Miért gondolják a tudósok, hogy valaha az élet virágzott a Vénusz pokolbolygón?

Ha ma megnézzük a Vénuszt, nem tűnik túl barátságos helynek. Egy sütőnél melegebb felszíni hőmérséklet esetén a légköri nyomás 3000 láb mélyen az óceánban van, és sehol nincs folyékony víz, amit láttunk, ellentétesnek tűnik a kényelmes környezettel, amelyben az élet megtehetné felbukkan.

De az elmúlt évtizedben a tudósok azon töprengtek, vajon ez a „pokolbolygó” valaha lakható lehetett-e. Évmilliárdokkal ezelőtt a Vénusz hűvösebb, nedvesebb hely lehetett volna, óceánjai nem különböztek a miénktől itt a Földön.

Még az is lehetséges, hogy régen a Vénusz életre kelhetett volna – de valamikor valami drasztikusan elromlott.

Hogy megtudjuk, mi kell ahhoz, hogy másik szomszédos bolygónk lakható legyen, és miért nem az már, beszélt két Vénusz-szakértővel arról, hogy mit tudunk a Vénusz történetéről – és amit még nem tudunk, de hamarosan tanul.

Mese két bolygóról

Bármennyire is különbözik a két bolygó ma, a Vénusz és a Föld egykor nagyon hasonlóak voltak. A két bolygó hasonló méretű, és hasonló anyagokból alakultak ki a Naprendszer legkorábbi szakaszában. Mindkettő a Naprendszerben a hóhatárnak nevezett határon belül van, amely az a pont, ahol a víz jégszemcséket képez.

Van néhány különbség – a Vénusz közelebb van a Naphoz, ezért több hőt kap, és kevésbé sűrű, mint A Földet, és lassabban forog – de összességében a két bolygó nagyon hasonló utat járhatott be korai szakaszában évek.

Tehát lehetséges, bár vitatott, hogy a Vénusznak lehettek óceánjai a távoli múltjában. A a NASA bolygókutatóinak tanulmánya 2016-ban például történelmi éghajlati viszonyokat szimulált a Vénuszon, és megállapította, hogy ha óceánok lennének jelen, a bolygó körülbelül hárommilliárdig tudott volna stabilan 20 és 50 Celsius-fok közötti hőmérsékletet tartani évek.

De ezek a modellek megkövetelték, hogy víz már létezzen a bolygón, és vitatható, hogy ez így volt-e.

Akár volt ott víz, akár nem, a tudósok egyetértenek abban, hogy a Vénusz nem érezte magát kényelmesen. Egy bizonyos ponton a Föld és a Vénusz élesen elvált egymástól, és a Vénusz az úgynevezett elszabadult üvegházi fázisba lépett. A magasabb hőmérséklet hatására a felszíni víz elpárolog, vízgőz képződik a légkörben, amelyet a napfény oxigénre és hidrogénre hasított, majd az űrbe veszett. Az üvegházhatású gázok felhalmozódnak a légkörben, ami még magasabbra emeli a hőmérsékletet. Úgy gondolják, hogy így vált a Vénusz a mai pokoli hellyé.

Ezek a változások azonban nem csak a bolygó légkörét érintették. A légkör változásai a bolygó tektonikáját is befolyásolják. Mivel a bolygó felszíne gyorsabban melegszik fel, mint a belseje, kevesebb az anyagmozgás a bolygón belül. Az aktív tektonikáról pedig úgy gondolják, mint a Földön fontos a lakhatóság szempontjából mivel stabilizálja az éghajlatot. Kevesebb tektonikus aktivitás mellett a bolygó számára nehezebb lehet újrahasznosítani a vizet, így kevésbé lesz barátságos a potenciális élet számára.

„Tudjuk, hogy a Vénusz melegebb lett. Tudjuk, hogy elvesztette a vizet. Ezek az ismert veszteségek megváltoztatják a tektonikát” – magyarázta Walter Kiefer, a Vénusz tektonikával foglalkozó szakértője, a Lunar and Planetary Institute munkatársa. Kiefer azonban azt mondta, az is lehetséges, hogy egy tektonikus esemény történt először, és ez okozta a megváltozott éghajlatot: "Ez egy csirke és tojás kérdés."

Amikor egy bolygó múltját nézzük, Kiefer szerint meg kell értenünk, hogyan működik a bolygó egésze: „A Vénuszra mint rendszerre kell gondolnunk. Mit csinált a klíma? Mit csinált az atmoszféra, és mit csinált a légkörbe való gázadás? A tektonika vezérelte a légköri evolúciót, vagy a légköri evolúció vezérelte a tektonikus evolúciót? Valószínűbb, hogy mindkettőből néhányat.”

Az ördög az időskálában van

Segít tisztán látni mire gondolunk, amikor lakhatóságról beszélünk. Mert amikor a lakható szót hallod, eszedbe juthat a hőmérséklettől a sugárzás mennyiségén át a légkör oxigénig terjedő tényezője – mindaz, amire az embernek szüksége van a túléléshez. De bolygótudományi szempontból a szót sokkal korlátozottabb módon használják. Tisztán olyan bolygóra utal, amelynek felszíni hőmérséklete 0 és 100 Celsius fok közötti, ahol a víz folyadékként is létezhet.

"A bolygók lakhatóságát úgy határozom meg, mint a mérsékelt égövi felszíni viszonyok fenntartásának képességét" - mondta Stephen Kane, a Kaliforniai Egyetem Riverside-i bolygói lakhatósági szakértője. „Azt jelenti, hogy szűk tartományon belül – és ez egy rendkívül szűk tartományon belül – lehetővé tenni a felszíni folyékony vizet hosszú időn keresztül.”

Ezt a mágneses mezőktől a bolygó méretén át a hold jelenlétéig minden befolyásolja. Valójában rengeteg olyan tényező van, amely hatással lehet a felszíni hőmérsékletre, és nem könnyű megmondani, hogyan nézne ki egy ideálisan lakható bolygó.

De még ha a körülmények tökéletesek is lennének, és a Vénusznak megvolt a szükséges felszíni hőmérséklete történetének valamikor, ami még mindig nem elég ahhoz, hogy értelmesen lakható legyen – és ez a szükséges időkeret miatt van. Alapvetően hosszú-hosszú időbe telik, amíg minden olyan dolog megjelenik, mint az élet.

„A lakhatóság kulcsa nem csupán a felszíni folyékony víz szükséges hőmérsékletének elérése, hanem annak fenntartása” – mondta Kane. "És ennek fenntartása az igazán, nagyon nehéz rész."

Vita tárgya, hogy pontosan mennyi ideig és hogyan kell stabil felszíni hőmérséklet az élet kialakulásához bonyolult az az élet, amelyre gondolsz, de a szükséges idők valószínűleg milliárdos nagyságrendűek évek.

Ez történt a Földön, a felszíni hőmérsékletet olyan folyamatok tartják fenn, mint a lemeztektonika. De őszintén szólva nem tudjuk, mennyire gyakori ez. Talán a legtöbb sziklás bolygó olyan, mint a Föld, és rendelkeznek lemeztektonikával vagy más mechanizmusokkal, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy hosszú ideig stabil hőmérsékletet érjenek el a kívánt tartományban. Vagy talán a legtöbb sziklás bolygó inkább a Vénuszhoz hasonlít, és az élethez szükséges feltételek eltűnően ritkák.

Bolygónk egy valószínűtlen kozmikus szerencsétlenség lehet.

Relevancia a Naprendszeren túl

Tekintettel a Vénusz múltbeli lakhatóságával kapcsolatos bizonytalanságra, ésszerűnek tűnhet feltenni a kérdést, miért is törődnénk vele. Még ha volt is egy rövid időszak, amikor élet keletkezhetett volna a bolygón, nagyon kicsi annak a valószínűsége, hogy most bármi is él. (Van néhány elmélet, miszerint mikrobák élhetnek a Vénusz légkörében, de ennek bizonyítékai heves viták legjobb esetben.)

De a Vénusz nem csak önmagában fontos. A galaxisunk többi bolygóját is reprezentálja.

Sok bolygótudós azért érdeklődik a Vénusz és történetének megértése iránt, mert sokat elárulhat arról, milyenek lehetnek más bolygók más rendszerekben. Bár nem mehetünk el, és nem látogathatjuk meg ezeket a világokat, vagy nem figyelhetjük meg őket közelről, ezt megtehetjük a Vénusszal. Ha meg akarjuk érteni az exobolygókat, és különösen, ha a potenciálisan lakható exobolygókat akarjuk azonosítani, először meg kell értenünk a hátsó udvarunkban lévő bolygókat.

„Egy exobolygó körülményeire következtetni nagyon-nagyon nehéz lesz. Ez igazán nagy kihívás” – mondta Kane. „Mert ez egy következtetés – nem megyünk oda, nem szállunk le egy exobolygó felszínén – tehát a következtetés egy modellből származik.” És ez a modell a naprendszerünk adatai alapján készült.

"Ha nem a naprendszerünkhöz igazítjuk, akkor egy exobolygóhoz sem" - mondta.

Másrészt, ha a Vénusz valamikor valóban lakható volt, akkor ez megnyitja a kaput számos exobolygó előtt, hogy potenciálisan lakható is legyen.

„Ha a Vénusznak jelentős lakható időszaka volt, az szerintem elég mélyreható” – mondta Kane. Lehetséges, hogy ez egy olyan állapot, amelybe a csillagaitól bizonyos távolságra lévő sziklás bolygók természetesen kerülnek ősz, a víz körforgásának természetes visszacsatolási hurkaival, amelyek hajlamosak a felszíni folyadék lehetőségére víz. "És ez sokat elárulna arról, hogy máshol is számíthatunk-e ilyen körülményekre."

Új küldetések, új adatok

Amennyit nem tudunk a Vénusz történetéről, hamarosan többet is megtudunk. Val,-vel küldetéshármas A következő évtizedben a Vénusz felfedezésére készülünk, új méréseket fogunk kapni a bolygó légköréről és domborzatáról, és ez elárulhatja a történelmét.

Olyan tényezőket vizsgálva, mint a hidrogén és az egyik izotóp, a deutérium aránya a Vénusziban A tudósok látni fogják, hogy a bolygó jelentős mennyiségű vizet veszített-e idő. A nemesgázok mennyiségének mérésével pedig megtudhatják, hogyan sodorják el a légkört a napszelek, és hogyan veszítik el a légkörből. A közelgő küldetések további részei további információkat fognak feltárni a bolygón zajló vulkáni tevékenységről és annak belsejéről.

Ez a három küldetés egy lépéssel közelebb visz bennünket a szomszédos bonyolult, gyönyörű, pokoli bolygó megértéséhez. De ahol tudósok vannak, mindig több kérdés merül fel.

„Ez egy további nyomelem lesz” – mondta Kiefer. „Mindenre megkapjuk a választ? Nem. Visszatérünk további küldetésekkel, amelyekre szükségünk van. De ez a következő nyomok."

Szerkesztői ajánlások

• Az őrült terv belsejében, hogy felkapjuk és hazahozzuk a Vénusz hangulatát
• Hogyan került a lávaóceánokkal borított „pokolbolygó” ilyen közel a csillagához
• Lehet, hogy a NASA-nak mélyebbre kell ásnia, hogy bizonyítékot találjon életre a Marson
• Polgári tudósok segítenek felfedezni egy 379 fényévnyire lévő Jupiter-szerű bolygót
• Az MIT kutatói részletes terveket dolgoznak ki magánküldetésekre, amelyek élet után kutatnak a Vénuszon