Водата не течеше само към Марс: изчезналите океани на Венера
Тя може да бъде перфектната близначка на Земята. По отношение на размера, геоложкия състав и основно разстоянието от Слънцето, Венера е много подобна на нашата планета. По някаква причина обаче вместо организми, реки, езера и океани откриваме плътна парникова атмосфера, която загрява повърхността до нажежените 450 ° C.
Гореща двойка
Днес Венера е около сто хиляди пъти по-суха от Земята. Е, не винаги е било така. Произхожда от същия материал като Земята или Марс. Фактът, че на двете планети има много вода или воден лед, както и фактът, че водата е често срещана в Слънчевата система, предполага, че Венера съдържа много вода при раждането. И е натрупал повече вода в продължение на милиони години след сблъсъци с богати на вода метероиди и комети, които са предимно воден лед. Преди много време присъствието на вода на Венера потвърждава наблюдаваното атмосферно съотношение на деутерий (тежък водород) към обикновен водород, което е сто пъти по-високо от това на Земята. Такова изображение би оставило разпадането на водните молекули, причинено от космическите лъчи. Остава несигурно дали условията на Венера някога са се стабилизирали, за да позволят на водните молекули да образуват океана. И ако е така, под въпрос е колко вода е била на планетата и колко е продължила. Може би най-големият парадокс на Венера помага да се отговори на тези въпроси: един ден тук продължава повече от цяла година!
Разкъсана вода?
Венера обикаля около оста си веднъж на 243 земни дни, но обикаля около Слънцето само за 225 земни дни. Освен това се върти в посока, обратна на другите планети. Вината е може би за старата катастрофа. Астрономите Алекс Алеми и Дейвид Стивънсън откриха в компютърни симулации на еволюцията на Слънчевата система, че Венера е била в началото на своето съществуване се сблъска с две новопоявили се планети. След първия сблъсък на планетата изхвърленият материал създава луна в орбитата на Венера. Малко след това, около десет милиона години по-късно, нов огромен сблъсък обърна въртенето на Венера, в резултат на което новосформираната Луна постепенно се срути върху родната си планета.
Тези огромни сблъсъци очевидно бяха достатъчно енергични, за да бъдат "Разкъса" настоящата вода в кислород и водород. Докато кислородът веднага се свързва с желязото и попада в дълбините на преформираната планета, водородът изтича в космоса. Земята беше по-щастлива. Тя претърпя само един планетен сблъсък. Освен това тя изглеждаше по-малко енергична от това, през което премина Венера.
Че след тези катастрофи вътрешността на Венера съдържаше много малко вода потвърждава лекото атмосферно съдържание на аргон-40, което е около 400 пъти по-ниско от това на Земята. Изотопът аргон-40 се образува в дълбините на планетите от разпадането на радиоактивен калий и идва от там заедно с водата, изтичаща по време на дегазацията. „Този изотоп ни дава времева скала на изтичане на вода от земята, тъй като тя се формира постепенно и малко от нея изплува на Венера“, казва геофизикът Джон Дейвис от университета в Кардиф.
Поне малък океан
Следователно данните сочат, че повърхността и вътрешността на Венера са съдържали малко вода след бедствията, които най-вероятно са се случили преди 4,5 милиарда години. От друга страна, вода към планетата по-късно несъмнено е добавена от метероиди и комети. Хипотезата, че Венера действително е създала океана, се подкрепя от констатациите на космическия кораб Venus Express. Тя създаде карта, която показва химичния състав на скалите в най-старите райони на Венера. В районите на Фийби и Алфа Реджио тя открила по-светъл скален цвят от останалата част на планетата. Светлият цвят на скалите обикновено означава висок дял от леки леки минерали като силиций, което е типично за скала, наречена гранит и континенталната кора като такава. Нож и натрупване на гранит на повърхността за образуване на континенталната кора според планетолога Нилс Мюлер от университета в Мюнстер предполага наличието на движение на ракообразни (тектоника) и океана.
По-малко прегрята
Парадоксално, но съществено по-малко вода, отколкото на Земята, е добра новина за обитаемостта на младата Венера. Слънцето грееше преди около 4 милиарда години, с около 40% по-слабо от днес. По това време земята не е замръзнала (освен всичко друго) поради океаните, покриващи 97-98% от нейната повърхност. Тъй като водата е отличен акумулатор на топлина, океаните действаха като радиатор на Земята. Напротив, съвсем малките океани на Венера отопляват много по-малко родната си планета.
Екстремната продължителност на местните дни също говори в полза на мекия климат на младата Венера. Последните изследвания на екип от астрофизици, водени от Джун Ян от Чикагския университет, показват това бавното въртене позволява съществуването на меки температури дори на планети, обикалящи около Слънцето в орбитата на Венера. Това е така, защото значителните разлики в нагряването на осветените области на тялото спрямо неосветените усилват потока в атмосферата. По този начин вятърът ефективно пренася топлината по цялата планета. В допълнение, засилената циркулация подобрява образуването на облаци на мястото, където радиацията на звездата пада най-директно. След това тези облаци образуват своеобразен щит от слънчевите лъчи, които отразяват.
Възможна поява на Венера преди около 4,5 милиарда години.
Обитаем по-дълго от Марс?
Водите записват поддържане на мек климат дори без бавно въртене. Работи като планетарен термостат. Ако е твърде студено, въглеродният диоксид се натрупва в атмосферата и затопля планетата. Ако е твърде горещо, разтварянето и свързването на минералите със силикатите по време на тяхното изветряване се увеличава, което намалява присъствието на въглероден диоксид. Затова астробиологът и планетологът Дейвид Грийнспунпрето казва това ако добавим вода към модела на парниковия ефект върху младата Венера, ще получим атмосфера с много облаци, които могат да охладят климата в планетарен мащаб. "Резултатите от нашето изследване засега са само предварителни, но предполагат, че водата на повърхността на Венера е продължила много по-дълго, отколкото изглеждаше досега", казва Гринспун. Той попада на често цитираната цифра, че океаните на Венера съществуват по-малко от 600 милиона години. Според него обаче, веригите за обратна връзка с вода и облаци ще могат да поддържат мек климат на Венера за по-дълго, потенциално до два милиарда години. Ако добавим към ефекта им ефекта от бавното въртене преди няколко месеца, ще открием, че мекият климат е могъл да съществува на Венера още по-дълго.
Ако Земята обикаля на същото разстояние от Слънцето като Венера днес, средната й повърхностна температура би била около 55 ° C, което би означавало меки температури в полярните райони, тропическа жега в средни ширини и горещи дни на екватора. Но колко топла е била Венера в далечното минало? Ако днешната Земя обиколи Венера преди 4 милиарда години, изчисленията, получени от тогавашната температура на Слънцето, неговия размер, разстояние, състава на земната атмосфера и количеството отразена светлина дават средна повърхностна температура от около 15 ° C, което отговаря на днешната Земя. Само дето младата Венера се различаваше от днешната Земя.
Дори младата Земя беше различна от днешната Земя. В сегашния си вид, при светимостта на Слънцето, каквато е била преди 4 милиарда години, то щеше да достигне повърхностна температура от само -18 ° C. Благодарение на океана в цялата планета, триенето по време на огромни приливни движения (луната обикаля много по-близо до Земята, приливът достига до 300 м), гъстата атмосфера, богата на въглероден диоксид и други фактори, обаче са били домакини на мек климат. Колко топло, не знаем точно. Средните повърхностни температури могат да варират от -5 ° C до 20 ° C, като по-ниските стойности на това отклонение изглеждат по-реалистични. Какво означава това за Венера? Знаем, че му липсват няколко фактора, допринасящи за затоплянето на Земята, и обратно, фактори за охлаждане на климата, които Земята не е имала, са приложени върху нейната повърхност. В същото време можем да изчислим, че без атмосферата средната му повърхностна температура би била около 13 ° C.
Точно така е можела да изглежда Венера преди четири милиарда години: малки океани, силни ветрове и при по-високи географски ширини температури, сравними със земните тропици.
Сега идва предположението. От консерваторите, които подчертават затоплящия ефект на богата на въглерод атмосфера и предполагат само лек ефект на охлаждащите механизми, средната повърхностна температура на Венера преди 4 милиарда години е около 30-40 ° C. Преди 2 милиарда години, с очаквания състав на атмосферата, тя ще се повиши до около 55-65 ° C (без газова обвивка от 35 ° C). Това са стойностите, при които се задейства неконтролируем парников ефект поради масивното изпаряване на водата. Според консервативните предположения Венера е загубила океаните си само преди 3 до 2 милиарда години.
Катастрофални наводнения от лава
Водата действа като смазка за тектониката на плочите. Ако премахнете съдържащите вода минерали от вътрешността на планетата, движенията на плочите на кората ще спрат. Това ще ограничи способността на планетата да губи топлина и вероятно това е „изключено“ магнитното поле на Венера. Водата, която образува част от атмосферата под формата на водна пара, се разгражда до водород и кислород след загубата на този защитен щит. Лекият водород избяга в космоса, докато по-голямата част от кислорода очевидно стана част от скалите.
Според Дейвид Гринспун обаче тектоничните движения на Венера биха могли да се осъществят без вода - вярно, епизодично, след дълги периоди на мир: „Ако тектонска активност няма за известно време, топлината се натрупва вътре в планетата. Най-накрая ще настъпи бърз преврат. ”Настъпи драматичен период на екстремна вулканична дейност. И до днес виждаме потоци от лава, които са покривали четири пети от планетата по едно и също време. Следователно повърхността на Венера изглежда е на същата възраст. По-добре казано, поради малкия брой кратери, също толкова млади. Възрастта му се оценява на 300-700 милиона години.
Ако животът е възникнал на Венера и няма причина да се предполага, че не е могъл, следи от него могат да бъдат намерени във високите части на планета, която лавата не е наводнявала. Ако го е направило, по-голямата част от него вероятно е изчезнала в ранните дни на неконтролируемия парников ефект. Останалото обаче би било под формата на независимо от Слънцето и кислорода, т.нар хемотрофните бактерии могат да оцелеят под земята. Други организми могат да оцелеят в облаци, които все още съдържат вода, обграждат цялата планета и се характеризират с меки температури и дори по-голяма стабилност от земните облаци.
Статията е откъс от статията Унищожаване на планетите: Изгубените океани на Марс и Венера, първоначално публикувана в Списание GoldMAN.