金星的水都去哪了?大氣離子化學反應可能是乾燥原因

作者 | 發布日期 2024 年 05 月 07 日 12:18 | 分類 天文 , 自然科學 line share follow us in feedly line share
金星的水都去哪了?大氣離子化學反應可能是乾燥原因


金星曾有與地球相當的充足水源,現在卻極度乾燥,水都去哪了?新分析認為原因是解離重合(dissociative recombination),導致氫原子損失速度是估計的兩倍。

金星常稱為地球的雙胞胎,因兩顆行星大小、質量、密度大致相同,都是坐落在內太陽系適居帶的岩石行星,許多關鍵非常相似。然而,金星現在水含量比地球少十萬倍,缺水也導致金星一片乾燥荒涼,和鬱鬱蔥蔥、充滿生命的地球截然不同。

科學家相信,數十億年前金星也擁有和地球一樣多的水,但某刻金星大氣二氧化碳雲引發太陽系最強烈失控溫室效應,導致金星氣溫飆升並蒸發大部分水。不過就算有此過程,科學家還是不確定金星為何變得如此乾燥,也不知道它為何還在流失少量水,究竟金星還發生哪些微小變化,才使環境與地球背道而馳?

最近,科羅拉多大學波德分校團隊找到新解釋:金星大氣層高處有名為 HCO+ 的離子(一個氫原子、一個碳原子和一個氧原子組成),可能因「解離重合」(dissociative recombination)化學反應持續將金星殘留水送至外太空。

由於電子迅速與帶正電的 HCO+ 離子重新結合,導致 HCO+ 離子解離出中性氫原子與一氧化碳分子,前者迅速散逸至太空,金星水分子主要成分之一被剝奪,然後留下引發失控溫室效應的分子。

研究團隊認為,金星如今極端乾燥,大氣一定含過量 HCO+ 離子,甚至 HCO+ 分子也可能是導致地球另一個鄰居火星失去水的罪魁禍首。

雖然迄今未於金星大氣層看到 HCO+ 訊號,但研究員認為只是缺乏合適設備觀測 HCO+,就連 NASA 計畫 2029 年發射的 DAVINCI 探測器也沒有設備可檢測 HCO+。團隊希望將來金星探測任務能考慮探測 HCO+,以確認金星大量水究竟如何消失。

新論文發表在《自然》(Nature)期刊。

(首圖來源:科羅拉多大學波德分校