金星上有大海吗
一直以来,人们都习惯认为金星是地球的孪生姐妹。它的大小、质量和密度都与地球相近,而且也有很厚的大气。现在我们也清楚,金星的表面是一片炽热的、没有任何生命的荒原。1982年3月前苏联行星探测器金星13号和金星14号的着陆器成功地降落到金星上,对金星表面土壤进行直接化学分析,才迈出了探测金星新的一步。
关于金星,曾有过许多猜想。有人认为金星的表面是一片汪洋,有人却认为是石油海,天体植物学者则说金星表面适合于生物生存等等,真是众说不一。因为它的真面目常常用厚厚的云层遮盖着。用光学方法无法穿透这块“蒙头纱”。金星的电视实况传播是1975年底,金星9号和金星10号完成的。
控测器直接从着陆点发回了全景图象,此时人们才了解,藏在浓云后面的原来是一个没有生命的世界。那里温度高达450℃,借助于装在金星卫星上的雷达,在几年的努力之后,科学家才绘制出了金星的地形图。从图上可以看出,表面2/3是丘陵地,高度达2500米以上,上面有特别多的火山口;另外的部分是高原,深谷纵横交错,这里温度低于50℃。在山区发现一些火山,其中有的高达11000米,比珠穆朗玛峰还高一头,不过比火星的奥林普山(27000米)矮得多。平坦低地约占表面的30%,看起来非常像月海。
金星表面风速特别小,每秒都在1米以内,但这并不意味着它根本不存在。苏联天体物理学家莫洛兹指出,在金星大气压条件下(100个大气压),风的呼叫声是特别大的,在那里,就像我们在地球上置身于闹市所感受到的喧嚣声一样。
计算和模拟试验表明,如果在金星和地球上扬起一样多的灰尘,那么,在金星上所需的风力仅为地球的1/10。金星的天总是橙黄的,从未出现过蓝色。因为,它的大气密度太高,使得紫色、蓝色和淡蓝色光线都散射掉了。甚至连山岩,石头也是橙黄色的。这是从金星13号和金星14号发回的彩色照片中得知的。
这些橙黄色的岩石是由什么组成的?与地球上的岩石有什么区别?这一类问题,从照片上当然不可能得到解答。在金星8号(1973年发射),金星9号和金星10号(1975年发射)的着陆点,通过辐射探测,成功地测出了岩石中所含的放射性元素——钾、铀和钛。发现金星上也许存在放射强度与地球上的玄武岩和花岗岩相似的岩石。
金星有含硫的矿石。所以它没有冬夏,没有雨雪,非常有可能是硫的循环造成的。金星厚达25千米的云层可能就是硫酸雨滴组成的。含硫的气体是行星二氧化碳大气的重要成分,而表面岩层中又含有大量的硫。这究竟是物质循环的环节?还是偶然的巧合?目前还无法下结论。
金星大气是否特别干燥,也存在各种争论。金星13号和金星14号测出靠近金星表面的大气层含水蒸气大约不超过0.002%,这就绝对推翻了金星上可能有海的推论。金星表面没有一滴水珠,甚至连水分子也几乎没有,炽热的大气接触表面岩石,使岩石的化学成分发生改变,通过金星13号和金星14号的考察,首先,我们明白了金星上最多的是玄武岩,而且地区不同,其成分也不同。
低地上大部分是火山熔岩产物,成分与地球海洋地壳的相同,这种岩石叫高钾含量碱性玄武岩。高原上的玄武岩含钾和镁的成分非常大。在地球上这种岩石生成得比较晚,不可能早于26亿年前。至于金星上是否曾经有水存在,目前还无法回答。美国学者宣称,从先驱者金星号所测定的金星土壤的导电性中发现,高原被一层奇怪的导电性特别强的外壳包围着。但只有硫化铁才具有这种特性。
金星号着陆区土壤分析证明了一条类地行星地质史的共同规律:玄武岩的火山活动是行星外壳长期演化不可缺少的一环。金星玄武岩的成分(硅,铝,铁等)与地球的相似,说明了太阳系所有行星的演化特征。总而言之,对金星的探测已取得相当多的成果。人们对这颗行星的认识正逐步加深。总有一天,人们会将它的神秘面纱一层层揭开。
金星能否从寻一复出
低于般的环境
有人把金星比作地球的孪生姐妹,这是有根据的。从结构上看,金星和地球有不少相似之处。金星的半径约为6073千米,只比地球半径略小,体积是地球的0.88倍,质量为地球的4/5;平均密度略小于地球;从大气构成看,金星周围也有大气和云层。但两者的环境却有天壤之别:金星的表面温度很高,不存在液态水,加上其大气层厚重浓密而奇特,主要成分为约占97%以上的二氧化碳。因此金星上的“温室效应”极其强烈。金星的大气密度是地球的100倍,其大气活动剧烈,大气层中有频繁的闪电和雷暴。金星基本上没有磁场。它的地势比较平坦,但地貌复杂,其内部结构从理论上推测应与地球类似,但还有待观测证实。因此,金星和地球只能说是一对“貌合神离”的姐妹。
虽然这颗太阳系的第二颗行星。比水星更远离太阳,但是强烈的温室效应,却让金星比水星更炎热一实际上,它是九大行星中最热的。从赤道到两极间热烘烘的玄武岩平地,温度高达482℃,且有极高的大气压力,环境恶劣到了极点。
美国的艾姆斯研究中心的行星学家凯文·札诺(Kevin J·Zahnk)曾直言不讳地说:“金星什么都没有,我们已经放弃它了。”然而,地球上仍有科学家不同意此观点,在继续努力寻找着金星上的水源。
“先天缺水”还是“先天多水”?
美国和前苏联发射的金星探测器上都装有影像雷达传感器,雷达测绘表明金星与地球一样,也是一颗地貌非常复杂的行星。由于浓密大气的保护,金星的地势比较平坦,70%是起伏不大的平原,20%是低洼地,还有10%左右的高地。其面积最大的高原比青藏高原还大两倍,最高的山峰达10590米,比珠穆朗玛峰还高。一条从南向北穿过赤道的长达1200千米的大峡谷,是九大行星中最大的峡谷。金星的地质构造曾经很活跃,很可能还有活动火山。从“金星”13号和14号的考察结果可以看出,金星内部的岩浆里含有水分,从而动摇了以前认为金星上“先天缺水”的看法。
大部分的专家都认为金星早年很可能有海洋,并一直持续了几亿到几十亿年,而当时的太阳是现在温度的30%。2003年6月,华盛顿州大学的古生物学家彼得·瓦尔德,在美国自然历史博物馆的讨论会上向八百多位同行学者指出:“40亿年前,太阳系最适合生命发源的地方,大概就是金星。”之后随着太阳威力越来越强,二氧化碳和水蒸气锁住了热,于是情况突然失控,海洋沸腾进而蒸发掉了。金星的故事可解释成温室效应的恶果,正如札诺所言。它实际是“一个步入岐途的地球。”
而这些至关重要的水,可能是以高温高压的状态存在金星地表下。金星生命拥护者关注的不是炙热的地层表面,而是把重点放在云层,即在约53千米的高空,大气层中称作“中区”的地方。美国密执安大学行星科学家托马斯·多纳休(Thomas Donahue)也认为,金星在其历史上曾有过巨大的海洋。只是后来由于某种原因,金星水体才被分解——较轻的氢同位素逃逸并导致重氢(氘)富集,而较重的氧留了下来而使金星星壳发生氧化。其依据主要有以下几方面:
美国“先锋”号金星宇宙飞船曾发现氢正在金星大气的上层缓慢地逸入太空;
前苏联“金星”着陆器在1982年曾经发现金星含有异常高浓度的氘(氘氢=1.5%,约为地球上的100倍);
“金星”9号、10号、13号和14号着陆器的光谱分析资料表明,金星表面矿物已被大量氧化并存在着大量的氧化铁。
也就是说。虽然金星大气中现在还残留着相当稀薄的水蒸气(562.5±241毫克/米),约占金星大气的0.05%,但作为水体却已经不存在了。
尽管现在人们普遍认为金星没有水,但是仍有科学家断言:“有时可通过绿色滤色镜发现金星的两极极地存在着冰帽。”并解释说,碧绿的地球与灼热的金星之所以会产生如此差异,主要因为在它们初期两者存在的100℃温差所造成的。计算表明,当初地球表面温度为330℃而金星达430℃。这1 00℃温差主要是它们与太阳距离的不同所造成的。
然而,在当初100个大气压的原始大气里,水蒸气变成液体(即成为降雨)的临界温度必须等于或低380℃。这样。地球上的水蒸气变成了雨,形成了海洋;而金星上的水蒸气却因金星表面温度高于380℃而无法变成雨,水蒸气仍然只能是水蒸气,几亿年后,这些水蒸气几乎统统都散入了宇宙空间。
任职于科罗拉多州博德市的西南研究中心的研究类地行星大气演化的专家的戴维·葛林斯普恩(DavidGrinspoon)。他努力地呼吁大家认真看待金星。他承认说:“这个说法是异端。”“我虽然觉得必须这样承认,但同时这也正是我的想法:云就是金星的海洋。”
不过,要想在金星表面及云层找到原有海洋的痕迹。或是否有水的证据,却不是那么容易,因为7亿年前金星地表发生了剧变,地壳到处都出现了裂缝,熔岩覆盖了一切,用马库赫最近研究报告的说法,就是“全球地面重铺事件”。时至今日。熔岩仍经常流出,烧烤着这个行星的表面。
金星能否从寻水冷宫复出呢?这个问题我们仍无法回答。