Díky důkazům poskytnutým misemi jako NASAMagellankosmická loď , vědci se domnívají, že Venuše pravděpodobně zažila katastrofickou událost znovuobnovení povrchu asi před 500 miliony let (dejte nebo vezměte 200 Mya). To je považováno za důvod, proč je dnes Venuše tak pekelným místem, s atmosférou, která je 92krát hustší než na Zemi, převážně složenou z oxidu uhličitého (CO2) a teploty dostatečně vysoké na roztavení olova.
Otázka, jaká byla Venuše, než k této události došlo – zejména zda měla či neměla oceány – je od té doby předmětem debat. Zatímco mnozí věří, že povrch Venuše byl pokryt velkými vodními plochami, a nedávné studie je v rozporu s tímto tvrzením. Pomocí nejmodernějšího klimatického modelu vyvinul tým francouzských výzkumníků alternativní scénář, jak se Venuše vyvinula, aby se stala tím, čím je dnes.
Výzkum provedl tým vědců z Astronomická observatoř Ženevské univerzity , Laboratoř astrofyziky v Bordeaux , Národní centrum pro vědecký výzkum (CNRS) a Univerzita ve Versailles-Saint Quentin-en-Yvelines (UVSQ). Dokument, který popisuje jejich zjištění, nazvaný „ Asymetrie mraků den-noc brání časným oceánům na Venuši, ale ne na Zemi ,“ byla zveřejněna 13. říjnačtproblémPříroda.
Umělcův dojem ilustrující nedostatek vody na Venuši. Credit and ©: Manchu
Více než století vědci spekulovali, zda jeho povrch byl či nebyl pokryt oceány. Zpočátku byly husté mraky, které zakrývají povrch, považovány za dešťové mraky, což podnítilo spekulace, že povrch Venuše je pokryt oceány. V 60. letech 20. století byla tato představa rozptýlena jako několik sovětských misí a mise NASA provedly průlety kolem planety (a dokonce se pokusily přistát na povrchu), které ukázaly, jak horká a pekelná planeta je.
Podle současných modelů formování planet se Venuše zformovala z protoplanetárního disku, který obíhal kolem Slunce před 4,5 miliardami let. Stejně jako ostatní kamenné planety (Merkur, Země a Mars) zanechal proces akrece Venuši pokrytou magmatem po většinu její rané historie. Postupem času se povrch pomalu ochlazoval a tuhnul do té míry, že by v atmosférách kondenzovala voda a mohlo dojít ke srážkám.
Tento proces dal vzniknout oceánům na Zemi i na Marsu a má se za to, že sehrál nepostradatelnou roli při vzniku života na Zemi ca. před 3,7 miliardami let. Zatímco Mars nedokázal udržet vodu, která kdysi tekla přes jeho povrch, důkazy o jeho vodnaté minulosti jsou zachovány ve formě průtokových kanálů, sedimentárních usazenin a jílů – všechny útvary, které se tvoří v přítomnosti vody.
Zatímco Venuše byla také velmi odlišná, existence povrchové vody zůstala nevyřešenou otázkou. Z tohoto důvodu pět misí zkoumalo atmosféru Venuše v letech 1994 až 2010 – NASA Magellan , Cassini – Huygens , a POSEL mise ESA Venus Express a JAXA Akatsuki . Další mise přispěly sběrem dat z Venuše během průletů a gravitačních asistencí, jako je NASA Solární sonda Parker , ESA / JAXA BepiColombo a NASA/ESA Solar Orbiter .
Umělecký dojem z Venus Express provádějícího aerobrzdící manévry v atmosféře planety v červnu a červenci 2014. Kredit: ESA/C. Carreau
Jak Martin Turbet, postdoktorandský výzkumný pracovník na Observatoire Astronomique de l’Université de Genève a hlavní autor studie, vysvětlil Universe Today prostřednictvím e-mailu:
„V zásadě existují dva hlavní scénáře, které byly dosud zvažovány. V prvním z nich měla Venuše na povrchu tekuté vodní oceány a toto globální znovuobnovení povrchu (které mohlo začít dávno před 500 Mya) se shodovalo s úplným vypařením oceánů. Ve druhém, který je silně podpořen našimi novými výsledky, by se ‚oceány‘ vždy vypařily (tj. vždy ve formě páry) a v průběhu vývoje Venuše by postupně unikaly z atmosféry.“
Při modelování starověkého klimatu všech kamenných planet ve Sluneční soustavě vědci pečlivě zvažují, jak starověké atmosféry interagovaly se slunečním zářením. Během dotyčné éry – cca. Před 3,7 miliardami let (Gya) bylo Slunce o 30 % slabší než nyní, což umožnilo atmosférám na Zemi a Marsu vychladnout do bodu, kdy se na jejich povrchu vytvořily oceány.
V zájmu své studie tým simuloval podnebí Země a Venuše na samém počátku jejich evoluce (cca více než 4 Gya), kdy byly jejich povrchy ještě roztavené. To spočívalo ve vytváření pokročilých 3D modelů atmosfér, podobných těm, které používají vědci Země k simulaci současného klimatu Země a budoucího vývoje. Na základě toho tým studoval, jak se Země a Venuše vyvíjely v průběhu času a zda se v tomto procesu mohou vytvořit oceány.
Struktura mraků v atmosféře Venuše v roce 2016, odhalená pozorováním ve dvou ultrafialových pásech Akatsuki. Kredit: Kevin M. Gill
Zjistili, že teploty na Venuši nebyly dostatečně chladné na to, aby vodní pára kondenzovala před katastrofickou událostí znovuobnovení povrchu. Takový pokles teplot, řekl Turbet, by byl možný pouze tehdy, kdyby byl povrch chráněn dostatečnou oblačností:
'Naše nové výsledky ukazují, že mraky hrály hlavní roli při zabránění vzniku raných oceánů na Venuši.' V našich simulacích se mraky tvoří hlavně na noční straně planety. Absence mraků na denní straně výrazně snižuje albedo (tj. zvyšuje nasákavost) planety; přítomnost (výškové) oblačnosti na noční straně výrazně zvyšuje skleníkový efekt. Kombinace těchto dvou efektů vede k silnému oteplení atmosféry rané Venuše, což brání vzniku oceánů.
Tato zjištění jsou v rozporu s nedávným výzkumem pod vedením Jun Wang | (2014), geofyzik na Chicagské univerzitě a fyzikální vědec Michael Way (2019) z Goddardova institutu pro vesmírné vědy NASA (GISS). Obě studie ukázaly, že mraky by se většinou tvořily na denní straně Venuše, což by způsobilo intenzivní ochlazení a stabilizaci teplot do té míry, že by voda kondenzovala na déšť.
Klimatický model používaný Turbetem a jeho kolegy však naznačoval, že mraky se pravděpodobněji vytvořily na noční straně Venuše, kde by nebyly schopny odstínit povrch. „Ukazujeme, že změna chování mraků (která se mění podle uvažovaného stádia vývoje Venuše) – z denní na noční stranu – měla dramatické důsledky na minulý vývoj Venuše,“ řekl Turbet.
Podle tohoto klimatického modelu by oblačnost na Venuši pomohla udržet vysoké povrchové teploty tím, že by způsobila skleníkový efekt, který zadržoval teplo v husté atmosféře planety. Tyto vysoké teploty zabránily jakémukoli dešti, čímž zajistily, že se na povrchu Venuše nikdy nemohly vytvořit oceány. Jak to shrnul Turbet:
„V posledních letech se mnoho vědeckých studií zaměřilo na snahu porozumět sledu událostí, které vedly ke zmizení oceánů na Venuši. Naše výsledky ukazují, že může být ještě důležitější porozumět dřívějšímu vývoji Venuše a určit, zda se na povrchu Venuše někdy vytvořily oceány.
Tyto výsledky nejen zpochybňují myšlenku, že Venuše měla kdysi oceány, ale také víru, že „sesterská planeta“ Země mohla kdysi podporovat život. Naštěstí existuje několik navržených misí na průzkum atmosféry a povrchu Venuše v příštím desetiletí, včetně misí ESA EnVision , NASA Emisivita Venuše, Radio Science, InSAR, Topografie a spektroskopie (VERITAS) a Hluboká atmosféra Venuše Zkoumání vzácných plynů, chemie a zobrazování (DAVINCI+) a ruský Venera-D mise.
Tyto mise, jejichž start je naplánován mezi rokem 2026 a začátkem 30. let 20. století, budou tyto teoretické výsledky dále zkoumat. S trochou štěstí prozradí informace, které trvale vyřeší tato trvalá tajemství o minulosti Venuše.
Další čtení: Ženevská univerzita , CNRS , Příroda