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※金星是如何變“地獄”的?地球也將面臨相同命運※

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        ※金星是如何變地獄的?地球也將面臨相同命運

                                         20190812 09:31 新浪科技

據國外媒體報導,人人都想離開地球、到太陽系中探索一番,卻沒有意識到地球上有多美好。我們有充足的空氣、多到用不完的液態水、能夠保護我們不受宇宙輻射傷害的強大行星磁場、以及讓我們筋強骨壯的地心引力。想想這些,地球其實挺好的。

在這張由日本航天局拂曉號探測器於20161120日拍攝的照片中,可以看到金星表面籠罩的詭異而可怕的大氣層。民眾科學家凱文·吉爾(Kevin Gill)對這張照片做了紅外線和紫外線色彩處理。但儘管如此,我們還是忍不住將目光投向鄰居們,試圖找到能前去造訪、甚至居住的行星。目前人們的注意力全都放在火星上,大家都爭相前去打造自己的紅色家園

那麼金星呢?金星的體積和品質都和地球差不多,離地球還比火星更近些。金星的氣候也比火星更溫暖。那麼,我們為什麼不努力去金星上看一看呢?這是因為,金星差不多就是一座煉獄。

但丁的地獄之旅

在描述金星的可怕之處時,很難不用一些極盡誇張的辭彙。你可以在腦海裏想像一下、你能想到的最可怕的行星長什麼樣子,而金星比那還糟糕呢。

先從大氣層說起。地球上的城市空氣污染再糟糕,也不及金星之一毫。金星大氣幾乎全部由二氧化碳構成,並且極為稠密,表面氣壓高達地球上的90倍,相當於地球海面下方1.6公里處的壓強。要想在其中穿行,你差不多只能像游泳一樣遊過去。金星大氣中的氮氣只占4%,但比地球大氣中的氮氣總和還要多。

而在金星的大氣層頂部,則是由硫酸構成的雲層。硫酸雲反射光線的能力很強,金星標誌性的明亮光芒就是這麼來的。由於雲層反射性太強,下面的大氣層又太稠密,只有不到3%的陽光能夠到達金星表面,令人很難感受到晝夜之分。儘管缺少陽光,金星表面的平均溫度卻高達370攝氏度,足以使鉛融化。在部分地區,如深深的峽谷中,溫度甚至可達400攝氏度,因此金星地表呈現出毫無生機的紅色。

說到晝夜之分,金星的旋轉方式是太陽系中最特殊的。首先,它的自轉方向是自東向西,即太陽在西方升起、在東方落下。其次,它的自轉速度極為緩慢,一年僅持續兩天就結束了。此外,金星一度也有過板塊運動,但很久之前就停止了,如今金星地殼處於鎖死狀態。總而言之,金星就是座煉獄。

萬劫不復

那麼,地球的這位姐妹究竟是怎麼變得如此扭曲的呢?由於構成金星的物質與地球很相似,品質和體積也與地球大致相同,科學家相信,金星在太陽系形成早期應該還是比較溫和的。它的表面可能也有過液態水海洋,藍藍的天空中飄浮著蓬鬆的白雲,總之相當舒適宜人。

但四十五億年前的太陽也與今日不同,那時的太陽更小、也更黯淡。而隨著太陽這樣的恒星年齡逐漸增長,亮度也會穩步增加。因此在幾十億年前,金星尚處於宜居帶中。然而,隨著太陽逐漸老去,宜居帶也不斷外移。金星到達宜居帶內側邊緣後,情況就開始急轉直下了。

隨著金星溫度升高,海洋開始蒸發,大量水蒸氣進入大氣中。而水蒸氣的保溫能力很強,致使表面溫度進一步提高,導致海水蒸發得更厲害,使更多水蒸氣進入大氣中,更多的熱量被困住無法散逸……如此形成了一個惡性循環,情況也開始徹底失去控制。最終,金星變成了一座失控的溫室。所有水都蒸發到了大氣中,大量熱量無從散發,導致表面溫度持續上漲。

在此之前,金星表面的液態水能夠充當潤滑劑的作用,幫助板塊運動平穩進行。但海洋消失之後,板塊運動也陷入了死局,金星地殼被徹底鎖死。而板塊運動對於調節大氣中的二氧化碳有著至關重要的作用。簡單來說,碳能夠與土壤和岩石中的元素結合,然後伴隨著持續數百萬年的板塊運動,被深深埋入地下。但一旦沒有了板塊運動,封鎖在土壤中的碳就會緩緩逸出、或是隨火山運動一泄而出。因此海洋蒸發後,金星上的碳便失去了隔絕層。時間久了,大氣中的水蒸氣在足夠的陽光照射下,便會分解成氫和氧。氫逃逸到了太空中,氧則與碳結合形成二氧化碳,取代了大氣中原本由水蒸氣佔據的那部分品質。


地球的未來

隨著金星大氣層變得愈加稠密,金星表面的狀況也變得愈加形同煉獄。稠密的大氣層甚至可能拖慢了金星的自轉,致使金星如今的自轉速度如此緩慢。這個過程可能持續了1億年左右。整個過程結束後,金星上任何生命存在的可能性都徹底告絕。

這就是地球那位扭曲姐妹的故事。最糟糕的是,這就是地球日後的命運。太陽仍在不斷老去,亮度也在不斷增加,宜居帶也在穩步向外移動。在接下來的幾億年裏,地球遲早有一天會到達宜居帶的內邊緣。到時,地球上的海洋也會開始蒸發,溫度也會急劇升高,板塊運動也將徹底停止,大氣也將為二氧化碳所充斥。

到了那時,太陽系中便不止有一座煉獄、而是兩座了。

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金星是距離地球最近的行星,因品質和地球相似,又被稱為地球的姊妹星,其表面平均溫度高達462°C,大氣層二氧化碳含量超過96%,整顆星球被厚厚的硫酸雲籠罩,環境猶如地獄般恐怖。幾十億年前金星也曾擁有廣闊的海洋,和遠古火星一樣是個溫暖舒適的宜居星球,科學家甚至推測那時的金星曾經孕育原始生命。

那麼金星是如何變成一個死氣沉沉的星球的呢?美國宇航局(NASA)、班戈大學和華盛頓大學科學家的一項最新研究顯示,導致金星發生巨大變遷的罪魁禍首正是遠古海洋本身!金星自轉非常緩慢,一個金星日長達243個地球日,相當於2/3個地球年。有趣的是,金星繞太陽運行一周需要225個地球日。換句話說,金星上的一天比一年還長!

擁有海洋的行星受潮汐效應影響,海流和海床之間不斷摩擦,自轉速度會逐漸減慢。比如地球每過100萬年自轉週期就會增加20秒。科學家認為遠古金星也會經歷類似的過程,只不過金星沒有天然衛星,它上面的潮汐效應只能來自太陽的引力。

為了研究金星海洋如何影響自身旋轉,Mattias Green領導的研究團隊借助電腦類比,為虛擬金星設置不同的海洋深度和自轉速度,最終發現如果金星海洋中的潮汐足夠大,就會減緩行星自轉。最極端的情況下自轉週期每百萬年增加72個地球日!這意味只需10005000萬年就能達到現在的旋轉速度。

緩慢旋轉的金星逐漸失去自己的磁場,失去保護的大氣層無法抵擋長驅直入的太陽風,強烈輻射導致海洋迅速蒸發,金星也最終變成一個面目猙獰的可怖星球。

有科學家推測,現代金星仍然保留一線生機,大氣層高處的神秘黑斑或許就是某種微生物存在的標誌。

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如今縱觀整個宇宙,目前發現有大量生命生存的只有地球一個。殊不知在數十億年前,地球還沒成形的時候,和地球條件最相似的金星。科學家發現在數十億年前,金星也是一顆被液態水覆蓋的星球,海洋覆蓋率超過80%,比現在的地球還要多。

但為什麼一顆宜居的星球如今卻一片荒涼,條件堪比地獄呢?根據美國國家宇航局和華盛頓大學科學團隊的共同研究發現,金星的海洋面積之所以不斷減少,原因就在於海洋自身。由於洋流與金星海底發生摩擦,海洋潮汐的速度開始發生變化從而影響了金星的自轉速度。以地球一年有365天作為參照標準,由於金星自轉速度的減緩,金星一年減少了72個地球日,導致現在金星上的1日是地球的243日。

過長的地球日讓金星任何一個地方都需要長時間暴露在太陽之下。這也加速了金星海洋的蒸發,海洋面積就此不斷減少,缺少了水分的金星氣溫也不斷升高,二氧化碳的含量不斷增加,占大氣的96%,如今,金星的地表溫度平均達到462攝氏度

Mattias Green是國際著名的潮汐研究學家。她表示潮汐運動對一顆行星而言是十分重要的,它直接決定了這顆星球暴露在太陽下的時間有多長,這也是為什麼海洋被譽為生命的起源地的原因。

金星的隕落,也給地球提了一個醒。海洋覆蓋面積如此高的金星都變成了如今地獄般的景象。儘管地球如今自轉速度沒有減慢,受潮汐的影響也不大,但是二氧化碳含量不斷提高、全球變暖的現象是由人類自身創造出來的,而不是自然形成的。如果人類不想讓地球變成下一個金星,那麼保護地球必然刻不容緩了。

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台長: 幻羽
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