们经常用火球来形容太阳,但实际上太阳的能量产生,并不是因为火在燃烧,而是因为自身通过核聚变释放出强大的辐射。
正是因为地球同处于太阳系的环境下,这也就证明从距离上来看,太阳与地球之间并不算太远。
阳光能辐射到的地方,也都处在太阳的能量传导范围以内。
而阳光的辐射在传播过程中,能量是一直在被削弱的。
阳光在穿梭太空时,由于太空中所含的微量粒子太少,且运动能力太差,所以它无法提高太空的温度。
而地球恰恰相反,不仅运动能力强,所含分子原子数量庞大,关键是地球还有一个保护罩。
当然,除了太阳的馈赠外,地球自身的表现能力也不俗。
因为我们有大气层,而大气层的产生是水蒸气的系统运动。
比如说地球在自转过程中,白天升温黑夜又降温。
而地球上各地区都有水源。
经过热反应之后,水蒸气就会上升,到天空中变成了大气层。
这时太热就会下雨,又能帮助自然环境降温。
所以地球自己也算是非常努力,才能让这么多的生命同时被孕育出来。
#p#分页标题#e#可看到最后,相信人们还会有一个问题——太空几乎为绝对零度,那为什么绝对零度自然环境是达不到的呢?宇宙中真的没有出现过绝对零度的历史吗?
其实当动能为零时,热能也会接近为零。
但任何物质的势能不可能会为负数,所以哪怕绝对零度在理想层次上是人们所理解的温度最低值,可微观粒子它依然会有运动性。
它竟然是躁动的,那粒子的运动就一定会持续下去。
所以动能没有被停止,那热能就不会完全没有。
因此温度只能无限接近绝对零度,而没办法实际到达这种理想温度。
不过既然有绝对零度,那会不会有最高温度呢?据科学家介绍,在宇宙爆炸大起源时,最高温度还真出现过,当时宇宙达到了1.4亿亿亿亿度。
可见那时宇宙的动能和势能以及所含的微观粒子都十分丰富,温度也比人们所想象的还要高。
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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.