作者:文/虞子期
同为太阳系八大行星的金星和火星都是类地行星,但却具有与地球天壤之别的星球环境,就连它们与地球相隔间隔的远近,也会由于火星的运转而发作排名改变。不同于地球对生命所表现出的友爱,火星上的大气密度仅有地球的1%左右,几乎没有任何气氛;金星的大气中除了很多的二氧化碳,还有硫酸组成的厚云层,充满了浓重的有毒气氛。三颗行星看上去好像毫无相关,但现实真的是这样吗?科学家们是怎么经过对金星和火星大气所进行的研讨,然后对地球的曩昔和未来有了更深入的知道?
来源相同的行星阅历了类似的演化
当咱们将时刻拉回到大约46亿年前,其时的太阳系中并没有任何行星的存在,直到一颗重生的太阳在一团旋转气体和尘土云的中心处点着。跟着尘埃在重力的效果下逐步堆积到巨石之中,那些近似球状的物体像滚雪球相同,构成了行星一般巨细的实体星球。众所周知,行星并不只要岩石行星这一种类型,而且,不同类型的行星和太阳之间的间隔远近也有所不同。
但就其实质而言,其实就是每一种物质形状的耐热才干有所不同,比方,岩石物质所能接受的热量相对更大,因此成为了坐落内层的行星,而像气体这样的严寒物质所构成的气体行星,则需求坚持更远的间隔才干被保存下来。在岩石行星的构成进程中,每逢它们冷却的时分便会开释出气体,因此造就了其活泼的大气层。就现在的研讨来看,即便有其他小行星、彗星,或是火山喷射给予了行星气体和水的运送,但也并不会占有太大的比例。
跟着时刻的递进,再加上各种杂乱的环境要素和事情发作,行星的大气层在阅历了激烈的演化之后,终究成为了现在这般容貌。而咱们的地球,则演化为一颗外表有液态水、且仅有可维持生命的星球(已知情况下)。现实上,科学家们从许多太空勘探使命中发现,火星上也曾流动过液态水,而金星上的水现已欢腾。或许你有所不知,行星上液态水的存在与它的大气状况密切相关,而岩石行星的内部也会和大气、海洋发彼此效果,它们一起决议着这个星球是否能够承载生命。
行星的再循环促成了现状的天壤之别
在火星、金星和地球构成的前期,它们都阅历了所谓的除气活动,并构成了第一个细密而酷热的大气层。伴跟着行星大气层中温度的下降,海洋开端在这些岩石星球上构成,但是这一切在某个时刻点发作了彻底改变,然后使得三颗行星别离具有了不同的地质活动特征。比方,地球原有的坚固盖子决裂成了板块,从爬升带到其他板块之间的运动,导致了宽广的山脉、巨大的裂谷,以及新的地壳在磕碰之后构成。即就是现在,地球的结构板块也依然处于不断运动的状况之中,这就是为什么在其鸿沟方位偶有火山喷射和地震发作。
从行星的巨细来看,金星和地球并没有太大的距离,有依据显现,大约早在十亿年前的时分,金星的外表就被熔岩从头掩盖。而且,即便研讨人员在该行星上没有区分的板块结构体系,但它依然或许具有火山活动。不同于金星和地球,火星相对要小得多,因此它冷却的速度会更快,火山活动不复存在让其无法弥补大气。尽管,火星具有太阳系中最大的火山,但它却很或许是由于地壳活动所导致的成果,而且,研讨依据也表明晰,火星在曩昔的一千万年中存在结构活动,偶有地震的它并不被认为具有和地球类似的结构体系。
与此一起,关于行星的大气层而言,板块结构能够对二氧化碳的含量起到长时间调理的效果。水和二氧化碳的结合,会导致碳酸的构成和岩石的溶解,雨水有将碳酸和钙带到了海洋中,所以,溶解在海洋中的二氧化碳又被循环回到海底。现实上,在地球现有生命的大约一半时刻里,星球上大气层中的氧含量都是很少的,而“海洋蓝细菌”就是第一个将二氧化碳转化为氧气的生物。正是地球大气层的这一转折点,使更杂乱的生命开端蓬勃发展,假使没有行星的再循环进程、大气层和海洋之间的彼此调理,那么,地球的终究或许就会成为金星的现在。
当然,地球之所以会具有其他行星没有的特质,并不只仅由于其特别的全球板块结构,一起还得益于这样的结构结构和海洋活动之间的结合。海洋掩盖了咱们星球外表的三分之二左右,大面积的海洋能够吸收来自地球的大部分热量,被存储的热量会沿着地球上的洋流进行运送。当结构板块中的一块被拖入地幔的时分,便会在变暖的一起开释出在岩石中被困已久的气体和水,所以,这些气体经过海底的热液喷口浸透。科学家们在地球海洋底部的该类环境中,发现了难以存在的生命办法,这也为前期生命怎么开端供给了重要头绪。
怎么了解行星上的极点温室效应
存在于太阳系中的首要热能,就是来自于太阳的能量,行星在接纳到了这样的能量之后,会在其外表被加热的一起,将这些能量再次辐射回太空之中。此刻的大气层由于部分热量的保存,而产生了所谓的温室效应,尽管这是一种调理行星温度的天然现象,但若没有臭氧、甲烷、二氧化碳等温室气体和水蒸气,那么就算是咱们的地球,它的外表温度也会比现在高出15到30度左右(平均值)。人类在曩昔几个世纪的时刻里,改变了地球上的这种天然平衡办法,尤其是工业活意向空气中排放的很多温室气体和其他污染物。温室效应的不断增强导致了全球气候变暖,不只触及到了臭氧层的耗费、全球粮食生产、海平面的上升,还关系到淡水资源储备量的削减和极点气候事情的添加。
尽管金星常被人们称为地球的“姐妹星球”,但其稠密的有害气氛和高温外表(可达470摄氏度),足以炸毁下降在其外表的任何航天器,它和其他类地行星环境之间存在的巨大误差,往往被当作温室效应失控的比如。热量添加使水变成了水蒸气,水蒸气捕获到更多的热量,从具有像地球这样的海洋,到星球上的海洋彻底蒸腾,水汽就这样从金星的大气层中逃逸进入太空。由于上金星上没有人类活动的参加,因此为科学家们供给了一个巨大的天然实验室,以协助咱们对温室效应有更好地了解。
而金星“快车”对大气中二氧化硫层的发现,则表明晰在50到70千米高度上产生了硫酸云和液滴,由于太阳辐射而遭到损坏,开释出的气态硫酸被阳光分化,然后开释出了二氧化硫气体。这一观测成果,让科学家们对怎么减缓地球上的气候改变提出了新的主张,二氧化硫构成的薄雾能够反射热量,那么,当很多的二氧化硫被注入到地球的大气中,咱们星球上的温度会发作怎样的改变?尽管,这样的冷却办法仅仅起到暂时性的缓解效果,但对金星上巨大硫酸云滴层所进行的研讨,却能够为咱们供给一种天然的办法,以了解它所带来的长时间影响。