探秘金星

張唯誠

歐洲空間局的金星探測器“金星快車”在經過4億千米的飛行后，于2006年5月7日進入環繞金星的最終軌道，在這里，“金星快車”上的所有探測設備都被逐漸激活，人類沉寂多年的金星探測活動終于全面拉開了序幕。

人類上一次造訪金星的使者是“麥哲倫號”金星探測器，它是被“亞特蘭蒂斯號”航天飛機于1989年5月4日送上前往金星的征途的。在那之前，美蘇兩國爭相往金星發射了近30艘探測器，這種前仆后繼的探測大大豐富了人類有關金星的知識，然而失望的空氣也隨之日益濃厚起來。人們發現金星是那樣令人生畏，它濃密的大氣主要由二氧化碳組成，黃色的云由濃硫酸和硫黃組成：那里的溫度可達475攝氏度，連硫磺，鉛，錫都會熔化；那里干旱異常，氣壓極高，連試圖著陸的探測器都被它的高氣壓壓癟了。很顯然，這種煉獄般的環境是不適合生命存在的。相比之下，人們覺得火星要迷人得多，這也正是此后人們把太空探測的重心轉移到火星的緣故之一。然而是什么因素又重新燃起了科學家們探測金星的熱情呢?

金星地球緣何命運迥異

“金星快車”是一艘在“火星快車”的基礎上誕生的探測器，搭載的科學儀器包括磁強計，紫外線、可見光和近紅外線成像分光計。傅立葉行星分光計，紫外及紅外大氣分光計，金星監測照相機，射電科學試驗裝置，宇宙離子及高能原子分析儀等。科學家希望這些儀器能幫助他們解開一個有關金星環境的巨大謎團，那就是金星是如何變成了像現在這樣的一個炎熱如火的星球的?

從結構上看，金星和地球仿佛是一對姊妹星，金星的半徑約為6073千米，只比地球半徑小300千米，體積是地球的0.88倍，質量為地球的五分之四，平均密度也僅略小于地球，加上它們在太陽系中的位置相似，誕生的時間相同，所以它們的“命運”理應相差無幾才對。而且科學家們的研究也表明，金星的早期的確很像地球，那時它曾有過大面積的海洋，并且還可能孕育出了生命，然而不知為什么，后來它的大氣中積累了大量的二氧化碳，氣溫升高，溫室效應愈演愈烈.最后便演變成為一顆滾燙的星球了。這一切是如何發生的?其主要因素是什么?揭開這個秘密不僅能幫助我們了解金星，同時也有利于認識正在深受溫室效應困擾的地球，避免地球重蹈金星的覆轍。

除此之外，金星上還有不少令人困惑的現象，例如，以往的探測表明，金星太氣的上方在猛烈地刮著自東向西的疾風，其風速高達每秒80～110米，比地球上的颶風還要猛烈。然而，金星的自轉速度卻非常緩慢，赤道處為每小時6.5千米，這說明金星上的疾風與金星的自轉并無關系，那么疾風是如何產生的呢?又比如。我們知道金星上絕不可能有高等生物，因為它的地表溫度太高，氣壓太大，并含有大量腐蝕性氣體。但也有研究表明，金星上可能存在低級的生命，它們可能是存在于金星云中的菌群，那里的環境相對好一些，溫度和壓力和地球很接近。可是，這是真的嗎?

另外還有許多問題也是科學家們想知道的，例如金星全球氣溫的平衡狀況如何?不同高度大氣層中的物質成分、云霧的形成和變化是怎樣的?太陽風如何影響了金星大氣?火山噴發對金星環境產生了什么影響?金星上現在還有活火山嗎?要回答這些問題，解開這些謎團，必須派一艘探測器飛往金星，于是“金星快車”項目便應運而生了。按計劃，探測任務將持續2個金星恒星日，如果有可能，還將視情況延期。金星自轉速度非常緩慢，它的“1天”相當于地球上的243天，因此“金星快車”在目的地軌道上計劃執行任務的時間雖然只有2個金星恒星日。但卻是地球上的近500天。事實上，截至目前，它實際的工作壽命已大大超過它的計劃壽命了。

云層里的秘密

金星大氣可分為3層，最上層是稀薄的大氣，距地表100～500千米，它在太陽風、宇宙射線的作用下被電離而形成了電離層；中間是濃密的云層，主要由硫磺和硫酸組成，距地表50～100千米：50千米以下為下層，多為二氧化碳和水蒸氣等。

通過用紫外線、可見光和近紅外熱波段對金星大氣和云層的不同深度進行探測，結果表明金星大氣和云層的形態隨著緯度的變化而變化。在赤道地區，云層形狀不規則；在中緯度地區，云層呈條狀，流動速度可超過每小時400千米：在極地地區，云層里出現了對稱性的雙螺旋結構。它們看上去像氣旋，但它們的能量來自哪里，又是如何保持穩定的，目前還沒有確切的解釋。

2007年11月，“金星快車”又利用攜帶的磁性天線設備首次證實了金星上有閃電活動，估計其發生的頻率和活躍的程度比地球還高。這是一個非同尋常的發現，因為閃電對一顆行星具有非凡的意義，它會影響這顆行星的大氣化學成分并有催生生命的功能。在這之前，人們已經知道除了地球外太陽系中還有幾個星球能夠產生閃電，如木星、土衛六等，但金星上的閃電不同之處在于，它是在“硫酸云”中發生的。

金星大氣中另一項驚人發現是所謂的“紫外線吸收劑現象”。據分析，這種“紫外線吸收劑”主要分布在金星大氣層的上部，它們幾乎吸收了來自太陽的半數輻射能量。但是，科學家們暫時還無法確定到底是何種物質產生了如此強烈的吸收效應。它們可能是一種固體微粒或者液滴，是從大氣的底層被輸送到云層上端的，那里的溫度和壓強跟地球上的非常接近，因此是金星生命(假若有的話)最有可能存在的地方。科學家們曾經一度認為，在太陽系內所有的行星中金星是最不適合生命存在的，然而，2002年9月，美國科學家聲稱，他們發現金星上存在著微生物活動的痕跡。假若真是這樣，這些吸收紫外線的化學物質就可以對微生物起到保護傘的作用。

沮室效應

通過幾年的探測，“金星快車”正在拔開金星上神秘的濃霧，使金星滄桑的演化史日益清晰起來。早期的金星就像地球一樣是一顆宜于居住的星球，有水，適宜的溫度和大氣，但幾十億年以后，這種良好的環境被二氧化碳逐漸地破壞了。在金星的大氣層中，二氧化碳占了其全部物質組成的96％，而地球大氣中的二氧化碳只占0.033％。二氧化碳是一種溫室氣體，白天里，它使陽光通過，照到金星表面上，但夜間它又阻擋金星表面的紅外輻射與外界進行熱交換。在地球上，水能夠溶解空氣中的二氧化碳，把它變為碳酸鹽，沉積到巖石層中。假若金星上的水不流失，它也可能是另外一種模樣。然而金星的自轉速度非常慢，這導致了金星難以產生能夠保護自己免受太陽風襲擊的強大的磁場，太陽風直接撞擊金星的上層大氣，使得金星上層大氣的水蒸氣分解為氫氣和氧氣。由于質量小，氫氣逃逸到了太空中，而氧則與地殼中的物質化合，最終導致地表上的水分消失殆盡。這樣一來，二氧化碳就全部進入到了大氣層中，經過數十億年的積累，溫室氣體越來越濃，金星溫度不斷升高，最后變得炎熱如火了。“金星快車”的探測表明，直到今天，這顆行星的大氣中二氧化硫的數量仍在不斷地發生著變化。一些科學家認為，這說明金星表面仍然存在著火山活動。

金星上的溫室效應也給地球敲響了警鐘，因為現在的地球也在經歷一個溫室效應的過程，它所帶來的直接后果就是氣候的持續變暖。調查表明，從1860年到現在，人們記錄到的全球平均氣溫上升了0.6攝氏度，海平面上升了10～20厘米，這一上升幅度是過去3000年海平面平均上升幅度的10倍。這樣的氣候趨勢是自然演進的結果還是人類活動所致?地球是否在重蹈金星的覆轍?人們期望找到更多的線索以獲得確切的答案。

截至目前為止，“金星快車”已進行了對金星大氣的全球性三維繪圖，檢測到了逃逸的水分子，尋找到了金星大氣中頻發閃電的確鑿證據.對金星地表做了紅外觀測。2009年2月，歐洲空間局決定再次延長“金星快車”對金星的探測期限，這樣，這顆已在軌道上運行了3年的金星探測器就將一直工作到今年年底了，人們期待它為揭秘金星做出更多的貢獻。(文章代碼：1804)

[責任編輯]龐云