Perché gli scienziati pensano che una volta la vita prosperasse sul pianeta infernale Venere

Quando guardi Venere oggi, non sembra un posto molto accogliente. Con temperature superficiali più calde di un forno, pressione atmosferica equivalente a 3000 piedi di profondità nell'oceano e nessuna acqua liquida da nessuna parte che abbiamo visto, sembra l'opposto di un ambiente confortevole in cui la vita potrebbe emergere.

Ma nell'ultimo decennio, gli scienziati hanno iniziato a chiedersi se un tempo questo "pianeta infernale" potesse essere abitabile. Miliardi di anni fa, Venere avrebbe potuto essere un luogo più fresco e umido, con oceani non dissimili dai nostri qui sulla Terra.

È anche possibile che molto tempo fa Venere potesse essere suscettibile di vita, ma a un certo punto qualcosa è andato drasticamente storto.

Per scoprire cosa ci vorrebbe perché l'altro nostro pianeta vicino fosse abitabile e perché non lo è più, noi ha parlato con due esperti di Venere su ciò che sappiamo sulla storia di Venere e su ciò che non sappiamo ancora, ma potrebbe presto Imparare.

Una storia di due pianeti

Per quanto diversi siano oggi i due pianeti, Venere e la Terra un tempo erano molto simili. I due pianeti hanno dimensioni simili e si sono formati da materiali simili nella prima fase del sistema solare. Sono anche entrambi all'interno di un confine nel sistema solare chiamato limite delle nevi, che è il punto in cui l'acqua forma i granelli di ghiaccio.

Ci sono alcune differenze: Venere è più vicina al sole e quindi riceve più calore, ed è meno densa di Terra, e ruota più lentamente, ma nel complesso, i due pianeti avrebbero potuto seguire un percorso molto simile all'inizio anni.

Quindi è possibile, anche se contestato, che Venere possa aver avuto oceani d'acqua nel suo lontano passato. UN studio degli scienziati planetari della NASA nel 2016, ad esempio, ha simulato le condizioni climatiche storiche su Venere e ha scoperto che se gli oceani fossero presenti, il pianeta avrebbe potuto mantenere temperature stabili tra i 20 e i 50 gradi Celsius per circa tre miliardi anni.

Ma questi modelli richiedevano che l'acqua esistesse già sul pianeta, ed è discutibile se fosse così.

Indipendentemente dal fatto che ci fosse acqua lì, tuttavia, gli scienziati concordano sul fatto che Venere non è rimasta a suo agio. Ad un certo punto, la Terra e Venere si sono discostate bruscamente e Venere è entrata in quella che viene chiamata una fase serra fuori controllo. Le temperature più elevate hanno fatto evaporare l'acqua superficiale, formando vapore acqueo nell'atmosfera, che è stato diviso dalla luce solare in ossigeno e idrogeno, che è stato poi disperso nello spazio. I gas serra si sono accumulati nell'atmosfera, aumentando ulteriormente le temperature. Si pensa che sia così che Venere è diventata il posto infernale che è oggi.

Tuttavia, questi cambiamenti non hanno influenzato solo l'atmosfera del pianeta. I cambiamenti nell'atmosfera influenzano anche la tettonica del pianeta. Con la superficie del pianeta che si riscalda più velocemente del suo interno, c'è meno movimento di materiale all'interno del pianeta. E si pensa che la tettonica attiva, come quella che abbiamo sulla Terra, sia importante per l'abitabilità in quanto stabilizza il clima. Con una minore attività tettonica, potrebbe essere più difficile per il pianeta riciclare l'acqua, rendendolo meno ospitale per la vita potenziale.

“Sappiamo che Venere è diventata più calda. Sappiamo che ha perso acqua. Quelle perdite note cambieranno la tettonica", ha spiegato l'esperto di tettonica di Venere Walter Kiefer del Lunar And Planetary Institute. Tuttavia, ha detto Kiefer, è anche possibile che ci sia stato un evento tettonico che si è verificato per primo e ha causato il clima alterato: "È una questione di gallina e uova".

Quando guardiamo al passato di un pianeta, ha detto Kiefer, dobbiamo capire come funziona il pianeta nel suo insieme: “Dobbiamo pensare a Venere come a un sistema. Cosa stava facendo il clima? Cosa stavano facendo l'atmosfera e il degassamento dell'atmosfera? La tettonica ha guidato l'evoluzione atmosferica o l'evoluzione atmosferica ha guidato l'evoluzione tettonica? O più probabilmente, alcuni di entrambi.

Il diavolo è nella scala temporale

Aiuta essere chiari cosa intendiamo quando parliamo di abitabilità. Perché quando senti la parola abitabile potresti pensare a fattori dalla temperatura alla quantità di radiazioni all'ossigeno nell'atmosfera - tutte le cose di cui gli esseri umani hanno bisogno per sopravvivere. Ma in termini di scienza planetaria, la parola è usata in modo molto più limitato. Si riferisce esclusivamente a un pianeta con temperature superficiali comprese tra 0 e 100 gradi Celsius, dove l'acqua può esistere allo stato liquido.

"Definisco l'abitabilità planetaria come la capacità di mantenere condizioni superficiali temperate", ha affermato l'esperto di abitabilità planetaria Stephen Kane dell'Università della California, Riverside. "Significa entro un intervallo ristretto - ed è un intervallo straordinariamente ristretto - consentire l'acqua liquida superficiale per un lungo periodo di tempo."

Ciò è influenzato da tutto, dai campi magnetici alle dimensioni del pianeta, alla presenza di una luna. In effetti, ci sono un sacco di fattori che possono avere un effetto sulle temperature superficiali e nessun modo semplice per dire come sarebbe un pianeta idealmente abitabile.

Ma anche se le condizioni fossero perfette e Venere avesse le temperature superficiali richieste a un certo punto della sua storia, ciò potrebbe ancora non essere sufficiente perché fosse significativamente abitabile, e questo a causa dei tempi richiesti. Fondamentalmente, ci vuole molto, molto tempo prima che emerga qualcosa come la vita.

"La chiave per l'abitabilità non è solo raggiungere la temperatura necessaria per l'acqua liquida superficiale, ma mantenerla", ha affermato Kane. "E mantenerlo è la parte davvero, davvero difficile."

È in discussione esattamente per quanto tempo è necessaria una temperatura superficiale stabile per l'emergere della vita e come complessa è la vita a cui stai pensando, ma i tempi necessari sono probabilmente dell'ordine di miliardi di anni.

Quello che è successo sulla Terra, le temperature superficiali vengono mantenute attraverso processi come la tettonica a placche. Ma francamente non sappiamo quanto sia comune. Forse la maggior parte dei pianeti rocciosi sono come la Terra e hanno una tettonica a placche o altri meccanismi che consentono loro di raggiungere temperature stabili nell'intervallo richiesto per lunghi periodi di tempo. O forse la maggior parte dei pianeti rocciosi è più simile a Venere e le condizioni necessarie per la vita sono incredibilmente rare.

Il nostro pianeta potrebbe essere un improbabile colpo di fortuna cosmico.

Rilevanza oltre il sistema solare

Data l'incertezza sull'abitabilità passata di Venere, potrebbe sembrare ragionevole chiedersi perché dovremmo preoccuparci. Anche se ci fosse stato un breve periodo in cui la vita sarebbe potuta emergere sul pianeta, la probabilità che ora ci sia qualcosa che vive lì è molto bassa. (Ci sono alcune teorie secondo cui potrebbero esserci microbi che vivono nell'atmosfera venusiana, ma la prova di ciò è fortemente dibattuto nel migliore dei casi.)

Ma Venere non è importante solo di per sé. È anche rappresentativo di altri pianeti nella nostra galassia.

Il motivo per cui così tanti scienziati planetari sono interessati a comprendere Venere e la sua storia è che può dirci molto su come potrebbero essere altri pianeti in altri sistemi. Anche se non possiamo andare a visitare quei mondi o osservarli da vicino, possiamo farlo con Venere. Se vogliamo capire gli esopianeti, e soprattutto se vogliamo identificare esopianeti potenzialmente abitabili, dobbiamo prima capire i pianeti nel nostro cortile.

“Dedurre le condizioni per un esopianeta sarà davvero, davvero difficile. È davvero una grande sfida ", ha detto Kane. "Perché è un'inferenza: non andremo lì, non atterreremo sulla superficie di un esopianeta - quindi l'inferenza viene da un modello. E quel modello viene creato sulla base dei dati del nostro sistema solare.

"Se non lo stiamo facendo bene per il nostro sistema solare, non lo stiamo facendo bene per un esopianeta", ha detto.

D'altra parte, se Venere fosse davvero abitabile a un certo punto, allora ciò aprirebbe la porta affinché anche un gran numero di esopianeti sia potenzialmente abitabile.

"Se Venere ha avuto un periodo abitabile significativo, penso che sia piuttosto profondo", ha detto Kane. Può darsi che questo sia uno stato in cui i pianeti rocciosi si trovano naturalmente a una certa distanza dalle loro stelle caduta, con anelli di feedback naturali di un ciclo dell'acqua che tendono verso la possibilità di liquido superficiale acqua. "E questo ci direbbe molto sul fatto che possiamo aspettarci questo tipo di condizioni altrove".

Nuove missioni, nuovi dati

Per quanto non sappiamo della storia di Venere, presto ne sapremo di più. Con un trio di missioni impostato per esplorare Venere nel prossimo decennio, otterremo nuove misurazioni dell'atmosfera e della topografia del pianeta, e questo può raccontarci la sua storia.

Osservando fattori come il rapporto tra idrogeno e uno dei suoi isotopi, il deuterio, nel venusiano atmosfera, gli scienziati saranno in grado di vedere se il pianeta ha perso quantità significative di acqua tempo. E misurando la quantità di gas nobili, possono apprendere come l'atmosfera viene spazzata via dai venti solari e persa dall'atmosfera. Altre parti delle prossime missioni sveleranno ulteriori informazioni sull'attività vulcanica sul pianeta e sul suo interno.

Queste tre missioni ci porteranno un passo più vicino alla comprensione del complesso, bellissimo e infernale pianeta della porta accanto. Ma ovunque ci siano scienziati, ci sono sempre più domande.

"Sarà una serie aggiuntiva di indizi", ha detto Kiefer. “Avremo tutte le risposte? No. Torneremo con altre missioni di cui abbiamo bisogno. Ma è la prossima serie di indizi.

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