可能是我们夜空中最亮、最美丽的物体之一,但不要被愚弄。
正如我们所知,我们的邻近星球非常不适合生命生存——这是一个人类永远无法踏足的有毒、灼热的世界。
尽管金星的宜居性存在差异,但它与地球有一些惊人的相似之处。 两颗行星的大小、质量和密度大致相同,并且成分也非常相似。 这就提出了一个问题:金星曾经适合居住吗?
一项新的研究发现,如果金星确实存在适宜居住的条件,并且其表面存在液态水,那也是很久以前的事了,并且在金星转变为今天这样的干燥干旱世界之前只持续了很短一段时间。
芝加哥大学的行星科学家亚历山德拉·沃伦(Alexandra Warren)和埃德温·凯特(Edwin Kite)对金星大气层的历史进行了建模,以确定氧气流失的速度和机制,这反过来又揭示了金星是否曾经存在液态水(),那是超过30亿年前的事了。
这就是金星现在的样子。 这里非常干燥,氧气含量极低。 它的大气成分是 96% 的二氧化碳和 3% 的氮气,以及微量的其他气体,例如。
而且由于它的大气层太厚,热量无法逸出。 金星的表面温度是太阳系中所有行星中最高的,平均温度为464摄氏度(867 华氏度)。
在太阳系历史的早期,当太阳不太强大时,金星可能更加温和,有液态水的湖泊和海洋。
行星科学家想知道金星如何以及为何会达到现在的状态; 因为金星与地球非常相似——一些气候模型表明金星最近可能有水不到十亿年前——弄清楚它的历史可以帮助我们弄清楚我们的家园星球有多大可能走同样的道路。
金星大气层缺氧有点令人费解。 如果地球上确实存在液态海洋,那么当金星升温时,水就会蒸发到大气中,通过以下方式分解成氢气和氧气:光解离,由阳光引发的化学反应。
氢气会泄漏到太空中,但氧气应该保留下来。
沃伦和凯特想知道氧气可能去了哪里,因此他们根据宜居金星构建了一个模型。 他们在金星表面放置了水海洋,添加了可能导致氧气流失的机制,并调整了水量和水可能存在的时间范围等参数。
他们让模型运行了 94,080 次,认为如果运行结束时的分子氧、水和一氧化碳水平在当今金星大气中这些气体的上限之内,则模型成功。
最终,只有一小部分模型运行成功,并且显示了一些有趣的趋势。
一种可能性是金星的氧气与火山排放的碳结合形成二氧化碳,但这似乎不太可能。
相反,氧气似乎最有可能遭受两种命运之一:泄漏到太空中,或者被隔离在行星表面的可氧化岩浆中,例如玄武岩。 海洋干涸的时间应该不晚于 30 亿年前。
但金星过去火山活动的强度可能受到金星大气层中仍然存在的放射性氩气数量的限制。 通过确定金星过去的火山活动有多活跃,研究人员能够估计出这颗行星可能有多少水。
答案并不多。 金星的海洋深度可能不超过 300 米(984 英尺)。 这还不到地球平均水平的 10%3,688米海洋深度。
因此,研究结果将金星当前大气中的缺氧与潜在的早期宜居条件相协调,但研究人员表示,这个漏洞是一个狭窄的漏洞。
当考虑到氩气记录时,这个漏洞变得更加狭窄。 考虑到金星当前大气层的整个范围,只有不到 0.4% 的运行成功。
未来的任务可以尝试测量金星表面的成分,以帮助确定这颗行星是否确实落入了这个非常狭窄的漏洞。
该研究发表于美国国家科学院院刊。