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金星为什么会变为死星

2024-01-27科学

金星和地球的大小比较。 图片来源:NASA/JPL/Magellan

金星只比地球略小,因此拥有数十亿年的温暖之心。 但对于这颗有时被称为地球姐妹的行星来说,热量已经背叛了它。 这个星球现在被包裹在由二氧化碳和硫酸组成的令人窒息的有毒大气层中。 地表的压力几乎是地球海平面气压的100倍。 平均温度超过700°F,足以熔化铅,而最深的山谷则有超过900°的记录。

如果金星确实是地球的妹妹,那么她就是一个扭曲的姐妹。 像火星一样,我们怀疑金星也曾经拥有更稀薄、更温和的大气层和充满液态水海洋的表面。 这里的推理比火星更脆弱一些——在火星上,我们可以在眼前看到水的证据——但人们的想法是,金星和地球的形成方式大致相似,轨道大致相同,物质大致相同。 因此,我们出生时应该有大致相同数量的水。

像地球一样,大部分水都会被化学束缚在岩石中,深埋在地幔中。 但其中一些可能已经渗入地表,或者在形成后不久由富含水的彗星宿主输送,在地表建立供应,再次被厚厚的大气层稳定下来。

金星注定要失败的不是它自己的错,而是我们自己危险的太阳。 随着恒星年龄的增长,它们会逐渐变亮。 日复一日,它是难以察觉的,但在数百万年的时间里,它完全改变了恒星的特征。 数十亿年前,与现在相比,太阳的宜居带向内移动,但随着亮度的增加,热量也随之增加,随着时间的推移,宜 居带 稳步向外移动。

金星曾经有过生命吗? 我怀疑我们永远不会知道,因为地表的高温使探索几乎不可能。 但它很可能有水和浓郁的气氛——基本成分就在那里。 但是,即使生命真的站稳了脚跟,它也不会持续太久。 随着太阳的老化,金星变得越来越暖和。 在温暖的星球上,大气中以蒸气形式存在的水比表面的液体多。

起初,变化很小,只不过是更高的露点,标志着无情的毁灭之路。 但在过去的某个时刻——我们不确定确切的时间——金星达到了一个临界点。 由于水蒸气过多,金星的大气层变得太善于捕获从表面辐射的热量。 这种辐射无法穿透雾霾进入太空,而是被困在大气层中,使其升温。

接下来发生的事情,至少是仁慈的快。 金星进入了 一个反馈循环 ,将更多的热量倾倒到大气中,将海洋沸腾成更多的蒸汽,从而提高了温度,等等。 首先是浅水湖泊和溪流消失了,然后是更深的海洋,直到每一小片水都随大气风吹拂。

由于靠近不断变亮的太阳,水蒸气并没有持续很长时间。 太阳辐射击中了它,解开了它的 化学键 ,使氧气和氢气飞走了,加入了太阳系之外的严峻游行。

如果金星有像地球一样的 板块构造 ,那么这个过程就在这里结束了。 由于没有水作为润滑剂,板材的缓慢研磨被卡住,将外壳锁定到位。 这种不断的搅动充当了碳的天然汇: 二氧化碳 与岩石结合,这些岩石被深深地拉入地幔,防止过多的碳在大气中积聚。

但是,如果没有板块构造的净化作用,二氧化碳水平上升到危险的高度,它自身吸收地表辐射的能力扼杀了拯救地球的任何剩余希望。 最终,大气层会堆积起来,直到它达到现在的膨胀大小。

随着太阳的老化,金星扼杀了自己。

金星并不是唯一一个分享这种命运的人,因为太阳还没有到达它的最后几天。 它继续变亮,一天比一天给太阳系带来更多的温暖,它的宜居带每年都在稳步向外移动。

在大约5亿年后的某个时候,金星将不再孤单,地球的海洋将沸腾,我们的大陆将停止古老的运动,我们最终将与我们的妹妹成为双胞胎:死亡,死气沉沉,扼杀在我们自己臃肿 的大气层 .