土星最大的卫星 「土卫六」气味像什么?甜味、苦味、辛辣味还有腐烂鱼臭味

新浪科技 2020/9/9 9:49:16 责编:骑士

北京时间 9 月 9 日消息,据国外媒体报道,土卫六的气味像什么?专家称,在这颗土星最大卫星的空气中充斥着香甜的麝香味、苦杏仁味、汽油味和腐烂鱼味。

土卫六是土星最大的卫星,其大小可与木卫三相媲美,成为太阳系最大的卫星。如果剥离土卫六的大气层,那么木卫三的体积会略大一些。

土卫六拥有大气层,并且其大气层密度是地球 4 倍,虽然人们不需要特殊宇航服来抵御这种气压,但人们必须需要一些户外保暖衣物,因为土卫六表面温度非常寒冷,低至零下 179 摄氏度,相比之下,地球上记录的最低温度是 1983 年南极洲沃斯托克站气温低至零下 89 摄氏度。

当 “惠更斯号”探测器在土卫六表面着陆,拍摄到令人惊奇的土卫六。专家指出,如果未来人类真的到达土卫六,他们可能首先注意到的不是视觉,而是气味。

因此,当宇航员行走在土卫六表面时必须皮肤上覆盖取暖物,避免皮肤快速冻伤,但他们不需要像在月球或者真空中那样穿着的笨重宇航服。由于土卫六大气层中没有氧气,大气层主要成分是氮气,以及大约 5% 的甲烷和一些其他微量气体,因此宇航员必须自己携带氧气。

如果要实现土卫六旅行,你可以想象人们穿着南极洲研究人员冬季穿着的相似衣物,该衣物可能包括:带多个隔热层的衣服、内嵌未来派的发热组件、厚手套、帽子、巴拉克拉瓦盔式帽(balaclavas)、极冷防蒸汽靴(南极研究人员亲切地将其称为兔子靴或者米老鼠靴),唯一必要的修改是一个绝缘氧气面罩,也许还需要一个加热器来防止过冷空气冻伤你的肺部。只要氧气保持循环,该宇航服甚至不需要完全密封,这就如同:“你的包不能充气,但氧气仍在其中循环流通。”

这就引出一个有趣的思维实验:如果人们在土卫六表面不需要密封的宇航服,那么通过氧气面罩就可能呼吸到周围环境的气息,此时,土卫六闻起来是什么味道呢?

土卫六残留气味

尽管土卫六与土星相比显得渺小,但它是太阳系最大的卫星之一,其直径 2600 公里,大约是月球直径的一半,但它与月球不同的是,拥有厚密、模糊的大气层。

基于美国宇航局 “卡西尼号”探测器、欧洲航天局 “惠更斯号”探测器的观测数据,我们对土卫六大气层成分有了充分认识,因此,我们可以大胆猜测这颗星球闻起来的气味是什么样子。

土卫六大气中的两种主要成分是氮和甲烷,它们都没有气味,你可能会联想到甲烷的独特气味实际上是另一种气体(甲硫醇),由于安全角度,甲硫醇添加在甲烷气体中供给人们生活使用。甲硫醇具有特殊气味,闻起来像臭鸡蛋,人类鼻子可以探测到它的含量,通过在甲烷和天然气中加入这种散发恶臭的化学物质,我们人类可以迅速发现和处理潜在的危险泄漏点。

那么,土卫六大气层中还有其他气味吗?研究人员对土卫六大气层已测量或者已预测的微量成分清单包括:氢气(H2)、一氧化碳(CO)、乙烷(C2H6)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)、氰化氢(HCN)、氨气(NH3)、丙炔(C3H4)、丙炔腈(C3HN)、苯(C6H6) 、氰化甲烷(CH3CN)、甲胺(CH3NH2)。

其中一些气体没有气味,但有些还是存在特殊气味的。氢气、一氧化碳和乙烷完全没有气味,人们可能认为乙炔是有特殊气味的,但事实上它像甲烷一样无味,在焊接操作中使用的乙炔中含有磷化氢杂质,会释放出一种大蒜味。

土卫六厚密大气层 (图中深蓝色部分)在土卫六表面上空延伸数百公里,该图是是 “卡西尼号”探测器拍摄的伪色彩图像。

土卫六大气层中的乙烯是最简单的烯烃(两个碳原子以双键方式连接在一起),也是一种常见的植物激素,可以影响果实成熟和种子发芽。它的纯粹形式存在一种甜味和麝香气味,类似地,用于许多化学和有机合成反应的乙腈,存在一种甜味、类似乙醚的气味,除此之外,还有丙炔,它也被称为甲基乙炔,用于焊接和火箭燃料。

此外,还有氰化氢,有苦杏仁的味道,在一些间谍题材的电影中,氰化氢是一种杀人工具,带有剧毒。氰化氢的作用极为迅速,在氰化氢浓度很低(0.005mg/L)的空气中,人仅发生很短时间的头痛、不适、心律不齐;在氰化氢浓度高(0.1mg/L)的空气中,人将立即死亡。

土卫六表面可能没有非常诱人的气味,但是大气层中的氨是一种强烈的刺鼻气味,它通常被用于肥料,或作为嗅盐的主要成分,并能产生特别浓缩的尿液气味。

除此之外,土卫六还有甲基胺,在电视剧《绝命毒师(Breaking Bad)》中主角沃尔特 · 怀特是制造甲基丙苯胺(methamphetamine)的鼻祖,虽然该剧中该物质的气味不是重点,但其带有腐烂鱼的味道。这些化学物质是动物组织分解的副产品,一些生物体通过甲烷生成过程产生能量。

苯是原油中的一种已知致癌化合物,也存在于土卫六大气层中。尽管它是致癌物质,却带一种甜味、芳香、类似汽油的气味,接近有机溶剂的气味。

土卫六的味道

在这幅艺术家插图中,土卫六的碳氢化合物海洋海浪拍打海滩,这些碳氢化合物有助于土卫六形成更加复杂的分子。

土卫六潜在着一些气味,其中包括:甜味、苦味、辛辣味、腐烂鱼臭味,还有一些微妙的气味。但需要记住的是,土卫六表面非常寒冷,这意味着仅有小分子进行微弱的分子间相互作用,才能在足够低的沸点下保持挥发性(这使得它们很容易变成蒸汽)。只有这些微小分子才能通过防毒面具渗入,到达宇航员的鼻子中。

到目前为止,我们列出所有气味化合物在土卫六表面都是固态的,这意味着它们不易挥发,仅一种化合物例外:乙烯。这种碳氢化合物冰点为零下 169 摄氏度,仅比土卫六表面温度略高一点。在一些实验中,科学家发现乙烯在零下 183 摄氏度仍能保持液态。一般观点认为,这是由于冰点降低所致,即溶解在液体中的盐降低了混合物凝固点(这就是为什么扫雪机在冬季路面上撒盐防止结冰的原因)。所以,乙烯是土卫六表面最容易挥发的分子,它会带来一种香甜的麝香味。

然而,关于土卫六气味的故事并未结束,我们还需要考虑到人类鼻子的敏感度。人类的气味阈值是真实存在的,你可以从各种化合物中发现它们。所以,即使一种物质被冻成固体,至少也会有一些分子逃逸。如果人类鼻子足够灵敏,能够探测到它们,大脑就会记录成气味。

在气味阈值方面,有 3 种分子最为突出:氰化氢和苯具有相同的气味阈值——5 ppm(百万分之一),甲胺的气味阈值——0.0021ppm。相比之下,要闻出乙烯的气味,则需要高达 270ppm。这就相当于将汽油、杏仁和死鱼的味道混合在一起。

最后,我们还必须考虑到人类感知气味的能力,这被称为嗅觉敏锐度,主要取决于年龄、吸烟习惯、性别和鼻腔过敏等因素。此外,还有一些遗传因素起到作用,例如之前曾提及人们闻不到的氰化氢。同时,土卫六的气味如何受到每位宇航员嗅觉程度的影响。

因此,要解答土卫六是什么气味?我们认为,宇航员们的最普遍答案是:有甜味、麝香味(乙烯)、鱼腥味(甲胺),还有一点苦杏仁味(氰化氢)、汽油味(苯)。

近期,美国宇航局选定 “蜻蜓计划”,拟将发射一架小型旋翼飞行器在 2034 年着陆土卫六表面,然后飞行器将飞离土卫六表面,在更大范围探索其他土星卫星。

这个答案准确吗?将由未来美国宇航局的航天计划揭晓最终答案。近期,美国宇航局选定 “蜻蜓计划”,拟将发射一架小型旋翼飞行器在 2034 年着陆土卫六表面,然后飞行器将飞离土卫六表面,在更大范围探索其他土星卫星。在执行任务期间,“蜻蜓号”飞行器将利用其最先进的设备直接探测土卫六大气层和表面的分子。

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关键词:土卫六土星

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