气候模型显示金星上从来没有海洋
- 2021-10-14 11:06
- 科技日报
金星是太阳系四大类地行星之一,被认为是地球的孪生兄弟。它也主要由岩石材料组成,含有一些水并具有大气。金星上是否有海洋一直是一个未解之谜。由瑞士日内瓦大学和瑞士国家行星能力研究中心(NCCR)领导的一个天体物理学家团队在最新一期的《自然》上发表了一篇论文,称气候模型表明金星上从来没有海洋。
先前的研究表明,早期的金星有温和的环境和海洋。最新的研究结果表明,情况并非如此。
只有温度下降到一定程度,水汽才会凝结成小水滴,形成降雨。日内瓦大学科学系研究员、NCCR行星协会成员马丁图比特解释说:“我们模拟了40多亿年前地球和金星演化之初的气候,当时行星表面还处于熔融状态。”
利用复杂的大气三维模型,研究小组研究了这两颗行星的大气是如何演化的,以及在此过程中它们是否会形成海洋。该模型显示,气候条件不允许水蒸气在金星大气中凝结。虽然太阳的光度是几十亿年前今天的70%左右,但当时的温度还不足以让金星冷到形成海洋。
这种现象的主要原因之一是金星上的云优先在夜间形成。这些云没有阻挡太阳光,反而增加了金星的大气逆辐射,降低了表面温差,从而阻止了金星表面温度的快速下降。高表面温度阻止了降雨的形成,所以海洋永远不会形成。
令人惊讶的是,该模型还表明,地球可能很容易遭受与金星相同的命运。如果地球离太阳更近,或者如果太阳在“年轻”时期的光度和现在一样,人类的家园将会大不相同。年轻太阳相对较弱的辐射有可能使地球凝结成水,形成海洋。
该研究的合著者、日内瓦大学教授埃米琳博蒙特(Emmeline Bolmont)表示:“这彻底颠覆了我们长期以来看待所谓‘暗日悖论’的方式,它一直被视为地球上生命出现的主要障碍。”论点是年轻太阳的热量比今天少很多,不足以让地球维持液态水的存在,地球会变成一个不利于生命生长的冰球。但事实证明,对于年轻而炎热的地球来说,当时微弱的太阳对于生命的存在可能是一个意想不到的惊喜。
该论文的另一位作者、日内瓦大学天文学教授大卫埃伦赖克(David Ehrenreich)表示:“这一结果是回答有关金星历史问题的重要理论基石。”未来,欧洲航天局的“EnVision”金星探测任务将对证实这一结论非常重要。
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