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数亿年才打造成功的液氮炸弹终见成效,破坏力远超人类最强核武器

2019-09-25

大家知道原子的能量是巨大的,原子弹、氢弹就是核武器的代表,只不过原子弹的裂变反应,氢弹是聚变反应。裂变反应是一种够重的原子核分裂,形成多个轻原子核和自由中子的过程,同时释放巨大的能量;聚变反应是轻原子核结合形成重原子核的过程,能释放出更大的能量。运用核能来获得更大的光和热,也是宇宙中非常普遍的方式,恒星就是靠核聚变反应形成光和热。


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但还有一种能量可比肩核能的非核能量释放已经查明,当然前提是拥有足够质量的爆炸反应物,不像核聚变那样拥有四两拨千斤的效果。举个例子,核聚变是小博大,1升海水中的氘和释放出相当300升汽油的能量,核裂变也是如此,1公斤的铀-235可释放出相当300万吨煤的能量。除了核能之外,颇具规模的非核爆炸估计要算土卫六上发生的液氮爆炸事件。


湖泊陡峭的边缘暴露出其形成机制不简单


卡西尼探测器已经在两年前坠入土星大气层,但科学家仍对其收集到的数据进行研究,进一步揭开了土卫六上湖泊的形成原因。土卫六是土星最 大的卫星,也是太阳系中除地球外、唯 一存在液体的天体。只不过这些液体并不是水,而是沸点很低的碳氢化合物:乙烷和甲烷。由于土卫六上非常冰冷,温度可低至零下179摄氏度,乙烷和甲烷变成了液态。卡西尼探测器发现,在土卫六的极地拥有大约650个湖泊,每个湖泊中都填满了液态甲烷或者乙烷。




在过去数年,关于土卫六极地湖泊的形成机制尚不清楚,大家很简单地猜测可能是小行星撞击,因为撞击坑是最普遍的现象。在大家没有搞清楚土卫六上的地质活动之前,撞击坑可形成大型湖泊,这一点大家已经在火星上已经有所发现。早期的分析认为,土卫六湖泊形成类似于地球上的喀斯特湖,这种湖泊在地球较为普遍,也称为岩溶湖,主要分布在石灰岩地区。由于岩溶作用形成洼地,然后积水到一定程度之后就形成湖泊,在我国西南地区非常普遍。还有一些喀斯特湖与地下河相同,供水等都通过地下河实现。


在冰冷的土卫六上,液态甲烷可充当液体,溶解了基岩中的冰和有机化合物,使储层充满了液态碳氢化合物。土卫六有两种类型的湖泊,一种以液态甲烷溶解机制形成的湖泊,这种湖泊边界清晰,与岩溶作用后塌陷形成的湖泊相似;另一种湖泊直径为数十公里至上百公里不等,这些湖泊边界有非常陡峭的边缘,远高于土卫六上的基准平面。



液态甲烷溶解机制形成的湖泊并不会有凸起的边缘,在地球上也是如此,但是卡西尼号的雷达观测到的图像显示一部分湖泊边缘是非常陡峭的,与喀斯特形成过程正好相反。如果非要打个比方,这肯定是一个弹坑。弹坑的特点是边缘是由坑内部喷出的物质所形成,有着明显的陡峭边缘结构。


什么机制导致了土卫六极地发生爆炸?


土卫六极地湖泊的形成已经很久远,至少在数亿年之前,时间反推回去大家发现,木卫六可能经历了一段从冷却到变暖的过程。时间可追溯到5亿年前,甲烷成为了土卫六上的温室气体,尽管与地球相比,土卫六大气温度仍然只有零下100多是摄氏度。当甲烷耗尽时,土卫六就变非常冰冷了,就像没有了温室气体,地球也一样会变成冰疙瘩。在较冷的时期,氮气就成为大气中的主要成分,在温度降低时,液氮形成的氮雨落在土卫六表面,渗透到冰层中,不断积聚形成地下液氮池。液氮池在土卫六的极地不断聚集,就像地球上的冰川一样,在冰川下方储备了大量的液氮,现在只等待土卫六上的大气温度升高。



当甲烷含量再次恢复时,温室气体再次充满了土卫六的大气,变暖的过程开始发生。这时,氮气会变成一种爆炸性气体,从充满液态碳氢化合物的地下池中喷射而出,形成爆炸。爆炸的破坏力远超人类最强核武器,可形成数十公里直径的“弹坑”,弹坑周围有陡峭的边缘。液氮在土卫六表层下方发生爆炸,就像一个个液氮炸弹一样,液态氮变成蒸汽迅速膨胀,一个个弹坑就形成了,这些就是大家今天看到的土卫六上一部分湖泊形成机制。



土卫六的历史也可能是一个液氮炸弹制造、爆炸史,数亿年才打造成功的液氮炸弹终见成效,大自然的鬼斧神工也确实够利害。需要指出的是,土卫六上的环境也造就了液氮炸弹的形成,本身土卫六就有液态烷烃,经过数亿年的累计,最终形成了液氮炸弹。


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