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由“麥哲倫”號（Magellan）金星探測器的數(shù)據(jù)生成的瑪阿特（Maat Mont）火山圖像。

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撰文 | 香農(nóng)·哈爾（Shannon Hall）

翻譯 | 董子晨曦

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美國航天航空局戈達德空間研究所（NASA Goddard Institute for Sp-ace Studies）的邁克爾·韋（Michael Way）曾和同事在2016做過一項實驗，他們首次利用三維氣候模型模擬了早期的金星。模型顯示，這里曾經(jīng)的氣候可能十分溫和，甚至存在液態(tài)水構(gòu)成的廣闊海洋。眾所周知，液態(tài)水是生命形成的關鍵條件。

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如今，韋和同樣就職于戈達德空間研究所的安東尼·德爾·杰尼奧（Anthony Del Genio）合作，共同提出了一套金星演化框架。這套框架基于一系列更復雜的模型，整合了多種地形特征，以及不同日照情況的組合。相關論文發(fā)表于《地球物理學研究雜志：行星》（Journal of Geophysical Research: Planets）雜志。論文給出了一種新的解釋，說明了在演變?yōu)榻裉爝@種極端的“地獄模式”前，金星如何在近30億年的歷史中保持著宜居的環(huán)境。

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很多科學家推測，一開始金星就處于極度干燥的狀態(tài)，從未出現(xiàn)過液態(tài)水。在太陽系剛剛形成時（大約45億年前），金星已經(jīng)是距離太陽第二近的行星，它所接收的太陽光足以使任何氣態(tài)水都消散在太空中；此外，嚴重的宇宙輻射也會阻礙生命的形成，就像早期地球的情況一樣。韋解釋說，如果沒有出現(xiàn)其他因素緩解這些問題，“什么都無法存在”。而他和杰尼奧認為，確實可能存在一個這樣的因素，這就是一片巨大的云層。這種云層是在行星演化的早期生成的。

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與地球不同，金星不是每24小時自轉(zhuǎn)一周，它繞自軸旋轉(zhuǎn)一周需要243個地球日，極為漫長。另外，它繞太陽公轉(zhuǎn)的時間也和自轉(zhuǎn)時長類似，為225個地球日。因此，金星的一面長期暴露于陽光下，另一面則處于漫長的黑夜中。厚重的大氣層能輕松地將熱量從日間的一面?zhèn)鞯揭雇淼囊幻?，以此維持星球的溫度。但在韋和杰尼奧的模型中，向陽面出現(xiàn)了一片巨大的云層，它充當了陽光的防護盾，反射了入射的陽光，還將氣溫冷卻到足以生成液態(tài)水的程度。

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很多研究人員都考慮過金星一度十分宜居的想法。新發(fā)布的模型雖然也表明金星曾經(jīng)十分宜居，但卻并沒有采用傳統(tǒng)的理論。它還進一步展示，金星可能是經(jīng)過一系列的演變，才淪為今天我們所見的熔爐。“此前關于金星的一切推斷和想法，包括在天文學基礎課程上教授的內(nèi)容，以及寫進書籍中的內(nèi)容，都有可能是錯的。”戴維·格林斯龐（David Grinspoon，并未參與這項研究）評論道。他是行星科學研究所天體物理學家，也是2016年發(fā)表的那篇文章的共同作者。

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傳統(tǒng)理論認為，隨著太陽亮度逐漸增大，金星的表面溫度也越來越高，最終無法維持穩(wěn)定的液態(tài)水海洋。換句話說，太陽系中的第二顆行星逐漸被擠出了宜居帶。而金星本來就處于宜居帶的邊緣位置。宜居帶是一片允許液態(tài)水存在的區(qū)域，當然，液態(tài)水的存在也創(chuàng)造了有利于生命演化的條件。在韋和杰尼奧的模型中，金星向陽面覆蓋的云層能為它提供強力的遮擋作用，從而維持金星表面的液態(tài)水。即便放在今天的條件下，這片云也能提供遮擋，維持液態(tài)水。這也就意味著，金星之所以變?yōu)榻裉斓臉幼?，可能另有原因?/p>

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兩位作者提出了一種看似非常激進的機制。通過對比遠古地球的情況，我們或許能更好地理解這一機制。大約在2.5億年前，地球上的地殼出現(xiàn)了很深的裂痕，地下的巖漿涌出地表并向大氣釋放了大量二氧化碳氣體。96%的海洋生物以及70%的陸生生物死于這次史上最大規(guī)模的滅絕事件?；鹕绞录z留的痕跡則被稱為大火成巖省。在隨后100萬年的時間里，火山爆發(fā)吐出了至少10萬立方千米的熔巖?！熬蛦挝粫r間內(nèi)吐出的熔巖總量而言，這一事件簡直像是對造物主的挑釁?！北Ａ_·伯恩（Paul Byrne，并未參與這項研究）說，他是美國北卡羅來納州立大學的行星地質(zhì)學家。

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盡管這種類型的噴發(fā)事件不止出現(xiàn)過一次，也造成了數(shù)次大型滅絕事件，但好在并沒有多個噴發(fā)事件同時發(fā)生的情況。韋說：“這對地球上的生命而言，真是萬幸。”不過，科學家認為多場巨型火山噴發(fā)事件沒理由不能同時發(fā)生。如果這件事發(fā)生在金星上，釋放出的二氧化碳將把這顆星球變?yōu)檠籽椎鬲z。

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這種假設充滿了吸引力?！耙粋€和我們?nèi)绱祟愃频氖澜?，居然是以如此具有浪漫主義的悲劇色彩毀滅的，”伯恩說，“我非常希望這種假設是真的，如果有一天我們能前往金星，就能搜尋金星上的地層，并在原本屬于淺海環(huán)境的生態(tài)系統(tǒng)中找到化石證據(jù)?！比欢壳安]有任何證據(jù)支撐這種理論。

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論文的兩位作者認為，正是如此大規(guī)模的火山持續(xù)噴發(fā)，才使金星表面覆蓋了大量火山巖，變成如今的模樣。但美國明尼蘇達大學德盧斯分校的地質(zhì)學家薇琪·漢森（Vicki Hansen，并未參與這項研究）認為，“麥哲倫”號取得的觀測數(shù)據(jù)并不支持這種理論，金星面貌的重塑應該不是因為一場天災。漢森說：“數(shù)據(jù)和上述理論無法契合。我們可以識別出金星的演化存在3個不同的地質(zhì)時期，如果發(fā)生過毀滅性的地表重塑事件，就不太說得通，因為這會抹掉以前所有的歷史記錄?！?/p>

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顯然，這個問題充滿了爭議。事實上，許多科學家認為，金星從來都不適宜生物生存。“直到探索金星的飛船返航前，我們都可以用模型來做研究。但僅僅靠模擬結(jié)果并不能論證什么，”漢森說，“我們必須對模型的結(jié)果進行驗證?！?/p>

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伯恩認為，應該向金星發(fā)送一支艦隊，其中包括軌道飛行器、登陸器、氣球、高空平臺，甚至飛艇。因為金星的大氣層有可能告訴我們，金星表面曾經(jīng)丟失了多少水；探索金星表面則能進一步確定是否存在大量擊穿地表的火山噴發(fā)事件，如果有，又是在什么時間發(fā)生的。當然，未來的任務有助于平息關于金星是否曾經(jīng)宜居的爭論，同時推動天文學家擴展其搜尋銀河系內(nèi)宜居行星的研究。

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阿德里安·列那迪奇（Adrian Lenardic，并未參與這項研究）是美國萊斯大學的地球物理學家，他評論說：“如果這種情景是成立的，則說明類似金星的星球?qū)嶋H上存在孕育生命的潛力，我們在搜尋的過程中不能忽略它們。”

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