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气候模型显示金星上从未有过海洋

2021-10-14 科技日报 张佳欣
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  金星是太阳系的四颗类地行星之一,被视为地球的孪生兄弟,同样主要由岩石物质组成,含有一些水,并有大气层。金星上是否曾经有过海洋,一直是个未解之谜。瑞士日内瓦大学和瑞士国家行星能力研究中心(NCCR)领导的天体物理学家团队在最新一期《自然》杂志上发表论文称,气候模型显示金星上从未有过海洋。

  此前研究表明,早期金星有温和的环境,存在海洋。而最新研究结果表明,事实并非如此。

  只有当气温降低到一定程度时,水蒸气才会凝结成小水滴,形成降雨。日内瓦大学科学系研究员、NCCR行星协会成员马丁·特贝特解释说:“我们模拟了地球和金星在40多亿年前进化之初的气候,当时行星表面还处于熔融状态。”

  使用复杂的大气三维模型,研究小组研究了这两个行星的大气如何演变,以及在这个过程中是否会形成海洋。模型显示,气候条件不允许水蒸气在金星的大气层中凝结。尽管数十亿年前太阳光度大约是今天的70%,但当时的气温不足以让金星的温度低到形成海洋的程度。

  造成这一现象的主要原因之一是,云层优先在金星的夜间形成,这些云层没有遮挡阳光,反而使金星的大气逆辐射增加,表面温差减小,阻止了金星表面温度的快速下降。高地表温度阻止了降雨的形成,因此海洋永远无法形成。

  令人惊讶的是,模型还显示,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一点,或太阳在它“年轻”时期与现在的光度一样,人类的家园就会有天壤之别。很可能是年轻太阳相对较弱的辐射使地球能够凝结水并形成海洋。

  该研究合著者、日内瓦大学教授埃米琳·博尔蒙特说:“这完全颠覆了长期以来我们看待所谓‘黯淡太阳悖论’的方式,它一直被认为是地球上生命出现的一大障碍。”其论点是,年轻的太阳热量比今天少很多,不足以使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,对于年轻的、炽热的地球来说,当时微弱的太阳可能是生命存在的意外惊喜。

  论文另一位作者、日内瓦大学天文系教授戴维·埃伦赖希说:“这一结果是回答金星历史问题的重要理论基石。”未来,欧洲空间局的“EnVision”金星探测任务对于证实这一结论至关重要。

打印 责任编辑:阎芳
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