1978. aastal jõudis NASA missioon Pioneer Veenus (teise nimega Pioneer 12) Veenuseni (“Maa õde”) ja leidis märke, et Veenuse pinnal võis kunagi olla ookeane. Pärast seda on Veenusele saadetud mitu missiooni, mis on kogunud andmeid selle pinna ja atmosfääri kohta. Sellest on tekkinud pilt sellest, kuidas Veenus tegi ülemineku "Maa-sarnaselt" planeedilt kuuma ja põrgulisse kohta, mis ta praegu on.
Kõik sai alguse umbes 700 miljonit aastat tagasi, kui massiivne korrastamisüritus käivitas põgenenud kasvuhooneefekti, mille tõttu Veenuse atmosfäär muutus uskumatult tihedaks ja palavaks. See tähendab, et 2–3 miljardit aastat pärast Veenuse moodustumist oleks planeet võinud säilitada elamiskõlbliku keskkonna. Värske uuringu kohaselt oleks see olnud piisavalt pikk, et elu oleks ilmnenud „Maa õele”.
Uuringut tutvustati eile (20. septembril) Euroopa Planeetide Teaduskongressi (EPSC-DPS) 2019. aasta ühiskoosolekul, mis toimus 15. – 20. Septembril Šveitsis Genfis. Just siin jagasid Michael Way ja Anthony Del Genio NASA Goddardi kosmoseteaduse instituudist (GISS) uut veenust Veenuse kliimaajaloos, millel võib olla mõju elamiskõlblike eksoplaneetide otsingule.
Dr Way ja dr Del Genio lõid oma uuringu huvides viiest simulatsioonist koosneva seeria, mille käigus kaaluti Veenuse keskkonda, lähtudes vee eri tasemetest. See koosnes 3D-tsirkulatsioonimudeli kohandamisest, mis võttis arvesse atmosfääri koostise muutumist ja päikesekiirguse järkjärgulist suurenemist, kui Päike oma eluea jooksul soojenes.
Viiest stsenaariumist kolmes eeldasid Way ja Del Genio, et Veenuse topograafia on enam-vähem sama kui praegu, ulatudes ookeani minimaalsest sügavusest 10 m (~ 30 jalga) kuni maksimaalselt umbes 310 m ( ~ 1000 jalga) ja väike kogus vett oli mulda lukustatud. Nad kaalusid ka stsenaariumi, kus oleks Maa topograafia ja 310-meetrine ookean ning teine, kus Veenus oli täielikult kaetud ookeaniga 158 m (~ 500 jalga).
Lõpuks näitasid kõik viis simulatsiooni sama asja: et Veenus oleks suutnud hoida stabiilset temperatuuri - alates 20 ° C (68 ° F) kuni kõrgema 50 ° C (122 ° F) - umbes kolm miljardit aastat. Kui sündmusteseeria ei põhjustanud 80% -l planeedi pinnast taaskehtestamist (mis põhjustas maakoores sisalduva süsinikdioksiidi väljajuhtimise), võib see tänapäeval isegi elada. Nagu Way seda seletas:
„Meie hüpotees on, et Veenusel võis olla miljardite aastate jooksul stabiilne kliima. Võimalik, et üleilmne lakkide taastamise sündmus on vastutav selle muutumise eest maapõukesest kliimast põrgulikku kuumahoonesse, mida me täna näeme.
Kõik sai alguse umbes 4,2 miljardit aastat tagasi, paarsada miljonit aastat pärast Veenuse kujunemist ja just äsja lõppenud kiire jahenemise periood. Kui oletada, et Veenus läbis Maaga sarnase protsessi, oleks selle atmosfääris domineerinud süsinikdioksiid. Silikaatkivimid oleksid selle aeglaselt absorbeerinud, moodustades karbonaadid, mis seejärel kinnistati planeedi maakooresse.
Umbes 715 miljonit aastat tagasi oleks Way ja Del Genio uuringu kohaselt atmosfäär olnud sarnane Maa tänastega - koosnedes valdavalt lämmastiku gaasist, mille CO 2 sisaldus on väike ja metaan. Need tingimused oleksid võinud püsida stabiilsena kuni praeguseni, kui see poleks massiivse gaasipuhumise korral.
Selle põhjus jääb saladuseks; siiski usuvad teadlased, et see oli tingitud geoloogilisest sündmusest, mis põhjustas 80% -l planeedist uuesti pinna. See võis hõlmata suurtes kogustes magmat, mis mullitades õhku ja vabastades atmosfääri tohutul hulgal süsinikdioksiidi. Seejärel oleks magma tahkunud enne pinnale jõudmist, luues seeläbi tõkke, mis takistas süsinikdioksiidi reabsorbeerumist. Nagu Way selgitas:
“Veenusel juhtus midagi, kus atmosfääri eraldus tohutul hulgal gaasi ja seda ei suutnud kivid tagasi absorbeerida. Maa peal on mõned näited ulatuslikust gaasipuhumisest, näiteks 500 miljoni aasta eest Siberi püüniste loomine, mis on seotud massilise väljasuremisega, kuid miski sellises ulatuses. See muutis Veenuse täielikult. ”
See selgitaks, kuidas Veenuse atmosfäär paksenes punktini, kus see oli üle 90 korra nii tihe kui Maa (92 baari võrreldes 1 baariga). Koos kõrge CO 2 kontsentratsiooniga oleks see viinud põgenenud kasvuhooneefektideni, mis selgitaks, kuidas planeedist sai tänapäeval tuntud põrgulik paik, kus pinnatemperatuur on keskmiselt 462 ° C (864 ° F).
See on kooskõlas tavapäraste asustatavusmõistetega, mis väidavad, et Veenuse orbiit viib selle väljapoole meie Päikese asustamistsooni (HZ) siseserva. Selles “Veenusetsoonis” neelab planeet tavapärase tarkuse kohaselt liiga palju päikesekiirgust, et kunagi suudaks vedelat vett oma pinnal säilitada. Kuid nagu Way märkis, näitasid kõik nende simulatsioonid teisiti:
„Veenusel on praegu peaaegu kaks korda suurem päikesekiirgus kui meil Maa peal. Kõigi modelleeritud stsenaariumide puhul leidsime, et Veenus võiks siiski toetada vedela vee jaoks sobivat pinnatemperatuuri. "
Need leiud on kooskõlas sarnase uuringuga, mille Way ja Del Genio viisid 2016. aastal läbi NASA Goddardi kosmoselennukeskuse, Planeetide Teadusinstituudi (PSI), Uppsala ülikooli ja Columbia ülikooli kolleegidega. Selle uuringu jaoks lõi nende meeskond 3D kliimasimulatsioonide komplekti, kasutades Magellan missioon, mis uuris, kuidas ookeani olemasolu iidsel Veenusel mõjutaks selle asustatavust.
Selle põhjal otsustasid nad, et kui Veenuse pöörlemisperiood oleks aeglasem kui umbes 16 Maa päeva, oleks tema kliima olnud elamiskõlblik kuni 715 miljonit aastat tagasi. Siiski on vaja lahendada veel kaks peamist tundmatut, enne kui teadlased saavad kindlalt öelda, et Veenus oli kuni viimase ajani elamiskõlblik.
Kõigepealt peavad teadlased kindlaks tegema, kui kiiresti Veenus jahtus ja kas see suutis esiteks veepõhist vett kondenseerida. Teiseks jääb teadmata, kas Veenuse üleminekuks põhjustanud ülemaailmne taasvärvimisüritus oli üksik sündmus või oli see lihtsalt osa sarjast, mis oli toimunud miljardeid aastaid.
"Vajame Veenuse uurimiseks ja selle ajaloo ja arengu üksikasjalikuma mõistmise saamiseks rohkem missioone," ütles Way. „Kuid meie mudelid näitavad, et on olemas reaalne võimalus, et Veenus võis olla elatav ja radikaalselt erinev sellest Veenusest, mida me täna näeme. See avab eksoplaneetide jaoks igasuguseid tagajärgi, mida võib nimetada nn Veenuse tsooniks, kus võib tegelikult olla vedel vesi ja parasvöötme kliima. "
Mõelge sellele ... kui Veenus poleks läbi teinud massilist korrastusüritust (või nende sarju), oleks inimkonnal maapealse elu tõestuseks olnud vaja vaid otsida kõrvalt. Kui Mars ei oleks 4,2 miljardit aastat tagasi oma magnetosfääri kaotanud, oleks see võinud luua omaenda elu, mis oleks endiselt tänapäeval. Meie ühel päikesesüsteemil võis olla mitte üks, vaid kolm elukandvat planeeti (naabruses sellel)!
Tõenäoliselt on need leiud julgustavad neile, kes usuvad, et Veenus peaks kunagi olema terraforiseeritud. Teadmine, et planeedil oli kunagi stabiilne kliima ja suudab seda hoolimata oma orbiidist säilitada, tähendab tegelikult, et kõik ökoloogilised inseneriteadused, mida me seal teeme, jäävad kinni.
See tähendab, et Veenuse võiks kunagi muuta palsamiliseks maailmaks, mis on enamasti kaetud ookeanidega, kus on vähe suuri mandreid ja ulatuslik saarestik. Kõlab nagu mis tahes koht, mida teate?
