木卫三是太阳系中最大的卫星,直径不但比月球大很多,甚至比水星还要大一些。而且木卫三上还含有丰富的水资源,现在我们做一个假设:如果将木卫三移到太阳系宜居带上,比如地球轨道上,那么木卫三会发生什么变化呢?能不能变成一个类似于地球一样的宜居星球?
PS:暂时不考虑如何将木卫三移到地球轨道上,以及可能对地球造成的影响。
木卫三现在距离太阳大约有5个天文单位,其表面温度大约在-160℃,如果它搬到地球轨道上,则距离太阳就变成1个天文单位,那么木卫三的表面温度势必会上升。我们以月球为例,月球白天的温度可以上升到150℃,夜晚会降低到-180℃。
木卫三表面主要是由水冰组成的,虽然考虑到木卫三的反射率可能会比月球高很多,会反射掉一大部分阳光,但是因为距离更近的,那么白天木卫三表面温度应该会超过0℃,这样的话,木卫三的冰面就会融化,甚至会直接升华成水蒸气。
所以当木卫三刚迁移到地球轨道上的时候,白天的木卫三可能表面上是一片沸腾,水冰大量的融化甚至升华,不断的释放水蒸气。考虑到木卫三的逃逸速度大约为4公里/秒,而水蒸气在300K的逃逸速度大约是3公里/秒,所以木卫三上大部分的水蒸气并不会逃逸到太空中,而是会变成一个大气层包裹着木卫三。
但是冰层中其他气体,比如氢气之类的,则会逃逸到太空中。
水蒸气是一种温室气体,所以木卫三会不断的被加热,一开始木卫三夜晚还能够下雪结冰,但是随着全球气温的上升,最终整个木卫三可能会变成一个大温室,类似于金星那样。考虑到木卫三上巨量的水资源,最终可能会形成一颗深度高达700公里的“水球”。当然,这个过程是十分漫长的,可能需要数百万年的时间。最终木卫三的表面温度可能高达数百摄氏度,大气压可能有几十个地球标准大气压。
但是温度升高的时候,也意味着水分子运动速度变快了,最终会导致逃逸到太空中的水分子越来越多,木卫三的水分流失速度越来越快。
虽然木卫三是太阳系唯一一个具有磁场的卫星,但是它的磁场强度比较弱,只有700nt,相当于地球磁场强度的1/80,所以地球轨道附近强烈的太阳风也在不断的剥离木卫三浓密的大气层,可能在数亿年时间内,整个木卫三的大气层和海洋都会消失不见,然后留下一颗很小的岩石核心。
所以如果将木卫三移到地球轨道上,那么我们在短期内将会得到一个深度超过700公里的海洋星球,但是它上面并不适宜人类居住,因为这个木卫三就是一个温室效应失控的桑拿房,超高的大气压和温度导致它并不适宜生命的存在。而因为自己质量太小,加上缺乏磁场的保护,木卫三将会持续不断的流失自己的大气层和水汽,最终变成一颗小小的岩石星球。
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