金星緩慢的自轉可能導致溫室效應失控。兩種現象有出人意料的關係

杭月狼 發佈 2022-05-08T10:35:55.961137+00:00

科學家發表了一項研究成果,將看似毫無關係的兩種現象(「潮汐鎖定」和「失控溫室效應」)聯繫起來。月亮總是以同樣的一面朝向地球,圍繞著地球公轉。這意味著月球的公轉周期和自轉周期相同,約為27.3天。這種公轉周期和自轉周期一致的狀態被稱為潮汐鎖定。


科學家發表了一項研究成果,將看似毫無關係的兩種現象(「潮汐鎖定」和「失控溫室效應」)聯繫起來。

月亮總是以同樣的一面朝向地球,圍繞著地球公轉。這意味著月球的公轉周期和自轉周期相同,約為27.3天。這種公轉周期和自轉周期一致的狀態被稱為潮汐鎖定

潮汐鎖定的現象並非只在地球和月球的關係中出現。例如,火星和它的2個衛星、木星和它的4大衛星「伽利略衛星」之間也產生了潮汐鎖定。另外,系外行星和其主星的關係也被報告了的現象。

也就是說,潮汐鎖定是大星體(主星)的重力對小星體的旋轉產生影響的狀態,這取決於天體的質量和距離。

另一方面,在全球變暖和氣候變化的問題上,溫室效應也成為話題。

眾所周知,地球大氣中含有二氧化碳等被稱為溫室效應氣體的氣體。這些氣體具有吸收紅外線,再次釋放的性質。因此,被太陽光(輻射能)加熱的地球表面向地球外的紅外線,多數會以熱量的形式積蓄在大氣中,然後再回到地球表面。

這些返回的紅外線會使地表附近的大氣變暖。這就是溫室效應。但是,溫室氣體增加的話,地表的溫度就會變高。其結果是氣候發生變化,對生態系統和人類社會產生各種各樣的影響。

而且,從外部輸入的能量超過對外部輸出的能量,這種狀態持續下去的話,氣溫就會持續上升,進入失控狀態。這就是失控溫室效應的狀態

那麼,作為「啟明星」和「長庚星」的這一顆星球,被人們親切地稱呼的金星,由於大小和重量與地球相似,常常被稱為地球的「姐妹星」。但實際上有很多不同之處。

金星的自轉周期與地球有很大的不同,自轉一次相當於地球的243天。金星的公轉周期約為225天,因此自轉周期更長。但是,金星的大氣大約4天就會環繞一周。在大氣的上層刮著每秒高達100米的強風。因此,由於其速度超過了自轉速度,所以被稱為「超級輪轉」

在金星上循環的高速風將大氣沿著表面拖拽,減緩了自轉,同時也減緩了太陽對重力的支配。緩慢地自轉對金星的氣候有很大影響,金星的平均氣溫高達華氏900度(攝氏480度)。這是鉛溶化的高溫。

如此高溫的原因之一是,幾乎所有的太陽能都被金星的大氣吸收,無法到達地表。另外,金星大氣中的太陽能無法釋放,阻礙了金星表面的冷卻。也就是說(作為可能性)處於失控溫室效應的狀態。雖然還不清楚潮汐鎖定是否對失控的溫室效應有所貢獻,但這種狀態最終會導致生命無法生存。

加州大學河濱分校(UCR)天體物理學家史蒂芬·凱恩(Stephen Kane)說:「金星強大的大氣層是從它的自轉速度到自轉速度的一切。它告訴我們,它是一個有影響力的綜合和整體的重要元素。」

系外行星很有可能成為未來NASA的任務對象,為了研究系外行星,弄清潮汐鎖定的影響非常重要。雖然人類可能無法直接訪問系外行星,但離地球很近的金星給了我們這樣的機會。

另外,如果溫室效應在金星上失控的話,弄清其原因,也有助於改善地球氣候今後會變成怎樣的模型。

凱恩說:「我研究金星的動機,最終是為了更好地理解地球。」

月亮和金星排列的景象,治癒了我們的心靈。但是,一想到月亮和金星都不是活生生的人可以居住的環境,就會深切地體會到當今地球環境的可貴。

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