​眼见为实？别被冥王星骗了

德行天下853

冥王星山顶积雪之谜。



“逆光”拍摄的冥王星，可以看到那里有许多高山。这些高山的主要成分是硬度极高的水冰。NASA / JHUAPL / SwRI
高山顶部的积雪，我们已经习以为常。在地球上，随着海拔的上升，气温会逐渐下降。因此沿山坡上升气流中的水汽会因受冷而凝结。
但在2015年飞掠冥王星的“新视野”号探测器发回的照片中，我们惊讶地发现，冥王星上也有山顶积雪。让人直呼两个相隔遥远、差异很大的天体看起来竟然也如此相似。



冥王星赤道附近“克苏鲁”区的山顶“积雪”（左），和地球阿尔卑斯山山顶的积雪（右）。隐藏在相似地貌背后的，是两种截然不同的成因。NASA / 约翰霍普金斯大学应用物理实验室 / 西南研究所 / Thomas Pesquet / ESA
但是实际上，在相似的地貌背后，却有着截然不同的成因。
近日《自然：通讯》杂志上的一篇论文，阐述了冥王星高山积雪的形成机制。
首先，冥王星高山顶部的“积雪”并不是水冰凝结而成的雪，而是固态的甲烷。
其次，冥王星的大气极为稀薄，无法保留足够多的热量，气温不会随海拔下降。相反，在冥王星上，海拔越高温度也越高。在这里，太阳辐射起着主导作用。因此，地球高山顶部积雪的形成机制在冥王星上是不适用的。
事实上，由于冥王星大气的温度会随海拔而上升，需要吸收热量才能保持气态的甲烷气体，也主要集中在冥王星大气的上部。而冥王星大气下部则普遍处于低温状态。
在冥王星上，越接近表面，空气的密度就越大。这导致冥王星上的空气会始终倾向于下沉。这种下沉受冥王星表面氮冰升华的影响，带有季节性。氮冰升华得越多，底层空气就越冷，密度就越大，下沉就越明显。
而也正是因为这种“下沉”，导致空气中的甲烷，因过饱和而在冥王星高山上部凝结，形成“雪”。
“积雪”的出现则会把更多的太阳辐射反射回太空，导致冥王星大气上部的温度下跌，引来更多的甲烷雪。



地球山顶积雪的成因和冥王星山顶积雪的成因是不同的。Tanguy Bertrand
冥王星山顶积雪的形成机制表明，虽然冥王星在一些方面和地球很像，但这很可能只是表象。
为了更加深入地研究这个令人着迷的矮行星，科研人员已经在设想，未来能够向冥王星发射环绕其飞行的轨道器，甚至是着陆器。