金星是天體物理學(xué)家的一個(gè)重要研究課題。歐空局和美國(guó)宇航局今年決定,在未來(lái)十年內(nèi)向這顆離太陽(yáng)第二近的行星派出不少于三次太空探索任務(wù)。這些任務(wù)旨在回答一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題:金星是否曾經(jīng)擁有早期海洋?
UNIGE理學(xué)院天文學(xué)系研究員、NCCR PlanetS成員Martin Turbet領(lǐng)導(dǎo)的天體物理學(xué)家表示,研究中模擬了地球和金星演化初期的氣候,即40多億年前,當(dāng)時(shí)行星的表面仍然是熔融的。相關(guān)的高溫意味著任何水都會(huì)以蒸汽的形式存在,就像在一個(gè)巨大的壓力鍋中。
使用復(fù)雜的三維大氣模型,類(lèi)似于科學(xué)家用來(lái)模擬地球當(dāng)前氣候和未來(lái)演變的模型,該團(tuán)隊(duì)研究了這兩顆行星的大氣將如何隨時(shí)間演變,以及海洋是否會(huì)在這個(gè)過(guò)程中形成。
研究的模擬表明,氣候條件不允許水蒸氣在金星的大氣中凝結(jié)。這意味著溫度從來(lái)沒(méi)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,水仍然是大氣中的一種氣體,海洋從未形成。
研究人員解釋?zhuān)斐蛇@種情況的主要原因之一是因?yàn)橄仍诘厍虻囊归g一側(cè)形成了云層。這些云層造成了非常強(qiáng)大的溫室效應(yīng),阻止了金星像以前認(rèn)為的那樣迅速冷卻。
結(jié)果還顯示,地球可能很容易遭受與金星同樣的命運(yùn)。如果地球離太陽(yáng)再近一點(diǎn),或者如果太陽(yáng)在它的“青春期”像現(xiàn)在一樣閃耀,那么地球今天看起來(lái)會(huì)非常不同。很可能是年輕的太陽(yáng)有相對(duì)微弱的輻射,使地球冷卻到足以凝結(jié)形成海洋。
這項(xiàng)研究結(jié)果是基于理論模型的,是回答金星歷史問(wèn)題的一個(gè)重要基石。研究人員表示,未來(lái)三個(gè)金星空間任務(wù)的觀測(cè)對(duì)于確認(rèn),或反駁這一點(diǎn)非常重要。
題為Day–night cloud asymmetry prevents early oceans on Venus but not on Earth的相關(guān)研究論文發(fā)表在《自然》上。
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論文原文:
https://www.nature.com/articles/s41586-021-03873-w