金星可能是一個(gè)溫帶行星，擁有2到3億年的液態(tài)水，直到7億年前開(kāi)始發(fā)生戲劇性的轉(zhuǎn)變，重新出現(xiàn)在地球的80%左右。戈達(dá)德空間科學(xué)研究所的邁克爾·韋今天在2019年EPSC-DPS聯(lián)合會(huì)議上提出的一項(xiàng)研究為維納斯的氣候歷史提供了新的視角，并可能對(duì)系外行星在類(lèi)似軌道上的可居住性產(chǎn)生影響。

四十年前，美國(guó)宇航局(NASA)的“先驅(qū)金星”(Pioneer Venus)任務(wù)發(fā)現(xiàn)了誘人的暗示，即地球的“扭曲姐妹”星球可能曾經(jīng)擁有淺水。為了了解金星是否曾經(jīng)有過(guò)一個(gè)穩(wěn)定的氣候能夠支持液態(tài)水，Way博士和他的同事Anthony Del Genio創(chuàng)建了一系列五個(gè)模擬，假設(shè)水覆蓋程度不同。

在所有這五個(gè)場(chǎng)景中，他們發(fā)現(xiàn)金星能夠在大約30億年內(nèi)將最高溫度維持在最高約50攝氏度與最低約20攝氏度之間的穩(wěn)定溫度。如果沒(méi)有一系列事件導(dǎo)致大約700-7.5億年前行星巖石中儲(chǔ)存的二氧化碳釋放或“釋放”出來(lái)，今天金星甚至可能仍保持溫和的氣候。

“我們的假設(shè)是金星可能已經(jīng)穩(wěn)定了數(shù)十億年的氣候。近乎全球的表面重現(xiàn)事件可能是其從類(lèi)地球氣候到我們今天所見(jiàn)的地獄溫室的轉(zhuǎn)變的原因。”方式。

Way和Del Genio研究的五個(gè)場(chǎng)景中的三個(gè)假設(shè)了我們今天所看到的金星的地形，并考慮了平均310米的深海，平均10米的淺水層和少量滯留在土壤中的水。為了進(jìn)行比較，它們還包括一個(gè)具有地球地形和310米海洋的場(chǎng)景，最后是一個(gè)完全被158米深的海洋所覆蓋的世界。

為了模擬的環(huán)境條件在4.2十億年前715萬(wàn)年前和今天，研究人員適應(yīng)3 d環(huán)流模型，以考慮增加太陽(yáng)輻射我們的太陽(yáng)已經(jīng)回暖在其生命周期，以及為變化的大氣成分。

盡管許多研究人員認(rèn)為金星超出了太陽(yáng)系宜居區(qū)域的內(nèi)邊界，并且太靠近太陽(yáng)，無(wú)法支撐液態(tài)水，但這項(xiàng)新研究表明情況可能并非如此。

Way說(shuō)：“金星目前的太陽(yáng)輻射幾乎是地球上的兩倍。但是，在我們建模的所有場(chǎng)景中，我們發(fā)現(xiàn)金星仍可以支持液態(tài)水的地表溫度。”

金星形成后不久，即42億年前，它將完成一段快速冷卻，其大氣將被二氧化碳所控制。如果在接下來(lái)的30億年中，行星以類(lèi)似于地球的方式進(jìn)化，那么二氧化碳將被硅酸鹽巖石吸收并鎖定在地表。到第二個(gè)時(shí)期(以7.15億年前為模型)時(shí)，大氣層很可能已被氮，微量的二氧化碳和甲烷所占主導(dǎo)地位(類(lèi)似于今天的地球)，并且這些條件可能一直保持穩(wěn)定直到現(xiàn)在。

導(dǎo)致金星發(fā)生巨大變化的氣體釋放的原因是一個(gè)謎，盡管可能與地球的火山活動(dòng)有關(guān)。一種可能性是大量巖漿冒出，將二氧化碳從熔融巖石中釋放到大氣中。巖漿在到達(dá)地面之前已經(jīng)凝固，這形成了一個(gè)屏障，這意味著氣體無(wú)法被重新吸收。大量二氧化碳的存在引發(fā)了失控的溫室效應(yīng)，這導(dǎo)致了今天金星上的平均462攝氏度的高溫。

“金星發(fā)生了什么事，那里大量的氣體被釋放到大氣中，無(wú)法被巖石重新吸收。在地球上，我們有一些大規(guī)模除氣的例子，例如創(chuàng)造了5億西伯利亞陷阱多年前，這與大規(guī)模滅絕有關(guān)，但規(guī)模如此之小。它徹底改變了金星。”

在金星是否可能適合居住之前，還需要解決兩個(gè)主要的未知數(shù)。第一個(gè)問(wèn)題涉及金星最初如何快速冷卻，以及它是否是能夠以冷凝液體水首先在其表面上。第二個(gè)未知數(shù)是全球重鋪事件是單個(gè)事件還是僅僅是金星數(shù)十億年歷史中一系列事件中的最新事件。