A víz nem csak a Marsig folyt: a Vénusz kihalt óceánjai
Ő lehet a Föld tökéletes ikre. Méretét, geológiai összetételét és alapvetően a Naptól való távolságát tekintve a Vénusz nagyon hasonlít bolygónkhoz. Valamiért azonban organizmusok, folyók, tavak és óceánok helyett sűrű üvegházi légkört találunk, amely izzó 450 ° C-ra melegíti a felszínt.
Forró pár
Ma a Vénusz körülbelül százezerszer szárazabb, mint a Föld. Nos, nem mindig volt ilyen. Ugyanabból az anyagból származott, mint a Föld vagy a Mars. Az a tény, hogy mindkét bolygón sok víz vagy jég van, valamint az a tény, hogy a víz a Naprendszerben gyakori, arra utal, hogy A Vénusz születésekor sok vizet tartalmazott. Évmilliók alatt több vizet nyert a vízben gazdag metoidokkal és üstökösökkel való ütközés után, amelyek többnyire vízi jégek. Régen a víz jelenléte a Vénuszon megerősíti a deutérium (nehéz hidrogén) és a közönséges hidrogén közötti légköri arányt, ami százszor magasabb, mint a Földön. Egy ilyen kép elhagyná a kozmikus sugarak által okozott vízmolekulák bomlását. Továbbra is bizonytalan, hogy a Vénusz körülményei valaha is stabilizálódtak-e ahhoz, hogy a vízmolekulák képezzék az óceánt. És ha igen, akkor kérdéses, hogy mennyi víz volt a bolygón és mennyi ideig tartott. A Vénusz talán legnagyobb paradoxonja segít megválaszolni ezeket a kérdéseket: egy nap itt tovább tart, mint egy egész év!
Szakadt víz?
A Vénusz 243 Földnaponként kering tengelye körül, de a Nap körül csak 225 Földnap alatt kering. Ezenkívül más bolygókkal ellentétes irányban forog. A régi katasztrófa valószínűleg hibás. Alex Alemi és David Stevenson csillagászok a Naprendszer evolúciójának számítógépes szimulációiban azt találták, hogy a Vénusz létének kezdete volt két feltörekvő bolygóval ütközött. Az első bolygóütközés után a kidobott anyag holdat hozott létre a Vénusz pályáján. Röviddel ezután, mintegy tízmillió évvel később, egy újabb hatalmas ütközés megfordította a Vénusz forgását, aminek következtében az újonnan kialakult hold fokozatosan omlik be bolygójára.
Ezek a hatalmas ütközések látszólag elég energikusak voltak ahhoz A jelenlegi vizet oxigénné és hidrogénné "hasította". Míg az oxigén azonnal megkötötte a vasat és az újjáalakult bolygó mélyén kötött ki, a hidrogén elszabadult az űrbe. A föld szerencsésebb volt. Csak egy bolygóütközésen esett át. Sőt, úgy tűnt, kevésbé energikus, mint amit a Vénusz átélt.
Hogy e katasztrófák után a Vénusz belseje nagyon kevés vizet tartalmazott megerősíti az argon-40 enyhe légköri tartalmát, amely körülbelül 400-szor alacsonyabb, mint a Földön. Az argon-40 izotóp a bolygók mélyén képződik a radioaktív kálium bomlása során, és onnan származik a gázmentesítés során kilépő vízzel együtt. "Ez az izotóp a víz szivárgásának időskáláját adja meg számunkra, mivel fokozatosan képződik, és kevés van belőle a Vénuszon" - mondja John Davies geofizikus a Cardiff Egyetemről.
Legalább egy kis óceán
A bizonyítékok tehát arra utalnak, hogy a Vénusz felszíne és belseje kevés vizet tartalmazott a valószínűleg 4,5 milliárd évvel ezelőtti katasztrófák után. A másik oldalon, a vizet a bolygóra később kétségtelenül metroidok és üstökösök adták. Azt a hipotézist, miszerint a Vénusz valóban létrehozta az óceánt, a Venus Express űrszonda megállapításai támasztják alá. Készített egy térképet, amely feltünteti a Vénusz legrégebbi területein található kőzetek kémiai összetételét. Phoebe és Alpha Regio területén világosabb kőszínt talált, mint a bolygó többi része. A kőzetek világos színe általában a könnyű könnyű ásványok, például a szilícium magas arányát jelenti, amely jellemző a gránitnak és a kontinentális kéregnek nevezett kőzetre. Kés és a gránit felhalmozódása a felszínen a kontinentális kéreg kialakításához Nils Müller planetológus szerint a Münsteri Egyetemről feltételezi a rákok (tektonika) és az óceán mozgásának jelenlétét.
Kevésbé túlmelegedett
Paradox módon, lényegében kevesebb víz, mint a Földön, jó hír a fiatal Vénusz lakhatékonysága szempontjából. Körülbelül 4 milliárd évvel ezelőtt a nap süt, mintegy 40% -kal halványabban, mint ma. A föld ekkor nem fagyott le (többek között), mivel az óceánok felszínének 97-98% -át lefedték. Mivel a víz kiváló hőtároló, az óceánok a Föld radiátoraként működtek. Ellenkezőleg, egészen a Vénusz kis óceánjai sokkal kevésbé hevítették otthoni bolygót.
A helyi napok rendkívüli hossza a fiatal Vénusz enyhe éghajlata mellett is szól. Jun Yang, a Chicagói Egyetem vezetésével végzett asztrofizikusok csoportjának legújabb kutatásai azt mutatják a lassú forgás lehetővé teszi az enyhe hőmérséklet fennállását még a Nap körül keringő bolygókon is a Vénusz pályáján. Ennek oka, hogy a test megvilágított területeinek melegítésében a nem megvilágítottakhoz viszonyítva jelentős különbségek erősítik a légkörben folyó áramlást. A szél így hatékonyan továbbítja a hőt az egész bolygón. Ezenkívül a fokozott keringés fokozza a felhők képződését azon a helyen, ahol a csillag sugárzása a legközvetlenebbül esik. Ezek a felhők aztán egyfajta pajzsot képeznek a visszaverődő napsugaraktól.
A Vénusz lehetséges megjelenése körülbelül 4,5 milliárd évvel ezelőtt.
Hosszabb ideig lakható, mint a Mars?
A vízrekordok enyhe éghajlatot tartanak fenn lassú forgatás nélkül is. Bolygó termosztátként működik. Ha túl hideg van, a szén-dioxid felhalmozódik a légkörben, és felmelegíti a bolygót. Ha túl meleg van, megnő az oldódása és az ásványi anyagok kötése szilikátokhoz időjárásuk során, ami csökkenti a szén-dioxid jelenlétét. David Grinspoonpreto asztrobiológus és planetológus ezért azt mondja ha vizet adunk a fiatal Vénusz üvegházhatásának modelljéhez, sok felhővel rendelkező légkört kapunk, amely bolygónkénti hőmérsékleten hűtheti az éghajlatot. "Kutatásunk eredményei egyelőre csak előzetesek, de azt sugallják, hogy a Vénusz felszínén a víz sokkal tovább tartott, mint eddig tűnt" - mondja Grinspoon. Találkozik azzal a gyakran idézett ábrával, hogy a Vénusz óceánjai kevesebb mint 600 millió éve léteznek. Szerinte azonban a vízzel és a felhőkkel érkező visszacsatoló hurkok hosszabb ideig képesek fenntartani az enyhe éghajlatot a Vénuszon akár kétmilliárd évig. Ha a hatásukhoz hozzáadjuk a néhány hónappal ezelőtti lassú forgás hatását, azt találjuk, hogy az enyhe éghajlat még tovább is fennállhatott a Vénuszon.
Ha a Föld ugyanolyan távolságra kering a Naptól, mint manapság a Vénusz, átlagos felszíni hőmérséklete körülbelül 55 ° C lenne, ami enyhe hőmérsékletet jelentene a sarki területeken, trópusi hőt közepes szélességben és forró napokat az Egyenlítőnél. De milyen meleg volt a Vénusz a távoli múltban? Ha a mai Föld 4 milliárd évvel ezelőtt keringett a Vénusz körül, akkor a Nap akkori hőmérsékletéből, méretéből, távolságából, a Föld légkörének összetételéből és a visszavert fény mennyiségéből származó számítások alapján az átlagos felületi hőmérséklet körülbelül 15 ° C volt, ami megfelel a mai Földnek. Kivéve, hogy a fiatal Vénusz különbözött a mai Földtől.
Még a fiatal Föld is különbözött a mai Földtől. A jelenlegi formájában, a Nap fényességénél, mint 4 milliárd évvel ezelőtt, csak -18 ° C felületi hőmérsékletet ért volna el. Az egész bolygót átfogó óceánnak köszönhetően az óriási árapálymozgások során bekövetkező súrlódások (a hold sokkal közelebb keringett a Földhöz, az árapály elérte a 300 m-t), a szén-dioxidban és más tényezőkben gazdag sűrű légkör azonban enyhe éghajlatnak adott otthont. Milyen meleg, nem tudjuk pontosan. Az átlagos felületi hőmérséklet -5 ° C és 20 ° C között változhat, és ennek a varianciának az alacsonyabb értékei reálisabbnak tűnnek. Mit jelent ez a Vénusz számára? Tudjuk, hogy a Föld felmelegedéséhez hozzájáruló számos tényező hiányzott, és fordítva, olyan éghajlat-hűtési tényezőket alkalmaztak a felszínén, amelyeknek a Föld nem rendelkezett. Ugyanakkor kiszámíthatjuk, hogy légkör nélkül átlagos felületi hőmérséklete 13 ° C körül lenne.
Négy milliárd évvel ezelőtt pontosan így nézhetett ki a Vénusz: kis óceánok, erős szél és a földi trópusokkal összehasonlítható magasabb szélességi fokokon.
Most jön a találgatás. A konzervatívok közül, amelyek a széndús atmoszféra melegítő hatását hangsúlyozzák, és a hűtési mechanizmusoknak csak enyhe hatását feltételezik, a Vénusz 4 milliárd évvel ezelőtti átlagos felületi hőmérséklete 30-40 ° C körül mozog. 2 milliárd évvel ezelőtt a légkör várható összetételével 55-65 ° C körülire emelkedne (35 ° C-os gázburkolat nélkül). Ezek azok az értékek, amelyeknél a kontrollálhatatlan üvegházhatás kiváltódik a víz hatalmas párolgása miatt. Konzervatív feltételezések szerint a Vénusz mindössze 3–2 milliárd évvel ezelőtt veszítette el óceánjait.
Katasztrofális lávaáradatok
A víz síktektonika kenőanyagaként működik. Ha eltávolítja a víztartalmú ásványi anyagokat a bolygó belsejéből, a kéreglemezek mozgása leáll. Ez korlátozni fogja a bolygó hővesztési képességét, és valószínűleg ezt "kapcsolta ki" a Vénusz mágneses tere. A vizet, amely vízgőz formájában a légkör részét képezte, hidrogénre és oxigénre bontották, miután ez a védőpajzs elveszett. A könnyű hidrogén kiszabadult az űrbe, miközben az oxigén nagy része láthatóan a sziklák részévé vált.
David Grinspoon szerint azonban a Vektuszon a tektonikus mozgások víz nélkül is megtörténhettek - igaz, epizódszerűen, hosszú békés időszakok után: "Ha egy ideig nincs tektonikus aktivitás, a hő felhalmozódik a bolygón belül. Végre gyors puccs következik. ”A rendkívüli vulkáni tevékenység drámai időszakára került sor. A mai napig olyan lávafolyásokat látunk, amelyek nagyjából egyidőben borították a bolygó négyötödét. A Vénusz felszíne tehát egyidősnek tűnik. Jobb mondta, a kráterek kis száma miatt, ugyanolyan fiatalok. Korát 300-700 millió évre becsülik.
Ha az élet a Vénuszról indult, és nincs ok feltételezni, hogy nem lehet, akkor annak nyomai megtalálhatók egy bolygó felvidékén, amelyet a láva nem árasztott el. Ha mégis megtörtént, akkor nagy része valószínűleg az ellenőrizetlen üvegházhatás első napjaiban kihalt. A többi azonban a Nap és az oxigéntől független, ún a kemotróf baktériumok túlélhetik a föld alatt. Más szervezetek túlélhetnek a még vizet tartalmazó felhőkben, körülveszik az egész bolygót, és enyhe hőmérséklet jellemzi őket, és még nagyobb a stabilitás, mint a földi felhőknél.
A cikk kivonat a Bolygók pusztulása: A Mars és a Vénusz elveszett óceánjai című cikkből, amely eredetileg megjelent GoldMAN magazin.