行星自转一周的时间和大气的存在,乍一看似乎没有任何关系,其实它们关系密切。我们不妨以距离太阳最近的那颗行星——水星为例来分析一下这种情况。
我们知道,有重力存在就会有大气。水星作为一个独立的行星,表面是有重力的,所以,它是可以存在大气的,而且大气的成分应该跟地球上的一样,只不过密度比地球上的小。在水星上,大气要想克服重力,速度至少大于4900米/秒,对于地球上的任何大气而言,是不可能达到这个速度的。
事实是,水星上根本没有大气。跟水星一样,月球上也不存在大气,原因是一样的。由于月球围绕地球公转,水星围绕太阳公转,所以,它们总是只有一面朝向所环绕的天体。在水星上,朝向太阳的一侧永远是白天,另一面一直是寒冷的黑夜。由于水星距离太阳比地球距离太阳近多了,这个距离大概是太阳到地球距离的2/5。所以,水星上的白天非常炎热,它所受到的太阳光照的热力是地球的6.25倍。而它的另一面异常寒冷,人们通过实验得出,这一面的温度大概是-264℃。在昼夜交替的中间部分,时冷时热,时明时暗,这条狭长地带的宽度大概是23°。
这就使得水星上根本不可能像地球一样存在大气。在水星黑暗阴冷的一面,由于气温非常低,气体都凝结成了固体,大气压力也变得很低;而在朝向太阳的那一面,由于气温很高,气体便膨胀,慢慢流向黑暗阴冷的那一面,而在到达黑暗阴冷的一边时,又会受到低气温的影响而固化。这样,水星上的气体便都变成了固体,并以这种形态存在于黑暗的一边。于是,整个水星上便没有了大气。
月球上同样没有大气,也是由于光明一面的大气流到了黑暗的一面,最后变成固体,直至消失不见。在威尔斯的小说《月亮里的第一批人》中,有这样的描写:“月球上也有空气,只不过这些大气先变成了液体,然后不断固化,只有在白天时才感觉得到。”对于这一说法,霍尔孙教授并不赞同,他说:“月球上根本没有空气,也不可能感觉到空气,因为在月球的黑暗面大气会固化,而在光明的一面空气会不断膨胀,并流到黑暗的一面,继续固化,所以,在月球上是不可能存在大气的。”
在水星和月球上没有大气,这是科学的论断。但在金星上则存在大气,在它的平流层里,二氧化碳的含量超过了地球大气中含量的一万倍。