全球变化- 杨学祥工作室分享 http://blog.sciencenet.cn/u/杨学祥 吉林大学地球探测科学与技术学院退休教授,从事全球变化研究。

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一场神秘灾难让金星成了地狱:改变公转轨道偏心率可恢复适宜环境

已有 2333 次阅读 2021-12-29 09:58 |个人分类:全球变化|系统分类:论文交流

金星曾存在生命?几百万年前,一场神秘灾难让金星成了地狱

宇宙解码 2020-03-11 19:59

    现在的太阳系中,被认为存在八大行星,但是现在只有地球有生命存在。不过,随着科学家的不断探索,发现在距离我们不远的火星,或许也曾经存在生命。但是,距离地球最近,也位于太阳系宜居带的金星为什么没有生命存在呢?而且金星和地球的环境相比,简直是一个是天堂一个是地狱。不过,有科学家认为,金星或许曾经也存在生命,不过一场神秘的灾难让金星成为了地狱。


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金星现在的环境


    金星是一颗类地行星,大部分由岩石组成。金星的表面约有90%是由玄武熔岩组成,而且金星的内部可能和地球很像,也是由地核以及地幔构成。科学家推测,金星内部没有板块运动,但是金星表面却遍布着火山,而且在持续喷发中。金星或许是太阳系中火山最多的行星了,科学家估计金星表面的火山至少超过10万座,甚至有可能达到100万座。


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    金星的表面还覆盖有一层大气,主要成分是二氧化碳,还有很少的氮气。由于金星的大气层中含有大量的二氧化碳,而且火山喷发也会形成大量的二氧化碳,导致金星有非常严重的温室效应。温室效应也让金星表面的温度最高达到了500摄氏度,比离太阳最近的水星还要高。


    金星的云层很厚,所以进行表面的太阳光很少。而且金星的云层中含有大量的二氧化硫和硫酸,所以金星下的雨都是酸雨。由于云层很厚,所以金星上经常发生雷暴现象,曾经有纪录最大的一次闪电持续了15分钟。


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金星这么可怕,曾经真的有生命存在吗?


    一些研究金星的科学家团队在模拟了金星的地貌后,得出了一个结论:金星在很长一段时间内,它和地球有着非常多的相似之处。比如表面含有液态水、拥有板块构造和稳定的气候条件。这段历史可能一直持续了30亿年的时间,这时候的金星表面含有海洋、温度也保持在20到40摄氏度左右。因此,这一段时间内金星可能已经诞生了生命。


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那么为什么后来的金星会变得如同地狱一般呢?


    科学家怀疑,在几百万年以前,金星上曾经发生过一场神秘的灾难,导致大量的温室气体和有毒气体被释放到大气当中,无法被岩石所吸收。最后导致了非常严重的温室效应,金星的环境也因此变得一天比一天差。


    关于这次灾难,科学家认为,或许是大量的气体从金星的岩石中溢出的原因。地球在五亿年前也曾经发生过一次类似的事情。那时候,西伯利亚的暗色岩中产生了大量的气体,导致了大规模的漏气事件发生,甚至造成了大规模的物种灭绝事件。研究人员认为,发生这场灾难的原因可能是由于一段时间火山活动剧烈,岩浆凝固在金星表面,导致进行的二氧化碳无法被岩石吸收。如果火星上也曾经发生过这个灾难,那么规模肯定要比在地球上大得多。


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    现在金星的环境,看起来完全不适合地球生命的生存,但是科学家并不能确定金星上是否曾经有生命。如果火星曾经的环境真的如同科学家猜测的那般,那么金星就一定存在可以诞生生命的条件,而几十亿年的时间,足够金星产生生命。而且同时还意味着,很多和金星处于类似轨道的系外行星,也有生命产生的条件,这样一来除了地球以外,科学家又找到一个可以参照的星球,这会让科学家寻找外星生命更加容易。


    一个星球的变化肯定要经过非常长的时间,也许未来有一天地球也将变得不再适合生命生存,到了那时,等待人类的就只有两种命运:


    一种就是人类和地球上的生命一起,消失在地球上,还有一种就是人类的科技发展到可以逃离这个星球的地步,而且还必须提前预知地球的变化。当然,如果人类已经发展到能够改变整个星球环境的地步,那么就可以不用为这些灾难所担心。不过,要发展到这种地步,太阳系的能源显然不够人类挥霍。


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    因此,不论如何,要想人类能够一直发展下去,我们的首要目标就是冲出太阳系,走向更加广阔的宇宙。而当下人类要做的除了发展科技以外,最重要的是保护环境,让能够改变整个星球的环境能够迟一点到来。保护环境,人人有责。

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火星曾经有生命存在,到底火星上面发生了什么?

探秘未知世界 2017-05-19 13:03

      作为地球兄弟星球之一的火星,一直是人类研究的对象。希望可以了解到更多的火星的轨迹,了解其真正的形态。

      众所周知现在的火星并没有任何的生物,而且无论从气温、气压、温度等等环境因素来看,火星也并不是很任何生物的存活。可是科学家在对火星进行研究的时候发现,现在的火星完全没有了任何生物的踪影,但是这个荒废的星球,也许曾经生机勃勃哦。可能也是另外一个地球的样子。

      科学家在研究火星的时候发现火星上有类似的卵石和沙粒形成的岩石,而这样的岩石形成大部分与水流有着莫大的关系,那么也就是说火星上曾经有水流吗?可是现在的火星根本没有任何水流。不过科学家进一步研究发现,其实曾经的火星不仅仅有水,而且只是有上千条以上的水流,所以有这样的岩石存在也并不是什么大惊小怪的事情了。

      在火星上面,现在有大小不一的卵石,这些卵石的形成肯定是经过水流的反复冲击而形成了。这也是进一步佐证了火星上曾经有河流的事实。

      而且从现在火星上现存的卵石的形态来看,我们知道这些石头可能在河床上翻滚过,这与地球上的河流上的沉积物有着异曲同工之妙。这样说来,火星上肯定曾经有水源了。那么是不是也就意味着火星上曾经有一些生物呢?

       现在的火星不仅仅没有任何生物,更没有水的影子,甚至于其外在环境也发生了翻天覆地的变化,那么在火星身上发生了什么呢?这是科学家还在研究的问题。

       其实相对于火星,我们存在的地球也是经历各种灾难与变迁。我们地球曾经经历过第五次的生物大浩劫,很多生物也随之丧生,彻底的灭绝。这样的灾难是毫无征兆,只是给地球造成了严重的后果。那么是不是火星也曾经经历了这些了呢?

      天文学家进一步的研究发现火星岩石存在着鳞石英,同时硅含量也是非常高。而这些成分的形成需要水的作用,进一步证明了水曾经在火星上存在。同时鳞石英的形成需要高温,在地球上的火山沉积岩就有大量的鳞石英,特别是火星现在的呈现出的是一片红壤的状态,那么是不是意味着火星曾经经历过岩浆剧烈的喷发流动的浩劫呢?

https://mp.weixin.qq.com/s?src=3&timestamp=1640737727&ver=1&signature=AJazQMKWP26RcFmMdeaHJP4aWgDhWl7B5OARyXxKxymPYzM3WSJtPWjrybfIoDEUX1*2hXx0tM7ympVNmFL0s*seBCPAdEN*1koBfHK6NQpBxO5iDHHCTHhp9fMH3hogSZU4i36klyED7dZDdPH4YKROHVcxSDl9oviA7rf0rxI=

      

       同样的事件不同的结果


      一些研究金星的科学家团队在模拟了金星的地貌后,得出了一个结论:金星在很长一段时间内,它和地球有着非常多的相似之处。比如表面含有液态水、拥有板块构造和稳定的气候条件。这段历史可能一直持续了30亿年的时间,这时候的金星表面含有海洋、温度也保持在20到40摄氏度左右。因此,这一段时间内金星可能已经诞生了生命

      科学家怀疑,在几百万年以前,金星上曾经发生过一场神秘的灾难,导致大量的温室气体和有毒气体被释放到大气当中,无法被岩石所吸收。最后导致了非常严重的温室效应,金星的环境也因此变得一天比一天差。

      关于这次灾难,科学家认为,或许是大量的气体从金星的岩石中溢出的原因。地球在五亿年前也曾经发生过一次类似的事情。那时候,西伯利亚的暗色岩中产生了大量的气体(见表1),导致了大规模的漏气事件发生,甚至造成了大规模的物种灭绝事件。研究人员认为,发生这场灾难的原因可能是由于一段时间火山活动剧烈,岩浆凝固在金星表面,导致进行的二氧化碳无法被岩石吸收。如果火星上也曾经发生过这个灾难,那么规模肯定要比在地球上大得多。

       为什么发生了同样的事件,却出现不同的结果?本文提供详细的天文周期和地质旋回年表作对照,以便从中发现规律,预防类似灾害事件的再度发生。

1  地球自转周期与地质旋回

Table 1  Earth’s rotation periods andgeological cycles

时间

/Ma

地球

自转

全球

气候

生物灭绝事件

 

火山喷发

形成物 体积/106km3

大气

密度

480

高峰

温暖期


北美火山活动高峰


437

低谷

大冰期

第一次生物大灭绝:4.5亿年前

北美火山活动低谷

稀薄

370

低谷

大冰期

第二次生物大灭绝:3.77亿年前

北美火山活动低谷

稀薄

280

减慢



北美火山活动减弱


248

减慢

温暖期

第三次生物大灭绝:2.51亿年前

西伯利亚暗色岩

浓密

230

低谷

大冰期

第四次生物大灭绝:2.03亿年前

北美火山活动低谷


160

加快



三大洋底重大裂解作用


140

加快



香港超级火山


139

加快



三大洋底重大裂解作用


120

高峰

温暖期

不明显 (水下喷发)

翁通爪哇海台        36


120




北美火山活动高峰


110

高峰


大规模生物灭绝

凯尔盖朗海台


97




三大洋底重大裂解作用


65


温暖期

第五次生物大灭绝:0.65亿年前

德干暗色岩

浓密

55



陆生哺乳动物灭绝

北大西洋火山边缘


25

低谷

低温




15

加快

变暖

大规模生物灭绝

哥伦比亚河溢流玄武岩1.3


10

高峰

变暖




0

低谷

大冰期

第六次生物大灭绝??

北美火山活动低谷

稀薄?

3亿年大冰期周期时间表:200万年以来第四纪大冰期;2.8亿年前石炭二叠纪大冰期;5.95亿年前的前寒武纪大冰期。形成原因:与3亿年太阳系的银河年轨道有关。

行星公转轨道偏心率控制行星大气密度和温度 

我们在2006年撰文指出, 大气层对行星具有保温作用。当轨道偏心率较大的行星向太阳靠近时,太阳风和太阳辐射将一部分大气物质吹走,形成背光的气尾;当行星向远离太阳的方向运动时,气尾收缩。行星每靠近太阳一次,就失掉相当多的大气质量。

我们在2006年发现,近日行星水星、火星、地球、金星的轨道偏心率分别为0.2060.0930.0170.007,大气浓度分别为极其稀薄、稀薄、标准、浓密。两者成反比的原因是,较大的轨道偏心率使行星在接近太阳时像彗星一样丢失一部分大气。地球轨道偏心率在冰期时增大为0.0607,使大气浓度和二氧化碳浓度变低,降低了对地球表面的保温作用,导致10万年周期致冷作用的增强。

由于地球轨道偏心率10万年周期项振幅不到近日点进动2万年周期项振幅的一半,其引起10万年冰期周期的作用受到质疑。大气浓度变化能增强10万年周期作用,给出10万年冰期周期的合理解释。

事实上,近日行星中,水星与火星的公转轨道偏心率最大,分别为0.2060.093,大气密度分别为极其稀薄和稀薄,表面温度也最低,水星平均地表温度为179℃(最高为427℃,最低为零下173℃,因为距离太阳最近),火星表面平均温度零下55℃。地球的偏心率为0.017,处于中等水平,大气密度标准,表面平均温度为15℃。金星的偏心率最小,为0.007,其表面的平均温度高达462°C,是太阳系中最热的行星。近日行星的数据表明,天文冰期理论得到精准的认证(近日行星公转轨道偏心率大时,大气稀薄,表面温度低)。

近日行星的大气密度与其轨道偏心率成反比,因此,近日行星中轨道偏心率大的行星大气散失比较多,大气非常稀薄。大气层可以保持地表的气温,大气的流失降低地表气温,这是10万年冰期周期与地球轨道偏心率10万年变化周期对应的原因,地球轨道偏心率变化范围为0.017~0.067,在偏心率极大值对应冰期的出现。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-436350.html

根据米兰科维奇循环的天文冰期理论:火星目前处于轨道偏心率较大的大冰期时期,地球处于轨道偏心率较小的间冰期时期,金星处于轨道偏心率最小的极热期时期。

轨道偏心率较大的行星向太阳靠近时产生的大气丢失,是冰期产生的根本原因。大气稀薄不仅是气温低的原因,也是与冰期伴随的生物灭绝的原因。而地球公转轨道偏心率变化周期为10万年和41.3万年等,于0.0050.058之间变化(见米兰科维奇循环)。

在近日行星中金星的轨道最接近圆形,偏心率最小,仅为0.006811。火星和地球10万年后也有可能变为金星目前状态,目前没有成为金星目前状态的可能。

火星的轨道偏心率最大,为0.093,地球的偏心率为0.017,金星的偏心率最小为0.007。在10万年的周期内,地球既不能变为金星,也不能变为火星,地球上的生命也不会完全灭绝。

      所以,在火星、地球和金星发生同样的超级火山活动之后,公转轨道偏心率不同,是决定地球大气标准,金星大气浓密,火星大气稀薄的原因。将火星公转轨道偏心率变小,将金星公转轨道偏心率变大,它们就可能像地球一样存在生命。

       一个星球的变化肯定要经过非常长的时间,也许未来有一天地球也将变得不再适合生命生存,到了那时,等待人类的就只有三种命运:

       一种就是人类和地球上的生命一起,消失在地球上,还有一种就是人类的科技发展到可以逃离这个星球的地步,而且还必须提前预知地球的变化。第三种,如果人类已经发展到能够改变整个星球环境的地步,那么就可以不用为这些灾难所担心。不过,要发展到这种地步,改变行星公转轨道偏心率是最廉价的一种。



https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1318624.html

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