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金星可能曾像地球一样拥有海洋,但如今却干涸至极

为什么金星如此干燥?了解该行星的水是如何逃逸的。

作者Elizabeth Gamillo
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致谢:Aurore Simonnet / 大气与空间物理实验室 / 科罗拉多大学博尔德分校

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一种离子可能是导致金星几乎没有水、一片荒芜的原因。这颗行星是太阳系中第二颗离太阳最近的行星,也是太阳系中最热的行星。它浓密的大气层困住了大量的热量,其地表温度高到足以熔化铅。

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但曾几何时,金星可能与地球一样,是一个拥有大量水的星球。一项发表在《自然》杂志上的新研究发现,金星大气层中对形成水至关重要的氢原子可能已经逃逸到太空。

这项通过计算机模拟得出的发现,可能解释了宇宙中液态水是如何消失的。

“水对生命至关重要,”论文的合著者、大气与空间物理实验室的研究科学家 Eryn Cangi 在一份新闻稿中说道。“我们需要了解支持宇宙中液态水的条件,以及这些条件可能导致了金星如今极其干燥的状态。”

金星失水

金星曾可能拥有像地球一样的海洋。那么,发生了什么?该研究的科学家们推测,金星经历了一场强烈的温室效应事件,将温度升高到 900 华氏度(约 482 摄氏度)。在此之后,行星上的所有水分都蒸发了,留下了一些水滴。即使是剩下的几滴水,也可能因为大气中的一种离子 HCO+ 而消失。

这种分子在水与大气中的二氧化碳混合时形成。HCO+ 也可能是火星干燥并失去水分的原因。

该离子在金星的大气层中产生,但停留时间不长。大气中的电子会与 HCO+ 离子复合,将它们分解成两部分。当这种情况发生时,氢离子会逃逸到太空,导致金星失去构成水的两种成分之一——氢。这种现象被称为“解离复合”,它可能导致金星每天损失两倍的水。

尽管研究团队认为这是金星干燥的原因,但 HCO+ 离子从未在金星上被观测到。该研究的研究人员希望能够派遣探测器和仪器来检测这种离子。

“这项工作的一个令人惊讶的结论是,HCO+ 实际上应该是金星大气中最丰富的离子之一,”论文的合著者、大气与空间物理实验室的研究员 Michael Chaffin 在一份声明中说。


阅读更多:金星生命的好奇之问

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未来的金星探测任务

(致谢:NASA GSFC 由 CI Labs 的 Michael Lentz 等人进行的视觉化展示)

NASA GSFC 由 CI Labs 的 Michael Lentz 等人进行的视觉化展示

其他金星探测任务将深入探测其大气层,寻找其是否曾具有宜居性的迹象。例如,美国宇航局的“金星稀有气体、化学和成像深层大气探测器”(DAVINCI)任务将绘制金星地图并探测其云层。该任务计划于 2030 年代发射。该航天器也不会专门探测 HCO+,但它将对理解金星水循环的历史至关重要。

“金星的探测任务并不多,”Cangi 在一份新闻稿中说道。“但新规划的任务将借鉴数十年的集体经验和对金星日益增长的兴趣,来探索行星大气、演化和宜居性的极限。”

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阅读更多:金星云层中的生命?也许并非如此。


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  • Elizabeth Gamillo

    Elizabeth Gamillo 是 Discover 和 Astronomy 的撰稿人。她曾为 Science 杂志担任 2018 年 AAAS 多元化科学新闻人才实习生,并曾为 Smithsonian 杂志担任日报撰稿人。她目前是麻省理工学院科学写作研究生项目的研究生。

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