可能最终确定了夺走金星水分的分子

顺其自然362

金星，如美国航空航天局的麦哲伦飞船所见。（图片来源：美国航空航天局/喷气推进实验室）

据美国生活科学网站（Sharmila Kuthunur）：科学家们在金星上发现了一种水分流失机制，可以解释这个曾经富含水分的世界是如何变得完全干涸的。

在这一新发现的过程中，与金星大气层中一个先前被忽视的分子有关，水以先前估计的两倍速度逃离金星。由于水分流失的速度更快，意味着蒸发地球蓄水池所需的时间更少，科学家们表示，金星可能在干燥过程开始前比之前想象的更长时间内拥有海洋——以及潜在的宜居条件。

科罗拉多州大气与空间物理实验室（LASP）的研究科学家、研究合著者Eryn Cangi在《对话》中写道：“这将为可能的生命出现提供更多的时间。”。“不过，我们的研究结果并不意味着海洋或生命肯定存在——回答这个问题需要多年的科学研究。”

先前的研究表明，金星和地球在其历史早期可能都接受了相似数量的水，主要来自经常轰炸世界的喷出水蒸气的火山和冰冷的彗星。据估计，金星曾经有足够的水分覆盖其表面约1.8英里（3公里）的水。然而，金星接收到的阳光远远多于地球，之前的研究表明，这种阳光很可能通过将大气中的水分子分解成氢和氧原子来蒸发地球的蓄水池。一旦释放，轻质氢通过一种称为流体动力学逃逸的过程逃逸到太空，使金星失去了形成水所需的两种成分之一。

这一过程解释了金星大部分水分是如何从大气层蒸发的，可能是在金星历史的前10亿年内。然而，这项新研究的研究人员表示，这并不能解释在大多数氢原子离开金星后不久，逃逸过程停止后可能留下的最后330英尺（100米）的水。



金星上一种新的水分流失机制使之前的估计翻了一番。在行星的高层大气中，氢原子（橙色）逃逸到太空，留下一氧化碳分子（蓝色和紫色）。（图片来源：Aurore Simonet/LASP/CU Boulder）

该研究的主要作者、LASP的研究科学家迈克尔·查芬在一份声明中说：“作为一个类比，比如说我把水瓶里的水倒了。还会剩下一些水滴。”。剩下的水不可能以同样的方式从金星逃逸，但它一定是相对较快地从大气中清除的，以解释我们今天所知的炎热干燥的世界。

在这项新的研究中，研究人员建议通过一种称为HCO+解离复合（昵称DR）的新机制去除残留的水。在这个过程中，带正电的氢、碳和氧原子与带负电的电子结合，产生一氧化碳（CO）和氢作为副产品，之后氢逃逸到太空中。研究人员说，由于水是金星上氢库的原始来源，这一过程“有效地使行星干涸”。根据周一（5月6日）发表在《自然》杂志上的这项研究，金星高层大气反应的计算机模型表明，这种机制缩小了预期和观测到的水分损失之间的差距。

Chaffin在声明中说：“这项工作的一个令人惊讶的结论是，HCO+实际上应该是金星大气层中最丰富的离子之一。”。

然而，科学家从未在金星上观察到这种分子。之前的行星探测任务并不是为了探测它，但他们确实测量了大气中产生HCO+的单个反应物。

即将到来的三次金星探测任务都不是为了探测这种分子。美国国家航空航天局的VERITAS和欧洲远景计划于2031年发射，但没有研究DR过程发生地金星高层大气中氢气损失所需的科学仪器。美国国家航空航天局的DAVINCI探测器也计划于2031年发射，将收集有关大气压力、温度和风的测量值，但仅低于43英里（70公里）。

因此，确认HCO+的存在，并确定金星历史的这一阶段，将需要等待很长时间。