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金星大气现异常“雪花纷飞” 零下175℃创纪录

  腾讯科学北京时间10月3日消息(Everett/编译)据国外媒体报道,近日欧洲空间局的金星快车探测器发现一个存在于金星大气层中令人惊讶的寒冷区域,这里的温度极低,足以将大气中高浓度的二氧化碳冻结成冰或者雪状。众所周知,金星被喻为地球的姊妹星球,拥有厚厚的二氧化碳大气和炙热的表面环境,因此也常常被描述成地球荒凉、不幸的双胞胎行星。

  发现金星大气中异常低温区是基于欧洲空间局金星快车探测器过去五年对金星大气的观测分析,科学家已经发现了在距离金星表面高度125公里处存在温度低于零下175摄氏度的寒冷层,比地球大气中任何一个区域的温度都低很多,而可是金星的轨道比地球更加靠近太阳。本项发现来自科学家试图通过探测穿过金星大气层的太阳光来揭示这颗行星大气中的二氧化碳分子沿着明暗分界线(类似于地球白天和黑夜的分界线)在不同高度上组分的研究。

  金星快车测量的大气温度层剖面沿着金星明暗分界线上空大约70至160公里,由金星大气特征研究分光计(SPICAV)的“红外太阳掩星”(SOIR)通道对大气中的二氧化碳分子体积密度进行测定。得出的图表提供了从金星北纬88度线至南纬77度线之间,沿着经向分布的明暗分界线59次观测记录的平均值,这些数据来自2006年至2011年间金星快车探测器运行在不同环金星轨道上的观测任务。

  最新的研究报告中提到奇特的寒冷层介于两个相对温暖的气层中央,高度在100公里至140公里之间,观测数据显示高度为125公里。在金星大气层的一些区域,温度有时会降至二氧化碳的冰点,这说明在这个高度上大气中浓厚的二氧化碳将以冰或雪的形式存在。科学家通过对金星大气二氧化碳浓度以及每个高度层的大气压力数据的研究,计算出大气高度所对应的温度。

  根据比利时空间高层大气物理学研究所科学家、本研究论文的第一作者(发表在《地球物理研究》期刊上)阿尔诺·马耶克斯(Arnaud Mahieux)介绍:“我们怀疑金星大气中的二氧化碳达到了凝固点,并以干冰的形式存在。微小的冰或者雪颗粒具有较大的反射率,可导致金星大气层某处在太阳光的照射下显得异常明亮,实际上金星快车确实也发现了大气层中偶尔出现高反射率云层,但这也可能是其他大气现象的干扰,因此我们需保持谨慎的态度。”

  此外,本项研究也发现金星大气层中出现的异常寒冷层处于两个相对较暖的气层之间,120公里高度的温度变化剖面在明暗交界面两侧较热的白天和较冷的夜晚是大相庭径的,并且交界面处的气层同时受到两侧不同温度条件的影响。异常寒冷层的主要动力学因素可能来自较为寒冷的夜晚一侧,而明暗交界处白天一天所起的作用不及夜晚一则。沿着金星明暗交界处存在的类似温度剖面数据来自金星快车的观测,其中也包括了在今年早些时候的金星凌日奇观中探测器进行的测量。

  科学家认为可通过模型来预测上述异常温度剖面,但也需要继续为其他大气成分进行探测,比如一氧化碳、氮气和氧气在较高的大气层上比二氧化碳更能起到主导作用,根据欧洲空间局金星快车项目的科学家哈坎·斯韦德赫姆(H kan Svedhem)介绍:“这是一个新的发现,我们仍然需要对该金星大气异常寒冷层进行思考和解释。但该现象具有极大的特殊性,这是因为我们在地球或者火星大气层中并没有发现类似的现象,此外金星和地球、火星的大气在化学组成以及温度条件上都大不相同。”