研究人員表示,金星可能曾經擁有奇特的二氧化碳流體海洋,這有助於塑造金星的表面。
金星常被描述為地球的孿生行星,因為它在大小、質量、距離和化學成分方面與地球最接近。然而,地球是生命的樂園,而金星通常被描述為地獄般的星球,它擁有壓迫性的氣層,以及漂浮在足以融化鉛的灼熱岩石沙漠表面之上的腐蝕性硫酸雲。
雖然金星目前熱得難以忍受且乾燥,但它可能曾經擁有像地球一樣的海洋。先前的研究表明,金星過去的大氣層中含有足夠的水,如果所有這些水都能以雨的形式降落下來,足以覆蓋整個星球,形成一個大約 80 英尺深(25 米)的海洋。但是,即使金星確實有足夠的水分,這個星球也可能太熱,無法讓這些水冷卻並凝結。[關於金星的最奇怪的事實]
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因此,科學家們現在認為,金星可能曾經擁有的不是水海,而是奇特的二氧化碳流體海洋。
二氧化碳在金星上很常見。
“目前,金星的大氣層主要由二氧化碳構成,按體積計算佔 96.5%”,該研究的主要作者,紐約伊薩卡市康奈爾大學的理論物理學家迪馬·博爾馬托夫說。
在地球上,二氧化碳最常作為一種溫室氣體為人所知,它可以捕獲熱量,幫助溫暖地球,動物會撥出二氧化碳,植物在光合作用中使用二氧化碳。雖然該物質可以以固體、液體和氣體的形式存在,但當溫度和壓力超過臨界點時,二氧化碳可以進入“超臨界”狀態。這種超臨界流體可以同時具有液體和氣體的特性。例如,它可以像液體一樣溶解物質,但像氣體一樣流動。
為了瞭解超臨界二氧化碳對金星可能產生的影響,博爾馬托夫和他的同事研究了超臨界物質的異常特性。他說,關於這類物質仍然存在很多不確定性。
科學家們普遍認為,超臨界流體的物理特性會隨著壓力和溫度逐漸變化。然而,在分子活動的計算機模擬中,博爾馬托夫和他的同事發現,超臨界物質可能會從氣體狀特性急劇轉變為液體狀特性。
金星表面的大氣壓力目前是地球的 90 多倍,但在金星的早期,其表面壓力可能比現在大數十倍。這種情況可能持續了 1 億到 2 億年相對較長的時間。博爾馬托夫說,在這種條件下,可能形成了具有液體性質的超臨界二氧化碳。
“這反過來使得金星上的地質特徵,如裂谷、類似河流的河床和平原,很可能是近地表液態超臨界二氧化碳活動的痕跡”,博爾馬托夫告訴 Space.com。
研究人員發現,根據壓力和溫度的不同,在金星的超臨界二氧化碳中可能形成了氣態超臨界二氧化碳的簇,“看起來像肥皂泡”,博爾馬托夫說。“一個被厚厚的液體層覆蓋的氣泡。”
博爾馬托夫和他的同事表示,他們現在希望進行實驗,以檢測超臨界二氧化碳中從氣態到液態特性的轉變。科學家們在8 月 21 日出版的《物理化學快報》雜誌上詳細介紹了他們的發現。
原文刊載於 Space.com.
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