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【科學講堂】金星環境差 探測器止步

2019-06-12
■金星的環境極度惡劣,可能佈滿岩漿。 網上圖片■金星的環境極度惡劣,可能佈滿岩漿。 網上圖片

不知道各位還記不記得,太空探測器卡西尼-惠更斯號(Cassini-Huygens)一直在探索土星和它的幾個衛星,為我們帶來不少捅Q的數據;最後更在2017年9月15日飛進土星大氣層中被銷毀,光榮地完成探索太空星體的任務。當然,以太陽系內的各個星體而言,土星並不是我們唯一探究的對象:在2004年登陸火星的機遇號(Opportunity),在火星表面走了超過40公里,記錄了很多有關火星的重要數據。相對來說,同樣也是在地球附近的金星,就不算是我們經常「造訪」的地方:上一個以金星為目標的太空任務,已經是1994年完結的麥哲倫號(Magellan)。為什麼我們對這位「近在咫尺」的「維納斯(Venus)女神」,好像不太理睬呢?

超高溫又大風 未落地已陣亡

我們對金星卻步,自然有充分的原因。其實很早以前,科學家們對金星極有興趣,而金星也是繼月球之後我們第一個探索的星體。1967年,蘇聯發射的金星4號(Venera 4)嘗試登陸金星,結果卻出人意表:金星4號在成功到達金星表面之前,就已經壞掉了。

原來是因為金星的環境極度惡劣:金星表面的溫度高達攝氏500度,大氣壓力是地球的100倍,而大氣中95%都是二氧化碳,經常颳起時速數百公里的強風。這與當初設計探測儀器的時候所預期的大不相同,難怪儀器「出師未捷身先死」。

正因如此,探索金星的難度自然較高,而我們以往對探訪金星興趣缺缺的態度,看來不難理解。不過科學家們也知道,進一步理解金星的狀況,其實極有意義:從重量、密度、化學成分等方面來看,金星跟地球十分相似。(這也解釋了為什麼在剛開始星體探索的時候,大家會認為金星的環境應該和地球類似,可能會有海洋甚至存在生命。)

既然如此,為什麼現在地球和金星的狀況,可以說是一個天堂,一個地獄呢?對今天積極發掘其他可供居住的星球的我們而言,理解金星在過去「出了什麼亂子」,看來十分重要。

可能曾經有水 部分高度宜居

多個國家已有不同的計劃,在未來10年內發射各種探測器去研究金星。當中的一些計劃,更打算較細緻地觀測金星的地殼板塊運動。金星雖然被厚厚的雲層覆蓋,但在1990年代,科學家們已發現某些波長的紅外線能夠穿透這件「外衣」,容許我們更詳盡地觀察它的地貌。

活躍的地殼活動,其實跟大氣層中的碳含量有關:當兩塊活躍的地殼板塊相遇,有些時候在相遇的地方,其中一塊板塊會被迫沉進地底,變回岩漿,因而將地殼中的碳帶進地底,不致於讓它們組成導致金星酷熱的二氧化碳。(記得二氧化碳是一種溫室氣體嗎?)所以金星的地殼活動,可能也是影響其氣候的重要原因之一。

更有一些計劃,希望能藉由高解像度的觀測,去發現金星之上是否有花崗岩。一般來說,花崗岩的形成需要大量的水分;因此倘若金星之上存在不少的花崗岩,就代表金星在過去可能是「水源處處」了。

也有科學家懷疑,我們或許可以在金星發現生命。金星表面酷熱,不過外太空卻是寒冷無比(大約攝氏零下270度)。也就是說,在金星地面及外太空之間,會有某部分大氣層的溫度適中,可能適合生物生存。發現金星上的生命,可能會是探索金星的一大驚喜呢。

小結

研究金星,其實也是人類在對自身的存在及身處的環境的一個反思:地球這樣適合生命的環境,究竟是源於哪些因素?希望在各種探索金星的任務中,我們能夠得到更多的答案。■張文彥博士 香港大學理學院講師

短暫任職見習土木工程師後,決定追隨對科學的興趣,在加拿大多倫多大學取得理學士及哲學博士學位,修讀理論粒子物理。現任香港大學理學院講師,教授基礎科學及通識課程,不時參與科學普及與知識交流活動。

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