金星為何如此乾燥?科學家揭示「雲纏繞」星球上的失蹤水源
金星,作為地球的姐妹行星,雖然大小與地球相仿,卻乾燥得多。最新的電腦模擬研究為這一鄰近行星缺乏水的原因提供了新的線索。
研究顯示,金星大氣中的氫原子可能因為「離解重組 dissociative recombination)」的化學反應而逃逸至太空。這種反應會讓電子脫離原子,使氫原子以原子態的形式離開星球。金星每天損失的水可能是先前估計的兩倍。這一發現已發表在《自然》期刊上,有助於解釋其他行星上的水資源狀況。
「水對生命非常重要。」科羅拉多大學波爾德分校的天體物理學家、研究作者艾琳·坎吉指出,「我們需要了解在宇宙中支持液態水的條件,以及它們如何影響金星成為如今的乾旱星球。」
金星的水源缺失一直是一個未解之謎。地球有約71%的面積被水覆蓋,如果把所有的水均勻分佈,能形成約3公里深的液態水層;但如果同樣操作在金星上,水層深度僅為3公分。儘管在形成初期,金星擁有與地球相當的水量,最終卻因其厚重的二氧化碳雲層導致全球溫室效應,將表面溫度推高到攝氏482.2度,所有水分蒸發成蒸汽,並逐漸逸散至太空。
HCO+離子與電子重組 致氫原子快速逃逸
但古老的水蒸發現象還不足以解釋金星現如今的極端乾旱。為了弄清原因,團隊建立了電腦模型來研究金星大氣中的化學反應。結果發現,含有氫、碳、氧的HCO+離子可能是水分逃逸的元兇。
該分子在金星上產生,並在大氣中分解成氫原子和其他元素,導致氫原子快速逃逸至太空,從而使金星的水分不斷損失。研究人員認為,這一過程可能也解釋了為何火星失去了大部分水源。
至今,科學家尚未在金星上直接觀察到HCO+,因為現有的探測器難以檢測到這種離子。不過,研究團隊希望未來的金星任務能為這個謎團帶來更多線索,尤其是即將展開的NASA DAVINCI任務將深入金星大氣層,並探索其表面,進一步了解這顆「雲纏繞」星球上的奧秘。
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首圖來源:Aurore Simonnet cc By4.0
圖片來源:Aurore Simonnet cc By4.0
參考論文:
1.Venus water loss is dominated by HCO+ dissociative recombinationNature
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