太阳系——水星

兰京

水星（Mercury）——太阳系距离太阳最近、体积最小的类地岩石行星。

- 直径：4880 km，大约是地球的1/3，只比月球大一点点

​- 和太阳平均距离：5790万千米（0.39天文单位）

​- 公转（水星1年）：88个地球日（八大行星跑得最快，速度47.4km/s）

​- 自转（恒星自转）：58.65地球日；奇妙的3:2共振：公转2圈=自转3圈。

一个水星太阳日（日出到下一次日出）=176个地球日！一天比一年长！

- 密度：5.43g/cm³，太阳系第二高（仅次于地球）。原因是它有一颗巨大的铁质内核，半径约2000km，占到星球半径80%，内核还有一部分是液态。外壳（地幔+地壳）仅仅400公里厚。

水星几乎没有真正的大气层，只有一层极稀薄的外逸层（微量氧、钠、氢、氦、钾），留不住热量。

- 白天直射地表最高：427℃（可以熔化铅）

​- 夜晚最低：−173℃

昼夜温差接近600℃，太阳系第一名！

外观很像月球，灰色岩石，密密麻麻布满陨石撞击坑。

1. 卡洛里斯（卡路里）盆地：水星最大撞击坑，直径1550km，40亿年前小行星撞击形成。撞击威力巨大，在星球对面激起大范围混沌地形。

​2. 巨型断崖（皱脊）：几百公里长。来自水星铁核冷却收缩，外壳起褶皱，如同干缩的苹果皮。这个地貌是月球没有的标志性特征。

​3. 神奇的水冰！：虽然酷热，但是南北极深坑的永久阴影区永远照不到阳光，温度常年低于‑170℃，保存了大量水冰（总量可达上万亿吨）！冰来自彗星撞击和太阳风。只是全部藏在阴影里面，没有液态水。

- 在地球肉眼很难看见水星：它永远靠近太阳，只能在日出之前（晨星）、日落之后（昏星）短暂出现，容易淹没在阳光里面。中国古代叫它“辰星”。名字叫“水星”不是因为有水，来自五行理论（黑色、流动）。

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- 两艘主要探测器：

​1. 水手10号（1974）：三次飞掠，只拍到大约45%表面。

​2. 信使号 MESSENGER（2011‑2015）：第一颗进入水星轨道的探测器，测绘了全部表面，发现北极冰、巨大铁核。2015年受控坠毁在水星表面。

- 最新：欧洲‑日本的贝皮·科伦波（Bepi‑Colombo）正在水星工作。

贝皮·科伦坡号开启人类最全面的水星观测。

欧日联合探测器“贝皮·科伦坡号”刚扔掉引擎舱，准备对水星搞一次全面体检。

去水星贼费劲：离太阳太近，引力大得吓人。为了不被太阳拽跑，它硬是飞了八年、借九次行星引力减速。这趟路跑了近百亿公里，比去冥王星还折腾。

四件套终于拆开：之前它是四个舱段叠在一起的“三明治”。9月3日，底层的离子发动机舱被成功抛弃。剩下的两艘科学轨道器将靠化学推进自己走完最后一段路。

差点翻车：去年它的供电系统出了故障，推力掉了。地面团队只能重写轨道，硬是把抵达时间推迟了11个月。

双星合体观测：预计今年11月入轨。明年4月起，欧洲和日本的轨道器会一高一低同时开工。一个贴着表面看成分，一个在高处盯磁场。

人类第一次派俩探测器一起摸清水星的底细。

现在来聊聊水星那满是坑洼的表面，像极了被小行星 “欺负” 后的模样。你看地球，有大气层这层 “护盾”，小行星来了大多 “折戟沉沙”，到不了地面就烧没了。可水星呢，几乎没有大气层，完全就是 “裸奔” 状态。

想象一下，太空中那些小行星、陨石，就像没头苍蝇一样乱窜，而水星毫无防御，直接被撞个正着。每一次撞击，都在水星表面留下一个坑，日积月累，可不就成了现在这 “麻子脸” 嘛。你说水星惨不惨？它不仅没大气层 “挡枪”，还离太阳太近。太阳引力那么强，把那些小行星、彗星都往这边吸引，水星就成了 “活靶子”，被撞的概率大大增加。

而且啊，地球有板块运动、火山喷发这些地质活动，能慢慢把一些陨石坑 “抚平”。但水星内部冷却得差不多了，地质活动基本停滞，一旦被撞出坑，就只能一直留在那儿，成了水星表面独特的 “伤疤”。就拿水星上著名的卡洛里斯盆地来说，直径差不多 1300 千米，那可是 36 亿年前，被一颗直径近百千米的小行星撞出来的。当时撞击产生的能量，让盆地周围的地壳都 “皱” 了起来，形成一圈圈环形山。想想那场景，得有多壮观、多可怕。

科学家通过研究这些陨石坑，能知道很多信息。测量坑的大小、深浅、分布，就能算出当年撞击的速度、角度，甚至推断出水星早期的地质结构。这些陨石坑就像太阳系的 “史书”，记录着早期的动荡岁月。所以，可别小瞧了水星这满是坑洼的表面，背后藏着的，是整个太阳系的秘密呢。

水星上有很多神秘的悬崖，叫叶状陡崖（Lobate Scarp，拉丁文叫 Rupes，断崖），俗称收缩悬崖、皱脊断崖。

- 最大一条：企业悬崖（Enterprise Rupes）：长度960公里，最高落差3000米。差不多相当于从上海到郑州那么长，高度接近华山。

.企业断崖 Enterprise Rupes（水星最大陡崖）。长960km，落差约3000m，一条长长的弯曲逆冲断层，切穿很多古老撞击坑。NASA信使号实拍（叶状陡崖‑Rupes）

猎犬断崖 Beagle Rupes（标志性弓形悬崖）。600km长，优美的弧形，直接横切一个椭圆形陨石坑，是冷却挤压的绝佳证据。

发现断崖 Discovery Rupes（水手10号最早发现）。长约350km，落差1000米，1974年首次被人类看见，证明水星在收缩。

彩色地形高程图（颜色代表高低）:

红色=高处，蓝色=低处，可以直观看到地壳被向上推起的断层结构。

水星起源之谜：一颗“本不该存在”的行星:

水星的存在本身就令行星科学家困惑。它的质量仅为地球的二十分之一，宽度几乎与澳大利亚相当，但由于拥有巨大的金属核心，其密度在太阳系中仅次于地球。按照现有行星形成模型，在距离太阳如此近的区域，不可能形成像水星这样高密度的行星。

“这有点令人尴尬，”法国波尔多大学行星形成专家尚恩·雷蒙德表示，“我们缺少某个关键的细节”。信使号探测器在2011至2015年间发现，尽管水星表面温度白天可达430°C，却存在钾、放射性钍等挥发性元素，甚至在水星极地永久阴影陨石坑中发现了水冰。BepiColombo入轨后的核心任务之一，正是要弄清水星的起源。

水星的研究正处于一个活跃的转折期。随着BepiColombo的入轨，以及近年来关于水星“缩水”、深部地幔活动和起源之谜的新发现不断涌现，这颗曾被低估的行星正在成为理解太阳系形成与行星演化的关键窗口。