金星上的原子氧會(huì)吞噬一切嗎？

金星的大氣環(huán)流之間——活性氧

高活性氧不應(yīng)該對(duì)未來的金星探索任務(wù)構(gòu)成任何威脅

金星南半球的圖片展示了晨昏線-短暫存在的分隔白天（圖左側(cè)）和夜晚（圖右側(cè)）的區(qū)域（圖片來源：航天局）

現(xiàn)如今，地球的姊妹星金星的環(huán)境幾乎是人們想象中的地獄。這個(gè)琥珀般的世界表面溫度高達(dá)450攝氏度（842華氏度），而大氣構(gòu)成中二氧化碳量高達(dá)96%。然而，曾幾何時(shí)，金星與我們的溫暖家園地球更為相似。

直到溫室氣體開始逃逸（可能由火山活動(dòng)觸發(fā)），讓火星不幸成為了如今的惡鄰居。然而，在一項(xiàng)新研究中，宇航員聲稱他們?cè)诮鹦敲靼祪砂肭虻拇髿庵兄苯犹綔y(cè)到了原子氧的存在，這使我們對(duì)金星大氣演變的了解更上層樓。

原子氧是分子氧（正是我們所呼吸的并稱之為氧氣的東西）的高活性化學(xué)近親。分子氧（或O2）由一對(duì)氧原子構(gòu)成，而原子氧與之不同，它由一些獨(dú)立的氧原子構(gòu)成。

簡(jiǎn)單來說，這些獨(dú)立的氧原子就一直準(zhǔn)備著與其他原子和分子配對(duì)。這就是原子氧具有高活性的原因——配對(duì)能夠使單個(gè)氧原子更穩(wěn)定，故這些單態(tài)氧就會(huì)主動(dòng)反應(yīng)。同時(shí)這也是分子氧不那么活躍的原因，其氧原子都結(jié)伴而行。

探測(cè)原子氧

由德國(guó)航空航天中心主任-亨氏-威廉 胡爾貝斯（Heinz-Wilhelm Hübers）領(lǐng)導(dǎo)的天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)使用機(jī)載天文臺(tái)——平流層紅外天文臺(tái)（SOFIA）來收集金星大氣層的數(shù)據(jù)。

“我們能夠規(guī)劃一條飛行路線，使我們得以觀察金星（位于低海拔地區(qū)），為期3天，每天20分鐘。胡爾貝斯告訴太空網(wǎng)（space.com）

機(jī)載SOFIA是太赫茲外差光譜儀，用于這次觀測(cè)。胡爾貝斯解釋說，這種特殊的光譜儀對(duì)原子氧的4.74太赫茲頻率和63.2微米的波長(zhǎng)尤為敏感。

金星的大氣層有兩股強(qiáng)力的環(huán)流。其中較低的環(huán)流位于海拔70公里（43.5英里）以下，相當(dāng)于地球上颶風(fēng)風(fēng)力的風(fēng)吹向金星的自轉(zhuǎn)的反方向。較高的環(huán)流位于海拔120公里（74.6英里）之上，風(fēng)向與行星自傳方向一致。

“在這兩股方向相反的大氣環(huán)流之間，有一層原子氧?！焙鸂栘愃拐f到。

科學(xué)家們認(rèn)為，這層原子氧產(chǎn)生于來自太陽的紅外線輻射，輻射將金星大氣中的二氧化碳和一氧化碳分解成為氧原子和其他分子。在這個(gè)名為光解的過程中，高能中子沖撞碳分子，從而使這些分子撕裂開來。

由于原子氧主要集中在兩環(huán)流間約100公里（62英里）處，這些環(huán)流可能在促進(jìn)形成金星周圍的物質(zhì)中發(fā)揮作用。然而，胡爾貝斯表示，就其團(tuán)隊(duì)目前的測(cè)算結(jié)果無法完全量化這一點(diǎn)。

盡管如此，胡爾貝斯的確提到他們?cè)诮鹦堑陌得嬗^察到原子氧的局部增強(qiáng)，接近分隔晝夜的線，名為“晨昏線”。這種增強(qiáng)有可能由晨昏線上的風(fēng)造成的。

我們應(yīng)該擔(dān)心未來的金星任務(wù)嗎？

雖然在金星大氣中檢測(cè)到原子氧，但值得注意的是，其濃度遠(yuǎn)低于地球大氣中的原子氧濃度。地球大氣中存在的原子氧幾乎為金星中的十倍。事實(shí)上，地球大氣中較高的原子氧濃度被視為是一種威脅——正是這些粒子導(dǎo)致近地軌道的衛(wèi)星（包括國(guó)際空間站）腐蝕。

因此，金星上高活性氧的存在不應(yīng)對(duì)未來我們發(fā)射到其上的衛(wèi)星造成太大的腐蝕威脅。

胡爾貝斯說“此外，測(cè)量金星大氣中的原子氧分布的維度十分有趣，這能讓我們更好地了解大氣物理和大氣化學(xué)，并與地球做對(duì)比?！?/p>

原子氧，晨昏之間

對(duì)研究人員來說，同時(shí)收集金星明暗兩半球的數(shù)據(jù)至關(guān)重要，主要因?yàn)榻鹦堑淖赞D(zhuǎn)非常緩慢——金星上的一天等于243個(gè)地球日，即地球上5,832個(gè)小時(shí)。

胡爾貝斯說，對(duì)這種極慢的自轉(zhuǎn)速度最有可能的解釋是，在金星生命周期的早期階段，即這個(gè)星球還是液態(tài)、融化著的球體時(shí)，太陽的引力吸引著金星的潮汐。由于這種熔融結(jié)構(gòu)，金星的自轉(zhuǎn)力可能受其潮汐影響，因此，科學(xué)家們認(rèn)為是潮汐導(dǎo)致了現(xiàn)如今的自轉(zhuǎn)速度。

最后，研究結(jié)果描繪了一副與地球與眾不同的金星大氣圖，并強(qiáng)調(diào)曾經(jīng)的細(xì)微不同如何經(jīng)年累積，最終導(dǎo)致大不相同的未來。

BY:Conor Feehly

FY:人間工作區(qū)

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