百科| 金星火星,誰可能成為「下一個地球」

2021-01-15 上觀

 

近日,美國天文學家發現了一顆距離地球150光年的「超級地球」上可能存在外星生命。這個位於太陽系外的「超級地球」比地球大1.5倍,具備適合生命存活的一些基本條件,包括附近有明亮的恆星、承載液態水的條件以及類似地球的溫暖氣候。

英國物理學家史蒂芬·霍金此前預言:未來人類想要活命的話,只有星際移民這一個選擇。考慮到「超級地球」的距離,似乎有點「遠水解不了近渴」。而在太陽系中,除了地球外,位於宜居帶內的行星還有兩個,即金星和火星。金星是距離地球最近的行星,火星次之,二者是地球的「左鄰右舍」。

統計顯示,人類已經進行了200餘次太陽系探測任務。其中去的最多的是月球,達到110多次,接下來就是金星和火星。對於這兩個「鄰居」,我們到底了解多少?經過適當的改造,它們能否成為「下一個地球」?

哪個更像地球
   

在眾多科幻作品中,火星一直是人類星際移民的首選之地。在它的表面,同樣擁有極地冰帽和水。由於軸傾角接近於地球,因此火星的季節循環也與我們在地球上的經歷相似。
   

此外,火星日也與地球日相當接近。火星24小時37分鐘22秒完成一次自轉,這意味著火星日相當於1.02597個地球日。不過,由於火星距離太陽更加遙遠,因此火星年接近有2個地球年長。
   

從許多方面來看,火星是當之無愧的「地球雙胞胎」,但金星也有自己的特色。在中國古代,金星清晨有時會出現在東方天空,被稱為「啟明星」;傍晚處於天空西側,又被稱作「長庚星」。有時候,我們的先人也叫它「太白」。而在西方,古希臘人將金星視為阿佛洛狄忒(愛與美的女神),古羅馬人則用維納斯(愛神)為其命名。
   

金星的大小與地球相仿,可以留存較重的氣體。但因為沒有磁場,氫元素這樣較輕的元素反而很容易逃逸,因此留不住水。沒有水,碳循環就無法實施。同時,金星誕生在了一個錯誤的地方———它是距離太陽第二近的行星,因此表面溫度極高,就像個大蒸籠。
   

雖然「內心火熱」,但金星的「性子」一點也不急。它是太陽系中運行最緩慢的行星,自轉速度每小時僅有6.5公裡,而地球的自轉速度達到了每小時1670公裡。此外,不同於地球的自轉方向,金星是自東向西完成自轉的。因此,如果我們在金星上觀賞日出的話,會發現太陽從西邊升起、從東邊落下。
   

金星還是「天空中最亮的星」。金星的外面包著厚厚的雲層,裡面有大量的二氧化碳,其含量比地球多1萬多倍。我們知道,二氧化碳反射太陽光的能力非常強。因此,金星成為太陽系八大行星中最閃耀的一顆,在夜空中的亮度也僅次於月球。 

 

改造金星的挑戰
   

那麼,金星可否成為人類的「第二家園」?科學家認為,金星是一個在尺寸、質量和組成上都與地球相近的類地行星。特別是,金星的重力與地球接近。因此,人類在金星上不太可能會因長期生活在失重和微重力環境下引發骨質疏鬆、肌肉衰退等健康問題。
   

但移民金星面臨的挑戰,更是不容小覷:
   

首先是「硫酸雨」。金星上空有著濃厚的黃色雲彩,主要由硫酸構成。它們形成的降雨,具有強烈的腐蝕性,持續給金星做著「微整形」。
   

其次是「雙高」。金星地表溫度可達500℃,表面大氣壓力則為地球的近百倍,相當於地球海洋1000米深處的壓力。
   

再次是「妖氣」。金星上的大氣多由二氧化碳組成,總量約佔96%,另外有3%的氮氣,而幾乎沒有氧氣。粗略想想,都覺得會令人窒息。此外,金星還存在風速極快的「超旋」大風,每隔幾天就會出來耀武揚威。
   

最後是火山和雷暴。金星應該是太陽系中火山數量最多的行星,其表面至少85%的區域屬於火山的勢力範圍。同時,金星上有強大的雷暴,人類探測器觀測到時間最長的一次閃電持續了15分鐘。所以,有科學家給金星貼上了「地獄星球」的標籤。
   

人類是否可以改善這種狀況呢?科學家提出的第一步方法是:使用經過基因改造的細菌,把金星大氣中的二氧化碳轉化為有機分子。接下來,把鐵的氣溶膠顆粒灑入金星大氣層,其產生的化學反應可以降低大氣壓。之後,在太空中建造遮陽罩,或者在地面建造反光罩,以達到反射陽光、控制溫室效應的目的。同時,人類的「先行者」可以待在有反光功能的漂浮「氣球都市」裡。它既可以為人類提供早期住所,也能起到轉化器的作用,逐漸把金星變得更適宜人居住。 
   

如果這些設想得到了科學驗證,那麼還需要解決的就是太空運輸技術和資源供給的問題了。包括調動大量的工作機器人,以及為飛船提供合適動力,等等。這顯然是一個需要人類跨越國家、跨越世代的浩大工程,不知會何日成真?

 

移居火星的前景
   

相較於金星的「低調」,火星無疑是人類太空探索領域的「超級明星」。
   

目前,世界各航天大國的載人登陸目標,除了月球就是火星。今年,中國火星探測任務正式立項,計劃2020年實現火星著陸巡視,2030年採樣返回,最終目標是為人類登陸火星提供基礎。
   

火星具有獨特的地形特徵,南北半球存在明顯差別:南半球是古老、充滿隕石坑的高地,北半球則是較年輕的平原。總的來看,火星地表覆蓋著大量的赤鐵礦,因而讓它擁有了一件色彩奪目的橘紅色「外套」。
   

過去人們認為火星上沒有穩定的水,但美國宇航局最新的研究顯示:火星上曾經有過大規模的水,現在也還有水的跡象。同時,火星的南、北兩極據信有水冰和乾冰組成的極冠,會隨著季節消長。
   

一般認為,火星土壤的含水量大概是5%,且地下還有冰,所以應該不缺水。加之地球土壤裡面有的營養元素,火星土壤裡面也都有,而且磷、鎂這樣的營養元素,甚至比地球土壤還要高。從這個角度來講,在火星上種植蔬菜應該不成問題。
   

不過,美國麻省理工學院的研究稱,火星上的氧氣含量在人類到達2個月後就會被耗盡。所以,人類如果想在火星上長期生存,將是棘手的大問題。對此,美國國家宇航局給出了在火星上「種樹」的措施。
   

這個「樹」是怎樣種的呢?是不是就像在地球上那樣,直接在火星上挖個坑,然後栽棵樹苗、澆點水?其實不然。美國國家宇航局計劃在2020年的新型火星探測上,安置科學家研製的一個儀器。這個儀器可在吸收火星的二氧化碳之後,經過加壓通過固態氧化物電解槽,電解分解出一氧化碳與氧離子。氧離子在陽極可結合成氧氣,再供給人類使用。這個原理和樹木的光合作用基本一致,目前正處在實驗驗證階段。
   

總之,探索「下一個地球」,既是科學家、航天人的事,也是每一個科幻愛好者的一大樂趣。「胸懷宇宙天地寬。」終有一天,我們會從地球出發,邁向星辰大海。
                

(部分資料引自《環球科學》)

欄目主編:龔丹韻

 

題圖:美國國家航空和航天局發布的水星、金星、地球、火星、木星(從上至下)的合成照片。 新華社 圖片編輯:項建英

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  • 金星和火星哪一個更像地球?
    火星更受人類或者說科學界的青睞,就充分說明了火星環境更接近地球,或者說更符合人類移民的生態要求了。金星是距離地球最近的一顆行星,曾幾何時,金星是人類最大的嚮往,也流傳著許多美好的傳說,還有過金星人的科幻作品。
  • 金星,能否成為繼月球、火星之後,下一個行星探測熱點呢?
    可以說,儘管金星也和火星一樣,與地球相鄰,但是在此之前,對於金星的探索還是比較稀少的,尤其是近十幾年來,幾乎沒有國家探索金星了。不過,最早的金星探索可能要追溯到上個世紀了。,遠比月球和火星要少,甚至這些任務當中,還沒有一個是真正在金星中行駛探測的,也正因如此,金星一直都以一種環境惡劣著稱,不適合生命的存在等等,或許是這些理由,先後讓前蘇聯及美國失去了對金星探測的熱情。
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  • 地球有兩個鄰居,火星和金星,一個是探索熱門,另一個則不聞不問
    地球有兩個鄰居,一個是位於地球軌道內側的金星,另一個則是位於地球軌道外側的火星。兩者相比,金星與地球的距離更近,最近的時候僅有約3800萬公裡,而火星與地球雖然也很近,但最近的時候則有5500萬公裡,比金星可遠多了。從體型上來看,金星也是和地球最為接近的行星,體積為地球的90%,而火星要比地球小得多,只有地球的14%左右。
  • 新知| 金星是曾經的地球,火星是未來的地球?
    交匯點訊 宇宙浩如煙海,茫茫無際,類似地球的行星可以說是以萬億計。僅在太陽系,就有金星和火星兩顆星球和地球一樣位於宜居帶,但令人驚奇的是,只有地球誕生了生命,並且進化出了人類。  天文學家告訴《科技周刊》記者,地球成為太陽系唯一有生命的星球,原因在於它的「天時地利人和」,恰巧的大氣、水和磁場環境,使我們成為浩渺宇宙的幸運兒。
  • 金星疑似發現生命跡象,早就說過金星就是下一個地球
    但是小編卻是一點也不感到驚訝,認為這是必然也是遲早的事,因為小編早就說過金星就是下一個地球,金星現在的環境變化就是幾十億前地球所經歷的環境變化過程。原來是從金星的大氣層中檢測到了磷化氫的存在,很多朋友對於磷化氫不是很了解,一聽化學名字就頭疼,其實說白了就是大家所知道的鬼火。既然有磷化氫,那就要問是什麼產生了磷化氫呢?很簡單就是動物腐爛的屍骨,遇到氧氣後就會燃燒,進而形成磷化氫。
  • 金星和火星有沒有可能是第二個「地球」?
    金星和火星以前的環境與目前的地球是非常相似,有證據表明,火星在幾十億年前就可能擁有類似於地球一樣的液態水海洋。早期的金星也很可能擁有像地球一樣的液態水海洋,不過由於板塊停止運動,所以這樣的狀況持續的時間並不長久。
  • 金星比火星離地球近,為什麼科學家總是計劃去火星而不是金星?
    金星也是一個道理,金星繞太陽公轉一周需要224.65天,這代表它比太陽繞地球轉的速度要快,當金星恰好出現在太陽與地球中間,且三者處於同一條直線時,二者的距離最近,約為4100萬公裡(也就是0.268天文單位),這個現象被稱為金星凌日,也是一個極其罕見的天文現象。雖然,二者與地球的最近距離都與實際有偏差,但是從整體上看,確實是金星距離地球比火星要近一些。
  • 火星和金星哪一個更適合人類居住?
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  • 火星和金星都存在過文明但最後都消逝了,下一個是地球嗎?
    地球以前不是孤獨的,現在荒涼無比的火星和金星,以前可能是繁華的生命星球!科學家利用火星探測器了解到,曾經的火星就像是現在地球,擁有大面積的海洋,大氣層和穩定的磁場,這些都是可以讓生命存在的因素!火星上是否存在文明?
  • 金星和地球很像,為何科學家不願探索金星?而更喜歡火星
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  • 科學家預言:太陽系內,火星或金星可能會撞向地球
    太陽誕生後,圍繞在太陽周圍的那些星雲殘留物質在引力的作用下也開始慢慢聚合,最終形成了太陽系中的行星,至此太陽系形成了。按照太陽系形成的邏輯,古老的恆星死亡前迸發能量催生了新的恆星體系。換句話說,太陽這顆恆星也會進入垂危之年,最終湮沒在宇宙深處。截止到目前為止,太陽系已經誕生了46億年時間。對於人類來講,太陽的存在似乎是永恆的,然而按照恆星的「生老病死」過程,太陽也有熄滅的那一天。
  • 火星金星曾經也像地球一樣宜居嗎?土星木星將來會成為新地球嗎?
    金星比地球進入類地行星序列早上一代太陽時代,正是金星比地球進入類地行星早,所以金星在元素產生上,比地球上的元素周期表上要偏些,所以金星上的硫元素比例比較高,碳素雖然也比例高,但達不到地球碳基生命要求,所以金星從來不是生命的菜,也不會成為宜居星球。
  • 金星比火星距離地球更近,為什麼火星成人類探索的主要目標?
    而且這已經不只是在電影或是小說中的幻想了,矽谷鋼鐵俠埃隆·馬斯克真的把移民火星當作自己的使命。 不過,你可能不知道,火星可不是一開始就是星際移民的首選,它其實只能算地球備胎的備胎。如果把時間倒退五六十年,在天文學家心中最適合作地球備胎的,那是金星。因為金星各方面的數據真的都太完美了。
  • 金星二氧化碳哪來的?假如溫室效應失控,地球變成金星還是火星?
    本文參加百家號科學#了不起的天文航天#系列徵文這是一個非常有趣的問題,我們在大多數時候都被科普,火星的質量比較小,形成後約十億年內即內核冷卻,導致磁場消失,在無情的太陽風轟擊下,火星大氣逐漸被剝離,最終落得個一片荒涼的下場,當然很多科普作者此時閉口不談金星
  • 金星上可能存在生命體,地球也許並不孤獨?-虎嗅網
    不過眾裡尋他千百度,地外生命其實可能就在距離地球最近的行星——金星上。昨晚英國皇家天文學會一段預計在9月14日發布的視頻被提前曝光,一個國際天文研究團隊的發現了金星大氣層中存在磷化氫,這意味著金星上可能存在生命。
  • 金星,火星和木星的衛星歐羅巴,哪一個更適合成為人類殖民地?
    「而且我們之所以興奮,是因為地球上的磷化氫氣體是由生活在無氧環境中的微生物產生的。因此,我們有可能在金星的雲層中發現了某種生物。」團隊說,即使這樣,仍需要更多的研究來支持任何這樣的主張,如果最終真的能夠得出金星上存在生命的結論,這將是非同尋常的,這將能夠對變熱的地球提供參照的案例,也能夠為地球向火星殖民過度提供經驗。
  • 金星要比火星更近,而且更與地球相似,為何人類不登陸金星?
    2個鄰居,它們與地球一樣,都處於太陽系的宜居帶,其中一個鄰居是我們上文提到的,即將被人類登陸的火星,而另一個,則是被稱作地球「姊妹行星」的金星。在地球的夜空中,金星可是肉眼可見的最亮的一顆行星,我們都知道,行星本身是不發光的,都是因為太陽對金星的照射,才讓它成為了地球夜空中最閃亮的那顆星