金星的十个惊人奥秘 

　　金星的表面完全不适合生命生存：贫瘠、干燥、被压在大约是地球压力90倍的大气层下，被比烤箱还要高两倍的温度烘烤着。但它一直都是这样吗？金星是否曾经是地球的孪生姊妹——一个拥有液态水海洋的宜居世界？

　　距离美国宇航局麦哲伦号最后一次绕金星飞行已经过去了27年。尽管从那以后我们获得了有关金星的重要知识，但关于这颗行星仍有许多未解之谜。NASA的DAVINCI任务（金星大气层深处稀有气体、化学与成像研究任务，又称“达芬奇任务”）希望改变这一现状。 

　　1. 金星曾经有生命存在吗? 

　　在思考其他行星时，人们经常会问这样一个大问题：是否存在生命？曾经有生命吗？如果有，是什么样的生命？类似地球上简单的微生物？还是我们从未认识过的东西？ 

　　金星也不例外。 

　　NASA戈达德太空飞行中心的副首席研究员Giada N. Arney博士说:“科学家们推测金星上可能存在生命，但在我们找到金星在过去真的适合居住的证据之前，很难有更具体的判断。”“达芬奇的目标是帮助我们了解金星是否曾经适宜居住，……想到我们的太阳系可能有两个适合居住的星球，这令人非常兴奋。” 

　　为了确定金星上是否曾经存在生命，我们首先需要了解金星过去的环境。这包括研究这个星球的大气、地质和历史。“人们总是想问关于生命的问题，但在了解这个问题的背景之前，我们也许不知道要寻找什么，可能会更加困惑或纠结。”美国宇航局戈达德的DAVINCI首席调查员James B. Garvin博士解释说。 

　　2. 金星和地球为何如此不同的 

　　金星和地球的大小和密度相似，然而，它们却有着惊人的不同。金星表面的气压是地球的90倍；与太阳系中的其他几大行星不同，金星的自转轴线是顺时针方向；金星的表面温度超过900华氏度（482摄氏度），使其成为太阳系中最热的行星——热得足以融化铅。这种极端热量是由于二氧化碳大气层中含有厚厚的硫酸云，这可能是金星历史上早些时候温室阶段失控的结果。 

　　到底发生了什么呢？金星总是那么不好客吗？Garvin博士说：“这是核心问题。因为从长远来看，这将影响我们自己的星球的进化。也许金星是一个命运故事板，将帮助我们填写我们星球更长的故事。” 

　　随着时间的推移，金星的演化可能帮助我们理解控制行星环境全球范围变化的过程，包括行星的可居住性的演化，并暗示我们可能在太阳系以外的哪里找到可居住的行星。“金星是行星环境如何随时间演化的一个重要例证，理解进化对我们寻找地球以外生命的思考至关重要，”NASA戈达德的DAVINCI副首席研究员 Stephanie A. Getty博士说。 

　　3.金星是如何形成的? 

　　即使是这个看似基本的金星起源问题，也仍然是个谜。Getty说：“令人惊讶的是，我们不知道金星是否像地球和火星一样，是由同样的早期太阳系物质形成的。”“我们仍然不知道金星是否像地球一样，受到了富含水的彗星和小行星的撞击。”这些撞击地球的彗星和小行星被认为是地球重要的水源。了解水向金星的输送对于评估金星过去是否有可能形成海洋非常重要。 

　　4. 金星的大气成分是什么? 

　　金星的大气成分是我们正在探索的一个重要的方面，因为我们的目标是更好地评估金星在一段时间内的潜在可居住性。“我们还不知道金星大气中的重要微量化学物质。”Garvin说，“我们不了解那些为它如何演变提供线索的化学循环，以及这些化学循环在金星历史中的作用——这些未知的东西长期以来一直缺失。” 

　　达芬奇探测器在穿过金星大气层时，将至少每隔200米（约656英尺）进行一次化学、压力、温度和动力学测量。金星大气层最大的谜团之一在于最底层或 "深层 "大气。通常情况下，行星大气层气体的状态就像我们在高中化学课上学习的那些气体一样——它们的行为可以被估计为“理想气体”。但是在金星的低层大气中（最接近行星的表面），二氧化碳被加热加压，以至于它的更像是一种热的液体而不是气体——其密度大概是液态水的十二分之一。“这种奇怪的状态被称为‘超临界’，在金星上，围绕着表面地貌和岩石滑动的大气是超临界二氧化碳，人们对此了解甚少。”加文说。“我们必须到那里去，测量出具体的数据，弄清楚这些是如何运作的。这意味着在金星上有一个全新的前沿领域，那是一个我们不习惯的新环境。” 

　　5. 金星的岩石是如何形成的? 

　　最后一次成功通过大气层降落在金星上的航天器是1985年苏联的维加-2号任务，它在金星“夜侧”的高温表面上存活了52分钟。在着陆点，它被火山作用形成的玄武岩平原包围，但金星上的一些高原地区被认为与这里不同的。因此，金星的表面仍然是一个谜，特别是在火山平原以外的地区。 

　　达芬奇航天器将配备一套由四台相机组成的组合，称为VISOR（金星观测成像系统），它能够识别金星表面的岩石成分。Arney说：“金星的大部分表面是由玄武岩构成的，由火山活动产生。但是有一些被称为‘镶嵌地块’（地形严重变形的区域）的高原地区，很可能具有不同的成分。它们可能是由水-岩石相互作用和大陆建造过程形成的岩石构成的（这可能意味着类似地球的板块构造），如果是这样，这真的很令人兴奋，因为这表明在金星过去有更多的宜居条件。”“DAVINCI探测器将下降到这些镶嵌地块之一，被称为Alpha Regio的区域，并将用金星下降成像仪（VenDI）仪器进行测量。”Arney解释说：“这将帮助我们更好地了解这个镶嵌地块是由什么构成的。” 

　　6. 金星上有多少水? 

　　液态水对生命至关重要。如果不知道金星过去有多少水，以及它何时以及如何失去这些水的，我们就无法评估金星过去的宜居性。科学家们可以利用金星上发现的岩石的化学成分来解开水的神秘面纱。Garvin解释说：“如果我们在金星山上发现‘花岗岩’，那么我们可以推断在金星地壳中有大量的水，使它们能够像在地球上那样形成。” 

　　科学家还可以通过测量大气来了解金星上水的历史。“达芬奇”号探测器的金星质谱仪和金星可调谐激光光谱仪将在其降落到行星表面的整个过程中测量大气成分。测量到的大气特征可能为了解过去是否有水提供线索，帮助科学家确定这颗行星以前是否有海洋。Getty说:“我们怀疑但不确定金星上是否层有海洋，如果有的话，金星上的水又是在什么时候蒸发的呢？” 

　　7. 金星表面活动的本质是什么? 

　　科学家们仍在探索金星是否曾经有过地球式的板块构造，以及这些造山过程与地球的相似或不同之处。地壳承载着一个相对较薄的板块网络，在地球表面不断地水平运动。如果金星上存在类似的板块构造，无论现在或过去，这个星球的地壳必须经历地壳板块在地质时期的运动、洋中脊火山活动（存在于两个板块之间的海洋边界的火山活动）和俯冲运动（一个板块沉入另一个板块之下的运动）。金星构造学的历史仍然是一个活跃的研究领域，有许多有待解决的问题。一些科学家认为金星保留了板块构造，有横向移动的地壳块，而另一些科学家则假设金星历史上的这段时期已经过去很久了，也许当时液态水要么在表面，要么是在地壳内丰富的时候。 

　　金星可能有它自己的板块构造形式——可能与地球上的板块构造不同。从达芬奇任务中获得的水和岩石测量数据，结合美国宇航局VERITAS任务的金星全球测绘信息，（即最近选定的另一项金星任务，由位于南加州的美国宇航局喷气推进实验室管理），可用于破译这些构造模式如何在金星上运行，以及为什么金星无法以类似地球的方式维持这些构造。金星是一个理想的测试案例，用于研究板块构造或其他类型的地壳运动是如何在具有大气层和不断变化的地壳和地表水的大型岩石行星上持续或消失的。 

　　关于金星表面的另一个关键之谜是火山活动。科学家们仍在猜测金星表面目前是否有火山活动，以及火山爆发的程度如何。达芬奇和VERITAS任务希望能共同解决这些问题。达芬奇可以测量金星大气中的气体，这些气体可能预示着金星上的火山是否已经爆发或正在爆发，而VERITAS轨道器将能够看到地壳的变形，最近火山活动的化学特征，以及熔岩喷发的热特征。 

　　8. 金星上的山是什么样子的? 

　　之前的金星着陆器(Venera & VeGa)曾在金星表面的玄武岩地区着陆后拍摄过金星平原的照片，但当达芬奇任务的探测器降落到崎岖的Alpha Regio高地区域时，将拍摄有史以来第一张高分辨率的山地镶嵌地块表面的航拍照片。 

　　“我们在金星上着陆的地方是在山上。”Garvin解释说，这种崎岖的山地地貌可能为我们提供了一些线索，让我们了解今天金星上的侵蚀地貌是如何形成的。同样，它们可能表明沉积岩在金星高地的形成中是否像在地球上一样重要。 

　　9. 在太阳系之外有类似金星的系外行星吗？ 

　　科学家们对把我们从金星上学到的东西应用于系外行星的想法感到兴奋。预计类似金星的系外行星将是即将到来的詹姆斯-韦伯太空望远镜观测到的一种常见的行星类型，对金星进行更好的测量可能有助于我们了解这些遥远的世界。“我们将能够把我们在金星的发现与我们在从詹姆斯-韦伯太空望远镜观测的‘类金星’系外行星的发现联系起来，”Arney说。“例如，来自金星的数据可以改进金星类系外行星的计算机模型，我们将用这些模型来解释我们未来的詹姆斯-韦伯观测。另外，如果金星在过去是宜居的，这意味着其中一些‘类金星’系外行星也可能是宜居的。因此，了解金星的历史可能有助于我们理解和解释在不同年龄和进化阶段观察到的金星外行星”。 

　　10. 我们还没想过的新秘密 

　　“行星探索最令人兴奋的方面之一就是发现我们目前无法预测的新奥秘，”Arney说。“那些我们还无法想象的新谜团是我最期待的。”这是好奇心驱动的探索的本质，而达芬奇将提供大量的机会来识别甚至解决新的谜题。金星可能隐藏着什么?我们必须去那里弄清楚!“金星，我们来了”是达芬奇团队的口号。 

　　（独家编译：科幻世界）