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海王星為什麼不是最冷的行星

生活 更新时间:2025-01-27 13:16:44

大家都知道,鑽石實際是由一種地球上很常見碳元素所構成。碳原子的外層都有4個電子,在地球内部高溫高壓的環境下,碳原子會組成一種擁有特殊結構的晶體,在它的内部,每個碳原子都會與鄰近的4個碳原子形成價鍵,如下圖所示。


海王星為什麼不是最冷的行星(海王星明明是一顆氣态行星)1

這種晶體就是鑽石的原身——金剛石,可以看到,在金剛石的内部是沒有自由電子的,各個碳原子之間的結構非常的緊密,因此造就了它極大的硬度,在經過後期加工以後,金剛石就變成了各種璀璨奪目的鑽石。


海王星為什麼不是最冷的行星(海王星明明是一顆氣态行星)2

在我們地球上,鑽石的價值不言而喻,一粒稍大一點的鑽石往往都是價值連城的寶貝,然而你可能不知道的是,在太陽系裡距離地球隻有45億公裡的位置,有一顆星球,它居然擁有一片遼闊的鑽石海洋。

這顆星球就是我們熟悉的海王星,看到這裡可能有人會奇怪了,海王星明明是一顆氣态行星,為什麼會擁有一片遼闊的鑽石海洋呢?今天我們就來講一下。


海王星為什麼不是最冷的行星(海王星明明是一顆氣态行星)3

随着人類探索過程的不斷加深,海王星對于現在的我們而言已經不再陌生,根據已經掌握的觀測數據,海王星的大氣成分主要是氫、氦以及甲烷,其中甲烷因為較重而大量集中在大氣層的下層,它們就是海王星上鑽石海洋的來源,下面我們來看看這些甲烷是怎麼變成鑽石的。

相關實驗結果顯示,超過1000攝氏度的高溫,甲烷就會分解成氫氣和炭黑(反應方程式為:CH4 高溫 = C 2H2)。海王星擁有太陽系最強的風暴,其風速可高達2100公裡/小時,并伴随着大量的閃電,這些閃電所産生的高溫會不時地将甲烷分解。


海王星為什麼不是最冷的行星(海王星明明是一顆氣态行星)4

反應發生後,其生成的炭黑将會往下沉降,在這個過程中,它們會随着氣壓的增加而逐漸固化,當下降到距離海王星表面大約7000公裡處時,不斷升高的壓強和溫度就會促使這些碳黑形成鑽石,從而形成了壯觀的鑽石雨。然而這還沒完,在鑽石雨的沉降過程中,随着壓強和溫度的進一步提升,這些鑽石還會轉變成液體。

科學家推測,就像木星一樣,雖然海王星是一顆氣态行星,但是在它厚厚的大氣之下,也有一顆岩石核心,也就是說,這些由高溫高壓形成的鑽石液體最終會覆蓋在海王星的岩石核心上面,日積月累之下,這裡就形成了一片遼闊的的鑽石海洋。


海王星為什麼不是最冷的行星(海王星明明是一顆氣态行星)5

在大約三十年以前,就有科學家就提出了上述理論,但由于科技的限制而無法去驗證其真實性。在多年以後的今天,科學家已經基本确定,海王星很可能真的擁有一片遼闊的鑽石海洋,因為相關理論已得到證實。

研究人員在斯坦福線性加速器中心實驗室,模拟了一個與海王星高度相似的環境,他們利用高能激光模拟海王星的閃電,在高壓的環境中,當高能激光打在用于模拟甲烷的碳氫化合物(聚苯乙烯)上時,在極短的時間内,就生成了納米級的鑽石。除此之外,相關研究人員還在更高的壓強下,通過高能激光的轟擊,成功地将細小的鑽石轉變成了液體。


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值得一提的是,由于天王星、土星以及木星都與海王星有着不同程度的相似結構,因此科學家推測,在這些氣态行星的内部,也很可能擁有一定規模的鑽石海洋。遺憾的是,以人類目前的科學技術,盡管這些鑽石海洋“近在咫尺”,我們也隻能“望洋興歎”。


好了,今天我們就先講到這裡,歡迎大家關注我們,我們下次再見`

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