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金星為什麽會變為死星

2024-01-27科學

金星和地球的大小比較。 圖片來源:NASA/JPL/Magellan

金星只比地球略小,因此擁有數十億年的溫暖之心。 但對於這顆有時被稱為地球姐妹的行星來說,熱量已經背叛了它。 這個星球現在被包裹在由二氧化碳和硫酸組成的令人窒息的有毒大氣層中。 地表的壓力幾乎是地球海平面氣壓的100倍。 平均溫度超過700°F,足以熔化鉛,而最深的山谷則有超過900°的記錄。

如果金星確實是地球的妹妹,那麽她就是一個扭曲的姐妹。 像火星一樣,我們懷疑金星也曾經擁有更稀薄、更溫和的大氣層和充滿液態水海洋的表面。 這裏的推理比火星更脆弱一些——在火星上,我們可以在眼前看到水的證據——但人們的想法是,金星和地球的形成方式大致相似,軌域大致相同,物質大致相同。 因此,我們出生時應該有大致相同數量的水。

像地球一樣,大部份水都會被化學束縛在巖石中,深埋在地幔中。 但其中一些可能已經滲入地表,或者在形成後不久由富含水的彗星宿主輸送,在地表建立供應,再次被厚厚的大氣層穩定下來。

金星註定要失敗的不是它自己的錯,而是我們自己危險的太陽。 隨著恒星年齡的增長,它們會逐漸變亮。 日復一日,它是難以察覺的,但在數百萬年的時間裏,它完全改變了恒星的特征。 數十億年前,與現在相比,太陽的宜居帶向內移動,但隨著亮度的增加,熱量也隨之增加,隨著時間的推移,宜 居帶 穩步向外移動。

金星曾經有過生命嗎? 我懷疑我們永遠不會知道,因為地表的高溫使探索幾乎不可能。 但它很可能有水和濃郁的氣氛——基本成分就在那裏。 但是,即使生命真的站穩了腳跟,它也不會持續太久。 隨著太陽的老化,金星變得越來越暖和。 在溫暖的星球上,大氣中以蒸氣形式存在的水比表面的液體多。

起初,變化很小,只不過是更高的露點,標誌著無情的淪陷之路。 但在過去的某個時刻——我們不確定確切的時間——金星達到了一個臨界點。 由於水蒸氣過多,金星的大氣層變得太善於捕獲從表面輻射的熱量。 這種輻射無法穿透霧霾進入太空,而是被困在大氣層中,使其升溫。

接下來發生的事情,至少是仁慈的快。 金星進入了 一個反饋迴圈 ,將更多的熱量傾倒到大氣中,將海洋沸騰成更多的蒸汽,從而提高了溫度,等等。 首先是淺水湖泊和溪流消失了,然後是更深的海洋,直到每一小片水都隨大氣風吹拂。

由於靠近不斷變亮的太陽,水蒸氣並沒有持續很長時間。 太陽輻射擊中了它,解開了它的 化學鍵 ,使氧氣和氫氣飛走了,加入了太陽系之外的嚴峻遊行。

如果金星有像地球一樣的 板塊構造 ,那麽這個過程就在這裏結束了。 由於沒有水作為潤滑劑,板材的緩慢研磨被卡住,將外殼釘選到位。 這種不斷的攪動充當了碳的天然匯: 二氧化碳 與巖石結合,這些巖石被深深地拉入地幔,防止過多的碳在大氣中積聚。

但是,如果沒有板塊構造的凈化作用,二氧化碳水平上升到危險的高度,它自身吸收地表輻射的能力扼殺了拯救地球的任何剩余希望。 最終,大氣層會堆積起來,直到它達到現在的膨脹大小。

隨著太陽的老化,金星扼殺了自己。

金星並不是唯一一個分享這種命運的人,因為太陽還沒有到達它的最後幾天。 它繼續變亮,一天比一天給太陽系帶來更多的溫暖,它的宜居帶每年都在穩步向外移動。

在大約5億年後的某個時候,金星將不再孤單,地球的海洋將沸騰,我們的大陸將停止古老的運動,我們最終將與我們的妹妹成為雙胞胎:死亡,死氣沈沈,扼殺在我們自己臃腫 的大氣層 .