导读 2020年，当科学家在金星大气层中检测到磷化氢时，引发了有关金星及其潜在宜居性的新一轮热烈讨论。如果检测没有引起人们的兴趣，那就很奇怪...

2020年，当科学家在金星大气层中检测到磷化氢时，引发了有关金星及其潜在宜居性的新一轮热烈讨论。如果检测没有引起人们的兴趣，那就很奇怪了，因为磷化氢是一种潜在的生物标志物。所以人们感到好奇是可以理解的。不幸的是，进一步的研究无法证实它的存在。

但即使没有磷化氢，金星的大气层也充满了暗示生物过程的化学阴谋。是时候向我们般的姐妹星球派遣天体生物学任务了吗?

虽然关于磷化氢的讨论很快就消失了，但还有其他更持久的迹象表明金星大气层含有化学异常，其中一些可能与生命有关。例如，一些大气气体似乎失去了热力学平衡。更复杂的是，科学家们还不确定低层大气中大颗粒的成分是什么。

一篇新论文的作者阐述了为什么金星会激发我们对化学的好奇心，并建议现在是时候进行天体生物学任务来满足我们的好奇心了。

该论文的标题是“金星大气化学异常和其他无法解释的云特性的天体生物学潜力”。该论文尚未经过同行评审和发布，但可以在预印本服务器arxiv上获取。主要作者是麻省理工学院地球、大气和行星科学系的天体生物学研究员januszpetkowski。

作者写道：“半个多世纪以来，科学家们一直在根据金星表面上方48-60公里处的金星云层中类似地球的温度和压力推测金星是一个宜居世界。”

大多数对太空感兴趣的人都知道金星的大气层极其稠密且炎热。我们还知道它的主要成分是二氧化碳，它的其他主要成分是氮，并且它支持浓密的硫酸云。其他化学物质仅以微量存在。

地表以上48至60公里之间的大气区域特别有趣。在这个高度，压力和温度都接近地球水平。约52.5公里至54公里之间，气温在20°c至37°c之间。距地表约49.5公里处，压力与地球海平面相同。金星表面不可能存在液态水，但在大气层中有可能存在。

这就是考虑金星潜在宜居性的背景。

但也有足够的化学考虑因素，在他们的论文中，作者概述了地球大气中一个长期存在的谜团。

他们写道：“在本文中，我们回顾并总结了金星在过去半个世纪中获得的长期、无法解释的大气观测结果。”

金星周围的许多谜团都与所谓的“未知吸收体”有关。早在20年代，紫外线观测就显示出不寻常的高对比度特征，这些特征与金星上层云层的四天旋转一起移动。有东西在吸收紫外线。

“为了确定负责320-400nm之间吸收的物质，我们付出了很多努力，但没有提出的候选物质能够满足所有的观测限制，从而导致了经常使用的描述性术语‘未知的紫外线吸收剂’，”作者写道。

研究人员花了很长时间的努力来了解吸收器可能是什么，有些已经取得了进展。研究表明，硫同素异形体和硫化合物可能是造成这一现象的原因，研究人员还发现了它们在金星大气中形成的新途径。但这些途径是模拟的结果，而不是探索的结果。并非所有人都同意这些发现。没有达成共识。

金星的大气层除了co2和少量的氮气之外就没有其他的东西了。微量元素加起来不到大气的1%。图片来源：junkcharts–自己的作品，ccby-sa3.0，https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=31595105

作者解释道：“尽管21世纪的两个轨道航天器(欧空局的金星快车和日本宇宙航空研究开发机构的晓)经过数十年的努力和观察，但没有发现所提出的候选分子完全符合观测数据。”

候选人要么与个人资料不太匹配，要么数量不够。一些拟议的候选人也不稳定。

但至关重要的是我们必须弄清楚它是什么。作者写道：“这种未知的吸收器非常高效，可以捕获到达金星的50%以上的太阳能，从而对大气结构和动力学产生影响。”尽管这个谜团仍然存在，但它是一个巨大的缺失部分，阻碍了我们了解地球的努力。

一些研究人员提出，紫外线吸收剂是基于云的生物活动的标志。“金星云的光谱特征，包括强烈的紫外线吸收，与某些类型的陆地细菌的光谱一致，”作者解释道。

另一个谜团与较低的云层有关。大于7µm的云粒子子集尚不清楚。更神秘的是其中一些不是圆形的。我们从美国宇航局的先锋金星任务中知道了这一点。由于这些粒子(称为模式3粒子)是非球形的，因此它们不可能是液滴。

作者写道：“模式3粒子的性质和组成正在根据目前掌握的数据进行争论。”这清楚地表明我们需要来自现代任务的更多数据。

一些人提出这些颗粒可能是硫酸，但作者表示数据排除了这一点。如果它们不是硫酸，那就有利于生命可以在云中持续存在的想法。作者解释说：“这一结果可能表明存在未知的化学物质，并且令人感兴趣的是‘我们所知的生命’可能存在，而这种生命无法承受浓硫酸环境。”

然而，应该指出的是，并非所有科学家都同意大颗粒的存在，并且校准误差可能是其检测的原因。

作者概述了为什么只有金星生物学任务才能解开这些谜团的其他原因。venera计划和vega气球的现场测量表明，大气中含有生命所需的非挥发性化合物。我们知道生命需要金属，包括铁。金星发现了铁，而维加却没有。更多谜团等待解开。

金星大气层中还有其他无法解释的成分。有些微量气体的丰度分布是科学家无法解释的。金星号和先锋号也在那里发现了氧气。没有人知道它从哪里来，这也是人们经常讨论的话题。其他化学检测增加了神秘性和复杂性。

从远处研究金星的令人抓狂的事情是，许多观察结果可以用生物或非生物过程来解释。这就是为什么我们需要一项生物学使命。

“金星云的宜居性也应该通过新的实地任务来探索，”作者解释道。许多科学家都同意他们的观点，其中包括著名的行星科学家萨拉·西格。事实上，西格甚至更进一步，建议需要进行样本返回任务。

未来还会有前往金星的任务。nasa的veritas任务和davinci任务都将前往金星，但不会再持续几年。davinci将向金星大气层发送探测器进行现场观测，而veritas将更详细地绘制金星表面的地图。

与此同时，我们拥有的数据是数据科学家必须处理的全部数据。尽管科学家足智多谋、意志坚定，但这还不够。

只有专注于生物学和化学的金星任务才能解开这个星球的谜团。