Astrofyzici pod vedením UNIGE a NCCR PlanetS skúmajú minulosť Venuša Aby sme zistili, či naša sesterská planéta Zem má oceány.

Venušu možno považovať za zlé dvojča Zeme. Na prvý pohľad má podobnú hmotnosť a veľkosť ako naša domovská planéta, je podobne vyrobený väčšinou zo skalnatého materiálu, zadržiava trochu vody a má atmosféru. Bližší pohľad však odhalí úžasné rozdiely medzi nimi: Venušina hustá atmosféra oxidu uhličitého, maximálna povrchová teplota a tlak a síra. kyslé Oblaky sú skutočne veľkým kontrastom k podmienkam nevyhnutným pre život na Zemi. Nie vždy to však môže byť tak.

Predchádzajúce štúdie naznačovali, že Venuša mohla byť v minulosti pohostinnejším miestom so svojimi tekutými vodnými oceánmi. Tím astrofyzikov vedený Ženevskou univerzitou (UNIGE) a Národným centrom pre efektívnosť výskumu (NCCR) PlanetS, Švajčiarsko, skúmal, či dvojča našej planéty skutočne prechádza miernejšími obdobiami. Výsledky sú uverejnené v časopise temperamentná povaha, naznačuje, že tomu tak nie je.

Pohľad umelca na povrch a atmosféru ranej Venuše pred viac ako 4 miliardami rokov. V popredí je záhadný prieskumník, ktorý je prekvapený, keď vidí, ako sa oceány úplne odparujú na oblohu. Kredit: © Manchu

Venuša sa v poslednej dobe stala dôležitou témou výskumu astrofyzikov. ESA a NASA Tento rok som sa rozhodol vyslať najmenej tri misie na prieskum vesmíru počas nasledujúceho desaťročia na druhú planétu najbližšie k slnku. Jednou z hlavných otázok, na ktoré majú tieto misie odpovedať, je to, či Venuša hostila rané oceány. Astrofyzici pod vedením Martina Turbeta, vedeckého pracovníka Katedry astronómie na Prírodovedeckej fakulte UNIGE a člena NCCR PlanetS, sa pokúsili odpovedať na túto otázku pomocou nástrojov dostupných na Zemi.

„Simulovali sme podnebie Zeme a Venuše na začiatku ich vývoja, pred viac ako štyrmi miliardami rokov, keď sa povrch planét stále topil,“ vysvetľuje Martin Turbet. „Sprievodné vysoké teploty znamenajú, že akákoľvek voda je prítomná vo forme pary, ako v obrovskom tlakovom hrnci.“

Tím pomocou komplexných 3D modelov atmosféry, podobných tým, ktoré vedci používajú na simuláciu súčasnej klímy Zeme a budúceho vývoja Zeme, skúmal, ako sa v priebehu času vyvíjali atmosféry dvoch planét a či by sa v tomto procese mohli vytvárať oceány.

„Vďaka našim simuláciám sme dokázali, že klimatické podmienky neumožňujú kondenzáciu vodnej pary v atmosfére Venuše,“ hovorí Martin Turbet. To znamená, že teploty nikdy neklesli natoľko, aby voda v jej atmosfére vytvorila dažďové kvapky, ktoré môžu dopadnúť na jej povrch. Voda namiesto toho zostala v atmosfére ako plyn a oceány sa nikdy nevytvorili. „Jedným z hlavných dôvodov sú mraky, ktoré sa tvoria prednostne na nočnej strane planéty. Tieto oblaky spôsobujú veľmi silný skleníkový efekt, ktorý zabránil Venuši ochladnúť tak rýchlo, ako sa pôvodne predpokladalo,“ pokračuje ženevský výskumník.

Malé rozdiely majú veľké dôsledky

Simulácie astrofyziky prekvapivo tiež odhalili, že Zem mohla ľahko postihnúť rovnaký osud ako Venuša. Ak by bola Zem o niečo bližšie k slnku alebo keby bolo slnko vo svojej „mladosti“ také jasné ako teraz, naša planéta by dnes vyzerala úplne inak. Je pravdepodobné, že relatívne slabé žiarenie mladého Slnka umožnilo Zemi dostatočne sa ochladiť, aby skondenzovalo vodu, ktorá tvorí naše oceány. Pre Emeline Bolmont, profesorku UNIGE, člena PlaneS a spoluautora štúdie, „Toto je úplný odraz v spôsobe, akým sa pozeráme na to, čo sa už dlho nazýva„ paradox slabého mladého slnka “. Dlho sa to považovalo za hlavná prekážka vzniku života na Zemi! “Argumentuje sa tým, že keby bolo slnečné žiarenie oveľa slabšie ako dnes, zmenilo by to Zem na ľadovú guľu nepriateľskú voči životu. „Ukazuje sa však, že pre veľmi horúcu mladú Zem mohlo byť toto slabé slnko skutočne nečakanou príležitosťou,“ pokračuje výskumník.

„Naše výsledky sú založené na teoretických modeloch a sú dôležitým stavebným kameňom pri odpovedi na otázku Venušinej histórie,“ hovorí spoluautor štúdie David Ehrenreich, profesor na oddelení astronómie v UNIGE a člen NCCR PlanetS. „Ale na našich počítačoch to nebudeme môcť definitívne posúdiť. Pozorovanie troch budúcich vesmírnych misií k Venuši bude nevyhnutné na potvrdenie – alebo vyvrátenie – našej práce.“ Táto perspektíva teší Emlyn Polmont, pre ktorú „tieto nádherné otázky môže zodpovedať Centrum pre život v novom vesmíre, nedávno založené na Prírodovedeckej fakulte UNIGE“.

Odkaz: „Asymetria mrakov dňa a noci bráni vzniku raných oceánov na Venuši, ale nie na Zemi“ od Martin Turbet, Emeline Polmont, Guillaume Chaverot, David Ehrenreich, Jeremy Leconte a Emmanuel Mark, 13. októbra 2021, temperamentná povaha.
DOI: 10,1038 / s41586-021-03873-w