金星在大小和化学成分上与地球相似,并且它们大约在四十多亿年前的同一时间形成。但相似之处似乎仅止于此。根据欧洲航天局的金星快车轨道探测器(于2005年11月发射)发回的一年数据,这颗距离太阳第二近的行星与地球截然不同——从其酷热的表面到其充斥着酸液的大气层上层。结论是:庆幸你生活在这里吧。
以下是一些原因:金星的表面温度徘徊在令人窒息的 870 华氏度(465 摄氏度)左右,其表面压力约为地球的 90 倍(相当于海面以下一公里或 0.6 英里的压力),而且那里没有四季。这颗行星——地球最近的邻居——需要 243 天才能在其自身轴线上自转一周(而且是反方向),而地球的自转速度很快,只需 24 小时。从新数据中,科学家们现在知道其大气层主要由二氧化碳组成,这让人得以一窥全球变暖失控可能造成的后果。由于极端高温,水中仅存在于其大气层中,因此没有海洋(因此也没有海滩)。行星上狂风肆虐,其烟雾状云由硫酸液滴(而不是水)组成,而且,与之前的观点相反,金星上存在闪电。换句话说,金星不仅热得足以在几毫秒内蒸发掉一个冰屋,而且你还可能被不太蓝的天空中的闪电击中。
德国卡特伦堡-林道马克斯·普朗克太阳系研究所的研究员兼《自然》杂志上关于金星快车发现的九篇论文中的几篇的合著者迪米特里·蒂托夫昨天在一次电话会议上说:“金星和地球,它们真的是出生时就已分离的孪生子。关键问题是为什么这对双胞胎如此不同。”
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自 2006 年 4 月金星快车开始勘测金星以来,一个国际科学家团队一直在分析从金星快车发回的数据,金星距离地球最近时约为 2500 万英里(4000 万公里)。
牛津大学物理学家兼金星快车任务跨学科科学家弗雷德·泰勒指出,在行星的赤道处,存在一层湍流气流,但在较高纬度地区,气流会变得平稳。由于金星自转缓慢,其高层大气中的风速远快于地球。还有证据表明,在其两极都有数千英里宽的涡流状气旋,类似于地球两极在其各自的冬季月份出现的气旋。
太阳风(来自太阳外层大气的离子阵风,能够将它们遇到的分子分解)会吸走金星大气中的粒子,解开它们的原子并将它们喷射到太空中。地球大气中的微粒物质在很大程度上免受太阳风的侵袭,这要归功于我们星球强大的磁场,而金星缺乏磁场。正如预期的那样,科学家观察到诸如氢和氦离子之类的带电轻粒子正在离开金星的大气层。但是他们惊讶地发现氧气也在逸出。研究人员认为,水正在从行星中流失,因为离开的氢粒子数量是氧粒子的两倍。
丹佛自然与科学博物馆的天体生物学家大卫·格林斯潘说:“金星非常非常干燥。” 他补充说,如果它位于行星表面,那么它大气中包含的所有水大约会比一英寸(2.5 厘米)稍深一点。然而,对离开金星大气层的水的分析表明,许多氢离子实际上是该元素的一种稳定同位素,称为氘,其原子核中包含一个质子和一个中子(而不仅仅是一个质子)。格林斯潘说:“氘的含量是了解随着时间的推移流失了多少水的重要线索。” 研究人员估计,自从金星形成以来,由于太阳风带走了氘粒子,金星至少已经损失了一个海洋的水量。
牛津大学的泰勒说:“这些差异不仅仅是由于金星更靠近太阳造成的。我们现在知道,缺乏保护性磁场和不同的行星自转速率也在确保我们在地球上观察到的许多大气过程在金星上以更快的速度发生方面发挥着作用。我们的新数据使得构建一个情景成为可能,在这个情景中,金星最初像地球一样——可能包括数十亿年前的可居住环境——然后演变成我们现在看到的状态。”
巨型电子屏幕图像:ESA/VIRTIS-VenusX/INAF-IASF/Obs. de Paris-LESIA (P. Drossart, Obs. de Paris-LESIA)