冥王星|冥王星的大气循环，是什么驱动的呢？_科学|科普|科技

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心形主要抽运环绕在冥王星附近的氮气为主的空气
冥王星心形特征的左叶是一个以斯普特尼克号平原而闻名的600英里宽（1000公里）的冰原
冥王星的心形冰原在跳动

NASA的“新视野”号宇宙飞船在其2015年7月史诗般的飞行中发现了矮行星著名的心形特征，而一项新的研究表明，是它驱动冥王星的大气环流。
大多数变化来自心形的左叶，一个叫做斯普特尼克号平原的600英里（1000公里）宽的含氮冰平原。研究人员确定，这种在白天奇异的冰蒸发和夜晚的重新凝结成冰，导致了含氮气流的波动。（冥王星像地球一般，大气中以氮气为主导，即便这颗矮行星的空气要比我们呼吸的气体稀薄十万倍）。

【冥王星|冥王星的大气循环，是什么驱动的呢？】这些气流携带着温热的颗粒状雾霾和向西的冰粒，将冰原染成黑色条纹状。
“这凸显了一个事实，即冥王星的大气和风（即使大气密度非常低）也会影响地面” ，这项研究的主要作者唐纳·伯特兰（Tanguy Bertrand）是加利福尼亚州NASA艾姆斯研究中心的天体物理学家和行星科学家。 “并且这种向西的方向其本身就非常有趣，考虑到冥王星沿其轴向东旋转。这颗矮行星的大气随后展示了一种逆转” ，研究团队的人员说。
伯特兰和他的同事们研究“新视野”号在2015年近距离遭遇探测所获得的数据。研究人员还进行了计算机拟合，以模仿冥王星的氮循环和天气，尤其是矮行星的气流。

这项工作揭示了可能存在西风-一种高空变化，其在地面以上至少2.5英里（4公里）处流动，并且是沿着斯普特尼克号平原西边缘的靠近地面的快速移动。
这项新的研究表明，该边缘被很高的悬崖所包围，该悬崖似乎在将斯普特尼克号平原抛向普特米蒂亚盆地内部之前，将近地表的风困住了一段时间。
亚利桑那州图森行星科学研究所的行星科学家坎迪·汉森-科哈尔奇克（Candice Hansen-Koharcheck）在同一份研究中表明：“这很大程度上是由于地形或环境的特殊性所致。 ”

“我印象深刻的是，冥王星的模型已经发展到可以谈论地区天气的水平， ”汉森-科哈尔奇克（Hansen-Koharcheck）补充说，即便他并未参与这项新研究中。
飞越冥王星的“新视野”号表明，矮行星比任何人想象的都要复杂多样，除了上图的心形外，还有高耸的水冰山和怪异的“刀锋”地形（为了纪念冥王星的发现者克莱德·汤博（Clyde Tombaugh），即以汤博·雷吉奥（Tombaugh Regio）命名）
于2月4日星期四在地球物理研究：行星杂志上发表的新的研究强调并且扩展了这一基本消息。

“斯普特尼克号平原对于冥王星气候的影响就像地球上的海洋一般， “伯特兰说到。 ”如果你移走了斯普特尼克号平原——如果你移走了冥王星之心——你不会看到同样的循环。 “
海洋氮循环
代表海洋氮循环的示意图

氮循环同样是海洋的一个重要过程。尽管总体流程相似，但海洋中氮的转移媒介和转移方式不同。氮元素通过降水，径流或大气中的氮气进入水中。浮游植物不能将氮气直接作为氮元素利用，因此必须进行固氮，这主要依靠蓝细菌进行。如果海洋循环不再补充固定的氮，则余下的固定氮会在2000年左右用完。浮游植物需要以生物学上可用的氮形式来合成初始有机物。氨和尿素通过浮游生物的代谢释放到水中。

而氮源会通过有机物的向下运动而从富营养区中去除。这可能是由于浮游植物，垂直混合物或垂直迁移的代谢废物的下沉而发生的。这种下沉将导致氨在富营养区以下的较低深度进入。细菌能够将氨转化为亚硝酸盐和硝酸盐，但此过程会受到光的抑制，因此必须在富营养区以下进行。氨化或矿化是由细菌进行的，将有机氮转化为氨。然后会发生硝化作用，把铵类转化为亚硝酸盐和硝酸盐。硝酸盐可以通过垂直混合和上升流返回到富营养区，在那里浮游植物可以吸收它以继续循环。氮气可以通过反硝化返回大气。
作者： Mike Wall
FY: Horus
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