Proč si vědci myslí, že život kdysi prosperoval na pekelné planetě Venuši

Když se dnes podíváte na Venuši, nezdá se to jako příliš přívětivé místo. S povrchovými teplotami vyššími než v troubě, atmosférickým tlakem ekvivalentním hloubce 3 000 stop v oceánu a nikde žádná kapalná voda, kterou jsme viděli, vypadá to jako opak pohodlného prostředí, ve kterém by mohl život vynořit se.

V posledním desetiletí však vědci začali přemýšlet, zda tato „pekelná planeta“ mohla být kdysi obyvatelná. Před miliardami let mohla být Venuše chladnějším a vlhčím místem s oceány ne nepodobnými těm našim zde na Zemi.

Je dokonce možné, že před dlouhou dobou mohla být Venuše přístupná životu – ale v určitém okamžiku se něco drasticky pokazilo.

Abychom zjistili, co by bylo zapotřebí, aby naše další sousední planeta byla obyvatelná a proč už není, my mluvil se dvěma odborníky na Venuši o tom, co víme o historii Venuše – a co ještě nevíme, ale možná brzy Učit se.

Příběh dvou planet

Jakkoliv jsou tyto dvě planety dnes odlišné, Venuše a Země si byly kdysi velmi podobné. Obě planety mají podobnou velikost a vznikly z podobných materiálů v nejranější fázi sluneční soustavy. Oba jsou také uvnitř hranice ve sluneční soustavě zvané sněžná čára, což je bod, ve kterém voda tvoří ledová zrna.

Existují určité rozdíly — Venuše je blíže Slunci, a proto přijímá více tepla a je méně hustá než Země se otáčí pomaleji – ale celkově mohly tyto dvě planety sledovat velmi podobnou dráhu na svém počátku let.

Je tedy možné, i když je sporné, že Venuše mohla mít ve své vzdálené minulosti vodní oceány. A studie planetárních vědců NASA v roce 2016 například simuloval historické klimatické podmínky na Venuši a zjistil, že pokud by tam byly oceány, planeta mohla udržovat stabilní teploty mezi 20 a 50 stupni Celsia za přibližně tři miliardy let.

Tyto modely však vyžadovaly, aby voda na planetě již existovala, a je diskutabilní, zda tomu tak bylo.

Ať už tam byla voda nebo ne, vědci se shodují, že Venuše nezůstala pohodlná. V určitém okamžiku se Země a Venuše prudce rozcházely a Venuše vstoupila do toho, čemu se říká prchavá skleníková fáze. Vyšší teploty způsobily, že se povrchová voda vypařovala a v atmosféře se vytvořila vodní pára, která byla slunečním zářením štěpena na kyslík a vodík, které se pak ztratily ve vesmíru. V atmosféře se hromadí skleníkové plyny, které zvyšují teploty ještě výše. To je myšlenka, jak se Venuše stala pekelným místem, jakým je dnes.

Tyto změny však neovlivnily pouze atmosféru planety. Změny atmosféry ovlivňují i ​​tektoniku planety. Vzhledem k tomu, že se povrch planety zahřívá rychleji než její vnitřek, dochází k menšímu pohybu materiálu uvnitř planety. A předpokládá se, že aktivní tektonika, jako máme na Zemi, je důležité pro obyvatelnost protože stabilizuje klima. S menší tektonickou aktivitou by mohlo být pro planetu těžší recyklovat vodu, takže by byla méně pohostinná pro potenciální život.

"Víme, že Venuše je teplejší." Víme, že to ztratilo vodu. Tyto známé ztráty změní tektoniku,“ vysvětlil odborník na tektoniku Venuše Walter Kiefer z Lunar And Planetary Institute. Kiefer však řekl, že je také možné, že nejprve došlo k tektonické události, která způsobila změněné klima: "Je to otázka slepice a vejce."

Když se podíváme na minulost planety, řekl Kiefer, musíme pochopit, jak planeta funguje jako celek: „Musíme myslet na Venuši jako na systém. Co dělalo klima? Co dělala atmosféra a odplyňování do atmosféry? Řídila tektonika vývoj atmosféry, nebo evoluce atmosféry řídila tektonický vývoj? Nebo spíše některé z obou."

Ďábel je v časovém měřítku

Pomáhá mít jasno co máme na mysli, když mluvíme o obyvatelnosti. Protože když slyšíte slovo obyvatelný, můžete si myslet, že faktory od teploty po radiaci představují kyslík v atmosféře – všechny věci, které lidé potřebují k přežití. Ale z hlediska planetární vědy se toto slovo používá mnohem omezeněji. Vztahuje se čistě na planetu, která má povrchové teploty mezi 0 a 100 stupni Celsia, kde voda může existovat jako kapalina.

"Obytnost planet definuji jako schopnost udržovat mírné povrchové podmínky," řekl odborník na obyvatelnost planet Stephen Kane z University of California, Riverside. "To znamená v úzkém rozsahu - a to je mimořádně úzký rozsah - umožnit povrchovou kapalnou vodu po dlouhou dobu."

To je ovlivněno vším od magnetických polí přes velikost planety až po přítomnost měsíce. Ve skutečnosti existuje spousta faktorů, které mohou mít vliv na povrchové teploty, a není snadný způsob, jak říci, jak by vypadala ideálně obyvatelná planeta.

Ale i kdyby byly podmínky perfektní a Venuše měla v určitém okamžiku své historie požadované povrchové teploty, to stále nemusí stačit na to, aby bylo smysluplně obyvatelné – a to kvůli požadovaným časovým plánům. V podstatě trvá dlouho, dlouho, než se objeví něco jako život.

„Klíčem k obyvatelnosti není jen dosažení potřebné teploty pro povrchovou kapalnou vodu, ale její udržení,“ řekl Kane. "A udržet to je opravdu, opravdu těžká část."

Je na diskusi, jak dlouho je pro vznik života zapotřebí stabilní povrchová teplota a jak život, o kterém přemýšlíte, je složitý, ale potřebné časové horizonty se pravděpodobně pohybují v řádu miliard let.

To se stalo na Zemi, povrchové teploty jsou udržovány prostřednictvím procesů, jako je desková tektonika. Ale upřímně řečeno nevíme, jak běžné to je. Snad většina kamenných planet je jako Země a mají deskovou tektoniku nebo jiné mechanismy, které jim umožňují dosáhnout stabilních teplot v požadovaném rozsahu po dlouhou dobu. Nebo možná většina kamenných planet je spíše jako Venuše a podmínky potřebné pro život jsou mizející vzácné.

Naše planeta by mohla být nepravděpodobná kosmická náhoda.

Význam mimo sluneční soustavu

Vzhledem k nejistotě ohledně osídlení Venuše v minulosti by se mohlo zdát rozumné zeptat se, proč by nás to mělo vůbec zajímat. I kdyby existovalo krátké období, kdy se na planetě mohl objevit život, pravděpodobnost, že tam nyní něco žije, je velmi nízká. (Existuje několik teorií, že by v atmosféře Venuše mohli žít mikrobi, ale důkazy pro to jsou vášnivě diskutované při nejlepším.)

Ale Venuše není důležitá jen sama o sobě. Je také zástupcem jiných planet v naší galaxii.

Důvod, proč se tolik planetárních vědců zajímá o pochopení Venuše a její historie, je ten, že nám může hodně říct o tom, jaké by mohly být jiné planety v jiných systémech. I když nemůžeme jít a navštívit tyto světy nebo je pozorovat zblízka, můžeme to udělat s Venuší. Chceme-li porozumět exoplanetám a zejména chceme-li identifikovat potenciálně obyvatelné exoplanety, musíme nejprve porozumět planetám na našem dvorku.

"Odvodit podmínky pro exoplanetu bude opravdu, opravdu těžké." Je to opravdu velká výzva,“ řekl Kane. „Protože je to dedukce – nejedeme tam, nepřistáváme na povrchu exoplanety - takže závěr pochází z modelu." A ten model je vytvořen na základě dat z naší sluneční soustavy.

"Pokud se nám to nedaří pro naši sluneční soustavu, nedaří se nám to ani u exoplanety," řekl.

Na druhou stranu, pokud byla Venuše v určitém okamžiku skutečně obyvatelná, pak to otevírá dveře pro velký počet exoplanet, které mohou být také potenciálně obyvatelné.

"Pokud Venuše měla významné obyvatelné období, myslím, že je to dost hluboké," řekl Kane. Je možné, že se jedná o stav, do kterého se kamenné planety v určité vzdálenosti od svých hvězd přirozeně dostávají pád, s přirozenými zpětnovazebními smyčkami vodního cyklu, které inklinují k možnosti povrchové kapaliny voda. "A to by nám řeklo hodně o tom, zda můžeme takové podmínky očekávat jinde."

Nové mise, nová data

I když o historii Venuše nevíme, brzy se dozvíme více. S trojici misí Pokud se chystáme prozkoumat Venuši v příštím desetiletí, získáme nová měření atmosféry a topografie planety, což nám může říci o její historii.

Při pohledu na faktory, jako je poměr vodíku k jednomu z jeho izotopů, deuteriu, na Venušině V atmosféře budou vědci schopni zjistit, zda planeta ztratila významné množství vody čas. A měřením množství vzácných plynů se mohou dozvědět o tom, jak je atmosféra smetána slunečními větry a jak se ztrácí z atmosféry. Další části nadcházejících misí odhalí více informací o vulkanické činnosti na planetě a o jejím nitru.

Tyto tři mise nás posunou o krok blíže k pochopení složité, krásné, pekelné planety vedle. Ale všude tam, kde jsou vědci, je vždy více otázek.

"Bude to další sada vodítek," řekl Kiefer. „Budeme znát všechny odpovědi? Ne. Vrátíme se s dalšími misemi, které potřebujeme. Ale to je další sada vodítek."

Doporučení redakce

• Uvnitř bláznivého plánu nabrat a přinést domů trochu atmosféry Venuše
• Jak se ‚pekelná planeta‘ pokrytá lávovými oceány dostala tak blízko ke své hvězdě
• NASA možná bude muset hledat důkazy o životě na Marsu hlouběji
• Občanští vědci pomáhají objevit planetu podobnou Jupiteru vzdálenou 379 světelných let
• Výzkumníci MIT podrobně popisují plány soukromých misí k hledání života na Venuši