今天金星的大气层干燥、缺氧。但最近的研究表明,早期行星可能有液态水和反射云,可以维持宜居条件。芝加哥大学地球物理科学系的研究人员建立了一个新的金星大气成分随时间变化的模型来探索这些说法。他们的发现已发表在美国国家科学院院刊上。

金星可能在地球生命开始很久之后就有海洋

水在我们的太阳系中无处不在,通常以冰或大气气体的形式存在,但偶尔也会以液态存在。在所有行星上,许多卫星上,从内部小行星带的外环到冰冷的柯伊伯带,再到两光年外遥远的奥尔特云,都存在水。

金星是一颗炎热、干燥、多岩石的行星,比我们的地球小一点,在其厚厚的 CO 2大气层中只有微量的水蒸气,之前的研究试图模拟其过去的大气层。根据过去模型的构建方式,会出现截然不同的气候图景。

金星可能一直是一个不适合居住的热乱七八糟的地方,在其岩浆海洋的结晶过程中失去了吸收的氧气,并且从未在其表面形成液态水。由于没有任何办法封存碳,大气中不断增加的 CO 2将地球包裹在厚厚的毯子中,导致目前地表的大气压力比地球高 92 倍,这使得金星比水星更热,尽管它离太阳的距离是地球的两倍. 即使最终被冰冷的彗星撞击也不足以让水保持在表面。

话又说回来,其他模型表明,在太阳系早期,当太阳辐射减少 30% 时,金星的表面温度可能适中,大气层稀薄得多,其表面还存在液态水(可能是海洋),最近 700 年百万年前,在失控的温室效应将其煮沸之前。

芝加哥大学的研究人员决定用他们自己的模型来解决这个问题。他们采用了独特的方法,首先假设曾经有一个气候宜居的海洋,用大量不同的海平面填充计算机模型,并通过三个不同的蒸发和除氧过程来推进这些海洋。他们使用三个不同的时间相关起点运行模型,总共运行了 94,080 次,并使用评分系统确定运行结果最接近金星当前大气层的运行结果。

根据美国国家科学院院刊发表的研究结果,在 94,080 次运行中,只有几百次在我们今天看到的实际金星大气层的范围内。金星上假设的宜居时代需要在 30 亿年前结束,整个表面(总水圈)的最大海洋深度为 300 米。结果表明,金星在其历史的 70% 以上的时间里都是不适宜居住的,比之前的一些估计长四倍。

科学家们有理由相信,生命存在需要岩石行星上的液态水,因为我们在潮湿的岩石行星上有一个生命的例子,没有其他东西可以与之相比。根据化石记录,地球上的生命被认为开始于大约 3.5 至 40亿年前,如果估计进化的分子钟,则可以追溯到大约 45 亿年前。如果金星表面在 30 亿年前确实存在液态水,那么它也可能孕育生命。