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金星本來是宜居的,但它上面的海洋“殺”死了它

[ 來源:蝌蚪五線譜 | 作者:本站 | 發布時間:2019-06-21 | 瀏覽:139次 ]

現在的金星是一個地獄般的地方!它是太陽系中最熱的行星,它的大氣溫度足以融化鉛。空氣也是一種有毒的煙羽,主要由二氧化碳和硫酸雨云組成。然而,科學家們推斷,金星曾經是一個完全不同的地方,其表面有著一個較冷的大氣層和液體海洋。

不幸的是,這一切在幾十億年前都發生了變化,因為金星經歷了失控的溫室效應,將金星上的自然景觀變為了現在我們所知的地獄般的世界。根據一個國際科學家小組的研究,實際上可能正是這一海洋的存在,導致金星一下子就經歷了這一轉變。

除了酷熱,金星在白天或是夜間、甚至是一年里都幾乎沒有溫度的變化。這是由于其密集的大氣層(是地球大氣層壓力的93倍)和極緩慢的旋轉速度造成的。與地球自轉的23小時56分鐘4秒不一樣,金星在其軸線上完成一次自轉大約需要243天。

金星本來是宜居的,但它上面的海洋“殺”死了它

藝術家對金星的印象。圖片來源:Blobbie244/Wikipedia Commons

同樣值得注意的是,金星與地球和大多數其它行星(逆行旋轉)旋轉的方向相反。在這種緩慢的旋轉過程中,金星厚厚的絕緣大氣層及其低層大氣中風的熱量傳遞,使它表面的溫度永遠不會偏離462℃這個平均值。

一段時間以來,天文學家們一直在懷疑金星的自轉速度可能要再快一些,且方向和地球相同,這可能是金星能在其表面維持液體海洋的關鍵因素。至于是什么原因導致了這種變化,一個流行的理論是,大規模的撞擊減緩了金星的旋轉,甚至扭轉了它的方向。

近期發表在《天體物理學雜志快報》上的研究由Mattias Green博士(班加羅爾大學的物理海洋學家)領導進行,與美國宇航局、華盛頓大學的同事們一起測試了早期金星上的海洋是否有可能是罪魁禍首的可能性。

簡單地說,由于潮汐和海底之間產生的摩擦,潮汐在行星的自轉中起到了剎車的作用。在地球上,這種效應每百萬年就會使一天的長度改變約20秒。為了量化早期海洋對金星所造成的剎車量,Green和他的同事們使用專門的潮汐數值模型進行了一系列的模擬。

金星本來是宜居的,但它上面的海洋“殺”死了它

藝術家對金星地球化的概念圖,展示了一個被海洋大面積覆蓋的星球表面。圖片來源:Wikipedia Commons/Ittiz

研究小組模擬了金星在不同海洋深度下的情況,自轉周期從243天到64天不等。然后,他們計算了每次實驗的潮汐耗散率和相關的潮汐扭矩。他們發現,海洋潮汐最多能讓金星每100萬年就慢下來72個地球日,這取決于它最初的旋轉速度。

這表明潮汐剎車可能在1000萬到5000萬年內,使金星的自轉速度減慢到目前的速度。由于自轉速率的降低導致金星的海洋在向日側蒸發,從而造成溫室效應失控,這種潮汐的破壞有效地剝奪了金星在相當短的時間內(從地質角度來看)的宜居性。

除了提供另一個金星的旋轉方式的解釋以外,這項研究對于回答一些金星的最深的奧秘的問題有巨大的幫助。正如Green在班戈大學的新聞發布會上所說:

“這項工作表明,潮汐對于重塑行星的自轉是多么的重要,即使該海洋只存在了幾億年,潮汐對于使行星宜居是非常重要的。”

金星本來是宜居的,但它上面的海洋“殺”死了它

這是藝術家對一顆類金星系外行星的效果圖。圖片來源:CfA/Dana Berry

換句話說,潮汐可能是使金星從一個被海洋覆蓋、能很好維持生命的世界,變成了一個無法生存的炎熱地獄的原因。這些發現也可能對太陽系外行星的研究產生影響,在那里已經發現了許多“類金星”的世界。

因此,天文學家可以有信心地假設,位于其外圍恒星宜居帶內緣附近的系外行星具有類似的自轉周期,這是因為它們的海洋減緩了它們的自轉速度。也許,僅僅是也許,這項研究還有助于為將來可能的努力提供信息,使金星恢復到數十億年前的樣子——也就是使其地球化!


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