金星在产生失控的温室效应之前是怎样的情况？
故事要从数十亿年前说起。那时的金星，就像初生的地球一样，是一个年轻而充满活力的行星。它拥有大气层，虽然比现在的地球稀薄一些，但足以形成一个可以维持液态水的环境。科学家们推测，金星的表面可能遍布着辽阔的海洋，就像地球的汪洋大海一样。阳光穿透稀薄的大气，温暖着地表，反射出明亮的光芒。
大气成分可能与现在大相径庭。虽然我们现在主要知道金星大气中充满了二氧化碳，那时的金星，可能拥有更多的氮气，以及少量的水蒸气和其他气体，比例上更接近我们今天所知的地球大气。这种更温和的大气成分，意味着一个相对稳定的气候系统。
液态水的存在是那个时期金星最显著的特征之一。想象一下，海浪拍打着金星的海岸线，可能还有河流蜿蜒流淌，汇入广阔的海洋。这些水体不仅仅是景观，它们更是生命出现的潜在摇篮。如果生命在那时确实存在，它们很可能就生活在这些海洋里，或者依靠水源繁衍生息。
除了海洋，金星的地质活动也可能与现在有所不同。虽然金星是一个活跃的行星，拥有许多火山，但在早期，这些火山活动可能并没有现在这样具有破坏性，或者其释放的气体还没有被迅速放大。地质活动与大气的相互作用，也可能在早期维持着一个相对平衡的生态系统。
想象一下，在那时的金星上，天空并非永远昏黄。或许在特定的时间和地点，能看到相对清澈的蓝色天空，就像我们今天在地球上看到的那样。阳光的强度和角度，以及大气中颗粒物的含量，都可能影响着金星天空的颜色和亮度。
这个曾经温和、湿润、甚至可能充满生机的金星，究竟是如何一步步走向今天的地狱般景象的呢？这一切都源于一个关键的转折点：失控的温室效应。金星离太阳比地球更近，接收到的太阳辐射也更强。随着时间的推移，太阳辐射的增强，可能开始逐渐蒸发金星的海洋。
一旦海洋开始蒸发，水蒸气作为一种强效温室气体，就会被释放到大气中。水蒸气会吸收并重新辐射热量，导致大气温度进一步升高。这又会加速海洋的蒸发，形成一个恶性循环。随着越来越多的水蒸气进入大气，二氧化碳也开始从岩石中释放出来，进一步加剧了温室效应。
在这个过程中，金星的大气变得越来越浓厚，温度也越来越高。最终，所有的液态水都被蒸发殆尽，水分子在高层大气中被太阳的紫外线分解成氢气和氧气，氢气逃逸到太空中，而氧气也未能形成稳定的化学键。
曾经滋养生命的海洋消失了，取而代之的是浓厚而有毒的大气层。二氧化碳成为大气的主体，它的存在将太阳的光和热牢牢地锁在星球表面。硫酸云层也开始形成，这些云层不仅反射了大部分的太阳光，使得金星看起来明亮耀眼，但同时它们也带来了剧烈的酸雨，腐蚀着地表的一切。
所以，在失控的温室效应爆发之前，金星并非我们如今所见的那样。它可能是一个与地球相似、甚至更具生命潜力的星球，拥有液态水、相对温和的气候和充满希望的未来。它向我们展示了一个生动的警示，说明即使是看起来微小的环境变化，在足够长的时间尺度上，也可能引发灾难性的后果。那个失落的蓝色星球，永远活在我们对宇宙的想象之中。
网友意见
答案是不知道。金星可能算是太阳系里面疑问最多的类地行星。只有以后的金星研究和探索才能解答这个问题。我这里只能总结一下现在的研究成果和方法。只是根据已有的观测来推断以前最可能的环境，但数据还不足够来区分哪个才是更真实的。
目前有两个独立的领域正在使用不同方法尝试探索早期金星：地质学和地球化学。地质学是研究反应环境、气候和热演化的岩石，金星则是针对在地形、岩石矿物学和地表年龄上。地球化学是研究反应气候和热演化的挥发份同位素。理论上，两个领域的结论会最终达成一致，重建出真实的早期金星气候。但现在获得的金星数据非常稀少，甚至结论互相冲突。
从金星大气同位素看历史
氢同位素比例（ ），金星大气层里的 是地球海洋和碳粒陨石冰的150倍[1]。这种程度的同位素分馏意味着金星大气层曾发生过水逃逸。因为 质量是 两倍，在发生水逃逸时， 更容易获得足够能量达到逃逸速度，如此一来金星大气层 便会上升。
但这并不足够说明金星曾有宜居海洋。或许金星曾有海洋质量的水，但不过温度太高这些水从没有冷凝形成海洋，而是长期以超临界或蒸汽态在大气层内被光解逃逸，最终形成了今天的高 [2][3]。另一种可能是金星火山周期性喷发会向大气层补充少量 气体，而这些水汽在金星高温大气里被迅速分解逃逸。这种火山补充和逃逸持续时间长了以后， 自然会上升，金星大气层内任何水汽都是暂时性的[4]。达到了平衡的 火山补充-逃逸，不需要古代地表液态水来解释高 。
金星大气里的非放射性成因、原始惰性气体 和 分别比地球富集30倍和70倍，甚至比球粒陨石都还富集[5]。早期太阳系里只有两种物质富集原始惰性气体，彗星和气体盘，而彗星在类地行星建造里应该是均质化，所以彗星不能解释金星大气的异常。唯一可能是原始金星生长速度比原始地球更快，因此从周围气体盘吸积了更厚的 原生大气[6][7]。
是一个强大的行星热演化指标。 是 放射性衰变结果，与上地幔成分高度不相容，岩浆喷发后一定会把含有的 释放到大气里，因此大气 被用来判断行星地幔脱气程度。金星大气 只有地球的20-25%，而金星玄武岩K/U是地球的50%，也就是说金星地幔脱气程度只有地球的一半；但如果假设金星地幔K/U和地球相当，那么金星脱气只有地球25%[8][9]。这基本符合观测到金星构造是停滞盖，而不是板块构造。如果地幔活动是单调的下降，那么金星的主要岩浆活动期早在 前就已经基本完成了。如果把宜居海洋和板块构造划等号，那么宜居金星必然。
我们急需更多的金星大气同位素数据来帮助限制金星气候演化：Xe同位素会帮助限制金星何时经历了大规模水逃逸，He同位素可以限制过去十亿年内的地幔脱气程度和热演化，更精确的Ar 同位素比例会告诉金星为何富集原生惰性气体与气候演化的联系，K/U 比例也会帮助限制金星热演化，N同位素帮助限制金星挥发份起源和初始水含量。而且金星热演化尤其重要，因为水逃逸后积累的氧原子需要新生地壳和岩浆来吸收，后者又由热演化决定，这反过来可以限制多少氧原子可以被吸收、对应有多大体量的水逃逸以及逃逸时间。
综合看来，我们对金星大气同位素数据收集太少，理解太年轻太简单有时幼稚。
从金星地表岩层看历史
一个判断类地行星岩层绝对年龄的方法是统计撞击坑大小和频率。金星地表的撞击坑非常稀少，早些研究估计平均地表年龄（ ）为[10]。但以往都假设了恒定的撞击频率，近些年发现类地行星撞击频率自中生代以来突然增加了，因此 估计到只有 或 [11][12]，这与地球上通过板块构造不断更新的海洋地壳年龄相当。本文采用
金星如此小的 说明地表在正在或不久前被大面积更新过，但这也代表着大部分早期历史记录不在地表。尽管90年代的金星地形图非常模糊只有100m/像素，但地形上仍能区分出了13个年龄不同的地层单位[13]。然而绝大多数单元—共覆盖75%金星表面—年龄集中在 [14]，意味着那时期金星发生一次非常迅速、持续只有几千万年的全球性构造活动，包括大面积岩浆喷发和构造变形。之后金星地质进入了一段相当安静时期。
金星为何突然发生这种灾难性更新的原因是不明确的，更不知道其后的地幔动力机制。不同假说包括地幔密度翻转，板块构造到停滞盖转换，间断性板块构造等。
不过，金星地表最古老的单位Tessera地势，占金星地表面积8%，是经历过剧烈构造变形后的高地、高原类地势。它们在地形上比周围都高，但在地层上是最低的，非常有可能在灾难性更新之前就已经形成，其表面年龄是 [15]。不过就算是 ，这个年龄也不是很古老。不过， 是Tessera地势的最后一次构造更新，Tessera到底是何时形成的仍然是未知数[13][16]。
不同岩石矿物组合会表现出不同的~1 µm热辐射发射率，也就是判断矿物成分的基础。直接来自地幔融化的镁铁质岩石比如玄武岩的热辐射相对较高，而来自二次熔融的长英质岩石比如花岗岩则表现得更低。金星地表~1 µm热辐射发射率地图，尽管分辨率低得可怜只有100km/像素，覆盖面还不全，不过能勉强看出Tessera单元比周边火山熔岩平原的发射率更低，已知熔岩平原成分是镁铁质，这说明Tessera矿物组合更偏向长英质岩石[17][18][19][20][21]。
这就非常有意思了。因为全太阳系还没有一颗出产大量长英质地壳的行星，除了地球。这是因为大体量长英质岩浆的形成需要水的存在。这里并不是指充满大气层的蒸汽，而是必须要覆盖行星表面大面积的长期稳定液态水海洋[22]。如果Tessera成分能被证实是偏长英质，这对金星历史有重大意义。很可惜，热辐射发射率和雷达地图的分辨率都太低了，前者甚至覆盖不全，阻止了进一步工作，长英质Tessera目前也仅限于猜测。
Tessera还出露一些平行线性结构，与延展上千公里的垄脊槽谷地形同时起伏，非常类似于地球地表被切割后的峡壁剖面，暴露出的巨厚层状堆积，可能是沉积岩单元或熔岩流叠[23]。这些地层厚度一两百米，岩性不明。但由于分辨率不够高，推测还存在更细的线性结构，代表只有十米厚度的地层。这些Tessera 谷壁出露的地层是揭露灾难性更新前的重要剖面。一些认为Tessera的密集峡谷类地形可能形成于以前的河流剥蚀[24]。
限于金星地质图和热辐射发射率地图的粗糙分辨率，我们无法判断Tessera 具体结构、地表特征以及成分。要知道火星地质图的分辨率已经达到了0.3m/像素，而金星却停留在90年代麦哲伦号拍摄的100m/像素。没有像样的金星任务，很难在进一步得出结论。
综合看来，我们对地质记录收集太少，理解太年轻太简单有时幼稚。
未来探索热点
很显然，我们需要从地球化学和地质学两个角度出发研究金星。我们需要对金星大气层来个全面的同位素检测，这仅从轨道飞行器还做不到。我们需要一个直接坠入金星大气层内，穿越每一层然后原地取样大气气体成分的仪器。
另一边，我们需要一个高分辨率制图和热辐射发射率检测任务，最好配合一个可以降落到Tessera着陆器，直接验证成分。
如果NASA 选择一个针对金星的 Flagship 项目，那么地球化学和地质学的研究完全可以合并，由单独一个探测器就可以完成。同理如果ESA 选择一个大型任务针对金星。不过这种任务预算都在几十亿美元，用在金星上不太像他们的作风。
NASA 正在考虑两个 Discovery 项目。DAVINCI+ 任务是准备送一个探测器穿越金星大气层，取样大气同位素。VERITAS 是一个高分辨率金星地形（15-30m/像素）和发射率制图仪（50km/像素）。这两个 Discovery 项目刚好分开专门针对金星地球化学和地质学。但真他妈所谓鱼与熊掌，二者不可得兼。NASA 只可能选中其中一个，甚至一个都选不中。但如果两个都被选上，我真要谢天谢地谢祖宗了。
ESA 另一边在考虑EnVision，性能和 VERITAS 差不多，但多带了一个地下雷达测深仪，看到地下1km 岩层，那可不得了。不过没选上那就是另一回事了。
参考
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