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金星能否从寻水冷宫复出(组图)

http://www.sina.com.cn  2008年12月30日12:39   《航天员》杂志
金星能否从寻水冷宫复出(组图)
这是1975年前苏联的金星9号和金星10号探测器在金星表面着陆后发回的照片

金星能否从寻水冷宫复出(组图)
这是1982年前苏联的金星13号探测器在金星着陆后发回的金星表面的彩色照片

金星能否从寻水冷宫复出(组图)
哈勃太空望远镜1995年拍摄的金星紫外光照片。(HST)

金星能否从寻水冷宫复出(组图)
美国宇航局水手10号探测器1974年拍摄的金星照片,显示金星被浓厚的云层包围

  导言:

  金星虽然被人们比作地球的孪生姐妹,但却是一个步入歧途的“地球”,就现有的探测结果看来金星上没有水体或者基本上没有水体几乎是肯定的了。它恶劣的大气和环境让自己在太空寻水这一领域成为一个被基本否定的、将被忽略的区域,几乎被打入寻水的冷宫。但 “先天缺水”的说法会一直书写着金星的历史吗?

  文/禾禾木

  金星,在中国古代被我们称为“太白”或“太白金星”,它有时是晨星,黎明前出现在东方天空,被称为“启明”;有时又是昏星,黄昏后出现在西方天空,被称为“长庚”。金星是全天中除太阳和月亮外最亮的星,犹如一颗耀眼的钻石,在天文上金星的符号即表示美神梳装打扮时用的宝镜。于是古希腊人称它为阿佛洛狄忒(Aphrodite)——爱与美的女神,而罗马人则称它为维纳斯(Venus)——美神。

  地狱般的环境

  有人把金星比作地球的孪生姐妹,这是有根据的。从结构上看,金星和地球有不少相似之处。金星的半径约为6073千米,只比地球半径略小,体积是地球的0.88倍,质量为地球的4/5;平均密度略小于地球;从大气构成看,金星周围也有大气和云层。但两者的环境却有天壤之别:金星的表面温度很高,不存在液态水,加上其大气层厚重浓密而奇特,主要成分为约占97%以上的二氧化碳,因此导致金星上的“温室效应”极其强烈。金星的大气密度是地球的100倍,其大气活动剧烈,大气层中有频繁的闪电和雷暴。金星基本上没有磁场。它的地势比较平坦,但地貌复杂,其内部结构从理论上推测应与地球类似,但还有待观测证实。因此,金星和地球只能说是一对“貌合神离”的姐妹。

  虽然这颗太阳系的第二颗行星,比水星更远离太阳,但是强烈的温室效应,却让金星比水星更炎热——实际上,它是九大行星中最热的。从赤道到两极间热烘烘的玄武岩平地,温度高达482℃,且有极高的大气压力,环境恶劣到了极点。

  服务于NASA位于加州硅谷的艾姆斯研究中心的行星学家凯文·札诺曾直言不讳地说:“金星什么都没有,我们已经放弃它了。”然而,地球上仍有科学家不同意此观点,在继续努力寻找着金星水。

  “先天缺水”还是“先天多水”?

  美国和前苏联发射的金星探测器上都装有影像雷达传感器,雷达测绘表明金星与地球一样,也是一颗地貌非常复杂的行星。由于浓密大气的保护,金星的地势比较平坦,70%是起伏不大的平原,20%是低洼地,还有10%左右的高地。其面积最大的高原比青藏高原还大两倍,最高的山峰达10590米,比珠穆朗玛峰还高。一条从南向北穿过赤道的长达1200千米的大峡谷,是九大行星中最大的的峡谷。金星的地质构造曾经很活跃,很可能还有活动火山。从“金星”13号和14号的考察结果可以看出,金星内部的岩浆里含有水分,从而动摇了以前认为金星上“先天缺水”的看法。

  大部分的专家都认为金星早年很可能有海洋,并一直持续了几亿到几十亿年,而当时的太阳比现在冷了30%。2003年6月,华盛顿州大学的古生物学家彼得·瓦尔德,在美国自然历史博物馆的讨论会上向八百多位同行学者指出:“40亿年前,太阳系最适合生命发源的地方,大概就是金星。”之后随着太阳威力越来越强,二氧化碳和水蒸气锁住了热,于是情况突然失控,海洋沸腾进而蒸发掉了。金星的故事可解释成温室效应的恶果,正如札诺所言,它实际是“一个步入歧途的地球。”

  而这些至为关键的水,可能是以高温高压的状态存在金星地表下。金星生命拥护者关注的不在炙热的地层表面,而是把重点放在云层,即在约53千米的高空,大气层中称作“中区”的地方。美国密执安大学行星科学家Thomas Donahue也认为,金星在其历史上曾有过巨大的海洋,只是后来由于某种原因,金星水体才被分解——较轻的氢同位素逃逸并导致重氢(氘)富集,而较重的氧留了下来而使金星星壳发生氧化。其依据主要有以下几方面:

  ○ 美国“先锋号”金星宇宙飞船曾发现氢正在金星大气的上层缓慢地逸入太空;

  ○ 前苏联“金星”着陆器在1982年曾经发现金星含有异常高浓度的氘(氘/氢=1.5%,约为地球上的100倍);

  ○ “金星”9号、10号、13号和14号着陆器的光谱分析资料表明,金星表面矿物已被大量氧化并存在着大量的氧化铁。

  也就是说,虽然金星大气中现在还残留着相当稀薄的水蒸气(562.5±241毫克/米3),约占金星大气的0.05%,但作为水体却已经不存在了。  尽管现在人们普遍认为金星没有水,但是仍有科学家断言:“有时可通过绿色滤色镜发现金星的两极极地存在着冰帽。”并解释说,碧绿的地球与灼热的金星之所以会产生如此差异,主要因为在它们初期两者存在的100℃温差所造成的。计算表明,当初地球表面温度为330℃而金星达430℃。这100℃温差主要是它们与太阳距离的不同所造成的。然而,在当初100个大气压的原始大气里,水蒸气变成液体(即成为降雨)的临界温度是必须等于或低于380℃。这样,地球上的水蒸气变成了雨,形成了海洋;而金星上的水蒸气却因金星表面温度高于380℃而无法变成雨,水蒸气仍然只能是水蒸气,几亿年后,这些水蒸气几乎统统都散入了宇宙空间。

  现年42岁的行星科学家,任职于科罗拉多州博德市的西南研究中心,是类地行星大气演化的专家的戴维·葛林斯普恩,他努力地呼吁大家认真看待金星。他承认说:“这个说法是异端。”“我虽然觉得必须这样承认,但同时这也正是我的想法:云就是金星的海洋。”

  不过,要想在金星表面及云层找到原有海洋的痕迹,或是否有水的证据,却不是那么容易,因为7亿年前金星地表发生了剧变,地壳到处都出现了裂缝,熔岩覆盖了一切,用马库赫最近研究报告的说法,就是“全球地面重铺事件。”时至今日,熔岩仍经常流出,烧烤着这个行星的表面。


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