金星可以居住多久?

2020-05-10 19:50:17

地球和金星是“姐妹世界”,有着相似的大小、质量和体积组成。然而,你不会想要参观现代的金星,它的大气中含有二氧化碳和氮气,表面温度徘徊在450摄氏度左右。但我们的邻居可能并不总是这么不友好。

破译早期金星的样子并不容易-部分原因是该行星的表面相对年轻,只有3-7亿年的历史-但来自先锋金星任务的迹象表明,它的大气中曾经含有比今天更多的水。金星表面还可能存在液态水,以及板块构造和稳定的温带气候;一些研究甚至表明,金星的气候可能比地球早期的气候更稳定,避免了地球的冰雪期。

关于是什么导致了金星的剧烈变化,有很多理论:逐渐变暖的太阳可能在短时间内宜居后让金星变得炎热和干燥,或者很早的岩浆海洋以及二氧化碳和蒸汽的大气可能在近40亿年前让位于地球的当前状态。

然而,在一项新的研究中,韦和德尔·吉尼奥提供了证据,证明浅水海洋和宜居条件可能在金星上持续了长达30亿年,直到火山大火成岩省(LIP)同时出现,结束了地球的温带时期。

该团队使用NASA的Rocke-3D(用动力学解决地球和地外环境的轨道和气候关键)大气环流模型对金星的历史进行了几次模拟,以检查行星自转速度和表面水位的变化可能如何影响其早期气候。假设金星早期的大气层和地球早期的大气层一样,是富碳和凉爽的,而且自转速度很慢,研究小组发现,在该行星40多亿年历史的大部分时间里,金星的气候可能是稳定的-这是对逐渐变暖的太阳理论的打击。

作者认为,过去数亿年来嘴唇的同时喷发可能通过向大气中释放大量二氧化碳而导致温室效应失控。由此导致的行星表面的干燥可能会使它进入一个新的内部-表面动力学状态,新暴露的玄武岩--今天在金星上很明显--起到了有效的氧汇的作用。

在地球的过去,嘴唇是以随机的随机过程顺序出现的,而不是同时出现的,作者指出,这“对我们今天所知的生命来说是偶然的”。但对金星内部的了解还不足以推测,不能居住的最终状态是否是类似金星的行星,甚至是地球上内部过程的必然产物。研究人员需要从金星表面进行更多的观测,以更好地约束其早期历史,并进一步挑战岩浆海洋理论。

最终,更好地了解金星的历史将提供对类地过程和系外行星过程的洞察,包括宜居窗口是否比目前认为的更广。(《地球物理研究杂志:行星》,https://doi.org/10.1029/2019JE006276,,2020年)

引用:惠灵,K.(2020年),金星可居住多久?,Eos,第101页,https://doi.org/10.1029/2020EO142936.。发表于2020年5月8日。