金星大氣層有「生命印記」?

2020-09-16 南方都市報

歐洲南方天文臺14日發布新聞公報說,一個國際天文學家團隊在金星大氣層中探測到了磷化氫的蹤跡。分析認為,金星上可能存在未知的光化學過程等,或者有可能這些磷化氫源於某種形式的生命。

團隊負責人、英國加的夫大學的簡·格裡夫斯介紹,他們利用架設在夏威夷的JCMT望遠鏡對金星進行觀測,發現了磷化氫的蹤跡,之後又通過架設在智利的大型射電望遠鏡陣列ALMA確認了這個發現。

這一國際團隊包含來自英國、美國和日本的天文學家,他們根據觀測數據推斷,金星大氣層中的磷化氫濃度很低,大約每10億個分子中僅有20個磷化氫分子。

在地球上,磷化氫僅見於工業生產領域或由厭氧微生物所產生。對於金星上磷化氫的來源,研究團隊進行了大量分析,推斷是否來自光照、閃電、火山或者從金星表面向上吹至大氣層中的礦物質等,但根據已有知識的計算結果均不支持這些來源。研究人員因此表示,一種解釋是金星上存在前所未知的光化學過程等。

另一種解釋是,金星大氣層中的磷化氫可能是某種生物留下的印記。據團隊介紹,地球上的一些細菌等微生物會從礦物等物質中吸取磷元素,在生命活動中產生磷化氫,並排出體外。如果金星上真的存在某種生物,其生存形式可能與地球生命迥然不同,但也能像地球微生物一樣製造磷化氫。

金星因其質量和體積等與地球類似,被稱作地球「姐妹星」,但實際上其表面環境與大氣狀況與地球截然不同。團隊成員、美國麻省理工學院的克拉拉·蘇薩-西爾維婭評價說,在金星上發現磷化氫出乎意料,隨之也帶來了很多疑問。比如金星大氣層中幾乎都是酸性物質,假如那裡真有微生物,它們是如何存活的?

相關研究論文發表在新一期英國《自然·天文學》雜誌上。

名詞 解釋

金星

太陽系中八大行星之一。按離太陽由近及遠的次序,是第二顆,距離太陽0.725天文單位。公轉周期是224.71地球日。金星是整個天空中除了太陽和月亮之外最亮的自然天體。我國古代把它稱為「太白金星」,清晨在東方天空出現則被稱為「啟明星」或「晨星」,晚間在西方天空出現被稱為「長庚星」或「昏星」。

磷化氫

是一種無色、劇毒、易燃的氣體,化學式為PH3。該氣體比空氣重,在金屬磷化物產生磷化氫氣體時常帶有乙炔味或者大蒜味或者腐魚味。在地球上,磷化氫僅見於工業生產領域或由厭氧微生物所產生。

科學 發現

NASA科學家:金星7億年前可能宜居

英媒稱,根據美國國家航空航天局(NASA)的科學家計算,金星可能在幾十億年裡是宜居的。氣候歷史的新計算機模型顯示,直到大約7億年前,這顆行星的氣溫都在20攝氏度至50攝氏度之間,涼爽到足以存在液態水。

據英國《每日電訊報》網站報導,上世紀80年代,NASA的「先驅者金星」任務發現金星曾經有淺海的跡象,但由於它接收的太陽光遠多於地球,科學家們認為,在有可能形成生命之前,淺海就已經迅速蒸發。

由於表面沒有水,二氧化碳聚集到大氣中,引發失控的溫室效應,造成金星目前的狀況。

目前,金星厚重的大氣層的二氧化碳濃度是地球的90倍,表面溫度達到462攝氏度,因此不可能存在生命。

但NASA戈達德空間科學研究所的新計算機模型顯示,金星上的海洋可能存在了二三十億年。

大約42億年前,金星在形成後不久,可能經歷了一個快速冷卻的時期,其大氣層以二氧化碳為主。

如果這顆行星在接下來的30億年中以類似地球的方式演化,二氧化碳就會被巖石吸收並鎖在地表。到大約7.15億年前,金星大氣將以氮為主,還含有微量的二氧化碳和甲烷——與今天的地球類似——而這種狀況本可以一直保持到現在。

但科學家認為,大約7億年前的劇烈火山活動改變了金星。一種可能性是,大量巖漿噴出,將熔巖中的二氧化碳釋放到大氣中。

而巖漿在墜落到金星表面之前凝固,這就形成了一道屏障,意味著氣體無法被重新吸收,導致失控的變暖。

金星表面有啥?「火環」

科研人員在金星表面發現了一個「火環」——即一個活躍的地幔熱柱帶狀區。

據合眾國際社網站7月21日報導,與板塊構造引發的地球「火環」不同,金星上的火環是由垂直的熱點火山活動引起的。同類現象形成了夏威夷群島。

科研人員在對金星冕狀物群進行大量研究後發現了這個新火環。該科研團隊本周在英國《自然·地球科學》月刊上詳細介紹了他們的發現。

30多年前,美國航空航天局(NASA)的「麥哲倫」號探測器在金星表面拍到了數十種特殊圓形結構的圖像,這種特殊圓形結構被稱為冕狀物。科研人員此後一直試圖破解它們的地質起源及其形成的潛在條件。

研究行星的科研人員一致認為,冕狀物是由地幔熱柱產生的。

熾熱的熔巖被對流上推後在頂部形成類似蘑菇的形狀。而隨著這種柱狀熔巖不斷上升而融化火星表層外殼,熱柱頂部膨脹,形成圓形結構。

最終,熱柱可能會沉降至冕狀物邊緣下方,導致其結構收縮並破裂。

儘管這一形成過程看似是同質化的,但冕狀物形貌並不相同。在這項新研究中,科研人員使用計算機模型研究了不同冕狀物表面形貌的變化,並弄清了其表下地質共性的聯繫。

瑞士蘇黎世聯邦理工大學博士生安娜·古爾徹在一份新聞稿中說:「每個冕狀物結構都有一個特徵表明其底下狀況。」

位於活躍地幔熱柱上方的冕狀物與位於已沉降並冷卻的休眠地幔熱柱上方的冕狀物外觀不同。

當研究人員對這兩種冕狀物分類並測繪時,他們發現大多數活躍地幔熱柱上方的冕狀物都位於一個帶狀區沿線——這是火環的一種,只不過它是因火山活動而引起的。

至于冕狀物為何以這種模式形成體系以及這種現象所揭示的關於金星地幔的奧秘,研究人員仍無法做出定論。

研究人員說,隨著積累更多觀測數據並進行更強大的模擬,他們希望能更深入地探究形成金星冕狀物的地幔熱柱的起源和演化。

研究報告的作者稱,金星可以作為一個模型,用來研究地球早期可能大量存在的那種熱點火山活動。

本版文圖:新華社

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