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金星本来是宜居的,但它上面的海洋“杀”死了它

科普小知识2022-06-18 06:13:46
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现在金星是一个地狱般的地方!它是太阳系中最热的行星,其大气温度足以融化铅。空气也是有毒的烟羽,主要由二氧化碳和硫酸雨云组成。然而,科学家们得出结论,金星曾经是一个完全不同的地方,那里的大气更冷,表面是液体海洋。

不幸的是,数十亿年前这一切都发生了变化,因为金星经历了失控的温室效应,把金星上的自然景观变成了我们现在所知的地狱般的世界。根据一个国际科学家小组的研究,实际上可能是海洋的存在导致了金星立刻经历这种转变。

除了极热之外,金星在白天或夜晚,甚至一年内几乎没有温度变化。这是由它的稠密大气(地球大气压力的93倍)和极低的转速造成的。与地球自转的23小时56分4秒不同,金星需要243天来完成绕轴自转。

金星本来是宜居的,但它上面的海洋“杀”死了它

艺术家对维纳斯的印象。资料来源:博客244/*共享

同样值得注意的是,金星旋转方向与地球和大多数其他行星相反(逆行旋转)。在这个缓慢旋转的过程中,金星厚厚的绝热大气及其低层大气中的中风传热绝不会使其表面温度偏离462℃的平均值。

一段时间以来,天文学家一直怀疑金星可能旋转得更快,与地球方向一致,这可能是金星在其表面保持液体海洋的关键因素。至于是什么导致了这一变化,一个流行的理论是大规模的撞击减缓了金星的旋转,甚至逆转了它的方向。

最近发表在《天体物理学杂志快报》上的这项研究是由马蒂亚斯·格林博士(班加罗尔大学的物理海洋学家)领导的。他们与美国宇航局和华盛顿大学的同事一起,测试了早期金星上的海洋可能是罪魁祸首的可能性。

简而言之,由于潮汐和海床之间的摩擦,潮汐对地球的旋转起到了制动作用。在地球上,这种效应每百万年改变一天的长度约20秒。为了量化早期海洋对金星造成的制动量,格林和他的同事使用一种特殊的潮汐数值模型进行了一系列模拟。

金星本来是宜居的,但它上面的海洋“杀”死了它

艺术家绘制的金星地球化概念图显示了一个被大面积海洋覆盖的行星表面。资料来源:*共享资源

研究小组模拟了不同海洋深度的金星,自转周期从243天到64天不等。然后,他们计算了每个实验的潮汐耗散率和相关的潮汐力矩。他们发现海潮可以使金星每一百万年减速72个地球日,这取决于它的初始旋转速度。

这表明潮汐制动可能会在1000万到5000万年内将金星的旋转速度减缓到目前的速度。由于自转速度的降低,金星的海洋向太阳蒸发,导致温室效应失控。这种潮汐破坏有效地剥夺了金星在相对短的时间内的可居住性(从地质学的角度来看)。

除了提供金星自转的另一种解释之外,这项研究对于回答金星最深层的一些谜团大有帮助。正如格林在班戈大学的新闻发布会上所说:

“这项工作显示了潮汐对重塑地球自转的重要性。即使海洋只存在了数亿年,潮汐对地球的可居住性也非常重要。”

金星本来是宜居的,但它上面的海洋“杀”死了它

这是艺术家对类金星外行星的效果。资料来源:cfa/danarberry

换句话说,潮汐可能是金星从一个可以很好地维持生命的海洋覆盖的世界变成一个无法生存的地狱的原因。这些发现也可能对太阳系外行星的研究产生影响,在那里已经发现了许多类似金星的世界。

因此,天文学家可以自信地假设,位于外围恒星可居住区内边缘附近的系外行星具有相似的自转周期,因为它们的海洋减缓了它们的自转速度。也许,只是也许,这项研究还将有助于为将来可能的努力提供信息,使金星恢复到几十亿年前的形状——也就是说,使它变得像地球一样!

蝌蚪工作人员从大学一天,翻译李同信编译,转载必须授权