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“地球雙胞胎”金星是如何失去水并變成地獄般的行星的
骨軟筋酥網(wǎng)2025-12-09 19:04:57【休閑】3人已圍觀
簡介一幅插圖顯示了水以氫原子的形式流失到太空中。圖片來源:uux.cn/urore Simonet/大氣與空間物理實驗室/科羅拉多大學博爾德分校)神秘的地球uux.cn)據(jù)美國太空網(wǎng)Robert Lea)

一幅插圖顯示了水以氫原子的形式流失到太空中。(圖片來源:uux.cn/urore Simonet/大氣與空間物理實驗室/科羅拉多大學博爾德分校)
(神秘的雙胞失去水并地球uux.cn)據(jù)美國太空網(wǎng)(Robert Lea):科學家們可能已經(jīng)確定了一種分子,它在奪走金星的胎金水分方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用,并將這顆行星變成了我們今天看到的星何行星干旱、地獄般的變成般世界。
金星通常被稱為“地球的地球地獄雙胞胎”,因為這兩顆行星的雙胞失去水并大小和密度大致相同;它們也是位于太陽系內(nèi)部區(qū)域的巖石行星。然而,胎金在許多關(guān)鍵方面,星何行星金星與地球非常相似。變成般
雖然我們的地球地獄星球上充滿了生命,但距離太陽第二遠的雙胞失去水并金星實際上是一個地獄。它是胎金太陽系中最熱的行星(甚至比離太陽最近的水星還熱),溫度約為880華氏度(471攝氏度)。星何行星熱得足以熔化鉛。變成般此外,金星的表面壓力非??膳?。
重要的是,金星也缺乏地球上豐富的生命元素:水。盡管這顆行星位于太陽所謂的“金發(fā)姑娘區(qū)”內(nèi),指的是我們恒星周圍既不太熱也不太冷的區(qū)域,不允許液態(tài)水存在,盡管科學家們知道金星可能曾經(jīng)有水。
事實上,數(shù)十億年前,人們認為金星的水資源與地球一樣多,但在其進化過程中的某個時刻,金星大氣層中的二氧化碳云引發(fā)了太陽系最強烈的失控溫室效應(yīng)。這使得氣溫飆升到今天的水平。這引發(fā)了地球上的水蒸發(fā),之后又流失到太空中。
然而,即使考慮到這一過程,科學家們也不知道金星是如何變得如此沙漠化的,也不知道它是如何仍在失去留給太空的少量水分的?,F(xiàn)在,科羅拉多大學博爾德分校的一組科學家可能通過講述他們所說的“金星上的水故事”,發(fā)現(xiàn)了這一過程的秘密
“水對生命來說真的很重要,”聯(lián)合團隊負責人、大氣與空間物理實驗室(LASP)的科學家Eryn Cangi在一份聲明中說,“我們需要了解宇宙中支持液態(tài)水的條件,以及可能產(chǎn)生今天金星非常干燥狀態(tài)的條件?!?。
“我們正試圖弄清楚每個星球上發(fā)生了哪些微小的變化,從而將它們推向這些截然不同的狀態(tài)?!?br>嘿,鄰居!要不要一杯水?
為了說明行星鄰居地球和金星的含水量差異,Cangi解釋說,如果我們星球上的所有水都均勻地分布在其表面,它將形成一個幾乎2英里(3.2公里)深的全球?qū)印鹦遣扇⊥瑯拥拇胧?,將大氣中剩余的水剝離,將形成一個只有1.2英寸(3厘米)深的全球?qū)印?br>“金星的水量是地球的10萬倍,盡管它的大小和質(zhì)量基本相同,”聯(lián)合團隊負責人、LASP科學家Michael Chaffin在聲明中解釋道。
為了確定它是如何達到目前的狀態(tài)的,Cangi、Chaffin和同事們使用了這顆行星的計算機模型,將其視為一個巨大的化學實驗室。這使他們能夠更好地觀察金星旋轉(zhuǎn)大氣層中發(fā)生的各種反應(yīng),并確定其水分損失的嫌疑人。

金星和地球的并排尺寸比較。(圖片來源:uux.cn/NASA/Robert Lea(與Canva共同創(chuàng)作))
研究小組發(fā)現(xiàn),金星大氣層中的一種叫做HCO+的分子,由一個氫原子、一個碳原子和一個氧原子組成,可能負責將地球上最后的水輸送到太空。
坎吉說:“比方說,我把水瓶里的水倒了?!?。“還會有一些水滴殘留。”
從本質(zhì)上講,HCO+可能會將這些液滴從金星的大氣層中清除。事實上,同一個團隊此前曾表示,HCO+也是導致地球另一個鄰居火星缺水的罪魁禍首。
研究人員表示,HCO+在金星大氣中不斷產(chǎn)生,但這些離子不會存活很長時間。離子是一種帶正電荷或帶負電荷的分子,由于缺乏平衡質(zhì)子正電荷所需的一些電子,或者具有額外的電子在分子中產(chǎn)生凈負電荷而獲得電荷。
HCO+缺乏平衡分子質(zhì)子正電荷所需的電子,因此帶正電荷(因此為+符號)。
金星大氣層中的電子迅速與HCO+復合,導致分子一分為二。研究小組認為,從那里,氫原子會迅速逃逸,甚至可能逃逸到太空中。氫原子形成了水分子(H2O)的兩個成分,水分子由兩個氫原子和一個氧原子組成,因此這剝奪了金星的水的主要成分。
該團隊認為,金星要達到極端干燥狀態(tài),其大氣層中一定有過量的HCO+分子。
Chaffin說:“這項工作的一個令人驚訝的結(jié)論是,HCO+實際上應(yīng)該是金星大氣層中最豐富的離子之一?!薄?br>

DAVINCI任務(wù)的探測器穿過金星大氣層的插圖。(圖片來源:uux.cn美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心)
然而,這個結(jié)論有一個很大的障礙。到目前為止,我們從未在金星的大氣層中看到過HCO+。
然而,Chaffin和Cangi并不認為這是因為分子不在那里,而是因為人類缺乏看到它所需的儀器。盡管許多來自地球的航天器已經(jīng)造訪了地球的鄰居火星,但很少有任務(wù)出現(xiàn)在我們的另一個鄰居金星上,而且這些航天器都沒有合適的設(shè)備來看到HCO+。
但未來的許多太空任務(wù)都將目光投向了金星。美國國家航空航天局的深大氣層金星稀有氣體、化學和成像調(diào)查(DAVINCI)任務(wù)是一項特別重要的任務(wù)。DAVINCI將于2029年發(fā)射,它將在金星灼熱的大氣層中放置一個探測器,以確定世界的化學成分。
然而,即使是DAVINCI也沒有合適的設(shè)備來檢測HCO+。
盡管如此,該團隊希望,由于DAVINCI(以及歐洲航天局即將到來的EnVision任務(wù)),人們將對金星產(chǎn)生普遍的興趣,最終導致一項確實能夠探測HCO+的太空任務(wù),從而增加該團隊失水故事的真實性。
坎吉總結(jié)道:“金星的任務(wù)還不多。”?!暗掠媱澋娜蝿?wù)將利用數(shù)十年的集體經(jīng)驗和對金星的濃厚興趣,探索行星大氣層、進化和宜居性的極端?!?br>該團隊的研究于周一(5月6日)發(fā)表在《自然》雜志上。
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