
1985年6月15日,苏联Vega-2航天器的下降模块降落在Rusalka谷附近的金星表面(7.14°S纬度117.67°E),并发射了56分钟的信号。 通过大气层,他收集了当今唯一完整的温度曲线。
不出所料,大气层非常稠密。 表面上的大气压为92 bar,即大约比地球上的气压高92倍,温度为464°C。 表面的大气密度约为液态水密度的6.5%。 它的含量为96.5%,由CO
2组成,占N
2的 3.5%(按体积计)。
金星大气层的密度是如此之高,以至于它的运动甚至可能导致金星停止旋转,然后开始朝相反的方向缓慢旋转(有这样的理论)。 现在,金星在与地球一个相反的方向上缓慢旋转,并在地球243.02天绕其轴旋转了一圈。
对于科学家来说,出乎意料的是,据《维加2号》报道,金星的大气层在不到7公里的高度上就变得相当不稳定-该层比上面的层要热得多。 实际上,这些来自苏联调查的读数仍然是无法解释的。 现在,科学家
对这些异常的传感器读数
提出了新的解释 。 他们认为,事实上,低层大气是一种
超临界流体 。
两名科学家
发表了有关通过苏联探测器分析传感器读数的科学工作-皮埃尔和玛丽·居里大学(法国)气象动力学实验室的Sebastien Lebonnois和加利福尼亚大学洛杉矶分校地球,行星与空间科学系的Gerald Schubert安吉利斯(美国)。
根据模拟结果,金星大气的垂直结构如图所示。 垂直剖面显示了温度,大气密度和稳定性的变化,具体取决于海拔高度和大气压力的增加。 还显示了云的位置。 此处收集的信息包括其他轨道飞行器(苏联的“维纳斯15”和“维纳斯16”,美国的“先锋维纳斯1”和“麦哲伦”,欧洲的“维纳斯快车”,日本的“明月”)数十年来的观测结果。 »),其他探头,气球和地球望远镜。

所有收集到的数据表明,在金星上,就像在地球上一样,在大约60-65 km的高度上有一个从对流层延伸到云层上层的对流层,在对流层中,温度随着高度的升高而降低。 含硫酸的低层云层的高度约为48公里。 那里的温度和压力大约对应于地球表面的温度和压力。
紧接在云层下面的大气层相对稳定,直到约7 km的高度,最下层是一个谜。 它浓缩了金星整个大气质量的37%,是那里最大的压力和温度。 渗透到那里并测量大气指示器非常困难。 1985年,只有苏联的Vega-2着陆器才能够可靠地测量低空温度。
美国国家航空航天博物馆的分支中的“ Vega-2”航天器模型。 下降模块隐藏在球形壳体内测量是通过两根铂金线进行的,一根裸线,另一根裸露在陶瓷绝缘体中,精度在200至800 K范围内为±0.5K。如前所述,科学家仍然无法将温度急剧升高至7 km以下来解释。
科学工作的作者提请注意以下事实:我们没有有关下层化学成分的准确信息。 他们认为CO
2和N
2的比例不同。 特别地,表面处的N
2浓度下降到零。 更精确地,由于表面上的超高压,CO
2和N
2被分离。 即,打火机N
2在高层大气中上升。 因此,大气中N
2的真实浓度可能比以前认为的低15%。
根据Vega-2的潜在温度的垂直分布科学家根据他们在超临界流体上的实验结果得出了这样的结论。 事实是,在高压和高密度下,该物质的液相和气相之间的差异消失了。 因此,可以像在液体中那样将气体混合物部分地分馏。 例如,对于CO
2,临界温度为303.9 K,临界压力为72.8 atm,临界密度为0.468 g / cm
3 。 如您所见,金星表面的条件很可能为大气过渡到超临界状态创造条件。
作者认为有必要对金星的大气层进行进一步研究。 如果无法将探针发送到那里,则可以尝试在NASA实验室中重新创建气候条件。
该科研成果已于2017年6月26日
发表在《
自然地球科学 》杂志上(doi:10.1038 / ngeo2971,
pdf )。