神秘的金星：与地球如此相似，又怎样分道扬镳——地狱般的现实

关于金星的种种想象自1956年起受到了严重挑战。那一年天文学家们开始注意到金星会发射大量的微波辐射。与针对水星的微波研究显示出水星背着太阳那一面并没有如想象中那样的寒冷相类似，针对金星的微波研究显示出金星表面比想象中的热得多，使“不停息的雨”“覆盖整个金星的海”“丰富的水生动植物”的存在变得岌岌可危，“新国王加冕时居民点燃森林的风俗”就更甭提了。

1962年，与通过雷达波测定水星自转周期的方法相同，天文学家们也测定了金星的自转周期，结果表明此前针对金星自转周期的名为“测定”实为“想象”的结果通通都错了，而且错得特别没面子：不仅数值错了，连方向都搞反了。

如今我们知道，金星是太阳系中唯一一个逆向自转——自转方向与公转方向相反的行星。除此之外，它的自转周期本身也在太阳系行星之中占据了一个“最”字，即自转周期约为243天，是太阳系行星之中最长的。由此不难计算出，金星上的“平均太阳日”——金星上的“一天”——若用地球上的“天”来衡量的话，约为117天。

由于金星的逆向自转，假如有人能在金星表面观看太阳的话（事实上起码用肉眼是不能的），金星的逆向自转将意味着太阳从西边升起，往东边落下。而金星上的“平均太阳日”约为117天则意味着白天和黑夜各长达58天左右。假如金星大气层的保温能力类似于地球大气层的话，如此漫长的白天和黑夜所导致的昼夜温差几乎铁定会使液态水无法长期存在，而假如金星大气层的保温能力比地球大气层强得多的话，金星表面的温度又会太高，这些无疑是给有关金星的想象又泼了一瓢冷水。

不过人们已无需再用这种冷水来清醒自己了，一类更可靠的探测手段——行星探测器很快给出了更直接、更明确的结论。

金星自古以来给人们留下的迷人印象，加上与地球的距离最近，且又不像水星那样因离太阳太近而有太高的公转运动速度（金星的公转运动速度约为每秒35km，只比每秒30km 左右的地球公转运动速度略快），使她顺理成章地成为了行星探测器造访的首个行星。

1961年，距人类迈入航天时代才不过4年，美国与苏联这对无处不争的冷战死对头就开始竞相往金星发射行星探测器。在经历了四次失败——美国失败了一次、苏联失败了三次之后，由美国拔得了头筹：1962年8月27日发射的“水手2 号”（Mariner 2）探测器在飞行三个多月之后成功完成了对金星的掠过式探测。虽然技术相对粗糙、误差相对较大，探测的结果仍足够直接和明确地证实了金星存在浓厚的大气层以及金星表面有极高的温度，从而铲除了此前某些天文学家顽固坚持的最后一丝侥幸（比如将微波辐射所显示的高温归咎为金星大气层中的某种效应，而试图维持金星表面的“宜居”状态）。

自那以后直至冷战结束前的二十几年间，美苏两国又先后向金星发射了几十个探测器，有掠过式的，也有环绕式（即成为金星的卫星）的；有进入大气层的，也有着陆表面的。在最密集的时候，甚至出现了美苏两国的探测器先后只差一天抵达金星附近的壮举。这其中令人印象最为深刻的是苏联的“金星”（Venera）系列探测器中有不止一个在金星表面成功着陆，并发回了相片。那是美国忙于“阿波罗”计划（Project Apollo）期间苏联独辟蹊径研发更坚固的行星探测器所取得的成果。那段激动人心的探索和竞争的历史虽有美苏冷战的背景，却也许是冷战带来的最正面的效应之一。

冷战结束后，金星探测器的发射密度骤降（金星表面存在生命可能性的幻灭也在一定程度上降低了人们探测金星的兴趣），只有美国和欧洲发射过寥寥可数的几个新探测器。经过这些探测，由浓密大气层构成的金星面纱被初步揭开，美丽的想象则随之破灭，形容金星表面环境的“关键词”也由“水淋淋的”变成了“地狱般的”（hellish）。

这“地狱般的”环境首先体现在温度上。经过反复测定，金星表面的温度高达460左右，比正午时候阳光直射处的水星表面温度还高。不仅如此，在水星上你可以找到“凉快”甚至寒冷的地方，也可以等待温度因日落而降低，在金星上，那全都是没希望的。金星表面几乎是一个等温区域，没有季节和地域之分，就连长夜和两极也经受着与白天和赤道相近的高温炙烤。当然，确切地说温度的差异也并非没有，只不过不在于白天还是黑夜，也不在于赤道还是两极，而在于高度：在金星表面上高度越大，温度就越低，就像地球表面上山顶的温度低于地面的温度一样。更具体地说，高度每上升1km，温度约下降8。由于这一缘故，金星表面最“凉快”的地方是在金星的最高峰、“海拔”11000m 的“麦克斯韦峰”（Maxwell Montes）的峰顶上，那里的温度“只有”380左右。

金星表面为何会如此炎热？这还得追究到它那一度被当成美女面纱的大气层。金星的大气层比地球的浓密得多，以单位面积上方的大气总质量而论，约相当于地球上的99倍，以表面大气压而论，则相当于地球上的92倍左右（感兴趣的读者可以思考一下，为何大气总质量和大气压的倍数不同？）。这是一种很可怕的压强，它意味着在金星表面建一间适合住人——即内部压强为一个大气压的屋子要比在水星上困难得多，除了要像在水星上一样具有封闭而隔温的性能外，它还必须极为坚固，哪怕屋子的面积只有10m2，屋顶所需承受的金星大气压强也将相当于压上一万吨的重物！

当然，与温度相仿，金星表面的大气压强也是随高度而下降的，比如在“麦克斯韦峰”的峰顶上压强就“只有”45个大气压左右。金星这种浓密的大气层确实如赫歇尔所提出的那样可以反射掉大量的阳光——具体地说，反射掉了80%左右的阳光，比地球大气层反射掉的阳光比例（约25%）大得多，甚至足以抵消金星比地球离太阳更近这一因素，使得金星表面单位面积所接受的阳光能量实际上比地球还少。

假如这就是全部因素的话，那么金星表面就确实将如赫歇尔所认为的那样，不至于因为金星比地球离太阳更近而过于炎热（甚至还将比地球更凉快）。但赫歇尔所不知道的是，金星大气的成分与地球大气大不相同，其中96.5%是恶名昭著的温室效应气体二氧化碳（作为比较，令很多人忧心忡忡的地球大气中的二氧化碳比例仅为0.04%），由此产生的“捂热”效应远远盖过了因反射阳光带来的降温效应，这正是金星表面如此炎热的根本原因。

但是，金星表面的炎热不分赤道与两极，不分白天与黑夜又是什么原因呢？答案涉及几个层面：比如金星的公转轨道非常接近圆形，意味着它在公转轨道的任何位置接收到的阳光能量几乎相同；又比如金星自转轴与公转轴的夹角不到3，远小于地球的约23.4，意味着金星上几乎不存在季节差别。不过这些都是次要的层面，真正根本的原因仍在于金星那浓密的大气层。在高达460的温度，以及92个大气压的恶劣环境下，作为金星大气主要成分的二氧化碳已不再是普通气体了，而变成了兼具气体和液体性质的所谓超临界流体（Supercritical fluid）。因此从某种意义上讲，金星表面可以算是被二氧化碳的“海洋”所覆盖着，阿西莫夫设想的“金星海”确实是存在的，只不过成分大相径庭。

据测定，“金星海”里的“海水”流动速度——也就是金星上的风速很慢，约在2m/s 以下。那样的速度若是用地球上的风速来衡量，恐怕连微风都算不上，只能叫做“轻风”。不过别小看了金星上的这种“轻风”，由于金星表面的空气密度高达67kg/m3（约为地球表面空气密度的55倍），它所携带的能量可不小，足以“飞沙走石”。不仅如此，金星上的风携带热量的能力也不小。

事实上，“金星海”的重要特点之一，就是有极强的传热能力，正是这种能力使金星表面几乎成了一个等温的“地狱”。二氧化碳成为超临界流体的临界温度和临界压强分别约为31和73个大气压，其中前者是地球表面都能达到的，后者则相当苛刻，但仍低于金星表面的大气压强。

无处可躲的460的高温，加上92个大气压的可怕压强，仅此两项，就超出了意大利诗人但丁（Dante Alighieri）对地狱的想象。在那样的环境下，别说是血肉之躯，就连着陆金星表面的探测器也往往只能“存活”很短的时间，比如几十分钟或几个小时，还有些干脆没熬到着陆就先“失联”了。但金星环境给人的恶劣感觉还不止于此。金星那以二氧化碳为主，对人类来说无法呼吸的大气层有一点倒是跟地球大气层类似的，那就是有“云”。但是，别以为在金星上能看到蓝天白云的美景，这云在几十公里的高空，颜色是黄色的，主要成分之一则是硫酸！

有云通常就会有雨，云既然是硫酸云，雨自然也是硫酸雨——不过倒是不必担心那硫酸雨会落到金星表面，因为远在“雨点”能落到地面之前，就在高温中被蒸发殆尽了。雨有了，那么雪呢？金星上会下雪吗？有人也许会笑话，这么高的温度怎么可能下雪呢？这个直觉当然没有错。金星上虽不存在由水凝结而成的雪，却很可能存在由硫的金属化合物等矿物质凝结而成的“雪”——有些科学家称之为“金属雪”（metallic snow）。这种雪对人类来说当然没有任何诗情画意可言，它的熔点高达几百摄氏度，跟金星的表面温度相比虽然可以算“冷”，对人类来说绝对是“烫手的山芋”。金星上的雪只会飘落在有一定高度的山坡上——因为那里的温度较低，所造成的观测效应使山坡对雷达波的反射率显著增加。不过，这一切到目前为止还只是一种很有可能的假设。

此外，金星探测器还在金星大气层中发现了打雷和闪电的证据。由于金星探测器的工作时间大都很短，能够探测的区域也很有限，在如此有限的时间及区域中就能发现证据，说明金星大气层中的雷电活动有可能是相当频繁的，甚至有可能比地球大气层中的同类活动更频繁。金星表面不仅环境恶劣，景观也乏善可陈。在浓密的金星大气——尤其是硫酸云的笼罩下，金星表面哪怕在白天，也像地球上的阴天一样看不见太阳。1975年，当苏联探测器“金星9 号”首次从金星表面发回黑白相片时，苏联天文学家曾将金星上的景象形容为“莫斯科的一个多云的日子”。

“金星9 号”的黑白相片所不能显示的，是金星上的总体光照偏于红色和黄色——颇有些地狱特色。到了夜晚，金星的天空上既没有星星，也没有月亮——前者是看不见，后者则根本就不存在，因为金星和水星是太阳系仅有的两个没有卫星的行星。不过金星的夜晚也并不是一团漆黑，金星炽热的地面在夜晚会发出淡淡的红光——另一个颇有地域特色的景象。除了这些固定的光亮外，金星上偶尔有可能出现些其他光亮，比如闪电，另外还有些天文学家则认为在金星的夜空里有时能看见类似于地球上“夜光云”（noctilucent cloud）那样的发光云团。但总体来说，金星上的光照是极单调的，并且有一种地狱般的压抑感。

光照不尽人意，那么地貌呢？在金星的地貌中有值得观赏的景观吗？答案是：也很够呛。其中最令人瞩目的景观大概就是火山了。金星上的火山特别多，是太阳系行星中最多的——大概可算地域特色的又一种体现吧。据统计，金星上仅直径在100km 以上的大型火山就有数百座，比地球上多出两个数量级，各种小火山更是数不胜数，有可能多达数十万，甚至上百万座。

相应的，金星上约80%的区域是火山平原。金星上的火山不仅数量特别多，在形态上也有一定的独特之处，比如有很多长长的岩浆“渠道”（channel），这显示岩浆在喷发之后，也许是拜高温环境之赐，长时间维持了液态，从而流得很远。

除火山外，陨石坑当然也是景观之一。不过跟水星不同，金星上几乎见不到直径3km 以下的小陨石坑。这是因为太小的陨石在穿越浓密的金星大气层时要么烧毁了，要么被减速到了“无害”的程度，已无法在地面“砸”出值得一提的陨石坑。金星上的陨石坑还有一个独特之处，那就是用“撞击坑计数”方法计算出的金星地貌年龄到处都很接近，为3亿~5亿年。

这意味着金星上5 亿~3亿年之前出现过某种“全球性”的地貌重造，抹去了更古老的陨石坑。但是，什么原因可以造成“全球性”的地貌重造呢？迄今还是一个谜。科学家们提出了几种解释，但都各有各的缺点，用美国行星天文学家格林斯彭（David Grinspoon）的话说，“偷走金星陨石坑的盗贼由于没有岩石样本可供校正，对这一时间范围的确定是很粗略的，除3亿~5亿年外，文献中也有5亿~8亿年和3亿~10亿年等说法。另一方面，这一时间范围对金星表面的涵盖率也并非100%，而只是80%~85%，即有80%~85%的金星表面的年龄在这一时间范围之内。

不过，尽管表面环境大相径庭，金星作为地球姊妹的“名份”倒也不能算虚假。比如，金星的物质组成及内部结构都被认为是与地球很相似的。这种相似性在密度上就有所体现：金星的平均密度约为5.2g/cm3，略低于地球的约5.5g/cm3，但由于金星比地球略小，物质受“自重”所压缩的程度也较轻，若将这一因素扣除，两者的“非压缩密度”几乎是一样的。不过，若因此就以为金星的内部结果只是地球的翻版，则又是过度的简化。有一个明显的征兆显示金星的内部结构很可能与地球存在着微妙的差异，那就是：地球有一个相当强的内部磁场，金星却没有值得一提的内部磁场。

虽然金星的缓慢自转对产生磁场的标准机制——发电机机制来说是不利的，但一般认为，金星磁场的完全缺失无法仅凭这一因素得到解释，而有赖于其内部结构上的某些微妙的独特之处。高温、高压、硫酸雨……看不到太阳、看不到月亮、也看不到星星……对这样一颗地狱般的行星，我们就介绍到这里吧。