Wenus może być jednym z najjaśniejszych i najpiękniejszych obiektów na naszym nocnym niebie, ale nie dajcie się zwieść. Nasza sąsiednia planeta całkowicie nie nadaje się do życia – to jedno z najbardziej toksycznych miejsc w całym Układzie Słonecznym
Wenus ma pewne uderzające podobieństwa z Ziemią. Obie planety mają bardzo zbliżone do siebie rozmiar, masę i gęstość oraz mają bardzo podobny skład. Rodzi to więc pytanie: czy Wenus mogła kiedykolwiek nadawać się do zamieszkania?
Nowe badanie planetologów Alexandry Warren oraz Edwina Kite z Uniwersytetu w Chicago wykazało, że jeśli Wenus miała kiedyś warunki nadające się do zamieszkania i wodę w stanie ciekłym na jej powierzchni, było to bardzo, dawno temu i trwało to przez bardzo krótki czas, zanim planeta przekształciła się w piekło z potężnym efektem cieplarnianym jakim jest dzisiaj. W ramach najnowszych badań stworzyli model historii atmosfery Wenus, aby określić tempo i mechanizmy utraty tlenu – co z kolei ujawniło, że jeśli planeta kiedykolwiek miała wodę w stanie ciekłym, to było to możliwe co najmniej trzy miliardy lat temu.
Ekstremalny efekt cieplarniany
Wenus posiada najgrubszą atmosferę spośród planet skalistych w Układzie Słonecznym. Składa się z ponad dziewięćdziesięciu sześciu procent dwutlenku węgla, trzech i pół procent azotu i śladowej ilości innych gazów np. helu, argonu. Ciśnienie atmosferyczne na powierzchni planety wynosi około dziewięćdziesiąt pięć barów, a więc jest w przybliżeniu tyle samo razy większe niż ciśnienie atmosferyczne na powierzchni Ziemi. Można je porównać do ciśnienia panujące w ziemskich oceanach na głębokości około jednego kilometra. Według pomiarów, które udało się wykonać przy użyciu wysyłanych w kierunku Wenus sond, ciśnienie jakie panuje na Ziemi na poziomie morza, występuje tam dopiero na wysokości około pięćdziesięciu kilometrów nad powierzchnią.
Atmosfera Wenus, podobnie jak Ziemska dzieli się na kilka warstw w zależności od odległości od powierzchni. Jej najważniejszą warstw jest troposfera. To najgęstsza i najmasywniejsza z warstw, zawiera aż dziewięćdziesiąt dziewięć masy całej wenusjańskiej atmosfery.
Troposfera obejmuje obszar od samej powierzchni, aż do wysokości około sześćdziesięciu pięciu kilometrów. Gęstość “powietrza” chociaż oczywiście o powietrzu znanym nam Ziemi nie ma tutaj absolutnie mowy, wynosi aż sześćdziesiąt siedem kilogramów na metr sześcienny. Jest to wartość pięćdziesiąt sześć razy większa niż gęstość naszego ziemskiego powietrza, którym oddychamy. Ciśnienie przy powierzchni jest na tyle wysokie, że dwutlenek węgla występuje tam w stanie nadkrytycznym i pokrywa całą powierzchnię planety. To w połączeniu z gęstymi chmurami dwutlenkiem siarki i parą wodną odpowiada za występujący na Wenus potężny efekt cieplarniany, niespotykany na żadnej innej planecie Układu Słonecznego. Napotkać możemy tu nawet deszcze kwasu siarkowego, ale co ciekawe, ze względu na wysoką temperaturę odparowują po drodze i nigdy nie docierają do powierzchni. Jest to tak zwana virga – czyli opad, który nie dociera do powierzchni, ponieważ sublimuje lub paruje zanim zdąży opaść.
Temperatura jaka panuje na powierzchni Wenus sięga prawie czterystu siedemdziesięciu stopni celsjusza, to około sto czterdzieści stopni więcej niż temperatura topnienia ołowiu. Panuje tam wyższa temperatura nawet niż na Merkurym, który znajduje się znacznie bliżej Słońca.
Oto, jak teraz wygląda Wenus. Jednak wcześniej w historii Układu Słonecznego, kiedy Słońce było nieco łagodniejsze, Wenus mogła być bardziej umiarkowana, z jeziorami i oceanami płynnej wody.
Planetolodzy chcą wiedzieć, jak i dlaczego Wenus znalazła się w takim stanie, w jakim jest teraz. Ponieważ Wenus jest tak podobna do Ziemi opracowanie jej historii może pomóc nam dowiedzieć się, jakie jest prawdopodobieństwo, że nasza rodzima planeta podąża tą samą drogą.
Brak tlenu w atmosferze Wenus jest zagadką. Gdyby planeta kiedykolwiek miała ciekły ocean, woda wyparowałaby do atmosfery, gdy Wenus się rozgrzała, rozpadając się na wodór i tlen poprzez fotodysocjację, reakcję chemiczną wywołaną przez światło słoneczne. Wodór wyciekłby w kosmos, ale tlen powinien pozostać.
Warren i Kite chcąc dowiedzieć się, gdzie mógłby podziać się ten tlen, skonstruowali model oparty na nadającej się do zamieszkania Wenus. Umieścili oceany wodne na powierzchni Wenus, dodali mechanizmy, które mogły przyczynić się do utraty tlenu i poprawili parametry, takie jak ilość wody i ramy czasowe, w których woda mogła być tam obecna.
Wykonano 94 080 różnych symulacji i ostatecznie tylko niewielki procent zakończył się sukcesem i pokazał kilka interesujących trendów.
Jedną z możliwości jest to, że tlen z Wenus został związany z węglem emitowanym przez wulkany, tworząc dwutlenek węgla, jednak ten scenariusz wydawał się badaczom mało prawdopodobny. Uważają, że mógłby raczej wyciekać w kosmos podobnie jak wodór lub zostać zamaskowany w utleniającej się magmie na powierzchni planety. A oceany musiały wyschnąć nie później niż 3 miliardy lat temu.
Aktywność wulkaniczna Wenus w przeszłości mogła być jednak ograniczona przez ilość radioaktywnego argonu wciąż obecnego w atmosferze planety. Ustalając najpierw, jak aktywna wulkanicznie była Wenus w przeszłości, naukowcy byli w stanie oszacować, ile wody mogła mieć planeta. Odpowiedź brzmi – w porównaniu do Ziemi, niewiele. Oceany na Wenus mogły mieć nie więcej niż 300 metrów głębokości, to ponad 10 razy mniej niż średnia głębokość Ziemskich oceanów wynosząca 3688 metrów.
Póki co, jest to jedynie hipoteza. Symulacje nie potwierdzają jednoznacznie czy oceany na Wenus faktycznie kiedyś występowały. Jedno jest jednak pewne, nawet jeśli, to były znacznie skromniejsze niż na naszej planecie, a warunki sprzyjające życiu mogły występować tam tylko przez krótki czas.