金星再次像地球一样但气候变化使其无法居住

我们可以从我们的姊妹星球金星那里学到很多有关气候变化的知识。金星目前的表面温度为450℃(烤箱的自清洁循环温度),其大气层的二氧化碳含量(96%)是地球的90倍。

金星是一个非常陌生的地方,完全不可居住,除了也许在大约60公里处的云层中,最近发现的磷化氢可能暗示了微生物的生命。但是表面是完全荒凉的。

但是,金星曾经很可能具有类似于地球的气候。根据最近的气候模拟,金星在其大部分历史中的地表温度与当今地球相似。它也可能有海洋,雨水,也许是雪,也许是大陆和板块构造,甚至更具投机性,甚至还有地表生命。

不到十亿年前,由于失控的温室效应,气候发生了巨大变化。可以推测,火山的密集期将足够的二氧化碳泵入大气中,从而导致这一重大的气候变化事件,使海洋蒸发并导致水循环结束。

变更证据

气候建模师的这一假设启发了我小组中的硕士研究生Sara Khawja(与地球学家克莱尔·萨姆森(Claire Samson)共同指导)在维纳斯岩石中寻找有关这一拟议的气候变化事件的证据。

麦哲伦号飞船上的雷达产生的金星表面的可视化图像。

自1990年代初以来,我的卡尔顿大学研究团队以及最近在托木斯克州立大学的西伯利亚团队一直在绘制和解释地球非凡姐妹星球的地质和构造历史。

1970年代和1980年代的苏联维纳拉和维加任务确实在金星上着陆并拍照并评估了岩石的组成,然后着陆器由于高温和高压而失败。但是,我们对金星表面的最全面的了解是由1990年代初期的NASA麦哲伦号航天器提供的,该航天器使用雷达穿透了密集的云层并产生了超过98%的金星表面的详细图像。

古岩

我们寻找有关重大气候变化事件的地质证据,使我们专注于金星上最古老的岩石,称为tesserae,其岩石外观复杂,暗示着漫长而复杂的地质历史。我们认为这些最古老的岩石最有可能保留水蚀迹象,这是地球上如此重要的过程,应该在大气候变化事件发生之前在金星上发生。

鉴于分辨率高度数据不佳,我们使用了间接技术来尝试识别古老的河谷。我们证明了来自周围火山平原的年轻熔岩流已填满了嵌线虫边缘的山谷。

令我们惊讶的是,这些tesserae山谷的格局与地球上的河流流态非常相似,因此我们建议这些tesserae山谷是在类似地球气候条件的时期由河流侵蚀形成的。我在卡尔顿大学和托木斯克州立大学的维纳斯研究小组正在研究TESSERA后的熔岩流,以寻找过渡到极热条件的任何地质证据。

地球类比

为了了解金星上的火山作用如何产生这种气候变化,我们可以参考地球历史来寻找类似物。我们可以找到类似超级喷发的类比,例如发生在630,000年的黄石的最后一次喷发。

但是,与大约每20-30百万年发生一次的大火成岩省(LIP)相比,这种火山活动很小。这些喷发事件可以释放出足够的二氧化碳,从而导致包括大灭绝在内的地球灾难性的气候变化。为了使您有规模感,请考虑最小的LIP产生足够的岩浆,以覆盖整个加拿大,深度约10米。已知最大的LIP产生的岩浆足够覆盖加拿大大小的区域,深度将近8公里。

金星上的LIP类似物包括长达500公里的单个火山,长达7,000公里的宽广的熔岩通道以及相关的裂谷系统(地壳正在拉开)长达10,000公里。

如果LIP式的火山活动是金星发生重大气候变化事件的原因,那么地球上是否会发生类似的气候变化?我们可以想象一个未来数百万年的场景,当多个LIP同时随机发生时,可能导致地球发生如此失控的气候变化,从而导致诸如今天的金星之类的状况。

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