地球的雙胞胎金星:曾經是天堂、現在是地獄
如果問太陽系中最像地球的行星是哪顆行星?我想太多數人一定會說是火星。火星的表面形態很像地球,比地球質量小,也有稀薄的大氣存在,並且表面也有高山、峽谷、荒漠等,形態與地球相似。那麼是標題寫錯了嗎?不,沒有。別看現在的金星如地獄一般,噩夢般的存在。整個星球被洶湧濃密的雲層籠罩著,表面溫度極高,壓力大得難以承受。
但是金星曾經不是這個樣子的。
46億年前,數百顆新生行星開始圍繞新生的太陽形成。在它們當中就有幼兒時期的地球與幼兒時期的金星。
當它們在太陽周圍疾馳時,不可避免會發生碰撞。
行星的形成就像一場毀滅性的撞車大賽,在賽車比賽中,賽車繞著一條賽道疾馳,以不同的速度繞圈。
對行星來說也是一樣的,物質繞太陽運行,它們都以不同的速度、角度和軌跡旋轉。有時候就會發生碰撞。當兩顆行星相撞時,就會使它們合二為一。
這種撞擊的規模是無法想像的。任何的形容詞都無法形容這樣的撞擊規模。
這些巨大的物體以非常高的速度互相撞擊,在這些撞擊中釋放出巨大的能量。地球上所有核武器能量的總和與之相比都相形見絀。
早期行星碰撞模擬圖
隨著不斷的碰撞,漸漸形成了我們稱之為行星的巨大物體。地球和金星成了真正的“吞星者”。
但兩次非常壯觀的碰撞讓這對雙胞胎走上了截然不同的道路。
這個轉折點就是一個火星大小的物體撞上了地球,撞擊使我們的星球旋轉得更快。旋轉的地核也讓地球在周圍產生了強大的磁場。就是這個磁場抵禦了來自太陽最惡劣的輻射,並保護了地球上的生命。
大約在同一時間,金星被另一個嬰兒星球上迎頭撞上。但是這次撞擊有一個不尋常的副作用,導致金星在錯誤的方向上旋轉。
它不僅阻止了金星的正常運行,還使金星逆向旋轉。
想像一下,這需要多少能量和多大尺寸星球,才可以改變一個行星的自轉方向。
這是一個難以置信的巨大撞擊,這次撞擊使金星逆向旋轉的速度變慢,比地球的自轉的速度慢了243倍。
由於沒有了快速的旋轉,金星的核心就不能產生強大的磁場,從而導致無法防禦來自太陽的致命粒子流。
沒有強大磁場的金星遭受了太陽風的強烈衝擊。這就是兩顆行星分道揚鑣的故事。
金星注定要在一個劇烈的、令人窒息的大氣中烘烤著。而地球卻孕育海洋、生命和智慧。
【金星的過去】
作為地球上的人類,你是否會對金星幸災樂禍呢?不幸的是,作為金星的雙胞胎,總有一天,地球會遇到金星同樣的命運。
事實上,金星在其遙遠的過去所經歷的也是地球在其遙遠的未來將要經歷的。
那麼金星在遙遠的過去到底經歷了什麼?
自從1967年第一個探測器被送到我們的姐妹星球。從那以後我們經常發射探測器到金星。這些探測器的發現令人難以置信。
在金星上發現了像花崗岩的岩石。有趣的是,要製作花崗岩你需要水。這就意味著,一定有豐富的水,說明金星曾經擁有海洋。
金星上的花崗岩
很有可能在早期的太陽系中,並不是只有一個行星有海洋,而是兩顆——地球和金星。
如果金星曾經有過海洋,那麼它甚至可能有生命。大約40億年前,當生命開始在地球上產生時,那麼也許生命同樣也在金星上開始了。或許那時金星上的海洋已經開始了某種微生物的生活,就像地球一樣。
也就是說,金星本來可以是一個適於居住的潮濕星球,但現在金星上沒有水,所有的水都沒了,它去哪兒了?
因為發生了一些事情,一些災難性的事情。隨著時間的推移,金星基本上乾涸了。
而罪魁禍首就是太陽。自從太陽誕生以來,它就一直在變得更強。
我們每天看到的太陽,今天看起來和昨天是完全一樣的,但那是在人類的時間尺度上,如果在宇宙時間尺度上,太陽會變得越來越熱。
每十億年,太陽就會變熱10%。就是這個慢慢變熱的過程,使得金星的溫度慢慢調高。
不僅如此,金星距離太陽比地球近4200萬公里。事實證明,與太陽的距離至關重要。
這是個不幸的消息,在錯誤的時間出現在錯誤的地點。地球離太陽足夠遠,所以可以保持住水。金星離太陽有點太近了,太陽光的強度有點太強了,金星再也無法將水保持在表面上了。
隨著氣溫上升,海洋開始蒸發,所有海洋中的水,數百萬立方英里的水,都會變成水蒸氣。
蒸汽雲覆蓋了整個星球,從外部把地表隱藏了起來。水蒸氣吸收太陽的熱量,當云層開始吞噬金星時,溫度就會升高。這反過來又導致更多的水蒸發,形成更多的雲,從而使溫度更高。
不過這個過程不會永遠持續下去,因為大氣中的水汽雲開始消失,會被太陽風吹走。
金星沒有很強的磁場,所以太陽風無情地衝擊著金星。這樣衝擊已經持續了數十億年。
如果金星大氣層的上部有水分子的話,來自太陽的光可以把它分解成氧和氫,然後太陽風會把這些東西吹走。
數十億年來,這股從太陽噴發出來的亞原子粒子洪流將金星大氣中的水剝離,並使其乾涸。
最近一次訪問金星的探測器是“金星快車”。當它探測金星的大氣層時,發現氫和氧從頂部流出。這證實了水正在洩漏到太空中。
所以如果金星上還有一點點水存在的話,就會遭到破壞,被太陽風“撿起來,然後扔到太空中”。
對我們地球來說,這是一個可怕的對未來的展望。
如果金星在過去很像地球的話,那麼這就告訴我們,擁有一個可居住的世界實際上是非常珍貴的,而且可能是短暫的。
如果失去了捕捉熱量的雲層,你可能會認為金星的溫度會逐漸降低。但事實上,它即將達到驚人的新高度。天氣會變得更熱。
【金屬雪】
因為金星地表上有成千上萬座火山,幾乎可以被稱為火山世界。是超高的熱量造就了那麼多的火山。
大量的熔岩從地表流出,每天向大氣中排放大量的二氧化碳,成噸的氣體。所以現在金星有了一個非常濃密的大氣層。
所有這些從火山噴發出來的火山氣體,直接導致了金星的溫室效應。
在金星的數十億年的歷史中,是它們一直在吸收熱量,溫度一直在逐漸上升。直到今天,金星的表面溫度達到了480攝氏度。
這是一個瘋狂的、可怕的、地獄般的地方,很難想像的如此極端的溫度。
在金星的山上,可以發現有明顯的雪狀結構。但這不像地球上發現的雪。
如果你看到金星的白峰山脈,你會一定會認為那是雪,但實際上是落下來的金屬雨點並沉積在山頂上。
金星上的白色山峰
鉍和鉛等金屬熔化,然後蒸發到大氣中。當它們上升時,它們會冷卻下來,直到它們最終像山頂上的雪一樣落下。
在未來,地球也將迎來金屬雪,灼熱的山頭也將像金星一樣閃閃發光。
但這還不是全部,金星告訴我們,情況會變得更糟。大氣層將變得非常重,足以壓垮汽車。
如果你在金星上,你的頭頂上方將有250公里的大氣層,所以,大氣壓力是地球的90多倍。在地球上,大約是每平方厘米為1公斤,但在金星上,每平方厘米約為91.4公斤。
所以如果你想在金星上開車,那麼你的車子將會完全被壓扁。
這就是為什麼想要到達金星上的地表,將是一件非常困難的事情。
除些之外,金星上還有風速達到每小時400公里的超級風暴,這比地球上大多數颶風都要快。
而且金星的大氣層毒性很大。金星的火山釋放出二氧化硫氣體,與水蒸氣混合,產生硫酸。金星的雲層中都是硫酸雨。
極端的壓力和熱量,超快的風速以及有毒的氣體,這一切使得金星幾乎無法探索。
目前為止,只有一個國家成功地探測到了金星地表面,是人類工程上真正的勝利之一。
那就是前蘇聯的威納計劃,前蘇聯向金星發射了十多個探測器。其中只有少數探測器能夠存活比較長的時間,甚至能夠從金星表面拍照。
威納計劃任務的成功是令人難以置信的。金星表面的環境對電子產品來講,是非常惡劣的。而它們能夠在金星表面著陸並存活了下來,最後傳回圖像。
探測器在金星表面堅持了90分鐘,最後被壓碎並燒毀。
在未來的某一天,也許會有星際導遊,帶人們去太陽系的每一個星球,比如到土星看土星環,或者去看一下木星和它的衛星。太陽系裡有很多旅遊勝地,但金星肯定會排在最後。
可以說,在所有太陽系的行星中,人類最不想去的行星就是金星了。
【移動的宜居帶】
金星之所以會是這樣的情況,其最大的原因就是它與太陽的距離太近了。而我們地球離太陽的距離正好。這裡的溫度正好適合水作為液體存在。
但地球不會永遠這個樣子。它會改變,就像金星一樣。
研究表明,太陽系的宜居帶是會移動的。金星可能是從宜居帶開始的,後來,宜居帶的界限開始移動,並越過了金星的軌道。
現在宜居帶移到了地球的軌道。當然它還會移動,同樣也會越過地球軌道。地球的這個日期一定會到來的。這是由於太陽的進化造成的。
自從它誕生以來,太陽一直在變熱。熱量的增加摧毀了金星,在未來,它將摧毀地球。
在11億年後,太陽將比今天熱10%。海洋將開始蒸發成厚厚的雲層,這將捕獲更多太陽的熱量。
在地質時間尺度上災難性的地質活動將變得非常迅速,海洋把水蒸氣排放到大氣中,將使溫室效應完全失控。隨著溫度的升高,會導致更多的海水蒸發,雲層會變得更厚。然後導致更多的加熱,更多的蒸發……進入一個失控的惡性循環。
所有的海水都會蒸發掉,有數百萬立方英里那麼多。整個地球基本上都被蒸汽所覆蓋。
地球擁有海洋已經有幾十億年了,但要失去海洋只需要一萬年。
到那時,地球上的溫度將接近500多攝氏度。就像過去的金星一樣,地球會越來越熱。
但不同的是,金星的溫度穩定在500攝氏度,而地球上的溫度將繼續攀升。
因為金星的水被太陽風吹到太空中去了,但是地球會保持住它的水。它受到我們的磁屏蔽的保護。這個時候,已經不是一件好事了。水會留在我們地球上,那時地球的溫室氣體可能比今天的金星更厚,更熱,更糟。
這種巨大的水蒸氣體積將向下推到地表,使地表壓力增加270倍。如果那時還有人在地球上,他會立刻被大氣層壓碎,超過一輛全裝甲坦克的重量將全壓在他的頭上。
水是地球上生命的源泉,但在遙遠的將來,它會成為我們的敵人。由於沒有海洋和它們的微生物吸收二氧化碳,所以沒有任何東西可以阻擋不斷上升的溫度。地球注定要滅亡。
在13億年內,地球的溫度可能會達到2000攝氏度,是金星的四倍。它將是我們太陽系中最熱最致命的行星。對地球和它的居民來說,這是道路的盡頭。
現在的地球是生命的家園,但在遙遠的未來,這裡是生命的禁區。
【如何逃避毀滅的宿命】
也許,到那時,火星將會成為宜居的星球。隨著宜居帶不斷地往外移,在更遙遠的未來,太陽的熱量將打開木星衛星歐羅巴上的水,把它變成一個水的世界。
在未來,我們人類可能會從一個世界跳到另一個世界,在太陽變暖的時候離太陽更遠一些。
因為這將是一個緩慢的轉變,所以有足夠的時間來設計合適的環境,讓我們從一個世界跳到另一個世界,離太陽更遠。
但似乎還有另一個解決辦法,留下來,讓地球遠離太陽,即流浪地球。當然不會是像電影《流浪地球》那樣的方式。
我們可以引導大型小行星或彗星靠近地球,但不去撞擊地球,這些大天體的引力會慢慢改變我們的軌道。引力能會被交換,地球會慢慢向外移動。每次引力交換只會使地球移動一小段距離,但如果做上千次或數百萬次,我們就能把地球推離太陽。
至少在理論上是這樣,在工程上如何做呢?目前沒有方法,但在十億年的時間裡,這是可以想像的。這將需要難以置信的技術和難以置信的工程協調能力。
這聽起來像是科幻小說,但如果我們不做點什麼,地球就會死,我們就會變成金星一樣。
在宇宙尺度上,生命是短暫的,當你觀察地球是如何進化的,金星是如何進化的時候。
你可以看到不同,即使它們兩個幾乎是孿生的行星。生命和宜居帶是隨著時間的推移而改變的,所以宜居帶並不總是永恆的。
在人類的尺度上,宇宙似乎每天都是一樣的。這是因為人類的生命和人類文明相比宇宙時間,這真的只是一個短暫瞬間。
在宇宙尺度上,宇宙不斷進化和變化,這使宇宙的歷史變得很傳奇。
關於兩顆行星的故事最終會殊途同歸,這是我們無法控制的力量。
也許,通過10億年的時候研究金星,最終將使我們免於同樣可怕的命運。