金星再次像地球,但氣候變化使它無法居住

金星再次像地球,但氣候變化使它無法居住
藝術家對金星表面的渲染。
(存在Shutterstock)

我們可以從我們的姊妹星球金星那裡學到很多有關氣候變化的知識。 金星目前的表面溫度為450℃(烤箱自清潔循環的溫度),大氣層中二氧化碳含量為96%,是地球密度的90倍。

金星是一個非常陌生的地方,完全不可居住,除了也許在大約60公里處的雲層中 最近發現的膦可能表明漂浮的微生物壽命。 但是表面是完全荒涼的。

但是,金星曾經有過類似地球的氣候。 根據最近的氣候模擬,在其大部分歷史中 金星的表面溫度與當今地球相似。 它也可能有海洋,雨水,也許是雪,也許是大陸和板塊構造,甚至更具投機性,甚至還有地表生命。

不到十億年前,由於失控的溫室效應,氣候發生了巨大變化。 可以推測,一段長時間的火山活動將足夠的二氧化碳泵入大氣,導致了這一重大的氣候變化事件, 蒸發了海洋,導致水循環結束.

變更證據

氣候建模師的這一假設啟發了我小組中的碩士研究生Sara Khawja(與地球科學家Claire Samson共同指導)尋找 金星岩石中有關這一擬議的氣候變化事件的證據.

自1990年代初以來,我的Carleton大學研究團隊以及最近在托木斯克州立大學的西伯利亞團隊一直在繪製和解釋地球非凡姐妹星球的地質和構造歷史。

1970年代和1980年代的蘇聯維納拉和維加任務確實降落在金星上並拍照並評估了岩石的成分, 著陸器由於高溫高壓而失敗。 但是,我們對金星表面的最全面的了解是由 1990年代初,NASA的麥哲倫太空船,它使用雷達穿透了密集的雲層並產生了金星表面98%以上的詳細圖像。


麥哲倫號飛船上的雷達產生的金星表面的可視化圖像。

古岩

我們尋找有關重大氣候變化事件的地質證據,使我們專注於金星上最古老的岩石,稱為tesserae,其岩石外觀複雜,暗示著漫長而復雜的地質歷史。 我們認為這些最古老的岩石最有可能保留水蝕跡象,這是地球上如此重要的過程,應該在大氣候變化事件發生之前在金星上發生。

鑑於分辨率高度數據不佳,我們使用了間接技術來嘗試識別古老的河谷。 我們證明了來自周圍火山平原的年輕熔岩流已填滿了嵌線蟲邊緣的山谷。

令我們驚訝的是,這些tesserae山谷模式與地球上的河流流量模式非常相似,因此我們建議 這些tesserae山谷是由一段時間的河水侵蝕形成的,具有類似地球的氣候條件。 我的 卡爾頓大學和托木斯克州立大學的金星研究小組 正在研究tesserae後的熔岩流,以尋找過渡到極熱條件的任何地質證據。

金星表面的地形高地Alpha Regio的一部分是金星上第一個從地球雷達識別出的特徵。
金星表面的地形高地Alpha Regio的一部分是金星上第一個從地球雷達識別出的特徵。
(美國航空航天局噴氣推進實驗室)

地球類比

為了了解金星上的火山作用如何產生這種氣候變化,我們可以參考地球歷史來尋找類似物。 我們可以在超級爆發中找到類比 黃石的最後一次噴發發生了630,000年.

但是,與大約每20-30百萬年發生一次的大火成岩省(LIP)相比,這種火山活動很小。 這些噴發事件可以釋放出足夠的二氧化碳以引起 地球上的災難性氣候變化,包括大滅絕。 為了讓您有規模感,請考慮 最小的LIP產生的岩漿足以覆蓋整個加拿大,深度約10米。 最大的已知LIP產生的岩漿足以覆蓋加拿大大小的區域,深度將近XNUMX公里。

金星上的LIP類似物包括長達500公里的單個火山,長達7,000公里的寬廣的熔岩通道,以及相關的裂谷系統(地殼正在拉開)長達10,000公里。

如果LIP式的火山活動是金星發生重大氣候變化事件的原因,那麼地球上是否會發生類似的氣候變化? 我們可以想像一個未來數百萬年的情況,即同時發生的多個LIP可能導致地球發生失控的氣候變化,從而導致當今的金星等情況。

關於作者談話

卡爾頓大學(現為俄羅斯托木斯克州立大學教授)理查德·恩斯特(Richard Ernst),地球科學駐地科學家, 卡爾頓大學

本文重新發表 談話 根據知識共享許可。 閱讀 原創文章.

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