作為地球的姊妹行星,金星一直被認為是一個可能孕育外星生命的行星。它是太陽系內第二顆岩石行星,和地球大小近似,並且擁有大氣和水。之前有模型研究表明,古代金星擁有廣闊的海洋和可能持續數十億年的溫和氣候。這些都是孕育生命的理想條件。

當然,現在的金星以地獄般的環境著稱。它的表面非常乾燥,而且熱得足以熔化鉛,很難有生命在這種條件下生存。

但一些科學家認為,金星生命,如果它曾經存在過,則現在可能仍然存在。金星生命現在也許漂浮在大約30英里(50公里)高的金星大氣雲層中,那裏的溫度和壓力與我們在地球海平面上的溫度和壓力相似。

然而,一項最新研究給這樣的幻想潑了一盆冷水:金星可能從來就無法孕育生命。

像所有新生的行星一樣,新生的金星非常熱,對於液態水海洋來說太熱了。它的水份幾乎全部蒸發,造成了類似桑拿的效果。

之前的模型研究認為,之後金星冷卻到足以保留液態地表水。這在很大程度上要歸功於雲層,雲層可以將大量太陽輻射反射回太空。

同時,年輕的太陽也是一個促成因素。在太陽系的早期,太陽的亮度和輻射只有現在的70%。

然而由瑞士日內瓦天文台博士後研究員馬丁‧特貝特(Martin Turbet)領導的研究團隊使用新模型模擬了古代金星的氣候。他們得出了截然不同的結果。

「我們模擬了地球和金星演化初期的氣候。在40億多年前,當時行星表面仍處於熔融狀態」,特貝特在一份聲明中說,「較高的溫度意味著任何水都會以蒸汽的形式存在,就像在一個巨大的壓力鍋中一樣。」

研究團隊使用複雜的3D大氣模型,類似於科學家用來模擬地球當前氣候和未來演化的模型。該團隊研究了兩顆行星的大氣如何隨時間演化以及在此過程中是否會形成海洋。

「通過我們的模擬,我們能夠證明氣候條件不允許水蒸氣在金星大氣中凝結。」特貝特在上述聲明中說。這意味著溫度永遠不會低到足以讓大氣中的水形成可能落在其表面的雨滴。相反,水在大氣中以氣體的形式存在,海洋從未形成。

「造成這種情況的一個主要原因是雲層優先在地球的夜晚形成。這些雲會導致非常強大的溫室效應,阻止金星象以前想像的那樣迅速冷卻。」特貝特補充道。

因此,金星從未冷卻到足以下雨、形成河流、湖泊和海洋的程度。

美國賓夕凡尼亞州立大學的天文學家詹姆斯‧卡斯廷(James Kasting)和美國航天局艾慕斯研究中心的切斯特‧哈曼(Chester Harman)指出:「如果作者是對的,金星一直是個地獄。」這兩位科學家不是研究團隊成員。

對金星表面進行更深入的研究可以幫助了解這顆行星的古老氣候。例如,卡斯廷和哈曼指出了被稱為「tesserae」(鑲嵌地塊,註:類似砌的磚瓦,是多邊形的區域)的行星「高度變形區域」,它們被認為與地球上的大陸岩石的成份相似。

「在我們的星球上,這種岩石是通過在液態水存在下發生的變質過程(其中礦物質改變形式而不熔化)形成的」,卡斯廷和哈曼在評論中寫道,「如果tesserae變成玄武岩,就像地球上的正常海底一樣,就不需要液態水來生成它們,這進一步支持了特貝特團隊的假設。」

令人驚訝的是,研究團隊的模擬還表明,要不是有精心設計的條件,地球本來很可能走上與金星相同的命運。比如說如果地球離太陽更近一點,或者如果太陽在年輕時更亮一些,我們的地球今天看起來會大不相同。

研究表明,很可能是年輕太陽相對較弱的輻射使地球冷卻到足以凝結形成海洋的水。該論文的合作者,日內瓦大學的埃梅琳‧博爾蒙特(Emeline Bolmont)在上述聲明中說,「這是我們看待長期以來被稱為『微弱太陽悖論』的方式的徹底逆轉。年輕時較低輻射的太陽一直被認為是地球上生命出現的主要障礙!」

所謂「微弱太陽悖論」是指如果太陽年輕時的輻射比今天弱得多,它就會把地球變成一個對生命充滿敵意的冰球。

「但事實證明,對於年輕、非常炎熱的地球來說,這個微弱的太陽實際上可能是一個意想不到的機會。」研究團隊補充說。

這項新研究的論文發表在10月13日的《自然》雜誌上。#

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