当你今天观察金星时，它似乎不是一个非常受欢迎的地方。表面温度比烤箱还高，大气压力相当于海洋深处 3000 英尺，而且我们所见过的任何地方都没有液态水，这似乎与适合生命出现的舒适环境相反。
但在过去的十年里，科学家们开始怀疑这个“地狱星球”是否曾经适合居住。数十亿年前，金星可能是一个更凉爽、更湿润的地方，其海洋与地球上的海洋没有什么不同。
甚至有可能很久以前，金星本来就适合生命存在——但在某个时刻，出现了严重的问题。
为了找出我们的另一颗邻近行星需要什么条件才能适合居住以及为什么它不再适合居住，我们采访了两位金星专家，了解我们对金星历史的了解以及我们尚不知道但可能很快就会了解的内容。
两个星球的故事
尽管金星和地球现在有很大不同，但金星和地球曾经非常相似。这两颗行星大小相似，并且在太阳系的早期阶段由相似的材料形成。它们也都位于太阳系中称为雪线的边界内，雪线是水形成冰粒的点。
存在一些差异——金星距离太阳更近，因此接收到的热量更多，而且它的密度比地球小，而且自转速度更慢——但总的来说，这两颗行星在早期可能遵循着非常相似的路径。
因此，尽管存在争议，金星在其遥远的过去可能曾经存在过水海洋。例如，美国宇航局行星科学家在 2016 年进行的一项研究模拟了金星的历史气候条件，发现如果存在海洋，金星可能会在大约 30 亿年的时间里保持 20 至 50 摄氏度的稳定温度。
但这些模型要求地球上已经存在水，而情况是否如此还有待商榷。
然而，无论那里是否有水，科学家们一致认为金星的环境并不舒适。在某个时刻，地球和金星急剧偏离，金星进入了所谓的失控温室阶段。较高的温度导致地表水蒸发，在大气中形成水蒸气，水蒸气被阳光分解成氧气和氢气，然后散失到太空中。温室气体在大气中积聚，使温度更高。人们认为金星就是这样变成今天这个地狱般的地方的。
不过，这些变化不仅影响了地球的大气层。大气的变化也会影响地球的构造。由于行星表面的加热速度快于其内部，因此行星内部的物质运动较少。活跃的构造，就像地球上的构造一样，被认为对可居住性很重要，因为它可以稳定气候。由于构造活动减少，地球可能更难回收水，从而不太适合潜在的生命。
“我们知道金星变得更热。我们知道它失去了水。这些已知的损失将改变构造，”月球与行星研究所的金星构造专家沃尔特·基弗解释道。然而，基弗说，也有可能是地质构造事件首先发生并导致气候变化：“这是一个先有鸡还是先有蛋的问题。”
基弗说，在审视一颗行星的过去时，我们需要了解该行星作为一个整体是如何运作的：“我们必须将金星视为一个系统。气候在做什么？大气层在做什么以及向大气中的排气在做什么？是构造运动驱动了大气演化，还是大气演化驱动了构造演化？或者更有可能的是，两者兼而有之。”
魔鬼就在时间尺度里
当我们谈论宜居性时，弄清楚我们的意思是有帮助的。因为当你听到“宜居”这个词时，你可能会想到从温度到辐射量再到大气中的氧气等因素——所有人类赖以生存的东西。但在行星科学术语中，这个词的使用方式要有限得多。它纯粹指的是表面温度在 0 到 100 摄氏度之间、水可以以液体形式存在的行星。
“我将行星宜居性定义为维持温和表面条件的能力，”加州大学河滨分校的行星宜居性专家斯蒂芬·凯恩说。 “意思是在一个狭窄的范围内——而且是一个非常狭窄的范围——允许地表液态水长期存在。”
它受到从磁场到行星大小再到月球存在等一切因素的影响。事实上，有很多因素会影响表面温度，并且没有简单的方法来说明理想的宜居行星是什么样子。
但即使条件完美，并且金星在其历史上的某个时刻确实具有所需的表面温度，这仍然可能不足以使其具有有意义的宜居性——这是因为所需的时间尺度。基本上，像生命这样的东西的出现需要很长很长的时间。
凯恩说：“宜居性的关键不仅在于达到地表液态水所需的温度，还在于保持这一温度。” “而维持它是非常非常困难的部分。”
生命的出现到底需要多长时间的稳定表面温度以及你所想象的生命有多复杂，还有待争论，但所需的时间尺度可能约为数十亿年。
这发生在地球上，表面温度是通过板块构造等过程来维持的。但坦率地说，我们不知道这种情况有多普遍。也许大多数岩石行星都像地球一样，它们确实具有板块构造或其他机制，使它们能够在很长一段时间内达到所需范围内的稳定温度。或者也许大多数岩石行星更像金星，生命所需的条件极其罕见。
我们的星球可能是一个不太可能的宇宙侥幸。
太阳系之外的相关性
考虑到金星过去是否宜居的不确定性，我们有理由问为什么我们应该关心它。即使地球上曾经有过一段短暂的生命出现的时期，但现在那里存在生命的可能性也非常低。 （有一些理论认为金星大气中可能存在微生物，但这一证据充其量也存在激烈争论。）
但金星不仅本身很重要。它也是我们银河系中其他行星的代表。
如此多的行星科学家对了解金星及其历史感兴趣的原因是，它可以告诉我们很多关于其他系统中的其他行星可能是什么样子的信息。虽然我们无法去参观这些世界或近距离观察它们，但我们可以在金星上做到这一点。如果我们想了解系外行星，特别是如果我们想识别潜在的宜居系外行星，我们需要首先了解我们后院的行星。
“推断系外行星的条件将非常非常困难。这确实是一个巨大的挑战，”凯恩说。 “因为这是一个推论——我们不会去那里，我们不会降落在系外行星的表面——所以推论来自一个模型。”该模型是根据太阳系的数据创建的。
“如果我们不能为太阳系找到正确的方法，那么我们就不能为系外行星找到正确的方法，”他说。
另一方面，如果金星在某个时刻确实适合居住，那么这就为大量系外行星也可能适合居住打开了大门。
“如果金星确实有一个重要的宜居时期，我认为这是相当深刻的，”凯恩说。距恒星一定距离的岩石行星可能会自然落入这种状态，水循环的自然反馈回路倾向于表面液态水的可能性。 “这将告诉我们很多关于我们是否可以在其他地方期待这种情况的信息。”
新任务，新数据
尽管我们对金星的历史一无所知，但我们很快就会了解更多。通过在未来十年内执行三项探索金星的任务，我们将获得对金星大气和地形的新测量结果，这可以告诉我们它的历史。
通过观察金星大气中氢与其同位素之一氘的比例等因素，科学家将能够了解金星是否随着时间的推移失去了大量的水。通过测量惰性气体的含量，他们可以了解大气是如何被太阳风吹走并从大气中消失的。即将到来的任务的其他部分将发现有关地球火山活动及其内部的更多信息。
这三项任务将使我们更进一步了解隔壁这个复杂、美丽、地狱般的星球。但只要有科学家，就会有更多的问题。
“这将是一组额外的线索，”基弗说。 “我们会得到所有的答案吗？不，我们会带着更多我们需要的任务回来。但这是下一组线索。”