3.3　为什么金星会变成一个地狱般的地方？

在古代中国，金星有好几个名字。黎明时分，它会出现在东边的地平线上，所以被人们称为“启明星”；而黄昏时分，它又会出现在西边的余晖中，所以又被人们称为“长庚星”。此外，它也经常被称为“太白星”，即道教中玉皇大帝的信使。而在西方，人们管金星叫维纳斯，也就是罗马神话中主管爱与美的女神。在很多神话故事中，金星都被描绘成了一个特别浪漫而美丽的地方（图3.14）。

事实上，有很长一段时间金星一直被视为地球的姐妹行星，因为它们确实有很多相似之处。比如说，金星的体积约为地球体积的85.5%，而金星质量约为地球质量的81.5%；换言之，两者的大小和质量都相差无几。因此，很多人都幻想过说不定有朝一日人类能移民金星。

但到了20世纪下半叶，移民金星的幻想被彻底打破。而打破它的，正是我们前面提到过的美苏太空争霸。

前面说过，苏联一度在太空争霸中独占鳌头：第一颗人造卫星、第一位宇航员以及第一个月球探测器，都是苏联送上天的。事实上，苏联也是最早尝试探测金星的国家。

20世纪60年代初，苏联启动了著名的“金星计划”；在超过20年的时间里，这个计划总共发射了26个探测器来探测金星。

1961年2月4日，苏联人首次尝试发射金星探测器。但不幸的是，这个探测器根本没能飞离地球。为了面子，苏联人没把这个探测器纳入“金星计划”，而对外宣称他们只是发射了一颗人造地球卫星。8天之后，也就是2月12日，苏联人又开始了一次新的尝试。这一回，他们终于把一个探测器送出了地球，这就是“金星1号”。但“金星1号”发射7天后就与地球失联，所以这次任务还是以失败告终。

此后数年，苏联人一直厄运不断。他们先后发射了12个金星探测器，不是飞不出地球，就是飞出不久就失联，结果全都以失败告终。顺便多说一句。凡是飞不出地球的探测器，都没被纳入“金星计划”。

整整6年后，苏联人的付出才获得回报。1967年发射的“金星4号”，于当年10月18日成功进入金星轨道，并且发回了金星大气层的数据。这也让它成为历史上第一个进入其他行星大气层的人造物体。有趣的是，苏联人当时还吹牛，说“金星4号”也成功抵达了金星的表面。但不久之后，美国“水手5号”传回来的观测数据表明，金星大气压是地球大气压的近百倍，能在“金星4号”登陆前就把它压得粉碎。苏联人不得不尴尬地撤回他们之前的声明。

三年后，苏联又取得了重大的突破。1970年发射的“金星7号”，于当年12月15日穿越了金星大气层，成功到达了金星的表面。这也让它成为历史上第一个在其他行星表面登陆的人造物体。此后，它还与地球通信了23分钟，并且把火星地表的数据成功传回了地球。后来的10多年间，苏联发射的探测器曾先后十次登陆金星表面（图3.15就是这些探测器在金星表面的登陆地点），并获取了大量关于金星大气、地表和地壳的一手资料。

可能你会问了：“为什么探索金星的全是苏联人啊？美国人怎么什么都没干呢？”事实上，美国人也没闲着。与苏联的“金星计划”同时，美国也启动了一个“水手计划”。这个太空计划总共发射了10个探测器。但不像苏联人一直钟情于金星，“水手计划”发射的绝大多数探测器都去了火星。

当然，美国人也没有完全忘记金星。1989年，美国发射了“麦哲伦号”金星探测器。它配备了一套非常先进的雷达探测系统，能穿透厚厚的云层直接拍摄金星表面的影像。从1990年8月10日到1994年12月12日，“麦哲伦号”一直在环绕金星飞行，并把它拍到的金星照片不断传回地球（图3.16）；把这些照片拼在一起，科学家就获得了历史上第一张完整的金星地图。

正是这些为了太空争霸而发射的金星探测器，让人类意识到金星原来是一个如同地狱般恐怖的地方。

金星最恐怖的是以下三点：①高温。金星表面的平均温度约为460℃，是整个太阳系中最炽热的行星；换句话说，人类要是到了金星表面，立刻会被烤熟。②高压。金星表面的大气压是地球大气压的92倍，相当于在1平方米的面积上放上一个950吨的重物。这是什么概念呢？大致相当于在一个普通人的头顶放上一辆坦克。③强腐蚀性。金星上的火山喷发把大量的硫化物送上了高空，进而形成了大片的硫酸云层；因此，金星上会时不时地下一场规模浩大的硫酸雨。由于这三大危险，金星就变成了一个名副其实的地狱。

可能你要问了：“一个明明和地球颇为相似的行星，为什么会变成这种宛如地狱的样子？”最早揭开这个秘密的人，是美国著名天文学家、科普作家卡尔·萨根。

我对萨根的工作量一直感到困惑。一般的大学教授，一生中大概能发表100篇学术论文。而萨根，总共发表了600多篇论文。除此以外，他还写过20多本书（包括一本后来拍成好莱坞大片的科幻小说），做过一个在全世界范围内拥有5亿观众的电视科普节目，并长期担当一家学术期刊的主编。更匪夷所思的是，尽管拥有这么惊人的工作量，萨根去世的时候才只有62岁。

这些工作让萨根获得了很多荣誉，包括两次普利策奖（新闻界的最高奖）、两次艾美奖（电视界的最高奖）和一次雨果奖（科幻界的最高奖）。当然，萨根在科学领域也贡献颇丰。举个例子。早在苏联的“金星7号”登陆金星之前，萨根就已经揭开了金星变成地狱之谜。而造成这一悲剧的罪魁祸首，就是大家在日常生活中经常听到的“温室效应”。

为了便于理解，我先来讲讲地球上的温室效应。

众所周知，任何具有温度的物体都会向外辐射电磁波，这就是所谓的热辐射。物体的温度越高，热辐射的总能量就越高，则短波长的电磁波所占的比重就越高。反过来，物体的温度越低，热辐射的总能量就越低，则长波长的电磁波所占的比重就越高。很明显，太阳表面温度远远高于地球表面温度。因此，太阳辐射的平均波长就较短，而地球辐射的平均波长就较长。

地球大气层中包含一类特殊的气体（其中包括二氧化碳、水蒸气、甲烷和臭氧），称为温室气体。其最大的特点是，对短波长的电磁波几乎没什么影响，但对长波长的电磁波有很强的吸收能力。我们前面说过，太阳辐射的平均波长较短，不会受温室气体的阻碍，能顺利到达地球表面。而地球辐射的平均波长较长，会有相当大的一部分被温室气体拦截下来，进而使大气层升温。大气层又会辐射电磁波，其中一部分进入了太空，而另一部分则返回了地球表面。这意味着，地球辐射的部分能量会受到温室气体的拦截而返回地球表面。很明显，温室气体的存在能让行星表面的温度升高，这就是所谓的温室效应（图3.17）。

我们在游览地球的时候就说过，温室效应是地球能成为生命绿洲的一个非常重要的因素。目前地球表面的年平均温度是14℃。如果没有温室效应，这个温度会骤降为—18℃。很明显，如果地球表面的平均温度骤降32℃的话，地球将变成一个很难生存的地方。

但反过来，如果温室效应大幅增强，甚至最后失控的话，那就会变成一个更加可怕的灾难。1961年，萨根在《科学》杂志上发表了一篇论文，率先指出温室效应失控是把金星变成恐怖地狱的罪魁祸首。

前面说过，温室气体中包括二氧化碳。在地球大气中，二氧化碳的含量在0.03%～0.04%之间。而在金星大气中，二氧化碳的含量高达96%！这么高的二氧化碳含量，让温室效应彻底失控；相应地，金星表面辐射的电磁波几乎全都被金星大气所拦截。正因为如此，金星表面的平均温度飙升到了460℃，变得比离太阳最近的水星还要高。

这也能解释为什么金星会拥有如此之高的大气压。大气温度高，就说明大气分子有很快的运动速度。因此，金星大气中那些密度较小的气体（如水蒸气），就拥有足够快的逃逸速度来脱离金星引力的束缚。只有那些密度较大的气体，才会被金星引力继续束缚在它的周围。由于只剩下密度大的气体，金星的大气压自然就大幅增大了。

正是由于失控的温室效应大幅升高了金星的温度和大气压，才把金星变成了一个如此恐怖的地方。

我们来做个总结。20世纪60年代初，苏联启动了著名的“金星计划”，在20多年的时间里发射了26个金星探测器，并把10个探测器送上了金星的表面。这些探测器发现，金星其实是一个地表温度高达460℃、表面气压92倍于地球大气压，还时不时会下一场硫酸雨的恐怖地狱。卡尔·萨根最早指出，这是由于金星大气中二氧化碳含量高达96%，进而导致温室效应彻底失控；而正是由于失控的温室效应所导致的高温和高压，才把金星变成了一个如地狱般恐怖的地方。

最后再说几句。过去一百年间，地球大气中的二氧化碳含量也有了显著的上升。一方面，人类燃烧了大量的化石燃料（如煤炭、石油和天然气），从而向空气中直接排放了大量的二氧化碳。另一方面，人类又大面积地砍伐森林，从而大幅度地减少了能通过光合作用吸收二氧化碳的绿色植被的数量。而进入21世纪以后，全球变暖的进程明显加快。举个例子。全球变暖导致冰川融化，海洋面积占地球总表面积的比例，已经从20世纪末的71%变成了现在的75%。

人类必须要保护地球，这已经是一个老生常谈的话题。但说实话，我并不认为地球需要人类的保护。因为她曾历经五次生物大灭绝，而一直岿然不动。真正需要保护的，其实是人类自己。 xJIZGrPF9jMJi0t9dqJteIWA2qmfRXFBGNTKXJL78N6+oEOPcO/P33fVlLoVB2rg