【科学讲堂】金星环境差 探测器止步

2019-06-12 01:43:48  阅读 26 次 评论 0 条
■金星的环境极度恶劣,可能布满岩浆。 网上图片
■金星的环境极度恶劣,可能布满岩浆。 网上图片

  不知道各位还记不记得,太空探测器卡西尼-惠更斯号(Cassini-Huygens)一直在探索土星和它的几个卫星,为我们带来不少贵的数据;最后更在2017年9月15日飞进土星大气层中被销毁,光荣地完成探索太空星体的任务。当然,以太阳系内的各个星体而言,土星并不是我们唯一探究的对象:在2004年登陆火星的机遇号(Opportunity),在火星表面走了超过40公里,记录了很多有关火星的重要数据。相对来说,同样也是在地球附近的金星,就不算是我们经常「造访」的地方:上一个以金星为目标的太空任务,已经是1994年完结的麦哲伦号(Magellan)。为什幺我们对这位「近在咫尺」的「维纳斯(Venus)女神」,好像不太理睬呢?

  超高温又大风 未落地已阵亡

  我们对金星却步,自然有充分的原因。其实很早以前,科学家们对金星极有兴趣,而金星也是继月球之后我们第一个探索的星体。1967年,苏联发射的金星4号(Venera 4)尝试登陆金星,结果却出人意表:金星4号在成功到达金星表面之前,就已经坏掉了。

  原来是因为金星的环境极度恶劣:金星表面的温度高达摄氏500度,大气压力是地球的100倍,而大气中95%都是二氧化碳,经常颳起时速数百公里的强风。这与当初设计探测仪器的时候所预期的大不相同,难怪仪器「出师未捷身先死」。

  正因如此,探索金星的难度自然较高,而我们以往对探访金星兴趣缺缺的态度,看来不难理解。不过科学家们也知道,进一步理解金星的状况,其实极有意义:从重量、密度、化学成分等方面来看,金星跟地球十分相似。(这也解释了为什幺在刚开始星体探索的时候,大家会认为金星的环境应该和地球类似,可能会有海洋甚至存在生命。)

  既然如此,为什幺现在地球和金星的状况,可以说是一个天堂,一个地狱呢?对今天积极发掘其他可供居住的星球的我们而言,理解金星在过去「出了什幺乱子」,看来十分重要。

  可能曾经有水 部分高度宜居

  多个国家已有不同的计划,在未来10年内发射各种探测器去研究金星。当中的一些计划,更打算较细緻地观测金星的地壳板块运动。金星虽然被厚厚的云层覆盖,但在1990年代,科学家们已发现某些波长的红外线能够穿透这件「外衣」,容许我们更详尽地观察它的地貌。

  活跃的地壳活动,其实跟大气层中的碳含量有关:当两块活跃的地壳板块相遇,有些时候在相遇的地方,其中一块板块会被迫沉进地底,变回岩浆,因而将地壳中的碳带进地底,不致于让它们组成导致金星酷热的二氧化碳。(记得二氧化碳是一种温室气体吗?)所以金星的地壳活动,可能也是影响其气候的重要原因之一。

  更有一些计划,希望能藉由高解像度的观测,去发现金星之上是否有花岗岩。一般来说,花岗岩的形成需要大量的水分;因此倘若金星之上存在不少的花岗岩,就代表金星在过去可能是「水源处处」了。

  也有科学家怀疑,我们或许可以在金星发现生命。金星表面酷热,不过外太空却是寒冷无比(大约摄氏零下270度)。也就是说,在金星地面及外太空之间,会有某部分大气层的温度适中,可能适合生物生存。发现金星上的生命,可能会是探索金星的一大惊喜呢。

  小结

  研究金星,其实也是人类在对自身的存在及身处的环境的一个反思:地球这样适合生命的环境,究竟是源于哪些因素?希望在各种探索金星的任务中,我们能够得到更多的答案。■张文彦博士 香港大学理学院讲师

  短暂任职见习土木工程师后,决定追随对科学的兴趣,在加拿大多伦多大学取得理学士及哲学博士学位,修读理论粒子物理。现任香港大学理学院讲师,教授基础科学及通识课程,不时参与科学普及与知识交流活动。

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