假设金星表面有水的插图。(图片:NASA)
一项新的研究表明,在金星形成后的20到30亿年里,这颗行星可能拥有一个完美的宜居环境,这意味着生命有足够的时间出现在金星上。
年,美国宇航局的先驱者金星探测器发现了表明金星表面曾经存在浅海的证据。从那时起,有几个后续任务也对金星的表面和大气进行了调查,揭示了金星从一颗“类地”行星变成现在这般炼狱的新细节。
据信,在大约7亿年前,金星上发生了一次引发失控温室效应的大规模事件,而在此之前,金星可能在20亿到30亿年间一直都是一个气候温和,并且拥有液态水的行星。
来自美国宇航局戈达德太空研究所的研究人员分享了一系列的五种模拟,显示了基于不同液态水覆盖水平的金星环境。
根据欧洲行星协会的一份声明,这五次模拟都表明,在大约30亿年的时间里,金星可能能够保持稳定的温度,从68华氏度(20摄氏度)到华氏度(50摄氏度)不等。
研究人员之一迈克尔·韦(MichaelWay)在声明中说:“我们的假设认为金星可能在数十亿年的时间里一直保持着稳定的气候。而那次几乎影响金星全球范围的失控事件导致了它的类地气候转变为我们现在所看到的地狱温室。”
在稳定的气候条件下,金星本来是可以支持液态水存在,进而可能孕育出生命的。事实上,研究人员也说,如果金星没有发生那次失控事件的话,它今天可能仍然适合居住。
然而,这次失控事件引发了其他一系列事件,导致储存在金星岩石中的二氧化碳释放到金星大气中,使得金星大气层的密度和温度升高,无法支持生命。
研究人员采用了一个3D通用循环模型来创建不同的模拟环境,该模型包括42亿年前、7.15亿年前以及现在的大气成分数据,还考虑到了太阳辐射的逐渐增加(因为太阳在其生命周期中变得越来越热)。
此外,这五种模拟情况中有三种假设了金星的地形会与现在的情况相似。在这些模拟场景中,海洋的深度从30英尺(10米)到英尺(米)不等,土壤中含有少量的水。
为了进行比较,研究人员还考虑到其他两种情况,一种是金星的地形与地球相似,海洋深度为英尺(米),另一种情况是金星的整个表面被英尺(米)深的海洋所覆盖。
Way在声明中说“目前金星的太阳辐射几乎是地球的两倍。然而,在我们所模拟的所有场景中,我们发现金星表面的温度仍然适合液态水的存在,”不过,“金星上发生了一些事情,大量的温室气体被释放到大气中,而且还无法被岩石重新吸收。”
42亿年前,就在金星形成后不久,金星就经历了一段快速冷却的时期,随着金星的演化,硅酸盐岩石会慢慢地吸收大气中的二氧化碳,并将其锁在金星的地壳当中。
直到7亿1千5百万年前,金星的大气层很可能已经被氮气所占据,只留下少量二氧化碳和甲烷——就像今天的地球一样。模拟表明,如果没有发生二氧化碳失控事件的话,这些大气条件很有可能会一直保持稳定到现在。
虽然大规模失控事件的确切原因仍不清楚,但这有可能与金星的火山活动有关。随着岩浆和熔融岩石涌向金星表面,大量的二氧化碳将会被释放回大气层。研究人员说,如果岩浆在到达地表之前凝固的话,这样就会形成一道屏障,阻止温室气体被重新吸收。
地球过去也发生过类似的事件。例如,“西伯利亚圈闭(SiberianTrap)”是近5亿年来已知最大的火山活动之一。研究人员说,这一事件向大气中释放了大量有*的温室气体,并导致了大规模的物种灭绝。
Way说:“我们需要更多研究金星的任务,更详细地了解它的历史和演变。我们的模型显示,金星在过去很有可能是适宜居住的,而且与我们今天看到的金星截然不同。这个发现为处于‘金星带’中的系外行星提供了各种各样的可能性,金星带的行星实际上也有可能存在液态水和温和气候。”
他们的发现于9月20日在日内瓦举行的欧洲行星科学大会,以及美国天文学会行星科学分部(DPS)的联席会议上公布。