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?
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【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。
新研究表明银河系或有20亿颗行星像地球
研究人员说,研究结果暗示,我们的银河系中也许存在着数十亿颗类地行星。
这些新的计算结果基于开普勒太空望远镜收集的数据。
开普勒太空望远镜在2月轰动全球,它发现了超过1200颗太阳系外潜在行星,包括68个可能与地球大小类似的行星。
美国航天局位于加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室的科学家们关注的主要是位于其恒星宜居带内、与地球大小类似的行星。
宜居带是指,允许星球表面存在液态水的区域。
研究人员分析开普勒4个月来收集的原始数据后确定,在所有类日恒星中,预计有1.4%到2.7%的恒星拥有类地行星,这些类地行星的直径是地球直径的0.8至2倍,且位于其恒星的宜居带内。
喷气推进实验室的天文学家约瑟夫·卡坦扎里蒂说:“这意味着,存在许多与地球大小类似的星球,在银河系中有20亿颗。
在数量这么多的情况下,其中有一些行星也许存在生命甚至是智慧生命的概率比较大。
这还只是我们所处的银河系,另外还有500亿个其他星系。
” 在研究了开普勒收集的3至4年的数据后,科学家们预言,将发现总共12个类地星球。
他们还说,其中有4个已经在数据公布后的4个月内被陆续发现。
科学家们预测,银河系中可能总共有500亿颗行星,尽管它们不全都是大小与地球类似且位于其恒星宜居带内。
海洋微物种发现地球上可能存在三域外物种
我们星球上大部分的物种并非日常所见的动植物,而是看上去像是一个个单一细胞的低等生物体,如果要判断它们在演化树上处于什么位置,生物学家们需要在实验室里培养它们,等有了足够的DNA后再进行基因分析。
但艾森表示,这里的问题是,这些物种的绝大部分,差不多占所有物种的99%,都没法在实验室里被培育,“它们就像是生物宇宙里的暗物质。
” 为了探寻生物的“暗物质”,艾森展开了和世界上最出名的私人基因研究所——文特尔研究所的合作。
对于这项探究“暗生物”的挑战,他和他的同事们采用了一种现在很前沿的研究方法,叫做“宏基因组学”(微生物环境基因组学)进行研究,传统的微生物基因序列分析需要在实验室里培养微生物,但用宏基因组学,可以直接从环境样品中提取全部微生物的DNA,那就可以避开有的微生物很难在实验室里培养的难题。
艾森表示,加上这种方法,无论是环境中采集的还是实验室里培养的,现在没有DNA序列是测不出来的。
这个发现十分惊人,其可能改写从上世纪90年代以来延续的主流生物分类学法。
研究是加州大学戴维斯分校基因中心的艾森(JonathanEisen)领头所做。
他与同事们提取了一部分海洋水样本中的DNA进行分析,发现这些样本基因序列十分不同寻常,和人们平时所知的细胞生物似乎关系非常疏远,完全像是来自另外一个全新的生物域。
二、假设迷雾重重 在此次研究中,艾森和文特尔提取了“全球海洋取样考察”(GlobalOceanSamplingExpedition)中采集的海水样品,通过宏基因组学分析,发现其中有一些基因序列和此前所知的彻底不一样,无论如何也放不进现有的演化树中。
“问题是,它们是哪儿来的?”艾森说。
目前还没有一个科学家能够解答得了,这些基因不知道到底是属于什么生物。
不过,艾森表示,现在出现了两种假设,一种是这些基因序列来自一些很与众不同的病毒,而另一种假设则更为令人惊讶,这些神秘的基因序列或许代表着生命树上一个完全崭新未知的分支。
这个假设是十分大胆的,生物学界一些人表示激动,但也有一些人认为现在就谈生命的“第四维度”为时过早。
如加拿大渥太华麦克马斯特大学的生物学家古普塔(RadheyGupta)说,尽管这个发现很有意义,但还是得小心下结论才行,因为可能有更多的解释,比如,这些基因序列可能来自一些生活在独特的环境中的细胞生物,有的环境可能导致生物的基因发生迅速的演变,这就有可能给做基因分析的科学家带来错觉,以为这是在很早很早以前就和其他生物分家了的“新”的生命形式。
“现在生物是否分成三个域,或者这三个域之间的生物是怎么相互联系的,这些都还有着很大的分歧。
”古普塔说,“如果再加上对第四个域的讨论,只会让人们更加困惑。
” 不过,法国巴黎第六大学科学家巴普苔丝特(EricBapteste)的回应则更积极一点:“事实就是基因是非常多样的,而且毫无疑问其中的大部分我们都是未知的,要设想还有一个全新的生物域在那儿这也是合情合理的。
” 三、演化树面临再次重写 研究接下来的一个工作就是要更进一步地确定这些序列的来源,将寻找这些基因到底是突然变异的还是从另一个奇怪的“维度”来的。
对这些样本的进一步分析,还可以确定这些神秘的基因序列到底属于什么生物体。
假设艾森等人的进一步工作发现,这些基因序列的确是来自一个全新的生物域,那生物演化树将再次被推翻重写。
艾森介绍说,到上世纪90年代之前,演化树上只有两个分支:一个是真核生物,包括动物、植物、真菌和一些奇怪的生物形式,比如黏液菌;而没有被列入真核生物的,则被称为“其他所有一切生物”。
随着基因分析技术的进步,上世纪90年代后,科学家发现,所谓的“其他所有一切生物”并不能笼统地归在一起,它事实上有两个完全不同的域:细菌和古菌。
即使这样,生物学家对演化树如何来画依旧是分歧多多,还有不少存在争议的生物,比如拟菌病毒,这是目前所知的最大的病毒之一,有人就认为其应该单独代表一个新的域,它里面带有很多在细胞生物中才有的基因,所以不应该看成是病毒。
“如果你把这些拟菌病毒看成是第四个分支,那我们的序列或许代表着第五个分支,只不过现在我们都还不知道而已。
”艾森说。