金星作为太阳系的八大行星之一,是天空中继太阳和月亮之后最亮的星体,足以在地上照出影子。金星与地球质量、大小、密度接近,还是离地球最近的行星。几个世纪以来,它一直被视为地球的姊妹。但这个姊妹到底景况如何?它离太阳更近,所以是不是一颗比地球稍热的温和行星呢?它的地表上有陨坑吗?还是说陨坑都因为侵蚀消失了?那里有火山吗?有山脉吗?海洋呢?生命呢?

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史上第一个用望远镜观测金星的人是伽利略,时间是1609年。他当时看到的是一张毫无特征的圆盘。伽利略注意到金星和月亮一样有圆缺变化,形成原理也一致:阴影是金星的夜,而光亮的部分是白昼。这个发现从侧面印证了地球绕着太阳转,而不是相反。随着光学望远镜越来越大,分辨率(细节的辨识度)逐渐提高,人们对金星的观察也愈发系统。

然而一直没能超越伽利略的发现。因为金星的地表被厚厚的云层严密包裹着。

我们看到的,无论在清晨还是夜晚,都只是它云层反射的阳光。整整几个世纪,这云层的成分始终是未解之谜。而云层也如同一张面纱始终笼罩着金星的真实面貌,让我们只能远观兴叹。

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由于无法看透金星,一些科学家得出了奇怪的结论,他们觉得金星是一片沼泽地,就像泥炭纪的地球,推理很简单,有云层就有水,大量的云层就有大量的水,大量的水形成沼泽地。

既然有水,那就应该有树木、蜻蜓甚至恐龙,于是乎人们以为金星充满生命,是另一个地球般的存在。

但1920年,威尔逊山天文台第一次对金星进行光谱探测后发现,它的云层没有丝毫水蒸气的迹象,这暗示了金星地表异常干燥,类似沙漠,覆盖着行星的云层则充满硅酸粉尘。于是乎,人们又开始想象金星应该是个充满石油的大油球;甚至,根据大气中富含二氧化碳,推测金星上有无边无际的苏大水海洋。

揭露金星真实环境的第一条线索,不在光谱的可见光或者近红外部分,而来自射电领域。射电望远镜更像测光计,而不是照相机。当你把它指向天空的某片区域,它就会记录在特定射电频段下传达到地球的能量值。我们已经习惯于智慧生物发出的各种射电,或者说无线电信号--如广播电台和电视台信号,然而自然界里还有很多东西也会发出无线电波,包括那些特别热的东西。

1956年,人们把简陋的射电望远镜转向金星,发现无线电波数据似乎表明那是个非常炎热的地方。这是个重大的发现,但直到苏联的金星探测器穿透厚重云层,成功降落在我们神秘邻居的地表上之后才得到实证。是的,金星是个异常炽热的地方。那里没有沼泽,没有油田,没有苏打海洋。

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发展到今天,我们已经能把激光和光电管、电波发射台和射电望远镜结合起来,让光与远方的物体进行主动接触了。根据射电天文学原理,射电望远镜发出的电波在到达目标物体,比方说朝向地球的金星半球以后,会反射回来。许多波段的无线电波能彻底穿透金星的大气和云层,但在抵达地表的一些地方后被吸收,或者因为地表特别粗糙而散射开来,在光谱图上呈现出黑色的区块。

通过跟踪金星地表的这种光谱特征,我们终于确定了它的一天--或者说它沿地轴自转一圈--需要多少时间。结果表明,它自转一圈居然要243个地球日,而且方向和其他内太阳系的行星相反。也就是说,金星上太阳西升东落,它的一个白昼过去,我们在地球上已经度过了 118 天。更重要的是,它每次和地球接近时,朝向我们的都是同一面。

金星的射电图一部分由地基射电望远镜取得,一部分来自它轨道上的“先驱者号”。这些图像令人兴奋,因为我们发现金星上也存在陨坑。金星陨坑数目众多,而且和月球高地部分的陨坑一样,既不太大,也不太小,同样表明金星有非常悠久的历史。但它地表的陨坑很浅,可能是因为高温让岩石产生了一些流动性,会随着时间逐渐软化,就像太妃糖或油灰。

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金星上有巨大的台地(高度是青藏高原的两倍)、巨大的裂谷,可能还有巨型火山和珠峰似的山脉。是的,我们已经见到那个曾完全被云雾笼罩的世界的真面目,而揭示真相的正是无线电波和航天器。

按照射电天文学原理,我们推算出了金星的表面温度,航天器的测量证实了这个推测。金星的地表温度约为480摄氏度或者900华氏度,比家用烤箱功率开到最大还夸张。相应地,它的地表压力是90个大气压,也就是地球大气层施加给我们的90倍,和钻到水下一千米相当。要在金星久待,航天器必须和潜水器一样抗压,而且得有足够的冷却功能,或许外观不像一般的航天器,更像“蛟龙号”。

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美国和苏联已经有十几部航天器成功穿过了金星厚重的大气和云层它们中的几个甚至在地表工作了一小时左右。苏联金星系列的两部航天器还在那里拍了照片。让我们跟随这些先行者去另一个世界看看。

在普通的可见光下,金星云层呈现出一种淡淡的黄色,正如伽利略第一次透过望远镜观察就注意到的那样,它特征匮乏。但假如能透过镜头看到紫外线,我们会发现金星的高层大气有优雅、复杂的气旋系统,那里风速约为100米/秒。金星大气层的成分里二氧化碳占去了 96%,剩下的氮、水蒸气、氩气、一氧化碳和其他气体痕迹微弱,而碳氢化合物和碳水化合物连百万分之零点一都不到。

至于金星的云,它的主要成分是浓硫酸,另外掺杂了一些盐酸和氢氟酸。即便在高处寒冷的云层,这颗行星也完全没法讨人喜欢。

在可见的云层上方70千米处,我们将遇到由微小颗粒组成的烟霾;60千米处,我们一头扎进云层,悬浮在身边的都是浓硫酸液滴。越深入液滴就越大。

刺激性气体,如二氧化硫(SOz)在大气底层含量低微,却会在云层高处不断生成,由于太阳紫外线的照射分解,与水结合成硫酸。硫酸凝成液滴,在海拔更低的地方又被热量分解成二氧化硫和水,完成循环。金星的硫酸雨遍及全球,下个不停,但一滴也落不到地上。

硫黄色的薄雾一直向下延伸到距离金星地表45千米处,从这里开始我们进入了厚重而透明的大气层。虽说是透明的大气,但气压实在太高,阳光被大气里的分子反射,所以我们根本看不到地表。这里没有尘埃,没有云朵,只有越来越大的压力。而透过云层的阳光色泽让人联想到地球的阴天。

这里所有的一切,无论酷热、高压还是剧毒气体,都笼罩在怪异、略略泛红的光辉里。与其说金星是爱之女神维纳斯,不如说它是地狱的化身。据目前所知,金星至少有部分地表散落着半熔化的不规则乱石,天空则高密度、多云而有毒,无法透过天空看到其他星体。只有来自异星的航天器残骸才让严酷的画风稍显柔和。

金星是行星级别的灾难现场。我们已经清楚地了解到其地表高温源于强烈的温室效应。

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阳光穿过金星的大气和云层--它们对可见光来说是半透明的--抵达地表。地表受热后当然要把这些辐射努力送回太空。但金星的温度比起太阳来说非常低,能够散逸的光主要是红外线,而非可见光。更糟糕的是,就连这点红外线也被大气里的二氧化碳和水蒸气挡住大半。

于是乎太阳的热量被困住,原理类似我们的温室大棚,于是地表不断升温,最后只有少量的红外辐射从厚实的大气中散逸,平衡了大气下层和地表吸收的阳光。

这就是温室效应。

不幸的是作为金星的姊妹,地球和金星类似,约含有90个大气压的二氧化碳;

幸运的是它们主要以石灰岩和其他碳酸盐的形式储存在地壳里,并未得到释放。

如果地球和太阳的距离再缩短那么点儿,气温略略升高,一些二氧化碳就会得到释放,产生更强的温室效应。而随着地表温度的进一步升高,碳酸盐会蒸发出更多二氧化碳,让地球继续升温。如此恶性循环下去,温室效应终将失控。因为金星离太阳更近,同样的事情很可能已经在它的历史早期发生过了。

金星的地表环境是一个警告:我们的家园也可能遭遇同样的灾难

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我们今天的工业文明以化石燃料为主要能源。我们燃烧木材、石油、木炭和天然气,同时向空气中排出废气,而废气的主要成分就是二氧化碳。这样做的结果是地球大气中的二氧化碳含量急剧升高。我们必须小心谨慎,以免温室效应失控:即便全球平均气温只升高一两度,也可能带来毁灭性的后果。另外,在燃烧煤炭、石油和汽油的同时,我们也把硫酸排进了大气。同金星类似,我们的同温层里已经有了大量的硫酸液滴。我们的大城市遭受着毒物的侵害。它们对于人类行为会带来什么样的长期影响,目前尚不清楚。

地球是颗可爱的蓝星,也是我们唯一的家。金星太热,火星太冷,

只有地球堪称天堂。毕竟,这是我们诞生和演化的地方。但地球的气候可能并不稳定。这颗可怜的星球未必经得起人类反复折腾。我们会不会把地球变成金星似的炼狱,或火星般的冰球?答案很简单:没人知道。

对全球气候的研究,以及对地球和其他行星的比较研究都还处在起步阶段,而且资金匮乏,维持艰难。与此同时,我们还在一边污染大气,一边增亮大地,完全没意识到长此以往会带来无法预料的后果。

人类诞生于几百万年前,那时地球已步人中年多时。这颗46亿岁的行星已经告别了它躁动不安、多灾多难的青春岁月。但人类的出现代表了一种全新的,也许是决定性的因素。智力和科技发展赋予了人类改变环境的力量。然而这份力量应该如何使用?在影响整个人类大家庭的事情上,我们真的应该放任自己的无知和狂妄吗?我们是否将短期的利益,置于地球的福祉之上?我们要不要学着把目光放长远一点,为了我们的子孙后代,去学习、去了解这颗星球复杂的生态系统?地球是个渺小又脆弱的世界,它值得我们珍惜。

《宇宙》