周一 · 知古通今 | 周二 · 牧夫专栏
周三 · 风月同天 | 周四 · 观测指南
周五 · 深空探测 | 周六 · 茶余星话 | 周日 · 太空探索
作者：Colin Stuart
翻译：练唯予
美编：刘艳梅
后台：李子琦
原文地址：https://skyandtelescope.org/astronomy-news/ancient-venus-didnt-have-oceans-after-all/
尽管有些人提出金星曾在其表面存在海洋，但新的证据表明，这颗行星的内部在其大部分历史时期内一直是干燥的。
硫磺染色的火山耸立于金星表面
这幅由计算机生成的金星表面3D模型展示了玛特山的山顶，它是金星上可能存在当前火山活动的地点之一。火山活动及其释放的气体是解开金星古老历史谜题的一部分。
图片来源：NASA / JPL-Caltech
三位天文学家对金星曾经在其表面拥有海洋的观点泼了冷水，他们提出相反的看法，认为这颗行星的内部在其大部分历史时期内一直是干燥的。
金星是离我们最近的行星，有时被称为地球的“孪生兄弟”，但在现代来看，两者唯一真正的相似点仅在于大小。如今，金星是一个地狱般的世界，温度像烤箱一样高，超过460°C。其浓厚的二氧化碳云层夹杂着硫酸，向金星表面施加巨大的压力，其大气压是地球的92倍。在金星表面站立，相当于在地球上处于900米（约3,000英尺）深的水下。
天文学家长期以来就金星是否一直如此不适宜居住展开了激烈的争论。如今，来自英国剑桥大学的三位研究人员提出了他们的观点。他们的研究成果已发表在《自然·天文学》杂志上。
由博士生特蕾莎·康斯坦丁努（Tereza Constantinou）领导的研究团队利用金星当前的大气层来探究这颗行星的过去。金星目前的大气层主要是其火山活动及释放的气体的结果，而这些气体反映了行星内部的组成成分。
关于金星过去存在两种相互对立的理论。第一种理论认为，金星曾经拥有广泛的海洋，其水量足以覆盖整个行星，深达500米。随后火山爆发，向大气中释放了大量的温室气体，如二氧化碳和二氧化硫，导致温度急剧上升，水分蒸发并逃逸到太空中。另一种理论则认为，金星一直以来都过于炽热，无法支持液态水的存在，而大气中最初的水蒸气同样逃逸到了太空。
“这两种理论都基于气候模型，但我们希望采用一种不同的方法，基于对金星当前大气化学成分的观测进行研究，”康斯坦丁努说道。
她的团队计算了金星大气中水、二氧化碳和羰基硫化物分子的当前破坏速率，同时研究了金星大气与地表之间的化学反应，这些反应使化学物质被储存在金星的地壳中。“为了使金星的大气层保持稳定，从大气中被移除的化学物质也应被相应补充回大气中，因为金星的内部和外部之间始终处于持续的化学交流之中。”
这种精细的大气平衡为探测金星的火山气体排放及其内部结构提供了一种独特的方法。康斯坦丁努的团队得出结论，金星火山气体中水的含量最多为6%。这表明金星的内部过于干燥，无法将大量水分带到地表。“鉴于金星可能从未有过海洋，很难想象它曾经支持过类似地球的生命，因为这需要液态水，”康斯坦丁努说道。
橙色地貌描绘了一座缓坡山脉，其熔岩流以红色突出显示
这一活跃的火山区域位于西夫山（Sif Mons）地区（用红色标出），展示了金星内部与其大气层的相互作用。
图片来源：达维德·苏尔卡内塞 / 意大利安南齐奥大学行星科学研究所 (IRSPS)
“这是一项引人入胜的研究，”未参与该研究的詹姆斯·霍尔姆斯（英国开放大学）说道。“仍然存在一些可能影响结果的不确定性，例如深层大气的精确化学成分和当前的活跃火山活动率，”他补充道。这些数据可能来自未来一系列的金星探测任务，包括美国宇航局的VERITAS和DAVINCI任务，以及欧洲航天局的EnVISION任务。
然而，并非所有人都认同这些新的计算结果。“她们做了两个我会质疑的假设，”理查德·盖尔（伦敦大学皇家霍洛威学院）说道，他同样未参与该研究。“她们关于金星表面风化的假设，我怀疑是错误的，”他表示。如果康斯坦丁努团队高估了化学反应将羰基硫化物和二氧化碳沉积到金星地壳中的数量，那么相对于水，这些分子的数量会更少。因此，为了保持大气平衡，从金星内部喷出的水量需要高于康斯坦丁努团队的估算值。
“我认为他们还显著低估了硫循环的重要性，”盖尔补充道。硫循环是将羰基硫化物重新释放到大气中的一种机制，因为含硫矿物在金星表面分解，为改变这种分子相对于水的比例提供了另一种途径。康斯坦丁努的团队承认，关于硫的情况相当复杂，这可能为他们的计算留下一定的调整空间。
或许需要未来的那些探测任务才能最终解决这一争论。毕竟，我们讨论的不仅仅是金星。“金星对系外行星科学至关重要，”康斯坦丁努说道，“因为它为我们提供了一个独特的机会，去探索一颗在宜居带边缘、以完全不同于地球的方式演化的行星。”
责任编辑：陈玮菁
牧夫新媒体编辑部
谢谢阅读
『天文湿刻』 牧夫出品
微信公众号：astronomycn
小小星球上的冬与夏
图片来源及版权：Camille Niel