我們可以從我們的姊妹星球金星那里學(xué)到很多有關(guān)氣候變化的知識。金星目前的表面溫度為450℃(烤箱的自清潔循環(huán)溫度)，其大氣層的二氧化碳含量(96%)是地球的90倍。

金星是一個非常陌生的地方，完全不可居住，除了也許在大約60公里處的云層中，最近發(fā)現(xiàn)的磷化氫可能暗示了微生物的生命。但是表面是完全荒涼的。

但是，金星曾經(jīng)很可能具有類似于地球的氣候。根據(jù)最近的氣候模擬，金星在其大部分歷史中的地表溫度與當(dāng)今地球相似。它也可能有海洋，雨水，也許是雪，也許是大陸和板塊構(gòu)造，甚至更具投機性，甚至還有地表生命。

不到十億年前，由于失控的溫室效應(yīng)，氣候發(fā)生了巨大變化?？梢酝茰y，火山的密集期將足夠的二氧化碳泵入大氣中，從而導(dǎo)致這一重大的氣候變化事件，使海洋蒸發(fā)并導(dǎo)致水循環(huán)結(jié)束。

變更證據(jù)

氣候建模師的這一假設(shè)啟發(fā)了我小組中的碩士研究生Sara Khawja(與地球?qū)W家克萊爾·薩姆森(Claire Samson)共同指導(dǎo))在維納斯巖石中尋找有關(guān)這一擬議的氣候變化事件的證據(jù)。

麥哲倫號飛船上的雷達產(chǎn)生的金星表面的可視化圖像。

自1990年代初以來，我的卡爾頓大學(xué)研究團隊以及最近在托木斯克州立大學(xué)的西伯利亞團隊一直在繪制和解釋地球非凡姐妹星球的地質(zhì)和構(gòu)造歷史。

1970年代和1980年代的蘇聯(lián)維納拉和維加任務(wù)確實在金星上著陸并拍照并評估了巖石的組成，然后著陸器由于高溫和高壓而失敗。但是，我們對金星表面的最全面的了解是由1990年代初期的NASA麥哲倫號航天器提供的，該航天器使用雷達穿透了密集的云層并產(chǎn)生了超過98%的金星表面的詳細(xì)圖像。

古巖

我們尋找有關(guān)重大氣候變化事件的地質(zhì)證據(jù)，使我們專注于金星上最古老的巖石，稱為tesserae，其巖石外觀復(fù)雜，暗示著漫長而復(fù)雜的地質(zhì)歷史。我們認(rèn)為這些最古老的巖石最有可能保留水蝕跡象，這是地球上如此重要的過程，應(yīng)該在大氣候變化事件發(fā)生之前在金星上發(fā)生。

鑒于分辨率高度數(shù)據(jù)不佳，我們使用了間接技術(shù)來嘗試識別古老的河谷。我們證明了來自周圍火山平原的年輕熔巖流已填滿了嵌線蟲邊緣的山谷。

令我們驚訝的是，這些tesserae山谷的格局與地球上的河流流態(tài)非常相似，因此我們建議這些tesserae山谷是在類似地球氣候條件的時期由河流侵蝕形成的。我在卡爾頓大學(xué)和托木斯克州立大學(xué)的維納斯研究小組正在研究TESSERA后的熔巖流，以尋找過渡到極熱條件的任何地質(zhì)證據(jù)。

地球類比

為了了解金星上的火山作用如何產(chǎn)生這種氣候變化，我們可以參考地球歷史來尋找類似物。我們可以找到類似超級噴發(fā)的類比，例如發(fā)生在630,000年的黃石的最后一次噴發(fā)。

但是，與大約每20-30百萬年發(fā)生一次的大火成巖省(LIP)相比，這種火山活動很小。這些噴發(fā)事件可以釋放出足夠的二氧化碳，從而導(dǎo)致包括大滅絕在內(nèi)的地球災(zāi)難性的氣候變化。為了使您有規(guī)模感，請考慮最小的LIP產(chǎn)生足夠的巖漿，以覆蓋整個加拿大，深度約10米。已知最大的LIP產(chǎn)生的巖漿足夠覆蓋加拿大大小的區(qū)域，深度將近8公里。

金星上的LIP類似物包括長達500公里的單個火山，長達7,000公里的寬廣的熔巖通道以及相關(guān)的裂谷系統(tǒng)(地殼正在拉開)長達10,000公里。

如果LIP式的火山活動是金星發(fā)生重大氣候變化事件的原因，那么地球上是否會發(fā)生類似的氣候變化?我們可以想象一個未來數(shù)百萬年的場景，當(dāng)多個LIP同時隨機發(fā)生時，可能導(dǎo)致地球發(fā)生如此失控的氣候變化，從而導(dǎo)致諸如今天的金星之類的狀況。