未來的地球今日的金星火星？研究近地行星為地球暖化尋找答案

文 ◎ 鞠波

歐洲航天局(ESA)的金星快車宇宙飛船。(法新社)

在科學幻想故事中，與地球相鄰的兩顆太陽系行星，金星和火星都曾是生機盎然的世界，後來因為各種原因導致氣候突變，逐漸變成了今天的模樣：金星成了火悶無比地獄；火星成了乾冷的荒漠。

最近科學家發現，這樣的假設不僅僅是科學幻想。計算機模型顯示，金星和火星很可能曾經是適合生命存在的。

人類的活動正在不可逆的改變著地球。許多科學家正在致力於從統計和數學的角度建立地球氣候模型，從而預測未來氣候變化。

氣候災變人類警覺

看過電影《後天》（The Day After Tomorrow）的觀眾或許仍然對那可怕的氣候災變記憶猶新：海水淹沒城市，一夜之間半個地球變成了冰凍的世界……大部份科學家相信，發生那樣的氣候突變的可能性不大。但是，他們同時也在不斷的警告說，人類的活動正在不可逆的改變著地球。許多科學家正在致力於從統計和數學的角度，建立地球氣候模型，從而預測未來氣候變化。

研究人員認為，地球在太陽系中的兩顆近鄰行星：金星和火星，都曾經歷過毀滅性的氣候災難。於是問題來了：地球會不會步上金星和火星的後塵？這個問題對於人們抵抗全球暖化的努力而言十分重要。地球的這兩個近鄰可能會為我們提供有價值的信息，特別是災難性氣候變化對地球的可能影響。

大家知道，金星、火星與地球一樣，都是巖質行星，大小也類似。但是這兩顆行星的表面氣候和地球有著巨大差異：金星是個雲霧籠罩的火球，而火星表面則是個嚴寒的沙漠。而地球變暖的未來將是甚麼樣子呢？由於全世界的普遍關注，大批科學家們正在努力尋求答案。

魔術師的水晶球﹕氣候模型

氣候科學家預測未來的工具之一就是建立所謂的「氣候模型」。首先是提出一組用來研究和描述地球大氣運動的物理方程。當然，這些方程式也是根據目前的氣候理論，結合長年的觀測數據推擬出來的。接下來，就是利用計算機程序完成計算，建立預測未來大氣變化的電腦模型。在普通公眾眼裏，「氣候模型」就像個魔術師的水晶球。

描述氣候模型的方程非常複雜，金星探測小組、丹佛自然和科學博物館的科學家格林斯普恩描述預測學面臨的困境時說：「只有等到50或100年後，我們才能知道今天的模型是不是正確；不過如果模型是錯誤的，那就太晚了。」

「雖然在金星和火星上所發生的氣候變化完全不同，但是，任何一種情況如果發生在地球上都有同樣的災難性後果。」

金星氣侯變遷地球借鑑

有些科學家們相信，金星和火星剛開始的時候和地球的氣候差不多。因此，地球的這兩個近鄰的氣候信息對於研究地球氣候變化就非常有價值。為了研究金星和火星的氣候規律，氣候科學家們特別看重通過歐洲航天局（ESA）的金星快車和火星快車收集回來的數據。

金星的大氣層比地球要厚很多，不過科學家們仍然可以使用一些數學模型描述它的溫度結構。行星學家現在想要做的是讓時間倒流，看看金星是如何從與地球相似的氣候，演變成今天的烈火炎炎的。

一些科學家相信，金星經歷過一次溫室效應帶來的不可逆轉的氣候變化；而這一變化的起因是太陽的升溫。

太陽在它「年輕」的時候，比現在要暗30%左右。在過去的40億年裏，太陽逐漸變得亮起來。其間金星表面的水蒸發後進入大氣，而水蒸氣也是一種重要的溫室氣體，可以造成金星表面進一步升溫。

在地球上，由於人為製造的大氣污染導致全球暖化，其面臨的危險是和金星同樣的。重建金星氣候的變遷歷史，能幫助我們瞭解地球距離災難性的氣候變化還有多遠。

不過，判斷金星究竟在何時越過了氣候變化不可逆轉的臨界點，可不是件容易的工作。目前的金星快車計劃，是通過在金星軌道上的太空船，來收集並測量從金星大氣層逃逸出來氣體，進而來研究金星的大氣演變。另外，對於金星火山爆發釋放出的溫室氣體二氧化硫，金星快車軌道飛船還特別為該氣體在金星大氣層中的含量和位置繪出圖譜。

格林斯普恩說：「瞭解所有的這些，將幫助我們判定金星何時失去了表面的水。」而這項知識能在地球的氣候模型中幫助解釋地球的可能變化，原因是兩個星球的大氣層遵循著同樣的物理定律。

火星過去有水今乾冷

火星是地球的另外一個近鄰，科學家對火星生命的探索活動從來都沒有停止過。近兩年，美國宇航局（NASA）的「精神號」和「機會號」火星車傳回了大量的信息，科學家們已經十分確信，火星在過去是有水存在的。有水，就有了生命存在的條件。

不過，研究火星生命是否存在的意義並不僅僅是出於科學的好奇。今天的火星是一個乾燥、寒冷的荒漠世界，沒有一絲的生機。如果火星的過去曾經與地球類似的話，那麼火星的今天會不會是地球的未來呢﹖

就像研究金星大氣變遷很重要一樣，瞭解火星的大氣變遷也很重要。因此，當行星學家們談論著探索其他世界的時候，他們瞭解地球的能力也在同時增長。正如格林斯普恩所說：「雖然，在金星和火星上所發生的氣候變化完全不同，但是，任何一種情況如果發生在地球上，都有同樣的災難性後果。我們正依據我們的研究能力，來預測地球氣候的未來。」 X

火星，乾冷的荒漠。 (NASA)