Nowe odkrycia wskazują, że Wenus nie miała oceanów, warunków niezbędnych do życia

Astrofizycy kierowani przez UNIGE i NCCR PlanetS badają przeszłość Wenus Aby dowiedzieć się, czy nasza siostrzana planeta Ziemia ma oceany.

Wenus można uznać za złą bliźniaczkę Ziemi. Na pierwszy rzut oka ma zbliżoną masę i rozmiary do naszej rodzimej planety, podobnie składa się głównie z materiału skalnego, zawiera trochę wody i ma atmosferę. Jednak bliższe spojrzenie ujawnia niesamowite różnice między nimi: gęsta atmosfera Wenus zawierająca dwutlenek węgla, maksymalna temperatura i ciśnienie powierzchni oraz siarka. kwaśny Chmury rzeczywiście stanowią wyraźny kontrast z warunkami niezbędnymi do życia na Ziemi. Jednak nie zawsze tak jest.

Wcześniejsze badania sugerowały, że Wenus mogła być w przeszłości bardziej gościnnym miejscem, z płynnymi, wodnistymi oceanami. Zespół astrofizyków kierowany przez Uniwersytet Genewski (UNIGE) i Narodowe Centrum Efektywności Badań (NCCR) PlanetS w Szwajcarii zbadał, czy nasza bliźniaczka rzeczywiście przechodzi łagodniejsze okresy. Wyniki publikowane są w czasopiśmie charakter temperamentuwskazuje, że tak nie jest.

Artystyczny obraz powierzchni i atmosfery wczesnej Wenus sprzed ponad 4 miliardów lat. Na pierwszym planie jest tajemniczy odkrywca, który jest zaskoczony, widząc, jak oceany całkowicie wyparowują na niebie. Źródło: © Manchu

Wenus stała się ostatnio ważnym tematem badawczym dla astrofizyków. ESA i NASA W tym roku zdecydowałem się wysłać co najmniej trzy misje eksploracji kosmosu w ciągu następnej dekady na drugą planetę najbliżej Słońca. Jednym z głównych pytań, na które mają odpowiedzieć te misje, jest to, czy Wenus gościła wczesne oceany. Astrofizycy kierowani przez Martina Turbeta, naukowca z Wydziału Astronomii na Wydziale Nauk UNIGE i członka NCCR PlanetS, próbowali odpowiedzieć na to pytanie za pomocą narzędzi dostępnych na Ziemi.

„Symulowaliśmy klimat Ziemi i Wenus na początku ich ewolucji, ponad cztery miliardy lat temu, kiedy powierzchnia planet wciąż topniała” – wyjaśnia Martin Turbet. Towarzyszące temu wysokie temperatury oznaczają, że jakakolwiek woda jest obecna w postaci pary, jak w gigantycznym szybkowarze.

Wykorzystując złożone trójwymiarowe modele atmosfery, podobne do tych, których naukowcy używają do symulacji obecnego klimatu Ziemi i przyszłej ewolucji, zespół zbadał, w jaki sposób atmosfery dwóch planet ewoluowały w czasie i czy w tym procesie mogą powstawać oceany.

„Dzięki naszym symulacjom byliśmy w stanie wykazać, że warunki klimatyczne nie pozwalają na kondensację pary wodnej w atmosferze Wenus” – mówi Martin Turbet. Oznacza to, że temperatura nigdy nie spadła na tyle, aby woda w jej atmosferze utworzyła krople deszczu, które mogą spaść na jej powierzchnię. Zamiast tego woda pozostała w atmosferze jako gaz, a oceany nigdy się nie uformowały. „Jednym z głównych powodów tego są chmury, które tworzą się preferencyjnie po nocnej stronie planety. Chmury te powodują bardzo silny efekt cieplarniany, który uniemożliwił Wenus ochłodzenie się tak szybko, jak wcześniej sądzono” – kontynuuje badacz z Genewy.

Małe różnice mają duże konsekwencje

Co zaskakujące, symulacje astrofizyki ujawniają również, że Ziemię z łatwością mógł spotkać taki sam los jak Wenus. Gdyby Ziemia była trochę bliżej Słońca lub gdyby słońce było tak jasne w swojej „młodości”, jak jest teraz, nasza planeta wyglądałaby dziś zupełnie inaczej. Jest prawdopodobne, że stosunkowo słabe promieniowanie młodego Słońca pozwoliło Ziemi ochłodzić się wystarczająco, aby skondensować wodę, z której składają się nasze oceany. Dla Emeline Bolmont, profesor w UNIGE i członka PlaneS i współautorki badania: „Jest to pełne odzwierciedlenie sposobu, w jaki postrzegamy to, co od dawna nazywa się „paradoksem słabego młodego słońca”. główna przeszkoda w pojawieniu się życia na Ziemi!” Argumentem jest, że gdyby promieniowanie słoneczne było znacznie słabsze niż dzisiaj, zmieniłoby to Ziemię w kulę lodu wrogą życiu. „Okazuje się jednak, że dla bardzo gorącej, młodej Ziemi to słabe słońce mogło być w rzeczywistości nieoczekiwaną okazją” – kontynuuje naukowiec.

„Nasze wyniki opierają się na modelach teoretycznych i są ważnym elementem w odpowiedzi na pytanie dotyczące historii Wenus” – mówi współautor badania David Ehrenreich, profesor na Wydziale Astronomii UNIGE i członek NCCR PlanetS. „Ale nie będziemy w stanie ocenić tego definitywnie na naszych komputerach. Obserwacje trzech przyszłych misji kosmicznych na Wenus będą konieczne, aby potwierdzić – lub obalić – naszą pracę”. Ta perspektywa zachwyca Emlyn Polmont, dla której „na te wspaniałe pytania może odpowiedzieć Centrum Życia w Nowym Wszechświecie, niedawno utworzone przy Wydziale Nauk UNIGE”.

Odniesienie: „Asymetria chmur w dzień i w nocy zapobiega wczesnym oceanom na Wenus, ale nie na Ziemi” Martin Turbet, Emeline Polmont, Guillaume Chaverot, David Ehrenreich, Jeremy Leconte i Emmanuel Mark, 13 października 2021 r. charakter temperamentu.
DOI: 10.1038 / s41586-021-03873-w