Apa nu curgea doar pe Marte: oceanele dispărute ale lui Venus
Ar putea fi geamănul perfect al Pământului. În ceea ce privește dimensiunea, compoziția geologică și, practic, distanța față de Soare, Venus este foarte asemănător cu planeta noastră. Cu toate acestea, din anumite motive, în loc de organisme, râuri, lacuri și oceane, găsim o atmosferă densă de seră, care încălzește suprafața la o strălucire de 450 ° C.
Cuplu fierbinte
Astăzi, Venus este de aproximativ o sută de mii de ori mai uscat decât Pământul. Ei bine, nu a fost întotdeauna așa. A provenit din același material ca Pământul sau Marte. Faptul că există multă apă sau gheață de apă pe ambele planete, precum și faptul că apa este comună în sistemul solar, sugerează că Venus conținea multă apă la naștere. Și a câștigat mai multă apă de-a lungul a milioane de ani după coliziunile cu meteroizi și comete bogate în apă, care sunt în mare parte gheață de apă. Acum mult timp prezența apei pe Venus confirmă raportul atmosferic observat de deuteriu (hidrogen greu) la hidrogen obișnuit, care este de o sută de ori mai mare decât pe Pământ. O astfel de imagine ar lăsa degradarea moleculelor de apă cauzate de razele cosmice. Rămâne nesigur dacă condițiile de pe Venus s-au stabilizat vreodată pentru a permite moleculelor de apă să formeze oceanul. Și dacă da, este îndoielnic cât de multă apă a fost pe planetă și cât a durat. Poate că cel mai mare paradox al lui Venus ajută la răspunsul la aceste întrebări: o zi aici durează mai mult de un an întreg!
Apă ruptă?
Venus orbitează în jurul axei sale o dată la 243 de zile de pe Pământ, dar orbitează Soarele în doar 225 de zile de pe Pământ. În plus, se rotește în direcția opusă celorlalte planete. Vina catastrofă este probabil de vină. Astronomii Alex Alemi și David Stevenson au descoperit în computer simulări ale evoluției sistemului solar că Venus era la începutul existenței sale s-a ciocnit cu două planete emergente. După prima coliziune planetară, materialul expulzat a creat o lună pe orbita lui Venus. Curând, aproximativ zece milioane de ani mai târziu, o altă coliziune uriașă a inversat rotația lui Venus, provocând luna nou formată să se prăbușească treptat pe planeta sa natală.
Aceste uriașe coliziuni au fost aparent suficient de energice pentru a fi „A smuls” apa actuală în oxigen și hidrogen. În timp ce oxigenul s-a legat imediat de fier și a ajuns în adâncurile planetei reformate, hidrogenul a scăpat în spațiu. Pământul a fost mai norocos. Ea a suferit o singură coliziune planetară. Mai mult, părea să fie mai puțin energică decât prin ce a trecut Venus.
Acea după aceste catastrofe, interiorul lui Venus conținea foarte puțină apă confirmă conținutul atmosferic ușor de argon-40, care este de aproximativ 400 de ori mai mic decât pe Pământ. Izotopul argon-40 se formează în adâncurile planetelor prin decăderea potasiului radioactiv și vine de acolo împreună cu apa care scapă în timpul degazării. „Acest izotop ne oferă o scară de timp a scurgerii de apă de la sol, deoarece se formează treptat și puțin din el a ieșit la suprafață pe Venus”, spune geofizicianul John Davies de la Universitatea Cardiff.
Cel puțin un ocean mic
Prin urmare, dovezile sugerează că suprafața și interiorul lui Venus conțineau puțină apă după catastrofele care au avut loc cel mai probabil acum 4,5 miliarde de ani. De cealaltă parte, Meteroizii și cometele au adăugat ulterior, fără îndoială, apă pe planetă. Ipoteza că Venus a creat de fapt oceanul este susținută de descoperirile navei spațiale Venus Express. Ea a creat o hartă care indică compoziția chimică a rocilor din cele mai vechi zone ale lui Venus. În zonele Phoebe și Alpha Regio, ea a găsit o culoare de rocă mai deschisă decât restul planetei. Culoarea deschisă a rocilor înseamnă, de obicei, o proporție mare de minerale ușoare ușoare, cum ar fi siliciu, care este tipic unei roci numite granit și a crustei continentale ca atare. Cuțit și acumulare de granit la suprafață pentru a forma scoarța continentală conform planetologului Nils Müller de la Universitatea din Münster presupune prezența mișcării crustaceelor (tectonică) și a oceanului.
Mai puțin supraîncălzit
Paradoxal, substanțial mai puțină apă decât pe Pământ este o veste bună pentru locuința tinerei Venus. Soarele a strălucit acum aproximativ 4 miliarde de ani, cu aproximativ 40% mai slab decât în prezent. Pământul nu a înghețat în acel moment (printre altele) din cauza oceanelor care acoperă 97-98% din suprafața sa. Deoarece apa este un excelent acumulator de căldură, oceanele au acționat ca un radiator al Pământului. Dimpotrivă, destul micile oceane de pe Venus și-au încălzit planeta de origine mult mai puțin.
Lungimea extremă a zilelor locale vorbește și în favoarea climatului blând de pe tânăra Venus. Cercetările recente efectuate de o echipă de astrofizicieni condusă de Jun Yang de la Universitatea din Chicago arată că rotația lentă permite existența unor temperaturi blânde chiar și pe planete care orbitează Soarele pe orbita lui Venus. Acest lucru se datorează faptului că diferențele semnificative în încălzirea regiunilor iluminate ale corpului față de cele neiluminate amplifică fluxul în atmosferă. Vântul astfel transferă eficient căldura pe toată planeta. În plus, circulația îmbunătățită îmbunătățește formarea norilor în locul în care radiația stelei cade cel mai direct. Acești nori formează apoi un fel de scut de razele solare pe care le reflectă.
Posibilă apariție a lui Venus acum aproximativ 4,5 miliarde de ani.
Locuibil mai mult decât Marte?
Apa înregistrează menținerea unui climat blând chiar și fără rotație lentă. Funcționează ca un termostat planetar. Dacă este prea rece, dioxidul de carbon se acumulează în atmosferă și încălzește planeta. Dacă este prea cald, crește dizolvarea și legarea mineralelor de silicați în timpul intemperiilor, ceea ce reduce prezența dioxidului de carbon. Prin urmare, astrobiologul și planetologul David Grinspoonpreto spune că dacă adăugăm apă la modelul efectului de seră asupra tinerei Venus, vom obține o atmosferă cu mulți nori care pot răcori clima la scară planetară. „Rezultatele cercetărilor noastre sunt până acum doar preliminare, dar sugerează că apa de pe suprafața lui Venus a durat mult mai mult decât părea până acum”, spune Grinspoon. El întâlnește cifra des citată că oceanele de pe Venus există de mai puțin de 600 de milioane de ani. Cu toate acestea, potrivit lui, feedback-ul buclele cu apă și nori ar putea să mențină un climat blând pe Venus pentru mai mult timp, potențial până la două miliarde de ani. Dacă adăugăm la efectul lor efectul rotației lente în urmă cu câteva luni, vom descoperi că clima blândă ar fi putut exista pe Venus și mai mult.
Dacă Pământul orbitează la aceeași distanță de Soare cu Venus astăzi, temperatura sa medie a suprafeței ar fi de aproximativ 55 ° C, ceea ce ar însemna temperaturi blânde în regiunile polare, căldură tropicală la latitudini medii și zile fierbinți la ecuator. Dar cât de cald era Venus în trecutul îndepărtat? Dacă Pământul de azi a orbitat în jurul lui Venus acum 4 miliarde de ani, calculele derivate din temperatura de atunci a Soarelui, dimensiunea, distanța, compoziția atmosferei Pământului și cantitatea de lumină reflectată dau o temperatură medie a suprafeței de aproximativ 15 ° C, care corespunde Pământului de astăzi. Cu excepția faptului că tânăra Venus era diferită de Pământul de astăzi.
Chiar și tânărul Pământ era diferit de Pământul de astăzi. În forma sa actuală, la luminozitatea Soarelui așa cum era acum 4 miliarde de ani, ar fi atins o temperatură de suprafață de numai -18 ° C. Datorită oceanului de pe planetă, frecarea în timpul mișcărilor uriașe ale mareei (luna a orbitat mult mai aproape de Pământ, valul a ajuns până la 300 m), atmosfera densă bogată în dioxid de carbon și alți factori, a găzduit apoi un climat blând . Ce cald, nu știm exact. Temperaturile medii ale suprafeței ar putea varia de la -5 ° C la 20 ° C, valorile mai mici ale acestei varianțe parând a fi mai realiste. Ce înseamnă asta pentru Venus? Știm că îi lipsesc mai mulți factori care să contribuie la încălzirea Pământului și, dimpotrivă, factorii de răcire a climei pe care Pământul nu-i avea s-au aplicat la suprafața sa. În același timp, putem calcula că, fără atmosferă, temperatura sa medie a suprafeței ar fi în jur de 13 ° C.
Exact așa ar fi putut arăta Venus acum patru miliarde de ani: oceane mici, vânturi puternice și la latitudini mai mari temperaturi comparabile cu tropicele terestre.
Acum vin presupunerile. Dintre conservatorii, care subliniază efectul de încălzire al unei atmosfere bogate în carbon și presupun doar un ușor efect al mecanismelor de răcire, temperatura medie a suprafeței lui Venus acum 4 miliarde de ani este în jur de 30-40 ° C. Acum 2 miliarde de ani, odată cu compoziția așteptată a atmosferei, aceasta se va ridica la aproximativ 55-65 ° C (fără un înveliș de gaz de 35 ° C). Acestea sunt valorile la care este declanșat efectul de seră incontrolabil datorită evaporării masive a apei. Conform ipotezelor conservatoare, Venus și-a pierdut oceanele în urmă cu doar 3 până la 2 miliarde de ani.
Inundații de lavă catastrofale
Apa acționează ca un lubrifiant pentru tectonica plăcilor. Dacă eliminați mineralele care conțin apă din interiorul planetei, mișcările plăcilor crustei se vor opri. Acest lucru va limita capacitatea planetei de a pierde căldura și probabil că acest lucru a fost „oprit” câmpul magnetic al lui Venus. Apa, care a făcut parte din atmosferă sub formă de vapori de apă, a fost descompusă în hidrogen și oxigen după pierderea acestui scut protector. Hidrogenul ușor a scăpat în spațiu, în timp ce cea mai mare parte a oxigenului a devenit aparent parte a rocilor.
Totuși, potrivit lui David Grinspoon, mișcările tectonice de pe Venus ar fi putut avea loc fără apă - adevărat, episodic, după lungi perioade de pace: „Dacă nu există activitate tectonică de ceva timp, căldura se acumulează în interiorul planetei. În sfârșit va exista o lovitură rapidă. ”A avut loc o perioadă dramatică de activitate vulcanică extremă. Până în prezent, vedem fluxuri de lavă care au acoperit patru cincimi din planetă cam în același timp. Prin urmare, suprafața lui Venus pare să aibă aceeași vârstă. Mai bine spus, datorită numărului mic de cratere, la fel de tinere. Vârsta sa este estimată la 300-700 milioane de ani.
Dacă viața își are originea pe Venus și nu există niciun motiv să presupunem că nu ar putea, urme ale acesteia ar putea fi găsite în zonele înalte ale unei planete pe care lava nu a inundat-o. Dacă a făcut-o, cea mai mare parte a acesteia a dispărut probabil în primele zile ale efectului de seră incontrolabil. Restul, însă, ar fi sub formă de Soare și de oxigen independent, așa-numitul bacteriile chemotrofe ar putea supraviețui subteran. Alte organisme pot supraviețui în nori care încă conțin apă, înconjoară întreaga planetă și se caracterizează prin temperaturi blânde și o stabilitate chiar mai mare decât norii terestri.
Articolul este un extras din articolul Distrugerea planetelor: oceanele pierdute de pe Marte și Venus, publicat inițial în Revista GoldMAN.