新研究發現金星從未擁有過海洋和生命所需的條件

據媒體報導,金星可以被看作是地球的邪惡雙胞胎。乍一看,它的質量和大小跟我們的母星相當,其同樣主要由岩石材料組成,擁有一些水和大氣。然而仔細觀察就會發現,它們之間存在著驚人的差異。金星厚厚的二氧化碳大氣層、極端的表面溫度和壓力以及硫酸雲,這些則跟地球上的生命所需的條件形成了鮮明的對比。然而情況可能並不總是這樣的。

新研究發現金星從未擁有過海洋和生命所需的條件

以往的研究表明,金星在過去可能是一個更加好客的地方,它有自己的液態水海洋。由日內瓦大學(UNIGE)和瑞士PlanetS國家研究中心(NCCR)領導的一個天體物理學家小組研究了金星是否擁有過更溫和的時期。發表在《自然》上的研究結果表明,情況並非如此。

新研究發現金星從未擁有過海洋和生命所需的條件

金星最近已經成為天體物理學家的一個重要研究課題。ESA和NASA今年已經決定在未來十年向這顆離太陽第二近的行星展開不少於三次太空探索任務。這些任務旨在回答的關鍵問題之一是金星是否曾經擁有早期海洋。由UNIGE理學院天文學系研究員、NCCR PlanetS成員Martin Turbet領導的天體物理學家試圖用地球上的工具來回答這個問題。

「我們模擬了地球和金星演化初期的氣候,即40多億年前,當時行星的表面仍是熔融的」Martin Turbet介紹道,「相關的高溫意味著任何水都會以蒸汽的形式存在,就像在一個巨大的壓力鍋中。」

通過使用復雜的三維大氣模型,類似於科學家用來模擬地球當前氣候和未來演變的模型,該團隊研究了這兩顆行星的大氣將如何隨時間演變以及海洋是否會在這個過程中形成。

Martin Turbet指出:「由於我們的模擬,我們能夠表明,氣候條件不允許水蒸氣在金星的大氣中凝結。這意味著溫度從來沒有低到足以讓其大氣層中的水形成可以落在其表面的雨滴。相反,水仍是大氣中的一種氣體,海洋從未形成。而造成這種情況的主要原因之一是優先在地球的夜間一側形成的雲層。這些雲層造成了非常強大的溫室效應,阻止了金星像以前認為的那樣迅速冷卻。」

產生嚴重後果的微小差異

令人驚訝的是,天體物理學家的模擬結果還顯示,地球可能很容易遭受跟金星相同的命運。如果地球離太陽再近一點或太陽在「年輕時」像現在一樣閃耀,我們的地球家園今天就會看起來非常不同。很可能是年輕太陽相對較弱的輻射使地球冷卻到足以凝結形成我們海洋的水。研究論文的共同作者Emeline Bolmont表示:「這完全顛覆了我們對長期以來被稱為『微弱年輕太陽悖論』的看法。它一直被認為是地球上出現生命的一個主要障礙!」 當時的論點是,如果太陽的輻射比今天弱得多,它就會把地球變成一個對生命充滿敵意的冰球。但事實證明,對於年輕的、非常熱的地球來說,這個弱的太陽實際上可能是一個不希望出現的機會。」

「我們的結果是基於理論模型的,是回答金星歷史問題的一個重要基石,但我們將不能在我們的計算機上對這個問題作出明確的裁決。未來三個金星空間任務的觀測對於確認–或反駁–我們的工作至關重要,」研究報告的共同作者、UNIGE天文學系教授、NCCR PlanetS成員David Ehrenreich說道。

來源:cnBeta