超级计算机模拟宇宙的形成(计算机模型表明古老金星过去可能是宜居的)

据外媒New Atlas报道,新的计算机模型表明,金星可能在7亿多年前是宜居的。根据一系列可能的情况,戈达德太空科学研究所的Michael Way和Anthony Del Genio得出结论称,在大气发生根本性转变之前,该行星在大约20亿-30亿年前可能存在液态水。

超级计算机模拟宇宙的形成(计算机模型表明古老金星过去可能是宜居的)(1)

目前的金星拥有残酷的自然条件。它的不透明大气层中的二氧化碳含量为96.5%,或时常降落具有腐蚀性的酸雨。此外,金星表面平均温度至少达462°C(864°F),该温度足以熔化铅。这意味着金星上不可能有任何液态水,这意味着它无法成为一颗宜居的星球。

然而,过去40年中一系列太空探测器制作的详细雷达图表明,过去金星表面曾有海洋。如果真是这样,那么这个星球必须有一个截然不同的环境,该环境足够凉爽,可以容纳液态水。

为了证实这一猜测,Way和Del Genio根据金星上不同的水覆盖水平进行了一系列五个模拟。其中包括深度为310米的海洋,深度为10 米的海洋,将水锁定在土壤中的浅层海洋,具有类似地球地形的深海和一个这个星球完全被158米的水所覆盖的场景。

为了模拟42亿年前和7.15亿年前的金星,两人通过3D总体环流模型运行了这些场景,其中考虑了不断变化的大气层和随时间增加的太阳辐射。

他们发现,在每种情况下,金星都保持在20摄氏度至50摄氏度之间的稳定温度范围内-这并非完全符合地球标准,但足以冷却液态水。更重要的是,这个星球可以保持这种温度达30亿年。如果这些模型成立,它们表明金星尽管接收到的太阳辐射两倍于地球,但仍位于太阳系的宜居带内。

原因是在42亿年前金星首次形成时,它迅速冷却,并且大气中的二氧化碳通过与30亿年前地球上发生的相同的机制吸收到了地壳中的硅酸盐中。这将留下一个以氮气为主,微量的二氧化碳和甲烷的类地球大气。

但是发生了什么事?根据研究小组的说法,在大约7.15亿至7亿年前,可能是由于火山活动突然释放了大量二氧化碳气体。当二氧化碳从熔融岩浆中冒出时,后者被冷却以形成“盖子”,从而阻止气体被重新吸收。随着大气层变得越来越厚,这使温度上升到现在的水平,从而引发了温室效应的失控。

Way表示:“当那里大量的气体被释放到了大气中,无法被岩石吸收,金星发生了一些变化。在地球上,我们有一些大规模除气的例子,例如,5亿年前与大规模灭绝有关的西伯利亚地盾的形成。它彻底改变了金星。”研究小组强调,仍然有很多主要问题要回答,包括水是否能够在遥远的过去凝结在金星上,除气是一次事件还是数十亿年的一系列事件。

Way说道:“我们需要执行更多的任务来研究金星,并对金星的历史和演化有更详细的了解。但是,我们的模型表明,金星确实有可能与我们今天看到的金星相适应,并且与之截然不同。这为在所谓的“金星区”(Venus Zone)中发现的系外行星开辟了各种各样的含义,实际上是液态水和温带气候。”

该研究于日内瓦举行的2019年EPSC-DPS联合会议上进行了介绍。

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