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木星有那麽多的氫氣,是否可以將其點燃,產生水來孕育生命?

2024-07-23科學

【引言】

老早以前,古人就擡頭看天,他們留意著太陽和月亮,找出了各種行星,也看到了百年一遇的天文情況,還把這些發現都給記下來了。

現代社會咱們能靠天文望遠鏡這類先進的器材進行細致又準確的觀測,可古代的人就不行了,他們只能「夜觀天象」,用局限性很大的肉眼去瞧那遙遠的星體。

除了太陽跟月亮,太陽系裏還有一些能讓人輕松發現的星體,像木星就是。

在古代,美索不達米亞地區是人類最早的文明起源地之一,那時候這兒的人老早就把木星當成神祇馬爾杜克了。

最開始的時候,馬爾杜克只是個雷暴之神。據說海洋之神、創造萬物的女神迪亞馬特後來制造了原始混亂,變成了怪物。馬爾杜克打敗迪亞馬特後,就晉升為主神了,而且在前 18 世紀成了巴比倫的守護神。

當然啦,由於人類科技不斷發展,如今咱們都明明白白的,木星就是個普通的氣態巨行星。咱先來大概了解下木星。

【木星】

木星在太陽系裏是體積最大的行星,質素差不多是太陽的千分之一,而且還是太陽系裏除了太陽之外其他行星質素總和的 2.5 倍。

據近現代人們的觀察和研究,發現木星是個超大的液態氫行星。其內部大概有個由鐵和矽組成的內核,外部被一層主要是氫元素、少量是氦元素的液態金屬氫給包住了。

由於木星地核的溫度和壓力極度誇張和極端,這兒的氫只能變成液態,更深處的液態氫還呈現出金屬的樣子,最深層的金屬氫溫度差不多能有 35000 攝氏度。

在這些液態氫氣的外頭,有著好多氣體組成了木星的大氣層。

木星的大氣層厚得很,超過了 5000 公裏。氫和氦的質素占木星總質素的比例,大概分別是 75%和 24%。要是按分子質素算,氫能占到 81%,氦差不多是 18%。

要這麽說,木星大概 90%都是氫,咱們也清楚氫和氧一起燃燒能變成水,水可是生命生存發展的基礎之一呀。要是把木星上的氫全點燃,能不能弄出超多的水,讓木星上有生命出現呢?

【是否可以點燃木星上的氫氣】

科學家們找生命,都是以適宜的恒星系統宜居帶裏有沒有類地行星為前提。與其去遙遠的星際找,還不如在太陽系裏觀測更適合人類居住的行星。

雖說木星不在宜居帶裏,可按照化學公式,兩個氫氣跟一個氧氣一燒就能變成兩個水分子,那木星上氫氣老多了,就算只燒一部份,也能得到好多水,這就滿足了宜居星球的一個關鍵條件。

木星上有好多氫氣,這是種很活躍的氣體。雖說在常溫下還算穩定,可它本身容易燃燒,一不小心就會燒起來,甚至還會爆炸。

實驗表明,要是空氣中氫氣的體積分數在 4%到 75%這個區間,一旦碰上火源,氫氣就會爆炸。

當然啦,想讓氫氣燃燒起來,光看氫氣的量可不行,還得有氧氣和達到燃點。

科學家研究發現,木星上有氧氣,能和氫氣反應,而且氫氣的燃點也就 500 攝氏度往上,不算高。

這麽一瞧好像解決起來挺容易,直接在木星上點一把火,就能把上面的氫氣點燃,然後產生水分子。

但事實跟咱們想的完全不一樣,不管咱們在木星上咋「點火」,那麽多的氫氣一點兒燃燒的跡象都沒有,液態水當然也就不會出現了。

要明白,就算人類不在木星上點火,木星那兒也有好多能點燃氫氣的契機。

比如說,科學家們經過研究觀測發現,木星那厚達 5000 千米的大氣層產生的摩擦力,比地球大得多,制造出的閃電強度竟然能達到地球的 10000 倍,這些能量足以輕松讓木星上的氫氣爆炸。

早在 1979 年的時候,旅行者 1 號就拍到了木星上絢爛的閃電畫面。到了 2018 年,科學家依據相關探測器傳回的數據,竟然發現木星上有 1600 次閃電。

能想到啊,這麽頻繁又強大的閃電能量,要是能把氫氣點燃,那木星上的氫氣肯定都跑不掉。

再說了,木星那可是地球的「保護神」呢,它在四個類地行星的外邊,就跟個靠譜的「大哥」似的,靠著自身的質素,有特別大的重力,把那些敢越過它的防守進到太陽系裏邊的隕石、小行星之類的天體全都吸引「抓住」,還讓它們撞到自己身上。

這些小行星跟落到地球上的小隕石可不一樣,它們撞在木星上產生的能量,比當年導致恐龍滅絕的那個「禍首」厲害多了,完全能讓地球再次出現生物大滅絕。

就比如說 1994 年的時候,有一顆彗星掉到木星上了,它撞擊後釋放的能量差不多相當於幾萬億噸 TNT 爆炸的能量呢,可產生的超高溫還是沒把氫氣點燃。

從古到今,那麽多小行星撞擊,還有那麽頻繁的劇烈閃電,對木星一點兒影響都沒有,這就表明木星上的氫氣壓根沒法透過點燃的辦法發生反應。這到底是咋回事呢?

【為什麽木星上的氫氣不會燃燒?】

實際上,化學實驗公式看著簡單,可這些實驗都是在地球環境中搞出來的。

在這種環境裏,氫氣和氧氣燃燒時的氣壓、空氣含量之類的因素都屬於背景限制。要是直接把這個公式用到木星上,卻不考慮木星的環境狀況,不依照實際情況變化,那純粹就是瞎扯,屬於偽科學。

其實要是往深了研究,咱們就能知道,木星雖說有氧氣,可氧氣的量並不多。

從氣體的分子占比來說,木星上氫氣的含量在 88%至 92%之間,剩下大概 1%是別的氣體物質,這裏面有好多甲烷、氨氣之類的,氧氣含量少得可憐,只能說是微量。

不同的東西燃燒時需要的氧氣量是不同的,像熱鐵絲得在氧氣含量超過 60%的環境裏才會燃燒,而蠟燭在氧氣含量只有 5%到 6%的時候就會停止燃燒。

地球上氧氣含量大概有 21%,可木星上的氧氣在大氣層裏連 1%都遠遠達不到。這就導致木星上雖然有特別多性質活躍的氫氣,但仍然「乖乖」待在地表,沒有被燃燒。

要是木星空氣中的氧氣含量超過 5%,那說不定咱們就能看到一顆燃燒的藍色「火星」,因為木星的氧氣和氫氣會起反應,生成咱們期望看到的水。

同時咱得清楚,木星大氣層厚達 5000 公裏,還在宜居帶外邊,本來接收到的太陽輻射就少,再有那厚厚的大氣層擋著,木星表面平均溫度大概是 -160℃,這溫度那是相當低啦。

而且雖說木星大氣層裏大部份是易燃的氫氣,不過含量第二的氦氣屬於惰性氣體,不能燃燒。

就算我們往裏頭放了點氧氣把氫氣點著了,可只要氧氣用完,氫氣馬上就不燒了。

【如果將地球的氧氣放入木星】

要是咱們把地球裏的氧氣弄到木星上去,能把木星上的氫氣給點燃不?

咱先就做個假設,別管這假設行不行得通,就依據地球的大氣數據來說,能大概知道地球上大氣層的氧氣差不多有 25 億立方公裏。

木星的表面積大概是 62 億平方公裏,要是把地球上的氧氣平均鋪在木星表面,差不多每立方米能有 40 厘米高的氧氣,這可太稀薄啦。

咱得明白,木星的大氣層厚達 5000 公裏呢,才 40 厘米高的氧氣那在裏頭太不起眼啦,一點兒影響都產生不了。

不過要是只把這些氧氣擱在木星大氣層的表層,倒是能滿足氫氣燃燒的條件,可也就是簡單短暫地燒一會兒,很快就會因為氧氣不夠滅了。

甚至這得考慮氣體的質素,氧氣可比氫氣重多啦,就算把氧氣送進木星大氣層表面,它也會因為太重而下沈,最後沒影兒了。

總的來說,木星雖然有好多氫氣,但是氧氣含量不夠,所以沒法燃燒,也就不能產生水分子,看不到有孕育生命的可能。

【結論】

隨著人類對宇宙了解得越多,咱們就越覺得自己又小又弱,現在咱們根本沒法點燃木星,也就只能在科幻小說裏幻想一下。

就拿【流浪地球】來說,小說裏由於木星和地球的重力影響,木星的氫氣跟地球的氧氣在它們之間混合起來了,人們想要帶著地球逃出太陽系,就把這部份混合的氣體給點燃了,進而推動地球往前走。

當然啦,這種點燃的辦法只在科幻小說的情節裏有,等未來人類科技發展得更厲害以後,說不定咱們就能讓木星內部發生核聚變,把裏面的氫元素點燃,讓它變成一顆人造的恒星。