金星曾经有海洋吗?

释放双眼,带上耳机,听听看~!

Planet Venus illustration (stock image).
Credit: © Igor_Filonenko / stock.adobe.com

金星可以被看作是地球邪恶的孪生体。乍一看,它的质量和大小与我们的地球相当,同样由岩石材料组成,拥有一些水,并具有大气层。然而,仔细观察就会发现它们之间惊人的差异:金星厚厚的CO2大气、极端表面温度和压力以及硫酸云确实与地球上生命所需的条件形成了鲜明的对比。然而,情况可能并非总是如此。先前的研究表明,金星过去可能是一个更热情好客的地方,有自己的液态水海洋。由日内瓦大学(UNIGE)和瑞士国家行星研究中心(NCCR)领导的一个天体物理学家小组调查了我们星球的孪生兄弟是否确实有较温和的时期。发表在《自然》杂志上的研究结果显示,情况并非如此。

金星最近成为天体物理学家的重要研究课题。欧空局和美国宇航局今年决定,在未来十年内,向第二颗离太阳最近的行星发射不少于三次太空探索任务。这些任务旨在回答的关键问题之一是金星是否曾经接待过早期的海洋。以UNIGE科学学院天文学系研究员、NCCR行星学成员马丁·图尔贝特为首的天体物理学家试图用地球上可用的工具来回答这个问题。马丁·图尔贝特解释道:”40多亿年前,当行星表面仍在熔融时,我们模拟了地球和金星在进化初期的气候。相关的高温意味着任何水都会以蒸汽的形式存在,就像在巨大的压力锅中一样。研究小组利用复杂的大气三维模型,类似于科学家用来模拟地球当前气候和未来演化的模型,研究了两颗行星的大气层将如何随时间演变,以及海洋在这个过程中是否可能形成。

马丁·图尔贝特说:”多亏了我们的模拟,我们才得以证明,气候条件不允许水蒸气在金星大气层中凝结。这意味着温度从来没有变得足够低,其大气中的水形成雨滴,可能会落在其表面。相反,水仍然作为气体在大气中和海洋从来没有形成。”其中一个主要原因是在地球的夜边优先形成的云层。这些云层产生非常强大的温室效应,阻止金星像先前认为的那样迅速冷却,”日内瓦研究员继续说道。

令人惊讶的是,天体物理学家的模拟也表明,地球很容易遭受与金星相同的命运。如果地球离太阳更近一点,或者太阳像现在这样在”青春”中闪耀,那么我们的家乡星球今天看起来就大不相同了。年轻太阳相对微弱的辐射可能使地球冷却到足以凝结形成我们海洋的水。对于 Unige 教授、PlaneS 成员、该研究的合著者埃米琳·博尔蒙特来说,”这是我们看待长期以来被称为’模糊的年轻太阳悖论’的方式的完全逆转。它一直被认为是地球上生命出现的主要障碍!理由是,如果太阳的辐射比今天弱得多,它就会把地球变成一个对生命怀有敌意的冰球。”但事实证明,对于年轻、非常炎热的地球来说,这个微弱的太阳实际上可能是一个没有机会的机会,”研究人员继续说道。

“我们的研究结果基于理论模型,是回答金星历史问题的重要基石,”研究合著者、UNIGE天文学系教授、NCCR行星学成员大卫·埃伦赖希说。”但是,我们将无法在我们的计算机上就此事做出明确裁决。对未来三次金星太空任务的观测对于确认或驳斥我们的工作至关重要。这些前景令埃米琳·博尔蒙特感到高兴,因为”这些引人入胜的问题可以通过刚刚在UNIGE科学学院内成立的新的宇宙生命中心来解决。

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