لماذا يعتقد العلماء أن الحياة ازدهرت مرة واحدة على كوكب الجحيم فينوس

عندما تنظر إلى كوكب الزهرة اليوم ، فإنه لا يبدو مكانًا ترحيبيًا للغاية. مع ارتفاع درجات حرارة السطح عن الفرن ، فإن الضغط الجوي يعادل عمق 3000 قدم في المحيط ، و لا يوجد ماء سائل في أي مكان رأيناه ، يبدو أنه عكس البيئة المريحة التي يمكن للحياة أن تعيش فيها يظهر.

لكن في العقد الماضي ، بدأ العلماء يتساءلون عما إذا كان هذا "الكوكب الجحيم" يمكن أن يكون صالحًا للسكن في يوم من الأيام. منذ مليارات السنين ، كان من الممكن أن يكون كوكب الزهرة مكانًا أكثر برودة ورطوبة ، مع محيطات لا تختلف عن محيطاتنا هنا على الأرض.

حتى أنه من المحتمل أنه منذ زمن بعيد كان من الممكن أن تكون الزهرة قابلة للحياة - ولكن في مرحلة ما ، حدث خطأ ما بشكل كبير.

لمعرفة ما قد يتطلبه كوكبنا الآخر ليكون صالحًا للسكن ولماذا لم يعد كذلك ، نحن تحدث إلى اثنين من خبراء كوكب الزهرة حول ما نعرفه عن تاريخ كوكب الزهرة - وما لا نعرفه حتى الآن ولكن ربما قريبًا يتعلم.

قصة كوكبين

على الرغم من اختلاف الكوكبين اليوم ، إلا أن كوكب الزهرة والأرض كانا متشابهين جدًا. يتشابه الكواكب في الحجم ، وتشكلا من مواد متشابهة في المرحلة الأولى من النظام الشمسي. كلاهما أيضًا داخل حدود في النظام الشمسي تسمى خط الثلج ، وهي النقطة التي يشكل فيها الماء حبيبات الجليد.

هناك بعض الاختلافات - كوكب الزهرة أقرب إلى الشمس وبالتالي يتلقى مزيدًا من الحرارة ، وهو أقل كثافة منه تدور الأرض ببطء أكبر - ولكن بشكل عام ، كان من الممكن أن يتبع الكوكبان مسارًا مشابهًا جدًا في وقت مبكر سنين.

لذلك من الممكن ، على الرغم من الجدل ، أن كوكب الزهرة كان لديه محيطات مائية في ماضيها البعيد. أ دراسة من قبل علماء الكواكب ناسا في عام 2016 ، على سبيل المثال ، محاكاة الظروف المناخية التاريخية على كوكب الزهرة ووجدت أنه إذا كانت المحيطات موجودة ، فإن كان من الممكن أن يحافظ الكوكب على درجات حرارة ثابتة تتراوح بين 20 و 50 درجة مئوية لحوالي ثلاثة مليارات سنين.

لكن هذه النماذج تطلبت وجود الماء بالفعل على هذا الكوكب ، وما إذا كان هذا هو الحال أم لا.

سواء كان هناك ماء أم لا ، يتفق العلماء على أن كوكب الزهرة لم يبق مرتاحًا. في مرحلة ما ، تباعدت الأرض والزهرة بشكل حاد ودخلت الزهرة فيما يسمى بمرحلة الدفيئة الجامحة. تسببت درجات الحرارة المرتفعة في تبخر المياه السطحية ، مكونًا بخار الماء في الغلاف الجوي ، والذي انقسم بفعل أشعة الشمس إلى أكسجين وهيدروجين ، ثم ضاع في الفضاء. تتراكم غازات الدفيئة في الغلاف الجوي ، مما يؤدي إلى ارتفاع درجات الحرارة بشكل أكبر. يُعتقد أن هذه هي الطريقة التي أصبحت بها الزهرة المكان الجحيم الذي هو عليه اليوم.

ومع ذلك ، فإن هذه التغييرات لم تؤثر فقط على الغلاف الجوي للكوكب. تؤثر التغييرات في الغلاف الجوي أيضًا على حركة الكوكب التكتونية. مع تسخين سطح الكوكب بشكل أسرع من باطنه ، تقل حركة المواد داخل الكوكب. ويُعتقد أن الحركة التكتونية النشطة ، كما هو الحال على الأرض مهم لصلاحية السكن لأنه يعمل على استقرار المناخ. مع وجود نشاط تكتوني أقل ، قد يكون من الصعب على الكوكب إعادة تدوير المياه ، مما يجعله أقل ملاءمة للحياة المحتملة.

"نحن نعلم أن كوكب الزهرة أصبح أكثر سخونة. نحن نعلم أنه فقد الماء. أوضح خبير فينوس التكتوني والتر كيفر من معهد القمر والكواكب أن هذه الخسائر المعروفة ستغير التكتونية. ومع ذلك ، قال كيفر ، من الممكن أيضًا أن يكون هناك حدث تكتوني حدث أولاً وتسبب في تغير المناخ: "إنها مسألة دجاجة وبيضة".

قال كيفر عند النظر إلى ماضي كوكب ما ، نحتاج إلى فهم كيفية عمل الكوكب ككل: "علينا التفكير في كوكب الزهرة كنظام. ماذا كان يفعل المناخ؟ ما الذي كان يفعله الغلاف الجوي وماذا كان يفعله إطلاق الغازات في الغلاف الجوي؟ هل كانت التكتونية هي الدافع وراء تطور الغلاف الجوي ، أم أن تطور الغلاف الجوي دفع التطور التكتوني؟ أو على الأرجح بعضهما ".

الشيطان في الجدول الزمني

من المفيد أن تكون واضحًا بشأنه ما نعنيه عندما نتحدث عن القابلية للسكن. لأنه عندما تسمع كلمة صالحة للسكن ، قد تفكر في عوامل من درجة الحرارة إلى كمية الإشعاع والأكسجين في الغلاف الجوي - كل الأشياء التي يحتاجها البشر للبقاء على قيد الحياة. ولكن في مصطلحات علم الكواكب ، يتم استخدام الكلمة بطريقة محدودة للغاية. إنه يشير فقط إلى كوكب تتراوح درجات حرارة سطحه بين 0 و 100 درجة مئوية ، حيث يمكن أن يتواجد الماء كسائل.

قال ستيفن كين خبير السكن في الكواكب من جامعة كاليفورنيا ، ريفرسايد: "إنني أعرّف قابلية الكواكب للسكن على أنها القدرة على الحفاظ على ظروف السطح المعتدلة". "المعنى ضمن نطاق ضيق - وهو نطاق ضيق للغاية - للسماح للماء السائل السطحي على مدى فترة طويلة من الزمن."

يتأثر ذلك بكل شيء من المجالات المغناطيسية إلى حجم الكوكب إلى وجود القمر. في الواقع ، هناك الكثير من العوامل التي يمكن أن يكون لها تأثير على درجات حرارة السطح ولا توجد طريقة سهلة للقول كيف سيبدو كوكب صالح للسكن بشكل مثالي.

ولكن حتى لو كانت الظروف مثالية ، وكان للزهرة درجات الحرارة السطحية المطلوبة في مرحلة ما من تاريخها ، التي لا تزال غير كافية لتكون صالحة للسكن بشكل هادف - وذلك بسبب الجداول الزمنية المطلوبة. في الأساس ، يستغرق ظهور أي شيء مثل الحياة وقتًا طويلاً جدًا.

قال كين: "إن مفتاح القابلية للسكن لا يكمن فقط في تحقيق درجة الحرارة اللازمة للمياه السطحية السائلة ، ولكن الحفاظ عليها". "والحفاظ عليه هو الجزء الصعب حقًا."

الأمر متروك للنقاش بالضبط كم من الوقت تتطلب درجة حرارة سطح مستقرة لظهور الحياة وكيف الحياة التي تفكر فيها معقدة ، ولكن من المحتمل أن تكون الجداول الزمنية اللازمة في حدود المليارات سنين.

حدث ذلك على الأرض ، حيث يتم الحفاظ على درجات حرارة السطح من خلال عمليات مثل الصفائح التكتونية. لكننا بصراحة لا نعرف مدى شيوع ذلك. ربما تكون معظم الكواكب الصخرية مثل الأرض ، ولديها بالفعل صفائح تكتونية أو آليات أخرى تسمح لها بالوصول إلى درجات حرارة ثابتة في النطاق المطلوب لفترات طويلة من الزمن. أو ربما تشبه معظم الكواكب الصخرية كوكب الزهرة ، والظروف المطلوبة للحياة نادرة للغاية.

قد يكون كوكبنا صدفة كونية غير محتملة.

الصلة خارج النظام الشمسي

نظرًا لعدم اليقين بشأن صلاحية كوكب الزهرة في الماضي ، قد يبدو من المعقول التساؤل عن سبب وجوب الاهتمام. حتى لو كانت هناك فترة وجيزة كان من الممكن أن تظهر فيها الحياة على هذا الكوكب ، فإن احتمال وجود أي شيء يعيش هناك الآن ضعيف للغاية. (هناك بعض النظريات التي تشير إلى إمكانية وجود ميكروبات تعيش في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة ، لكن الدليل على ذلك هو نقاش ساخن في أحسن الأحوال.)

لكن كوكب الزهرة ليس مهمًا بمفرده فقط. كما أنها تمثل الكواكب الأخرى في مجرتنا.

السبب وراء اهتمام العديد من علماء الكواكب بفهم كوكب الزهرة وتاريخه هو أنه يمكن أن يخبرنا كثيرًا عن شكل الكواكب الأخرى في الأنظمة الأخرى. بينما لا يمكننا الذهاب وزيارة تلك العوالم أو مراقبتها عن قرب ، يمكننا فعل ذلك مع كوكب الزهرة. إذا أردنا فهم الكواكب الخارجية ، وخاصة إذا أردنا تحديد الكواكب الخارجية الصالحة للحياة ، فنحن بحاجة إلى فهم الكواكب الموجودة في الفناء الخلفي لدينا أولاً.

"استنتاج ظروف كوكب خارج المجموعة الشمسية سيكون صعبًا حقًا. قال كين إنه تحد كبير حقًا. "لأنه استنتاج - لن نذهب إلى هناك ، فنحن لا نهبط على سطح كوكب خارج المجموعة الشمسية - لذا فإن الاستدلال يأتي من نموذج ". ويتم إنشاء هذا النموذج بناءً على بيانات من نظامنا الشمسي.

قال: "إذا لم نصلح لنظامنا الشمسي بشكل صحيح ، فلن نجعله مناسبًا لكوكب خارج المجموعة الشمسية".

من ناحية أخرى ، إذا كان كوكب الزهرة صالحًا للسكنى بالفعل في مرحلة ما ، فإن ذلك يفتح الباب أمام عدد كبير من الكواكب الخارجية لتكون صالحة للسكن أيضًا.

قال كين: "إذا كانت كوكب الزهرة تتمتع بفترة صالحة للسكن ، أعتقد أن هذا عميق جدًا". قد تكون هذه حالة تكون فيها الكواكب الصخرية على مسافة معينة من نجومها بشكل طبيعي السقوط ، مع حلقات التغذية الراجعة الطبيعية لدورة المياه التي تميل نحو احتمال وجود سائل على السطح ماء. وهذا من شأنه أن يخبرنا كثيرًا عما إذا كان بإمكاننا توقع هذه الأنواع من الظروف في مكان آخر. "

مهام جديدة وبيانات جديدة

بقدر ما لا نعرف عن تاريخ كوكب الزهرة ، سنتعلم المزيد قريبًا. مع ثلاثية البعثات من المقرر أن نستكشف كوكب الزهرة في العقد القادم ، سنحصل على قياسات جديدة للغلاف الجوي والطبوغرافيا للكوكب ، ويمكن أن يخبرنا ذلك عن تاريخه.

بالنظر إلى عوامل مثل نسبة الهيدروجين إلى أحد نظائره ، الديوتيريوم ، في كوكب الزهرة الغلاف الجوي ، سيتمكن العلماء من معرفة ما إذا كان الكوكب قد فقد كميات كبيرة من الماء وقت. وعن طريق قياس كميات الغازات النبيلة ، يمكنهم التعرف على كيفية جرف الرياح الشمسية الغلاف الجوي وفقدانه من الغلاف الجوي. ستكشف أجزاء أخرى من المهمات القادمة المزيد من المعلومات حول النشاط البركاني على الكوكب وحول باطنه.

ستقربنا هذه المهام الثلاث خطوة واحدة من فهم الكوكب الجهنمية المعقد والجميل المجاور. ولكن حيثما يوجد علماء ، هناك دائمًا المزيد من الأسئلة.

قال كيفر: "ستكون مجموعة إضافية من القرائن". "هل سيكون لدينا كل الإجابات؟ لا. سنعود بمزيد من المهام التي نحتاجها. لكنها المجموعة التالية من القرائن ".

توصيات المحررين

• داخل الخطة المجنونة لاستخراج القليل من جو كوكب الزهرة وإعادته إلى المنزل
• كيف اقترب "كوكب الجحيم" المغطى بمحيطات الحمم البركانية من نجمه
• قد تضطر ناسا إلى البحث بشكل أعمق عن دليل على وجود حياة على المريخ
• يساعد العلماء المواطنون في اكتشاف كوكب يشبه المشتري على بعد 379 سنة ضوئية
• قام باحثو معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بتفصيل خطط البعثات الخاصة للبحث عن الحياة على كوكب الزهرة