这可能就是金星失去水并成为地狱世界的原因

科学家认为金星曾经看起来更像地球。它是如何从那时演变到今天的位置的,这是一个具有深远影响的问题,不仅对我们星球的未来,而且对寻找太阳系外的生命都有深远的影响。

现在,研究人员认为他们已经解决了一个重要的谜题:金星缺水之谜。

“金星的水比地球少10万倍,”行星科学家迈克尔·查芬(Michael Chaffin)解释道科罗拉多大学博尔德分校(University of Colorado Boulder)的“尽管它的大小和质量基本相同。

罪魁祸首?这项新研究指出了一种称为解离复合的过程,该过程将金星的氢泄漏到太空中,导致金星失去水的速度比我们以前想象的要快得多。

金星表面今天的样子(左)与科学家认为数十亿年前金星在水面上的样子(右)之间的比较。(美国宇航局/JPL-加州理工学院,美国宇航局)

并排研究金星和地球会引发一些非常有趣的问题。除了大小和质量的相似性外,这两颗行星似乎或多或少由相同的岩石和相同的铁核组成和岩石地幔结构.

但是,在地球郁郁葱葱、潮湿、充满生命的地方,金星却不是。金星是被有毒的二氧化碳云窒息雨硫酸。由火山活动雕刻而成的金星表面遭受了失控的温室效应,现在温度保持在平均灼热状态464摄氏度(867华氏度)。

但缺水仍然是一个问题。逃离金星的模型(行星是漏水的即使在最好的时候)也无法解释金星应该失去的水量,因为它应该拥有与地球在数十亿年前形成时获得的或多或少相同数量的水。

今天,如果我们将地球的水均匀地分布在其表面,它将形成一个3公里(1.9英里)深的全球海洋,这种计算被称为全球等效层(GEL)。金星的 GEL 只有 3 厘米(1.2 英寸)。

由Chaffin和他的同事,加州大学博尔德分校的行星科学家Eryn Cangi共同领导的研究人员试图通过对金星大气中的过程进行计算机模拟来研究这种差异。他们的研究结果将矛头指向了一个被忽视了50年的过程:一种叫做HCO +的分子的重组。

1974年美国宇航局探测器水手10号拍摄的金星。(美国宇航局/喷气推进实验室-加州理工学院)

这是一种由氢、碳和氧组成的正离子,由二氧化碳和水结合形成,并失去带负电的电子。该团队的研究表明,当电子与分子重新结合时,氢被敲散并被送入太空。没有氢气,水就无法形成。

这种机制可以解释以前理论中几乎两倍的水损失,巧妙地解决了地球水和金星水之间的差异问题。

有一个有点问题。该模型在金星大气中需要相当多的HCO +,到目前为止,我们还没有检测到任何HCO+。但这可能是因为我们没有想过要寻找它,所以被派去观察地球不那么湿漉漉的兄弟姐妹的探测器都没有能力探测到它。

然而,这可以在未来金星任务的设计计划中得到解决。

“金星的任务并不多,”苍琢 说.“但新计划的任务将利用数十年的集体经验和对金星的浓厚兴趣来探索行星大气、演化和宜居性的极端情况。

该团队的研究已发表在自然界.

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