1978年美國宇航局的「開拓者12」號飛船抵達金星。勘測期間，這艘飛船發現了金星地表一度存在海洋的跡象。在此之後，科學家又向金星派遣多艘飛船，收集了地表和大氣層的大量數據。根據觀測數據，科學家揭示了金星如何從一顆類地行星淪為一個地獄般的所在。研究表明在形成後20億到30億年，金星一直存在足以孕育出生命的適居環境。
「開拓者12」號飛船造訪金星
7億年前，一場大規模的地表重塑事件觸發了失控溫室效應，導致金星大氣層擁有不可思議的密度和溫度。這意味著在誕生後的20億到30億年，金星一直存在適居環境。根據最近的一項研究，如此長的宜居期足以讓「地球的姐妹」金星進化出生命。
此項研究由美國宇航局戈達德太空科學研究所的麥可·維爾和安東尼·德爾·傑尼奧進行，研究發現能夠對宜居系外行星搜尋工作產生啟發。在9月20日於日內瓦舉行的歐洲行星科學會議和美國天文學會行星科學部門的聯合會議上（EPSC-DPS），科學家公布了分析結果。
金星地表藝術概念圖，一道閃電直插地面
研究過程中，維爾和德爾·傑尼奧創建了一系列模擬，模擬不同水覆蓋率下的金星環境。他們採用了一個3D大氣環流模型，將大氣構成變化以及逐漸加劇的太陽輻射考慮在內。維爾和德爾·傑尼奧共提出了五種想定，在其中三個想定中，他們假設古代金星的地形與現在大同小異，海洋深度在30英尺到1000英尺（約合10米到310米）之間，少量水鎖定在土壤中。
另外一個想定中，金星的地形與地球類似，存在一個1000英尺（310米）深的海洋。最後一個想定中，整個金星被500英尺（約合158米）深的海洋覆蓋。五項模擬得出了相同的結論：金星能夠在長達30億年時間裡維持一個穩定的溫度，範圍在20攝氏度到50攝氏度。隨著一系列事件的發生，80%的金星地表被重新塑造，導致地殼中的二氧化碳發生逃逸。
金星陰面的低空雲層，由「伽利略」號飛船拍攝
維爾指出：「我們的假設是，金星可能在長達數十億年里存在一個穩定的氣候。金星可能發生一場幾乎覆蓋全球的地表重塑事件，導致它喪失了類地氣候，最終淪為今天我們看到的地獄般的存在。」
一切要從42億年前講起，也就是在金星形成後幾億年，剛剛結束一個快速冷卻期。在這個時間段，金星經歷了一個與地球類似的過程，大氣層被二氧化碳主導。二氧化碳被矽酸鹽岩石緩慢吸收，形成碳酸鹽。碳酸鹽隨後被禁錮在地殼中。
一個氣候模型中的陸地-海洋模式，展示暴風雲如何幫助古代金星抵禦強太陽輻射，讓金星變成一顆宜居星球
根據維爾和德爾·傑尼奧的研究，直到7.15億年前，金星的大氣層仍與現在的地球類似，主要由氮氣構成，同時還有少量二氧化碳和甲烷。它的大氣環境一直保持穩定，直到一場大規摸的釋氣事件。大規摸釋氣事件的原因仍是一個謎團。科學家認為這一現象由一場地質事件導致。在此過程中，80%的金星地表被重塑，大量岩漿沸騰，向大氣釋放數量驚人的二氧化碳。岩漿在落到地表前凝固，形成一道屏障，阻止二氧化碳被再次吸收。
經過地球化改造的金星，大部分地表被海洋覆蓋
維爾表示：「金星上發生了某些事件，導致大量氣體被釋放到大氣中並且無法被岩石再次吸收。在地球上，我們發現了一些大規摸釋氣事件的例證——例如5億年前形成的，與一場物種大滅絕事件有關的西伯利亞地盾——但規摸無法與金星相提並論。大規摸釋氣事件徹底改變了金星。」
大規摸釋氣事件能夠解釋金星大氣層的密度為何達到地球的90倍。二氧化碳的高濃度導致了失控溫室效應，讓金星淪為一個地表平均溫度達到462攝氏度的「地獄星球」。維爾和德爾·傑尼奧的研究發現與傳統觀點相矛盾。傳統觀點認為金星的軌道處在太陽系適居區內緣之外，因吸收太多太陽輻射，導致地表無法存在液態水。
「麥哲倫」號飛船拍攝的金星靚照
不過，維爾和德爾•傑尼奧的模擬卻得出了另一個結果。維爾說：「金星當前受到的太陽輻射量幾乎是地球的兩倍。但在我們建模的所有想定中，我們發現金星的地表溫度仍能讓液態水的存在成為可能。」
2016年，維爾、德爾·傑尼奧和美國宇航局戈達德太空飛行中心、行星科學研究所、烏普薩拉大學以及哥倫比亞大學的科學家進行了一項類似研究。這一次的研究發現與2016年的研究相符。研究中，他們藉助「麥哲倫」號任務獲取的數據進行了一系列3D氣候模擬，分析古代金星海洋如何影響它的適居性。
「伽利略」號飛船1990年拍攝的金星照片。照片經過處理，以突出雲層
研究指出如果金星的自傳周期不到16個地球日，一直保持著宜居氣候直到到7.15億年前。不過，科學家仍需揭示兩個重要的「未知」，才能確信金星直到最近仍擁有適居環境。第一，科學家需要確定金星的冷卻速度以及最初時地表能否冷凝出液態水。第二，全球性的地表重塑事件究竟是金星一次劇變的單一事件導致還是持續了幾十億年之久的一系列事件組成部分，現在仍是一個未知數。
維爾表示：「我們需要執行更多金星勘測任務，獲取更詳盡的信息以進一步了解它的歷史和演化。我們的模型顯示金星確有可能曾是一個宜居星球，與我們今天看到的金星截然不同。這一發現對在所謂『金星區』搜尋系外行星具有重要意義。我們的研究表明金星區可能存在液態水和溫和氣候。」
日本「破曉」號鏡頭下的金星夜景
如果金星沒有發生一場大規模的地表重塑事件，人類便可在「家門口」尋找地外生命存在的證據。如果火星沒有在42億年前失去磁氣圈，便有可能孕育出生命並且至今仍在繁衍生息。這樣一來，太陽系便不只地球這一個有生命存在的行星。
對於那些認為應在未來對金星進行地球化改造的人，這些研究發現可能讓他們備受鼓舞。如果確定一顆軌道不占優勢的行星曾出現並保持穩定氣候，意味著我們可以通過生態工程手段，改變它的面貌。換句話說，我們能夠在將來的某一天將金星改造成一個氣候溫和的星球，一個大部分地表被海洋覆蓋，只存在少數幾個超級大陸同時遍布群島的世界。
文：馬特·威廉斯｜譯：牛樹軍
轉自：qqtaikong
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