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同為太陽系八大行星的金星和火星都是類地行星，但卻擁有與地球截然不同的星球環(huán)境,，就連它們與地球相隔距離的遠(yuǎn)近,，也會(huì)因?yàn)榛鹦堑倪\(yùn)轉(zhuǎn)而發(fā)生排名變化。不同于地球?qū)ι憩F(xiàn)出的友好,，火星上的大氣密度僅有地球的1%左右,，幾乎沒有任何氣氛；金星的大氣中除了大量的二氧化碳,，還有硫酸組成的厚云層,，充滿了濃重的有毒氣氛。三顆行星看上去似乎毫無關(guān)聯(lián),，但事實(shí)真的是這樣嗎,？科學(xué)家們是如何通過對(duì)金星和火星大氣所進(jìn)行的研究，從而對(duì)地球的過去和未來有了更深刻的認(rèn)識(shí)？ 起源相同的行星經(jīng)歷了相似的演變當(dāng)我們將時(shí)間拉回到大約46億年前,，當(dāng)時(shí)的太陽系中并沒有任何行星的存在,，直到一顆新生的太陽在一團(tuán)旋轉(zhuǎn)氣體和塵埃云的中心處點(diǎn)燃。隨著灰塵在重力的作用下逐漸堆積到巨石之中,，那些近似球狀的物體像滾雪球一樣,，形成了行星一般大小的實(shí)體星球。眾所周知,，行星并不只有巖石行星這一種類型,，并且，不同類型的行星和太陽之間的距離遠(yuǎn)近也有所不同,。 但就其本質(zhì)而言,，其實(shí)就是每一種物質(zhì)形態(tài)的耐熱能力有所不同，比如,，巖石物質(zhì)所能承受的熱量相對(duì)更大,，因而成為了位于內(nèi)層的行星，而像氣體這樣的冰冷物質(zhì)所構(gòu)成的氣體行星,，則需要保持更遠(yuǎn)的距離才能被保留下來,。在巖石行星的形成過程中，每當(dāng)它們冷卻的時(shí)候便會(huì)釋放出氣體,，因而造就了其活躍的大氣層,。就目前的研究來看，即使有其他小行星,、彗星,，或是火山噴發(fā)給予了行星氣體和水的輸送，但也并不會(huì)占據(jù)太大的份額,。 隨著時(shí)間的遞進(jìn),，再加上各種復(fù)雜的環(huán)境因素和事件發(fā)生，行星的大氣層在經(jīng)歷了強(qiáng)烈的演變之后,，最終成為了如今這般模樣,。而我們的地球，則演變?yōu)橐活w表面有液態(tài)水,、且唯一可維持生命的星球（已知情況下）,。事實(shí)上，科學(xué)家們從許多太空探測(cè)任務(wù)中發(fā)現(xiàn),，火星上也曾流淌過液態(tài)水,，而金星上的水已經(jīng)沸騰?；蛟S你有所不知,，行星上液態(tài)水的存在與它的大氣狀態(tài)密切相關(guān),，而巖石行星的內(nèi)部也會(huì)和大氣、海洋發(fā)相互作用,，它們共同決定著這個(gè)星球是否可以承載生命,。 行星的再循環(huán)促成了現(xiàn)狀的截然不同在火星、金星和地球形成的早期,，它們都經(jīng)歷了所謂的除氣活動(dòng),，并形成了第一個(gè)致密而炎熱的大氣層。伴隨著行星大氣層中溫度的降低,，海洋開始在這些巖石星球上形成,，然而這一切在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)發(fā)生了徹底改變，從而使得三顆行星分別擁有了不同的地質(zhì)活動(dòng)特征,。比如,，地球原有的堅(jiān)硬蓋子破裂成了板塊，從俯沖帶到其他板塊之間的運(yùn)動(dòng),，導(dǎo)致了廣闊的山脈,、巨大的裂谷，以及新的地殼在碰撞之后形成,。即便是現(xiàn)在,，地球的構(gòu)造板塊也仍然處于不斷運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)之中，這便是為什么在其邊界位置偶有火山噴發(fā)和地震發(fā)生,。 從行星的大小來看,，金星和地球并沒有太大的差距，有證據(jù)顯示,，大約早在十億年前的時(shí)候，金星的表面就被熔巖重新覆蓋,。并且,，即使研究人員在該行星上沒有辨別的板塊構(gòu)造系統(tǒng)，但它仍然可能具有火山活動(dòng),。不同于金星和地球,，火星相對(duì)要小得多，因而它冷卻的速度會(huì)更快,，火山活動(dòng)不復(fù)存在讓其無法補(bǔ)充大氣,。盡管，火星擁有太陽系中最大的火山,，但它卻很可能是由于地殼活動(dòng)所導(dǎo)致的結(jié)果,，并且，研究證據(jù)也表明了,，火星在過去的一千萬年中存在構(gòu)造活動(dòng),，偶有地震的它并不被認(rèn)為具有和地球相似的構(gòu)造系統(tǒng)。 與此同時(shí)，對(duì)于行星的大氣層而言,，板塊構(gòu)造可以對(duì)二氧化碳的含量起到長期調(diào)節(jié)的作用,。水和二氧化碳的結(jié)合，會(huì)導(dǎo)致碳酸的形成和巖石的溶解,，雨水有將碳酸和鈣帶到了海洋中,，于是，溶解在海洋中的二氧化碳又被循環(huán)回到海底,。事實(shí)上,，在地球現(xiàn)有生命的大約一半時(shí)間里，星球上大氣層中的氧含量都是很少的,，而“海洋藍(lán)細(xì)菌”便是第一個(gè)將二氧化碳轉(zhuǎn)化為氧氣的生物,。正是地球大氣層的這一轉(zhuǎn)折點(diǎn)，使更復(fù)雜的生命開始蓬勃發(fā)展,，倘若沒有行星的再循環(huán)過程,、大氣層和海洋之間的相互調(diào)節(jié)，那么,，地球的最終可能就會(huì)成為金星的現(xiàn)在,。 當(dāng)然，地球之所以會(huì)具有其他行星沒有的特質(zhì),，并不只是因?yàn)槠涮厥獾娜虬鍓K構(gòu)造,，同時(shí)還得益于這樣的構(gòu)造結(jié)構(gòu)和海洋活動(dòng)之間的結(jié)合。海洋覆蓋了我們星球表面的三分之二左右,，大面積的海洋可以吸收來自地球的大部分熱量,，被存儲(chǔ)的熱量會(huì)沿著地球上的洋流進(jìn)行運(yùn)輸。當(dāng)構(gòu)造板塊中的一塊被拖入地幔的時(shí)候,，便會(huì)在變暖的同時(shí)釋放出在巖石中被困已久的氣體和水,，于是，這些氣體通過海底的熱液噴口滲透,?？茖W(xué)家們?cè)诘厍蚝Ｑ蟮撞康脑擃惌h(huán)境中，發(fā)現(xiàn)了難以存在的生命形式,，這也為早期生命如何開始提供了重要線索,。 如何理解行星上的極端溫室效應(yīng)存在于太陽系中的主要熱能，便是來自于太陽的能量,，行星在接收到了這樣的能量之后,，會(huì)在其表面被加熱的同時(shí)，將這些能量再次輻射回太空之中,。此時(shí)的大氣層因?yàn)椴糠譄崃康谋Ａ?，而產(chǎn)生了所謂的溫室效應(yīng),，雖然這是一種調(diào)節(jié)行星溫度的自然現(xiàn)象，但若沒有臭氧,、甲烷,、二氧化碳等溫室氣體和水蒸氣，那么就算是我們的地球,，它的表面溫度也會(huì)比現(xiàn)在高出15到30度左右（平均值）,。人類在過去幾個(gè)世紀(jì)的時(shí)間里，改變了地球上的這種自然平衡方式,，尤其是工業(yè)活動(dòng)向空氣中排放的大量溫室氣體和其他污染物,。溫室效應(yīng)的不斷增強(qiáng)導(dǎo)致了全球氣候變暖，不僅涉及到了臭氧層的消耗,、全球糧食生產(chǎn),、海平面的上升，還關(guān)系到淡水資源儲(chǔ)備量的減少和極端天氣事件的增加,。 雖然金星常被人們稱為地球的“姐妹星球”,，但其濃厚的有害氣氛和高溫表面（可達(dá)470攝氏度），足以摧毀降落在其表面的任何航天器,，它和其他類地行星環(huán)境之間存在的巨大偏差,，往往被當(dāng)作溫室效應(yīng)失控的例子。熱量增加使水變成了水蒸氣,，水蒸氣捕獲到更多的熱量,，從擁有像地球這樣的海洋，到星球上的海洋完全蒸發(fā),，水汽就這樣從金星的大氣層中逃逸進(jìn)入太空,。由于上金星上沒有人類活動(dòng)的參與，因而為科學(xué)家們提供了一個(gè)巨大的自然實(shí)驗(yàn)室,，以幫助我們對(duì)溫室效應(yīng)有更好地了解,。 而金星“快車”對(duì)大氣中二氧化硫?qū)拥陌l(fā)現(xiàn)，則表明了在50到70千米高度上產(chǎn)生了硫酸云和液滴,，因?yàn)樘栞椛涠獾狡茐模尫懦龅臍鈶B(tài)硫酸被陽光分解,，然后釋放出了二氧化硫氣體,。這一觀測(cè)結(jié)果，讓科學(xué)家們對(duì)如何減緩地球上的氣候變化提出了新的建議,，二氧化硫形成的薄霧可以反射熱量,，那么，當(dāng)大量的二氧化硫被注入到地球的大氣中,，我們星球上的溫度會(huì)發(fā)生怎樣的變化,？雖然,，這樣的冷卻方式只是起到暫時(shí)性的緩解作用，但對(duì)金星上巨大硫酸云滴層所進(jìn)行的研究,，卻可以為我們提供一種自然的方法,，以了解它所帶來的長期影響。 |
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