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金星的水都去哪了?大气离子化学反应可能是干燥原因

2024-5-7 寰宇科学

金星曾有与地球相当的充足水源,现在却极度干燥,水都去哪了?新分析认为原因是解离重合(dissociativerecombination),导致氢原子损失速度是估计的两倍。

金星常称为地球的双胞胎,因两颗行星大小、质量、密度大致相同,都是坐落在内太阳系适居带的岩石行星,许多关键非常相似。然而,金星现在水含量比地球少十万倍,缺水也导致金星一片干燥荒凉,和郁郁葱葱、充满生命的地球截然不同。

科学家相信,数十亿年前金星也拥有和地球一样多的水,但某刻金星大气二氧化碳云引发太阳系最强烈失控温室效应,导致金星气温飙升并蒸发大部分水。不过就算有此过程,科学家还是不确定金星为何变得如此干燥,也不知道它为何还在流失少量水,究竟金星还发生哪些微小变化,才使环境与地球背道而驰?

最近,科罗拉多大学波德分校团队找到新解释:金星大气层高处有名为HCO+的离子(一个氢原子、一个碳原子和一个氧原子组成),可能因“解离重合”(dissociativerecombination)化学反应持续将金星残留水送至外太空。

由于电子迅速与带正电的HCO+离子重新结合,导致HCO+离子解离出中性氢原子与一氧化碳分子,前者迅速散逸至太空,金星水分子主要成分之一被剥夺,然后留下引发失控温室效应的分子。

研究团队认为,金星如今极端干燥,大气一定含过量HCO+离子,甚至HCO+分子也可能是导致地球另一个邻居火星失去水的罪魁祸首。

虽然迄今未于金星大气层看到HCO+讯号,但研究员认为只是缺乏合适设备观测HCO+,就连NASA计划2029年发射的DAVINCI探测器也没有设备可检测HCO+。团队希望将来金星探测任务能考虑探测HCO+,以确认金星大量水究竟如何消失。

新论文发表在《自然》(Nature)期刊。


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