水星不水

提起水星，你脑海里是不是浮现出一个离太阳最近的“大石头”形象？其实，水星远比你想象的要有趣得多！

首先，从外观上看，水星虽然常拿来和我们的月亮比较，但实际上，它有着比月球更丰富的色彩，绝不仅仅是单调的灰白色。更特殊的是，水星成分构成非常特别：大约70%是金属物质，而硅酸盐等岩石成分只占30%。换句话说，水星更像一颗金属球，而非单纯的岩石星球！

正因如此，水星的密度在太阳系中位居第二，高达5.4克/立方厘米，仅略低于密度最大的地球。如果水星和地球一样大，那么表面引力将与地球不相上下。然而，由于水星的实际尺寸，表面引力只有3.7米/秒。这说明水星重力甚至略低于火星，考虑到火星体积远大于水星，足以彰显水星那惊人的密度！

说到水星的大小，我这里有一个有趣的对比。木星最大卫星木卫三，以及土星最大卫星，太阳系第二大卫星土卫六，直径都比水星要大。但如果论质量，这两颗巨型卫星却远不及水星。

仔细观察水星表面，你会发现它与月球有着惊人的相似之处：广阔的平原和密集的陨石坑，都表明在数十亿年间地质活动非常稀少。但显然，并非一直如此沉寂。水星表面一个显著的特征是，存在许多绵延数百公里的狭长山脊。

水星最引人注目的地貌之一，就是那个直径高达1550公里的巨大撞击坑卡路里盆地。形成的撞击力量非常强大，足以引发大规模的熔岩喷发，并在撞击坑周围形成一个高度超过两公里的同心环。而在卡路里盆地的对跖点，是一片称为“怪异地形”的独特崎岖地带。对比水星的其他区域，你就会明白这个名字的由来。

那么，水星表面究竟是怎样一番景象呢？首先，它的表面温度可以用“天壤之别”来形容，从零下173摄氏度到超过400摄氏度。但两极地区却从不会高于零下93摄氏度，这是因为水星几乎没有大气层来锁住热量。这种巨大的温差不仅存在于赤道和两极之间，也与水星的轨道和自转密不可分。太阳直射点附近的温度能达到约400摄氏度，而处于黑暗面的平均温度则为零下163摄氏度。

由于水星体积小且温度高，引力无法长时间束缚住大量气体形成稳定的大气层。因此，无法有效保留来自太阳的巨大热量，这也是为什么背阳面会如此寒冷。然而，水星确实拥有一个“外逸层”，这是一种极其稀薄、环绕行星的类似大气层的结构。外逸层中的分子受引力束缚，但密度极低，以至于分子之间几乎不会发生碰撞，无法像气体一样运动。当我们观测到水星的外逸层时，太阳风的粒子会不断地从其中剥离原子，形成一道拖曳在行星身后、向太空延伸的“尾巴”。这种行星尾巴并非水星独有，地球也有外逸层，它始于地表600公里高处，是地球大气与外太空的交界。水星的外逸层非常不稳定，原子不断流失，又不断从多种来源得到补充。

美国宇航局已经确认，水星北极陨石坑中含有水冰。更值得一提的是，水星还拥有火星所缺乏的磁层，即环绕整个行星的磁场。与地球磁场不同，水星磁场中心偏离行星中心约20%，我们目前尚不清楚其原因。水星的磁场强度仅为地球的约1.1%，但仍然足以偏转大部分太阳风。然而，由于水星更靠近太阳，太阳风压力远大于地球。加上其磁场微弱，水星周围磁层被压缩得非常靠近行星表面。相比之下，地球磁层则延伸到行星直径许多倍之外。

水星轨道和自转是太阳系行星最特殊的之一。它的轨道是太阳系所有行星中最扁的，距离太阳的远近在4600万公里到7000万公里之间剧烈变化。

水星绕太阳公转一圈大约需要88个地球日。而自转与公转之间存在一个著名的“3:2自旋-轨道共振”现象，水星每绕太阳公转两周，就会自转三周。水星自转一周大约需要58.646个地球日，也称为一个恒星日。巧合的是，这几乎正好是水星相对于地球会合周期116天的一半。也就是说，在地球和水星两次会合点之间，水星恰好自转了两周。

这个巧合在历史上曾引发了巨大误解。由于水星紧邻太阳，天文学家在大部分公转周期中都难以对其进行清晰观测。只有当水星处于对地球来说最佳观测角度时，我们才能一睹其真容。当118天后再次迎来观测良机时，却发现水星总是以同一面朝向地球。因此，天文学家一度坚信水星像月球一样，受太阳潮汐锁定。直到1959年通过雷达观测，我们才发现水星的自转速度略快于公转速度，揭示了3:2轨道共振。

这种3:2轨道共振说明，如果你站在水星上，会发现一个“太阳日”竟然长达两个水星年！在水星上，你会看到太阳升起得相对较快，然后接近正午时会减速，甚至会短暂“倒退”，然后才继续向日落方向移动。而一个水星年正好是地球上的88天，所以，水星上的白天和黑夜都各持续一个水星年之久！太阳之所以会出现“倒退”的奇特现象，是因为在水星到达近日点前约四个地球日，轨道运行速度恰好与自转速度相等。此时，太阳视运动会暂时停滞。而在近日点时，水星轨道速度甚至会超过自转速度，导致在水星表面看太阳，会“倒着走”一小段。近日点后四天，太阳的正常运动才会恢复。从水星上方俯瞰，你甚至可以更清楚地看到这种现象：每天两次，在水星的某个极点，太阳似乎会暂停片刻，然后继续前行。

水星轨道平面相对于地球轨道平面倾斜了7度。因此，我们只有当水星正好运行到地球和太阳之间时，才能看到水星凌日现象。由于轨道倾角的存在，这种奇景大约每7个地球年才会发生一次。水星的自转轴倾角几乎为零，目前测量的最佳数值低至0.027度，甚至比木星的3.1度还要小。

水星整个星球上都散布着一种独特的“凹坑”地貌。虽然我们不完全确定它们的成因，但它们可能是挥发性物质升华所致，由于水星靠近太阳，这种现象才成为其独有的特征。它们似乎是一种活跃的地质过程，显然是水星上一些最年轻的地貌，而且肯定不是流星撞击造成的。

水星表面还有更多精彩的发现，古老的干涸熔岩流，火山活动的证据。还有来自巨大小行星撞击的陨石坑，这些撞击曾加热了它的表面。令人惊讶的是，那些薄薄的陡崖，正是水星逐渐冷却的证据。这些陡崖表明水星正在收缩，根据信使号的数据，水星自形成以来直径已收缩了超过14公里，这比预期要多得多。