探秘金星

张唯诚

欧洲空间局的金星探测器“金星快车”在经过4亿千米的飞行后，于2006年5月7日进入环绕金星的最终轨道，在这里，“金星快车”上的所有探测设备都被逐渐激活，人类沉寂多年的金星探测活动终于全面拉开了序幕。

人类上一次造访金星的使者是“麦哲伦号”金星探测器，它是被“亚特兰蒂斯号”航天飞机于1989年5月4日送上前往金星的征途的。在那之前，美苏两国争相往金星发射了近30艘探测器，这种前仆后继的探测大大丰富了人类有关金星的知识，然而失望的空气也随之日益浓厚起来。人们发现金星是那样令人生畏，它浓密的大气主要由二氧化碳组成，黄色的云由浓硫酸和硫黄组成：那里的温度可达475摄氏度，连硫磺，铅，锡都会熔化；那里干旱异常，气压极高，连试图着陆的探测器都被它的高气压压瘪了。很显然，这种炼狱般的环境是不适合生命存在的。相比之下，人们觉得火星要迷人得多，这也正是此后人们把太空探测的重心转移到火星的缘故之一。然而是什么因素又重新燃起了科学家们探测金星的热情呢?

金星地球缘何命运迥异

“金星快车”是一艘在“火星快车”的基础上诞生的探测器，搭载的科学仪器包括磁强计，紫外线、可见光和近红外线成像分光计。傅立叶行星分光计，紫外及红外大气分光计，金星监测照相机，射电科学试验装置，宇宙离子及高能原子分析仪等。科学家希望这些仪器能帮助他们解开一个有关金星环境的巨大谜团，那就是金星是如何变成了像现在这样的一个炎热如火的星球的?

从结构上看，金星和地球仿佛是一对姊妹星，金星的半径约为6073千米，只比地球半径小300千米，体积是地球的0.88倍，质量为地球的五分之四，平均密度也仅略小于地球，加上它们在太阳系中的位置相似，诞生的时间相同，所以它们的“命运”理应相差无几才对。而且科学家们的研究也表明，金星的早期的确很像地球，那时它曾有过大面积的海洋，并且还可能孕育出了生命，然而不知为什么，后来它的大气中积累了大量的二氧化碳，气温升高，温室效应愈演愈烈.最后便演变成为一颗滚烫的星球了。这一切是如何发生的?其主要因素是什么?揭开这个秘密不仅能帮助我们了解金星，同时也有利于认识正在深受温室效应困扰的地球，避免地球重蹈金星的覆辙。

除此之外，金星上还有不少令人困惑的现象，例如，以往的探测表明，金星太气的上方在猛烈地刮着自东向西的疾风，其风速高达每秒80～110米，比地球上的飓风还要猛烈。然而，金星的自转速度却非常缓慢，赤道处为每小时6.5千米，这说明金星上的疾风与金星的自转并无关系，那么疾风是如何产生的呢?又比如。我们知道金星上绝不可能有高等生物，因为它的地表温度太高，气压太大，并含有大量腐蚀性气体。但也有研究表明，金星上可能存在低级的生命，它们可能是存在于金星云中的菌群，那里的环境相对好一些，温度和压力和地球很接近。可是，这是真的吗?

另外还有许多问题也是科学家们想知道的，例如金星全球气温的平衡状况如何?不同高度大气层中的物质成分、云雾的形成和变化是怎样的?太阳风如何影响了金星大气?火山喷发对金星环境产生了什么影响?金星上现在还有活火山吗?要回答这些问题，解开这些谜团，必须派一艘探测器飞往金星，于是“金星快车”项目便应运而生了。按计划，探测任务将持续2个金星恒星日，如果有可能，还将视情况延期。金星自转速度非常缓慢，它的“1天”相当于地球上的243天，因此“金星快车”在目的地轨道上计划执行任务的时间虽然只有2个金星恒星日。但却是地球上的近500天。事实上，截至目前，它实际的工作寿命已大大超过它的计划寿命了。

云层里的秘密

金星大气可分为3层，最上层是稀薄的大气，距地表100～500千米，它在太阳风、宇宙射线的作用下被电离而形成了电离层；中间是浓密的云层，主要由硫磺和硫酸组成，距地表50～100千米：50千米以下为下层，多为二氧化碳和水蒸气等。

通过用紫外线、可见光和近红外热波段对金星大气和云层的不同深度进行探测，结果表明金星大气和云层的形态随着纬度的变化而变化。在赤道地区，云层形状不规则；在中纬度地区，云层呈条状，流动速度可超过每小时400千米：在极地地区，云层里出现了对称性的双螺旋结构。它们看上去像气旋，但它们的能量来自哪里，又是如何保持稳定的，目前还没有确切的解释。

2007年11月，“金星快车”又利用携带的磁性天线设备首次证实了金星上有闪电活动，估计其发生的频率和活跃的程度比地球还高。这是一个非同寻常的发现，因为闪电对一颗行星具有非凡的意义，它会影响这颗行星的大气化学成分并有催生生命的功能。在这之前，人们已经知道除了地球外太阳系中还有几个星球能够产生闪电，如木星、土卫六等，但金星上的闪电不同之处在于，它是在“硫酸云”中发生的。

金星大气中另一项惊人发现是所谓的“紫外线吸收剂现象”。据分析，这种“紫外线吸收剂”主要分布在金星大气层的上部，它们几乎吸收了来自太阳的半数辐射能量。但是，科学家们暂时还无法确定到底是何种物质产生了如此强烈的吸收效应。它们可能是一种固体微粒或者液滴，是从大气的底层被输送到云层上端的，那里的温度和压强跟地球上的非常接近，因此是金星生命(假若有的话)最有可能存在的地方。科学家们曾经一度认为，在太阳系内所有的行星中金星是最不适合生命存在的，然而，2002年9月，美国科学家声称，他们发现金星上存在着微生物活动的痕迹。假若真是这样，这些吸收紫外线的化学物质就可以对微生物起到保护伞的作用。

沮室效应

通过几年的探测，“金星快车”正在拔开金星上神秘的浓雾，使金星沧桑的演化史日益清晰起来。早期的金星就像地球一样是一颗宜于居住的星球，有水，适宜的温度和大气，但几十亿年以后，这种良好的环境被二氧化碳逐渐地破坏了。在金星的大气层中，二氧化碳占了其全部物质组成的96％，而地球大气中的二氧化碳只占0.033％。二氧化碳是一种温室气体，白天里，它使阳光通过，照到金星表面上，但夜间它又阻挡金星表面的红外辐射与外界进行热交换。在地球上，水能够溶解空气中的二氧化碳，把它变为碳酸盐，沉积到岩石层中。假若金星上的水不流失，它也可能是另外一种模样。然而金星的自转速度非常慢，这导致了金星难以产生能够保护自己免受太阳风袭击的强大的磁场，太阳风直接撞击金星的上层大气，使得金星上层大气的水蒸气分解为氢气和氧气。由于质量小，氢气逃逸到了太空中，而氧则与地壳中的物质化合，最终导致地表上的水分消失殆尽。这样一来，二氧化碳就全部进入到了大气层中，经过数十亿年的积累，温室气体越来越浓，金星温度不断升高，最后变得炎热如火了。“金星快车”的探测表明，直到今天，这颗行星的大气中二氧化硫的数量仍在不断地发生着变化。一些科学家认为，这说明金星表面仍然存在着火山活动。

金星上的温室效应也给地球敲响了警钟，因为现在的地球也在经历一个温室效应的过程，它所带来的直接后果就是气候的持续变暖。调查表明，从1860年到现在，人们记录到的全球平均气温上升了0.6摄氏度，海平面上升了10～20厘米，这一上升幅度是过去3000年海平面平均上升幅度的10倍。这样的气候趋势是自然演进的结果还是人类活动所致?地球是否在重蹈金星的覆辙?人们期望找到更多的线索以获得确切的答案。

截至目前为止，“金星快车”已进行了对金星大气的全球性三维绘图，检测到了逃逸的水分子，寻找到了金星大气中频发闪电的确凿证据.对金星地表做了红外观测。2009年2月，欧洲空间局决定再次延长“金星快车”对金星的探测期限，这样，这颗已在轨道上运行了3年的金星探测器就将一直工作到今年年底了，人们期待它为揭秘金星做出更多的贡献。(文章代码：1804)

[责任编辑]庞云