只有地球会下雪吗,宇宙中还有其他星球会下雪吗?

只有地球会下雪吗,宇宙中还有其他星球会下雪吗?

地星引力,某青少年科普杂志编辑一枚~

宇宙中到处都是会下雪的星球。

只不过这个“雪”就不一定是我们常见的水冰形成的雪了。要给孩子讲明白这一点,首先就得搞明白固液气三相,最好的身边例子就是水杯了。

这杯水里面就包含了固 - 液 - 气三相:杯子是固体,水是液体,杯子没被水装满的地方是气体。

其次,需要讲清楚的是,三相之间的变化:随着温度的降低,物质会从气态变成液态然后再变成固态——依然以水举例:高温下(比如 100℃),水会变成水蒸气(布满水滴的锅盖就是身边的例子);然后当温度比较低(100-0℃)的时候,水会一直以液态存在;但是当温度低于 0℃以后,水就会固结成冰。

再次,需要明白的是升华和凝华。有些物质会不经过中间的液体状态,而直接在固态和气态之间转变,比如二氧化碳,在 -78℃的时候就会直接从气体变成固体,不会经过液体状态,但是这并不意味着它们没有液体状态,如果给二氧化碳加压,然后降温到 -20℃(根据压力不同)左右,它就会变成液体。

讲清楚了这三点,就能讲讲其它物质的“雪”了。


就像水一样,其它物质也有这么一个气 - 液 - 固的转变,只不过它们转变的温度不同而已,比如铁,常温下是固体,但是加温到 1538 °C 就会液化变成铁水,再加温到 2800℃左右就会变成铁蒸汽。

而在宇宙中,各种星球温度都不一样,有些极热,有些极冷,所以一般来说真正的水冰雪花难以见到,但是由于这些星球上物质众多,它们的熔点、沸点各不一样,所以很大概率能够见到各类“雪”景。

在金星上,由于金星地表温室气体丰富,导致金星地表温度接近 500℃,所以水都只能以水蒸气形式存在,那么只有熔点高于 500℃的物质才有可能变成固体“雪花”,比如赵泠提到的玄武岩雪,以及由于火山喷发,如果岩浆中某种金属元素非常多,还可能下一场金属雪。

金星上的方铅矿和铋矿“雪” 图 /NASA

在水星和火星上,虽然水分很少,但是由于其两极寒冷,还是可能出现水冰构成的雪,以及干冰“雪”——也即二氧化碳气体凝固的产物。

水星上的疑似水冰
覆盖在火星北极附近的霜层

在土卫一上,也可能出现由水冰构成的雪,因为在这里存在很多间歇泉,可以将水蒸气喷射到空中。这些水蒸气随后就会冷凝变成雪花飘落在地表。

土卫二上的间歇泉 图 /NASA

在那些更为寒冷的星球,水早已完全结了冰,那么可能出现的是熔点在零下数十度的物质的“雪”

比如海卫一上的氮“雪”,这里是太阳系已知最低温度的星球,由于温度极低,导致氮气也被冻结成冰,在这里也有类似的间歇泉,不过其中喷射的是氮而不是水蒸气。

海卫一的照片 图 /NASA

冥王星则具有由甲烷构成的冰层,当然其上的“雪”可能也就是甲烷雪。

冥王星地表 图 /NASA

当然,还有诸如木卫一上的硫雪花,Kepler-13Ab 上的钛雪花等等。

所以总结一下,“雪”这东西跟物质的温度有关,几乎所有的星球上都会因为其独特的温度而具备独特的“雪”景。