金星內部乾燥，或從未存在足以形成海洋的水

劍橋大學的行星研究員泰瑞莎·康斯坦蒂努（Tereza Constantinou）及其同事，對金星大氣的化學成分進行了研究，並推斷出如今金星的內部過於乾燥，其表面從未有足夠的水形成海洋。相反，金星在其整個歷史中，很可能一直是個炎熱且不適宜生存的星球。

從遠處看，金星和地球猶如兄弟姊妹：它們大小幾乎相同，且都和地球一樣是岩質行星 。

但近看之下，金星更像是個邪惡雙胞胎：它被濃厚的硫酸雲層覆蓋，表面平均溫度接近500攝氏度。

儘管金星環境極端，但數十年來，天文學家一直在研究金星是否曾有能維持生命的液態海洋，或是如今在其濃厚雲層中，是否存在某種神秘的「空中」生命形式。

康斯坦蒂努表示：「在本年代末發射探測器之前，我們無法確定金星是否能或曾經支持生命存在。」

「但考慮到金星很可能從未有過海洋，很難想像金星曾支持過類似地球的生命，畢竟地球生命需要液態水。」

在搜尋銀河系其他地方的生命時，天文學家會將重點放在那些在宜居帶圍繞主星運行的行星上，在宜居帶，行星表面的溫度條件能使液態水存在。

金星為恆星周圍宜居帶的位置提供了重要的限制條件。

康斯坦蒂努稱：「即便金星是離我們最近的行星，但它對系外行星科學很重要，因為它讓我們有獨特的機會，在宜居帶邊緣探索一顆演化過程與地球截然不同的行星。」

關於金星自46億年前形成以來的環境演化，主要有兩種理論。

第一種理論認為，金星表面曾有過溫和的環境，足以支持液態水存在，但廣泛的火山活動引發的失控溫室效應，導致這顆行星越來越熱。

第二種理論則是，金星從誕生起就很炎熱，液態水從未在其表面凝結。

康斯坦蒂努說：「這兩種理論都基於氣候模型，但我們想採取不同方法，從金星目前大氣化學的觀測入手。」

「要保持金星大氣的穩定，從大氣中移除的任何化學物質，都應得到補充，畢竟行星的內部和外部一直保持著化學物質的交換。」

研究人員計算了金星大氣中，水、二氧化碳和羰基硫分子目前的破壞速率，為保持大氣穩定，這些物質必須由火山氣體補充。

火山活動向大氣中釋放氣體，為研究金星這樣的岩質行星內部提供了一個窗口。

當岩漿從地幔上升到表面時，它會釋放出行星深處的氣體。

在地球上，火山噴發物大多是水蒸氣，這是因為地球內部富含水。

但科學家們發現，根據維持金星大氣所需的火山氣體成分，金星上的火山氣體中，水含量最多只有6%。

這些乾燥的火山噴發表明，金星內部作為釋放火山氣體的岩漿源頭，也是乾燥缺水的。

在本年代末，美國國家航空暨太空總署（NASA）的「金星大氣、火山和內部成分研究」（DAVINCI）任務，將通過一系列飛掠和發射至金星表面的探測器，驗證金星是否一直是個乾燥且不適宜生存的星球。

研究結果能幫助天文學家在搜尋銀河系其他恆星周圍可能支持生命的行星時，縮小搜索範圍。

康斯坦蒂努表示：「如果金星過去曾適宜居住，那就意味著我們已經發現的其他行星，也可能適宜居住。」

「像美國國家航空暨太空總署/歐洲太空總署/加拿大太空局的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡，最擅長研究像金星這樣靠近主星的行星大氣。」

「但如果金星從未適宜居住，那其他地方類似金星的行星，成為宜居星球或存在生命的可能性就更低。」

「我們很希望發現金星曾是個與地球更相似的行星，所以從某種程度上說，得知它不是會有些失落，但最終把搜索重點放在最有可能支持生命——至少是我們所知生命形式的行星上，會更有意義。」

此項研究本月發表在《自然·天文學》（Nature Astronomy）期刊上。

（研究論文：T. Constantinou et al. A dry Venusian interior constrained by atmospheric chemistry. Nat Astron, published online December 2, 2024; doi: 10.1038/s41550-024-02414-5）

（本文基於劍橋大學發佈的新聞稿）