金星的插圖。(圖片鳴謝:uux.cn/ARTUR plaw go/科學圖片庫/Getty Images)
（神秘的地球uux.cn）據美國太空網（Rebecca Sohn）：根據行星協會的說法，金星是我們太陽的第二顆行星，被一層極其厚密的大氣層覆蓋著——這是我們太陽係中密度最大的地球大氣層。據美國國家航空航天局稱，它主要由二氧化碳構成。這顆行星也籠罩在硫酸雲中。由於其吸熱的大氣層，金星擁有太陽係中最熱的表麵。
金星通常被稱為地球的雙胞胎，因為它的大小和組成相似。雖然其表麵的條件有天壤之別，但其厚厚的大氣層導致了導致地球氣候變化的同一溫室效應的極端版本。研究人員認為早期金星的大氣更稀薄，環境更像地球。
金星的大氣中仍有一小部分區域溫度較為適中，近年來，研究人員在大氣中探測到了可能與生命有關的信號。
大氣成分
根據行星協會的數據，金星的大氣中96%是二氧化碳，3%是氮氣，1%是其他氣體。根據美國國家航空航天局的說法，這些其他氣體主要是二氧化硫、一氧化碳、水蒸氣、氦氣、氬氣和氖氣。研究人員還在地球大氣層的薄層中發現了少量氧氣，盡管它是原子氧(O)，而不是我們呼吸的分子氧(O2)。相比之下，地球的大氣層大約由78%的氮氣、21%的氧氣和1%的其他氣體組成，包括氬氣、二氧化碳、氖氣和其他氣體。
因為二氧化碳密度很高，金星的大氣密度大約是地球的93倍。如果你能站在金星的表麵，就像你身體的每一平方英寸都承受著一輛小汽車的重量，或者像在地球上海洋下麵0.6英裏的地方，沒有任何保護裝置。你會立刻被壓垮。
雲和大氣層

“金星快車”上的金星監測相機(VMC)在金星上看到的假彩色雲特征圖像。(圖片鳴謝:uux.cn/歐空局/MPS/德國航天中心/國際開發協會)
根據大英百科全書，金星的雲環繞著整個星球，主要由硫酸組成，含有少量的固體硫、亞硝酰硫酸和磷酸。它們非常厚。主要部分圍繞行星表麵延伸約30英裏至42英裏。較薄的煙霧低至地表以上20英裏，高至56英裏。
金星的大氣層主要有三層。高層大氣的溫度變化很大，一直延伸到地表以上60英裏。在那之下是中層大氣，或平流層，在那裏溫度逐漸升高，高度逐漸降低。低層大氣，或稱對流層，從地表延伸到約37英裏，包括雲層和地表上方的無雲區。接近地表時溫度會迅速升高。金星的高層大氣上方也有一個電離層，或帶電粒子層。
氣候和天氣
除了太陽，金星的表麵是我們太陽係中最熱的東西，甚至比水星的表麵還要熱，盡管它離太陽更近。這是由於金星厚厚的吸熱大氣層及其失控的溫室效應。金星的表麵溫度可高達860華氏度(460攝氏度)，足以熔化鉛。據《今日宇宙》報道，白天和晚上的溫度沒有太大差別。它也幾乎沒有季節變化，因為它的軸幾乎沒有傾斜。
據《今日宇宙》報道，金星表麵有微風，但在雲層中部，風速高達每小時435英裏。這些風速在赤道附近會減慢。雖然金星作為一顆行星在兩個地球年內隻自轉三次，但它的雲每四天繞地球一周。它還在金星上“降下”硫酸，但極端的表麵熱量導致雨水在到達表麵之前蒸發。
曆史
研究人員認為金星曾經是一顆類似地球的行星，覆蓋著海洋。那時我們的太陽會變得更冷更暗，但是隨著它變得更亮更熱，金星的海洋開始蒸發。這種蒸發被認為引發了金星失控的溫室效應。大量的水蒸氣是一種溫室氣體，會從海洋中蒸發，並最終進入大氣，使地球變暖，導致海洋蒸發更多。
研究人員認為，金星海洋的蒸發引發了地球板塊構造的停止，地球上的地質係統導致了稱為板塊的行星地殼的運動。板塊構造也導致岩石中的碳被周期性地推向地下深處。如果沒有它，研究人員認為這顆行星的碳最終進入了金星的大氣層，加劇了溫室效應，並將其變成了我們今天知道的極端環境。
生命的潛力

藝術家對金星上火山爆發的印象。(圖片來源:uux.cn/歐空局/AOES)
盡管金星的環境惡劣，但有人猜測它的大氣層中可能仍然有生命存在。金星的部分大氣層比它的表麵更涼爽，條件也沒有那麽惡劣。由於生命可能在地球早期類似地球的曆史中進化，一些研究人員認為生命可能已經適應了地球不斷變化的表麵，向其大氣層遷移。
2020年，科學家報告說，他們在金星的大氣中檢測到一種叫做磷化氫的氣體，這種氣體在地球上是由生命產生的。然而，對數據的重新分析揭示了可能的錯誤，作者修正了大氣中磷化氫的估計值，使之低得多。從那時起，其他任務已經發現金星的大氣中可能很少或沒有磷化氫。
常見問題金星的大氣層中能存在生命嗎？
雖然在金星的大氣中沒有發現生命的跡象，但一些研究人員認為，生命有可能存在於相對溫和的氣候和該星球大氣壓力降低的環境中。雖然這些條件仍然比我們星球上的大多數條件更嚴酷，但地球上的一些微生物，稱為極端微生物，生活在類似的條件下。
金星有氧氣嗎？
盡管科學家在金星的大氣中檢測到少量的原子氧，但沒有跡象表明金星的大氣中曾經有過顯著的分子氧。有可能金星蒸發的海洋導致大氣中有大量氧氣，但是還不清楚發生了什麽。也沒有理由懷疑金星的大氣中有分子氧，即使它曾經與早期的地球相似，因為地球早期的大氣中不含太多氧氣，直到生命開始產生氧氣。
金星的大氣是高壓嗎？
是的，金星上的大氣壓力非常高，尤其是在其表麵。如果你能站在金星上，壓力就像一輛小汽車的重量壓在你身體的每一平方英寸上，或者壓在地球海洋下大約0.6英裏處。
專家回答的問題
詹姆斯·萊昂斯
行星科學研究所高級科學家
詹姆斯·萊昂斯是研究行星大氣化學的行星科學家。他研究了火星、金星和早期地球的大氣層，以及形成我們太陽係的化學過程。
研究人員認為硫雲是如何在金星的大氣中形成的？
人們早就知道(20世紀60年代末)，金星上的雲主要由硫酸滴組成。長期以來，人們一直懷疑多硫化合物也與金星大氣中雲粒子和煙霧的形成有關。多硫是純硫的一種形式，由不同數量的硫原子組成。最常見的例子是S2、S4和S8，用數字(應該是下標)表示多硫分子中S原子的數目。正常的黃色硫磺粉是由S8分子組成的。金星上的雲似乎是由硫酸液滴凝結成由多硫分子構成的更小顆粒組成的。多硫分子是由大氣中SO2(二氧化硫)的光化學(紫外光)分解產生的。
你的研究如何修正這種理解？
在我們2022年的《自然通訊》論文中，我們確定了S2產生的一種新的光化學途徑。這一點很重要，因為S2的形成是產生多硫顆粒的最慢步驟。我們發現它的快速形成是一係列二聚體SO反應的結果，二聚體SO是兩個SO(一氧化硫)分子結合成一個OSSO分子。OSSO光解產生S2O，然後與SO反應產生S2。這是一係列複雜的反應，就像硫的光化學反應一樣。我們工作的另一個重要方麵是使用計算化學技術來確定反應速率。這使得我們能夠精確地模擬從未在實驗室中研究過的反應。
為什麽理解金星大氣中硫雲形成的化學過程很重要？
理解硫雲化學很重要，原因有二。首先，美國國家航空航天局將在2030年左右向金星發射達芬奇飛船。雲化學分析將是這項任務的重要組成部分。第二，我們為了解金星大氣中的硫化學所做的工作將有助於我們更好地了解我們的大氣被氧化之前的古代地球的大氣。大約24億年前氧氣的增加是地球曆史上的一個重大事件，我們仍然不完全了解。