氫逃逸的想象圖。圖片來源：科羅拉多大學(xué)博爾德分校金星和地球有很多共同之處——大小、密度和巖石成分大致相同，但前者平均表面溫度為465℃，擁有一個完全不適合生命生存的環(huán)境。盡管環(huán)境惡劣，但長期以來，人們一直認為金星表面曾存在液態(tài)水。近日，研究人員使用活動計算機模型模擬了氫在金星大氣層中的行為，似乎找到了金星失水的原因。相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然》。氫原子在金星的高層大氣中與碳和氧一起被發(fā)現(xiàn)，名為“甲酰基陽離子”（HCO+），它是水和二氧化碳的有效產(chǎn)物。HCO+含有氫原子、碳原子和氧原子，可以在宇宙分子云及行星大氣中找到。它可以通過幾種化學(xué)反應(yīng)形成，包括與水有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)。在金星大氣層中，這些陽離子可以與自由電子結(jié)合，導(dǎo)致HCO+分裂成氫原子和一氧化碳分子。該研究主要作者、美國科羅拉多大學(xué)博爾德分校大氣與空間物理實驗室的Michael Chaffin和Eryn Cangi在分析火星歷史時，曾對氫逃離大氣層的能力進行了理論推導(dǎo)。在這項研究中，他們推測，金星高層大氣中的解離復(fù)合導(dǎo)致氫流失到太空中，使行星失去了形成水所需的一種元素。氫逃逸也是近6億年前地球大氣行為發(fā)生重大變化的潛在后果。Chaffin表示，盡管金星的大小和質(zhì)量與地球基本相同，但它的水資源卻僅為地球水資源的十萬分之一。如果大氣中HCO+的行為是了解金星上水的關(guān)鍵，那么Chaffin和Cangi需要排除一個主要障礙。雖然分析表明，全球范圍內(nèi)的干旱只能以金星在大氣中含有大量HCO+來解釋，但已經(jīng)探索過金星的幾個探測器從未測量過這種分子。“HCO+實際上應(yīng)該是金星大氣層中最豐富的離子之一?！盋haffin說。但由于之前前往金星的探測器所攜帶的儀器無法測量HCO+，研究團隊希望新的探測任務(wù)能夠幫助證實他們的理論。美國國家航空航天局的DAVINCI任務(wù)將于2029年發(fā)射，屆時將專門分析金星大氣層的化學(xué)成分。到2031年，這枚1米寬的探測器將進入金星厚厚的云層中，在那里，它將測量其中的氣體，并拍攝行星表面的照片。相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-024-07261-y