金星云层中神秘失踪的成分被发现

熊明青

金星高层云的多幅视图。信用:美国国家航空航天局/JPL。信用:美国国家航空航天局/JPL

（）据剑桥大学（凡妮莎·铋）：金星的云是由什么组成的？科学家们知道它主要由硫酸液滴组成，还有一些水、氯和铁。在金星浓厚而恶劣的大气中，它们的浓度随高度而变化。但到目前为止，他们还不能确定缺少的成分，这种成分可以解释云层的斑块和条纹，它们只在紫外线范围内可见。

在科学进展发表的一项新研究中，剑桥大学的研究人员合成了含铁的硫酸盐矿物，这些矿物在金星云层的恶劣化学条件下是稳定的。光谱分析显示，两种矿物的结合，菱藻酶和酸性硫酸铁，可以解释我们邻近星球上神秘的紫外线吸收特征。

“关于云层组成的唯一可用数据是由探测器收集的，并揭示了云层的奇怪属性，迄今为止我们无法完全解释，”来自卡文迪什实验室的保罗·里梅尔说，他是这项研究的合著者。“特别是，当在紫外线下观察时，金星云层呈现出一种特殊的紫外线吸收模式。什么元素，化合物，或矿物负责这样的观察？”

该小组根据金星大气化学配方，在地球科学系的水地球化学实验室合成了几种含铁硫酸盐矿物。

通过将合成材料悬浮在不同浓度的硫酸中，并监测化学和矿物学变化，研究小组将候选矿物缩小到菱面体酶和酸性硫酸铁，在专门设计的模拟太阳耀斑光谱的光源下检查其光谱特征(保罗·里梅尔和萨曼莎·汤普森在卡文迪什实验室的FlareLab)。

哈佛大学的一个光化学实验室参与了这项研究，通过测量极端酸性条件下三价铁的紫外吸收模式，试图模拟更极端的金星云。这些科学家是新成立的起源联盟的一部分，该联盟旨在促进此类合作项目。

“这两种矿物相结合显示的吸收模式和水平与在金星云层中观察到的深色紫外线斑块相一致，”来自剑桥地球科学系的合著者Clancy Zhijian Jiang说。“这些有针对性的实验揭示了大气中错综复杂的化学网络，并揭示了金星表面的元素循环。”

“金星是我们最近的邻居，但它仍然是一个谜，”里梅尔说。“随着美国国家航空航天局和欧空局未来的任务开始探索它的大气层、云层和表面，我们将有机会在未来几年更多地了解这颗行星。这项研究为这些未来的探索奠定了基础。”