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“地球双胞胎”金星是如何失去水并变成地狱般的行星的

“地球双胞胎”金星是如何失去水并变成地狱般的行星的 本章共182字, 更新于: 2024-12-16 11:22:56
“地球双胞胎”金星是地球地狱如何失去水并变成地狱般的行星的
一幅插图显示了水以氢原子的形式流失到太空中。(图片来源:uux.cn/urore Simonet/大气与空间物理实验室/科罗拉多大学博尔德分校)
(神秘的双胞失去水并地球uux.cn)据美国太空网(Robert Lea):科学家们可能已经确定了一种分子,它在夺走金星的胎金水分方面发挥了关键作用,并将这颗行星变成了我们今天看到的星何行星干旱、地狱般的变成般世界。
金星通常被称为“地球的地球地狱双胞胎”,因为这两颗行星的双胞失去水并大小和密度大致相同;它们也是位于太阳系内部区域的岩石行星。然而,胎金在许多关键方面,星何行星金星与地球非常相似。变成般
虽然我们的地球地狱星球上充满了生命,但距离太阳第二远的双胞失去水并金星实际上是一个地狱。它是胎金太阳系中最热的行星(甚至比离太阳最近的水星还热),温度约为880华氏度(471摄氏度)。星何行星热得足以熔化铅。变成般此外,金星的表面压力非常可怕。
重要的是,金星也缺乏地球上丰富的生命元素:水。尽管这颗行星位于太阳所谓的“金发姑娘区”内,指的是我们恒星周围既不太热也不太冷的区域,不允许液态水存在,尽管科学家们知道金星可能曾经有水。
事实上,数十亿年前,人们认为金星的水资源与地球一样多,但在其进化过程中的某个时刻,金星大气层中的二氧化碳云引发了太阳系最强烈的失控温室效应。这使得气温飙升到今天的水平。这引发了地球上的水蒸发,之后又流失到太空中。
然而,即使考虑到这一过程,科学家们也不知道金星是如何变得如此沙漠化的,也不知道它是如何仍在失去留给太空的少量水分的。现在,科罗拉多大学博尔德分校的一组科学家可能通过讲述他们所说的“金星上的水故事”,发现了这一过程的秘密
“水对生命来说真的很重要,”联合团队负责人、大气与空间物理实验室(LASP)的科学家Eryn Cangi在一份声明中说,“我们需要了解宇宙中支持液态水的条件,以及可能产生今天金星非常干燥状态的条件。”。
“我们正试图弄清楚每个星球上发生了哪些微小的变化,从而将它们推向这些截然不同的状态。”
嘿,邻居!要不要一杯水?
为了说明行星邻居地球和金星的含水量差异,Cangi解释说,如果我们星球上的所有水都均匀地分布在其表面,它将形成一个几乎2英里(3.2公里)深的全球层。对金星采取同样的措施,将大气中剩余的水剥离,将形成一个只有1.2英寸(3厘米)深的全球层。
“金星的水量是地球的10万倍,尽管它的大小和质量基本相同,”联合团队负责人、LASP科学家Michael Chaffin在声明中解释道。
为了确定它是如何达到目前的状态的,Cangi、Chaffin和同事们使用了这颗行星的计算机模型,将其视为一个巨大的化学实验室。这使他们能够更好地观察金星旋转大气层中发生的各种反应,并确定其水分损失的嫌疑人。
“地球双胞胎”金星是如何失去水并变成地狱般的行星的
金星和地球的并排尺寸比较。(图片来源:uux.cn/NASA/Robert Lea(与Canva共同创作))
研究小组发现,金星大气层中的一种叫做HCO+的分子,由一个氢原子、一个碳原子和一个氧原子组成,可能负责将地球上最后的水输送到太空。
坎吉说:“比方说,我把水瓶里的水倒了。”。“还会有一些水滴残留。”
从本质上讲,HCO+可能会将这些液滴从金星的大气层中清除。事实上,同一个团队此前曾表示,HCO+也是导致地球另一个邻居火星缺水的罪魁祸首。
研究人员表示,HCO+在金星大气中不断产生,但这些离子不会存活很长时间。离子是一种带正电荷或带负电荷的分子,由于缺乏平衡质子正电荷所需的一些电子,或者具有额外的电子在分子中产生净负电荷而获得电荷。
HCO+缺乏平衡分子质子正电荷所需的电子,因此带正电荷(因此为+符号)。
金星大气层中的电子迅速与HCO+复合,导致分子一分为二。研究小组认为,从那里,氢原子会迅速逃逸,甚至可能逃逸到太空中。氢原子形成了水分子(H2O)的两个成分,水分子由两个氢原子和一个氧原子组成,因此这剥夺了金星的水的主要成分。
该团队认为,金星要达到极端干燥状态,其大气层中一定有过量的HCO+分子。
Chaffin说:“这项工作的一个令人惊讶的结论是,HCO+实际上应该是金星大气层中最丰富的离子之一。”。
“地球双胞胎”金星是如何失去水并变成地狱般的行星的
DAVINCI任务的探测器穿过金星大气层的插图。(图片来源:uux.cn美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心)
然而,这个结论有一个很大的障碍。到目前为止,我们从未在金星的大气层中看到过HCO+。
然而,Chaffin和Cangi并不认为这是因为分子不在那里,而是因为人类缺乏看到它所需的仪器。尽管许多来自地球的航天器已经造访了地球的邻居火星,但很少有任务出现在我们的另一个邻居金星上,而且这些航天器都没有合适的设备来看到HCO+。
但未来的许多太空任务都将目光投向了金星。美国国家航空航天局的深大气层金星稀有气体、化学和成像调查(DAVINCI)任务是一项特别重要的任务。DAVINCI将于2029年发射,它将在金星灼热的大气层中放置一个探测器,以确定世界的化学成分。
然而,即使是DAVINCI也没有合适的设备来检测HCO+。
尽管如此,该团队希望,由于DAVINCI(以及欧洲航天局即将到来的EnVision任务),人们将对金星产生普遍的兴趣,最终导致一项确实能够探测HCO+的太空任务,从而增加该团队失水故事的真实性。
坎吉总结道:“金星的任务还不多。”。“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,探索行星大气层、进化和宜居性的极端。”
该团队的研究于周一(5月6日)发表在《自然》杂志上。

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