W 1978 r. Misja NASA Pioneer Venus (znana również jako Pioneer 12) dotarła do Wenus („Siostry Ziemi”) i znalazła oznaki, że Wenus mogła kiedyś mieć oceany na swojej powierzchni. Od tego czasu do Wenus wysłano kilka misji, które zgromadziły dane dotyczące jej powierzchni i atmosfery. Z tego wyłonił się obraz tego, jak Wenus dokonała przejścia z planety „podobnej do Ziemi” do gorącego i piekielnego miejsca, w którym jest dzisiaj.
Wszystko zaczęło się około 700 milionów lat temu, gdy ogromne wydarzenie nawierzchniowe wywołało niekontrolowany efekt cieplarniany, który spowodował, że atmosfera Wenus stała się niesamowicie gęsta i gorąca. Oznacza to, że przez 2 do 3 miliardów lat po powstaniu Wenus planeta mogła utrzymać środowisko nadające się do zamieszkania. Według ostatnich badań wystarczyłoby to na tyle, aby życie pojawiło się w „Siostrze Ziemi”.
Badanie zostało zaprezentowane wczoraj (20 września) na wspólnym posiedzeniu Europejskiego Kongresu Planetarnego (EPSC-DPS), które odbyło się w dniach 15-20 września w Genewie w Szwajcarii. To tutaj Michael Way i Anthony Del Genio z NASA Goddard Institute for Space Science (GISS) podzielili się nowym spojrzeniem na historię klimatu Wenus, co może mieć wpływ na poszukiwanie egzoplanet nadających się do zamieszkania.
Na potrzeby swoich badań dr Way i dr Del Genio stworzyli serię pięciu symulacji, które uwzględniają środowisko Wenus w oparciu o różne poziomy pokrycia wody. Polegało to na dostosowaniu trójwymiarowego ogólnego modelu cyrkulacji, który uwzględniał zmieniające się składy atmosferyczne i stopniowy wzrost promieniowania słonecznego, gdy Słońce stawało się cieplejsze w ciągu swojego życia.
W trzech z pięciu scenariuszy Way i Del Genio założyli, że topografia Wenus była mniej więcej taka sama jak obecnie, ocean wahał się od minimalnej głębokości 10 m (~ 30 stóp) do maksymalnie około 310 m ( ~ 1000 stóp) i niewielka ilość wody została zablokowana w glebie. Rozważali również scenariusz z topografią Ziemi i 310-metrowym oceanem, a także inny, w którym Wenus była całkowicie pokryta oceanem o długości 158 m (~ 500 stóp).
W końcu wszystkie pięć symulacji wskazało to samo: że Wenus byłaby w stanie utrzymać stabilne temperatury - od niskiej 20 ° C (68 ° F) do wysokiej 50 ° C (122 ° F) - przez około trzy miliardy lat. Gdyby nie seria wydarzeń, które spowodowały ponowne wynurzenie 80% powierzchni planety (co doprowadziło do odgazowania CO² zawartego w skorupie), mogłoby to być nawet możliwe do zamieszkania dzisiaj. Jak wyjaśnił Way:
„Nasza hipoteza jest taka, że Wenus mogła mieć stabilny klimat od miliardów lat. Możliwe, że niemal globalne wydarzenie nawierzchniowe jest odpowiedzialne za przekształcenie klimatu podobnego do Ziemi w piekielne gorące miejsce, które widzimy dzisiaj.
Wszystko zaczęło się około 4,2 miliarda lat temu, kilkaset milionów lat po powstaniu Wenus i właśnie zakończonym okresie szybkiego chłodzenia. W tym momencie, zakładając, że Wenus przeszła podobny proces jak Ziemia, w jej atmosferze dominowałby dwutlenek węgla. Powoli wchłonęłyby go skały krzemianowe, tworząc węglany, które następnie zostały zablokowane w skorupie planety.
Około 715 milionów lat temu, według badań Way i Del Genio, atmosfera byłaby podobna do dzisiejszej Ziemi - złożona głównie z gazowego azotu z śladowymi ilościami CO² i metanu. Warunki te mogłyby pozostać stabilne do chwili obecnej, gdyby nie masowe wydarzenie odgazowania.
Przyczyna tego pozostaje tajemnicą; naukowcy uważają jednak, że było to spowodowane wydarzeniem geologicznym, które spowodowało, że 80% planety wypłynęło na powierzchnię. Mogło to wiązać się z bulgotaniem dużej ilości magmy i uwalnianiem ogromnych ilości CO² do atmosfery. Magma następnie zestaliłaby się przed dotarciem na powierzchnię, tworząc barierę, która zapobiegałaby ponownemu wchłanianiu się CO2. Jak wyjaśnił Way:
„Coś wydarzyło się na Wenus, gdzie ogromna ilość gazu została uwolniona do atmosfery i nie mogła zostać ponownie wchłonięta przez skały. Na Ziemi mamy kilka przykładów odgazowania na dużą skalę, na przykład stworzenie pułapek syberyjskich 500 milionów lat temu, które jest związane z masowym wymarciem, ale nic na taką skalę. Całkowicie przekształciło Wenus. ”
To by tłumaczyło, jak atmosfera Wenus została pogrubiona do tego stopnia, że była ponad 90 razy gęstsza niż Ziemia (92 bar w porównaniu do 1 bar). W połączeniu z wysokimi stężeniami CO² doprowadziłoby to do niekontrolowanego efektu cieplarnianego, który wyjaśniłby, w jaki sposób planeta stała się piekielnym miejscem, które znamy dzisiaj, gdzie temperatura powierzchni wynosi średnio 462 ° C (864 ° F).
Jest to sprzeczne z konwencjonalnymi pojęciami zamieszkiwania, które mówią, że orbita Wenus umieszcza ją poza wewnętrzną krawędzią strefy zamieszkiwanej przez Słońce (HZ). Zgodnie z konwencjonalną mądrością w tej „Strefie Wenus” planeta absorbuje zbyt dużo promieniowania słonecznego, aby kiedykolwiek była w stanie utrzymać ciekłą wodę na swojej powierzchni. Ale jak wskazał Way, wszystkie ich symulacje wskazują inaczej:
„Wenus ma obecnie prawie dwa razy więcej promieniowania słonecznego niż Ziemia. Jednak we wszystkich modelowanych przez nas scenariuszach stwierdziliśmy, że Wenus nadal może utrzymywać temperatury powierzchni odpowiednie dla ciekłej wody. ”
Odkrycia te są zgodne z podobnymi badaniami przeprowadzonymi przez Way i Del Genio w 2016 r. Z kolegami z NASA Goddard Space Flight Center, Planetary Science Institute (PSI), Uniwersytetu w Uppsali i Uniwersytetu Columbia. Na potrzeby tych badań zespół opracował pakiet symulacji klimatu 3D z wykorzystaniem danych z Magellan misja, która badała, jak obecność oceanu na starożytnej Wenus wpłynie na jego zamieszkanie.
Na podstawie tego ustalili, że gdyby Wenus miała okres rotacji wolniejszy niż około 16 dni ziemskich, jej klimat pozostałby zamieszkany aż do 715 milionów lat temu. Jednak nadal istnieją dwie główne niewiadome, którymi należy się zająć, zanim naukowcy będą mogli z przekonaniem stwierdzić, że Wenus nadawała się do zamieszkania do niedawna.
Najpierw naukowcy będą musieli ustalić, jak szybko Wenus ochłodziła się i czy była w stanie skondensować ciekłą wodę na swojej powierzchni. Po drugie, nie wiadomo, czy globalne wydarzenie nawierzchniowe, które doprowadziło do przejścia Wenus, było pojedynczym wydarzeniem, czy tylko częścią cyklu, który miał miejsce od miliardów lat.
„Potrzebujemy więcej misji, aby badać Wenus i lepiej zrozumieć jej historię i ewolucję” - powiedział Way. „Jednak nasze modele pokazują, że istnieje realna możliwość, że Wenus mogłaby nadawać się do zamieszkania i radykalnie różnić się od Wenus, którą widzimy dzisiaj. Otwiera to wszelkiego rodzaju implikacje dla egzoplanet znajdujących się w tak zwanej „strefie Wenus”, która w rzeczywistości może przyjmować płynną wodę i umiarkowany klimat ”.
Pomyślcie o tym… gdyby Wenus nie przeżyła wielkiego wydarzenia na powierzchni (lub ich serii), ludzkość musiałaby tylko spojrzeć z sąsiedztwa na dowód życia pozaziemskiego. Zresztą, gdyby Mars nie utracił magnetosfery 4,2 miliarda lat temu, mógłby stworzyć własne życie, które istniałoby do dziś. Nasz jedyny Układ Słoneczny mógł mieć nie jedną, ale trzy planety nośne (w tym sąsiadujące)!
Odkrycia te mogą być zachęcające dla tych, którzy wierzą, że Wenus należy kiedyś poddać terraformacji. Wiedza, że planeta kiedyś miała stabilny klimat i mogła ją utrzymać pomimo swojej orbity, skutecznie oznacza, że każda inżynieria ekologiczna, którą tam wykonamy, będzie się trzymać.
Oznacza to, że Wenus może kiedyś przekształcić się w cichy świat, w większości pokryty oceanami z kilkoma dużymi kontynentami i rozległymi archipelagami. Brzmi jak każde znane miejsce?
