金星可能是一個溫帶行星，擁有2到3億年的液態(tài)水，直到7億年前開始發(fā)生戲劇性的轉(zhuǎn)變，重新出現(xiàn)在地球的80%左右。戈達德空間科學研究所的邁克爾·韋今天在2019年EPSC-DPS聯(lián)合會議上提出的一項研究為維納斯的氣候歷史提供了新的視角，并可能對系外行星在類似軌道上的可居住性產(chǎn)生影響。

四十年前，美國宇航局(NASA)的“先驅(qū)金星”(Pioneer Venus)任務發(fā)現(xiàn)了誘人的暗示，即地球的“扭曲姐妹”星球可能曾經(jīng)擁有淺水。為了了解金星是否曾經(jīng)有過一個穩(wěn)定的氣候能夠支持液態(tài)水，Way博士和他的同事Anthony Del Genio創(chuàng)建了一系列五個模擬，假設水覆蓋程度不同。

在所有這五個場景中，他們發(fā)現(xiàn)金星能夠在大約30億年內(nèi)將最高溫度維持在最高約50攝氏度與最低約20攝氏度之間的穩(wěn)定溫度。如果沒有一系列事件導致大約700-7.5億年前行星巖石中儲存的二氧化碳釋放或“釋放”出來，今天金星甚至可能仍保持溫和的氣候。

“我們的假設是金星可能已經(jīng)穩(wěn)定了數(shù)十億年的氣候。近乎全球的表面重現(xiàn)事件可能是其從類地球氣候到我們今天所見的地獄溫室的轉(zhuǎn)變的原因。”方式。

Way和Del Genio研究的五個場景中的三個假設了我們今天所看到的金星的地形，并考慮了平均310米的深海，平均10米的淺水層和少量滯留在土壤中的水。為了進行比較，它們還包括一個具有地球地形和310米海洋的場景，最后是一個完全被158米深的海洋所覆蓋的世界。

為了模擬的環(huán)境條件在4.2十億年前715萬年前和今天，研究人員適應3 d環(huán)流模型，以考慮增加太陽輻射我們的太陽已經(jīng)回暖在其生命周期，以及為變化的大氣成分。

盡管許多研究人員認為金星超出了太陽系宜居區(qū)域的內(nèi)邊界，并且太靠近太陽，無法支撐液態(tài)水，但這項新研究表明情況可能并非如此。

Way說：“金星目前的太陽輻射幾乎是地球上的兩倍。但是，在我們建模的所有場景中，我們發(fā)現(xiàn)金星仍可以支持液態(tài)水的地表溫度。”

金星形成后不久，即42億年前，它將完成一段快速冷卻，其大氣將被二氧化碳所控制。如果在接下來的30億年中，行星以類似于地球的方式進化，那么二氧化碳將被硅酸鹽巖石吸收并鎖定在地表。到第二個時期(以7.15億年前為模型)時，大氣層很可能已被氮，微量的二氧化碳和甲烷所占主導地位(類似于今天的地球)，并且這些條件可能一直保持穩(wěn)定直到現(xiàn)在。

導致金星發(fā)生巨大變化的氣體釋放的原因是一個謎，盡管可能與地球的火山活動有關(guān)。一種可能性是大量巖漿冒出，將二氧化碳從熔融巖石中釋放到大氣中。巖漿在到達地面之前已經(jīng)凝固，這形成了一個屏障，這意味著氣體無法被重新吸收。大量二氧化碳的存在引發(fā)了失控的溫室效應，這導致了今天金星上的平均462攝氏度的高溫。

“金星發(fā)生了什么事，那里大量的氣體被釋放到大氣中，無法被巖石重新吸收。在地球上，我們有一些大規(guī)模除氣的例子，例如創(chuàng)造了5億西伯利亞陷阱多年前，這與大規(guī)模滅絕有關(guān)，但規(guī)模如此之小。它徹底改變了金星。”

在金星是否可能適合居住之前，還需要解決兩個主要的未知數(shù)。第一個問題涉及金星最初如何快速冷卻，以及它是否是能夠以冷凝液體水首先在其表面上。第二個未知數(shù)是全球重鋪事件是單個事件還是僅僅是金星數(shù)十億年歷史中一系列事件中的最新事件。