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氢逃逸的想象图。图片来源：科罗拉多大学博尔德分校金星和地球有很多共同之处——大小、密度和岩石成分大致相同，但前者平均表面温度为465℃，拥有一个完全不适合生命生存的环境。尽管环境恶劣，但长期以来，人们一直认为金星表面曾存在液态水。近日，研究人员使用活动计算机模型模拟了氢在金星大气层中的行为，似乎找到了金星失水的原因。相关研究成果发表于《自然》。氢原子在金星的高层大气中与碳和氧一起被发现，名为“甲酰基阳离子”（HCO+），它是水和二氧化碳的有效产物。HCO+含有氢原子、碳原子和氧原子，可以在宇宙分子云及行星大气中找到。它可以通过几种化学反应形成，包括与水有关的化学反应。在金星大气层中，这些阳离子可以与自由电子结合，导致HCO+分裂成氢原子和一氧化碳分子。该研究主要作者、美国科罗拉多大学博尔德分校大气与空间物理实验室的Michael Chaffin和Eryn Cangi在分析火星历史时，曾对氢逃离大气层的能力进行了理论推导。在这项研究中，他们推测，金星高层大气中的解离复合导致氢流失到太空中，使行星失去了形成水所需的一种元素。氢逃逸也是近6亿年前地球大气行为发生重大变化的潜在后果。Chaffin表示，尽管金星的大小和质量与地球基本相同，但它的水资源却仅为地球水资源的十万分之一。如果大气中HCO+的行为是了解金星上水的关键，那么Chaffin和Cangi需要排除一个主要障碍。虽然分析表明，全球范围内的干旱只能以金星在大气中含有大量HCO+来解释，但已经探索过金星的几个探测器从未测量过这种分子。“HCO+实际上应该是金星大气层中最丰富的离子之一。”Chaffin说。但由于之前前往金星的探测器所携带的仪器无法测量HCO+，研究团队希望新的探测任务能够帮助证实他们的理论。美国国家航空航天局的DAVINCI任务将于2029年发射，届时将专门分析金星大气层的化学成分。到2031年，这枚1米宽的探测器将进入金星厚厚的云层中，在那里，它将测量其中的气体，并拍摄行星表面的照片。相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-024-07261-y