Kāpēc zinātnieki domā, ka uz elles planētas Venēras kādreiz uzplauka dzīvība

Šodien skatoties uz Venēru, tā nešķiet īpaši viesmīlīga vieta. Ja virsmas temperatūra ir karstāka nekā krāsnī, atmosfēras spiediens ir līdzvērtīgs 3000 pēdu dziļumam okeānā, un nekur nav šķidra ūdens, ko mēs esam redzējuši, šķiet, ka tas ir pretējs ērtai videi, kurā varētu dzīvot parādīties.

Taču pēdējā desmitgadē zinātnieki ir sākuši domāt, vai šī "elles planēta" kādreiz varēja būt apdzīvojama. Pirms miljardiem gadu Venera varēja būt vēsāka, mitrāka vieta ar okeāniem, kas neatšķiras no mums šeit uz Zemes.

Ir pat iespējams, ka jau sen Venera varēja būt pakļauta dzīvībai, taču kādā brīdī kaut kas nogāja krasi nepareizi.

Lai uzzinātu, kas būtu nepieciešams, lai mūsu otra kaimiņu planēta būtu apdzīvojama un kāpēc tā vairs nav, mēs runāja ar diviem Venēras ekspertiem par to, ko mēs zinām par Venēras vēsturi un ko mēs vēl nezinām, bet drīzumā mācīties.

Stāsts par divām planētām

Lai arī abas planētas mūsdienās ir atšķirīgas, Venera un Zeme kādreiz bija ļoti līdzīgas. Abas planētas ir līdzīga izmēra, un tās veidojās no līdzīgiem materiāliem Saules sistēmas agrākajā stadijā. Tie abi atrodas arī Saules sistēmas robežās, ko sauc par sniega līniju, kas ir punkts, kurā ūdens veido ledus graudus.

Ir dažas atšķirības — Venera atrodas tuvāk saulei un tāpēc saņem vairāk siltuma, un tā ir mazāk blīva nekā Zeme, un tā griežas lēnāk, taču kopumā abas planētas savā sākumā varēja iet ļoti līdzīgu ceļu gadiem.

Tāpēc ir iespējams, kaut arī strīds, ka Venērai tālā pagātnē varēja būt ūdens okeāni. A NASA planētu zinātnieku pētījums Piemēram, 2016. gadā simulēja vēsturiskos klimata apstākļus uz Venēras un atklāja, ka, ja tajā būtu okeāni, planēta varēja uzturēt stabilu temperatūru no 20 līdz 50 grādiem pēc Celsija apmēram trīs miljardus gadiem.

Bet šiem modeļiem bija nepieciešams, lai ūdens uz planētas jau pastāvētu, un tas ir apstrīdams, vai tas tā bija.

Neatkarīgi no tā, vai tur bija ūdens, zinātnieki piekrīt, ka Venera nejutās ērti. Kādā brīdī Zeme un Venēra krasi šķīrās, un Venera iegāja tā sauktajā siltumnīcas fāzē. Augstākas temperatūras izraisīja virszemes ūdens iztvaikošanu, veidojot atmosfērā ūdens tvaikus, kas saules gaismas ietekmē tika sadalīti skābeklī un ūdeņradi, kas pēc tam tika zaudēti kosmosā. Atmosfērā uzkrājas siltumnīcefekta gāzes, kas paaugstina temperatūru vēl augstāk. Tiek uzskatīts, ka tā Venera kļuva par ellišķo vietu, kāda tā ir šodien.

Tomēr šīs izmaiņas ietekmēja ne tikai planētas atmosfēru. Atmosfēras izmaiņas ietekmē arī planētas tektoniku. Tā kā planētas virsma uzsilst ātrāk nekā tās iekšpuse, planētas iekšienē notiek mazāka materiāla kustība. Un tiek uzskatīts, ka aktīvā tektonika, tāpat kā uz Zemes, ir svarīgi apdzīvojamībai jo tas stabilizē klimatu. Ar mazāku tektonisko aktivitāti planētai varētu būt grūtāk pārstrādāt ūdeni, padarot to mazāk viesmīlīgu potenciālajai dzīvībai.

"Mēs zinām, ka Venera kļuva karstāka. Mēs zinām, ka tas zaudēja ūdeni. Šie zināmie zaudējumi mainīs tektoniku," skaidroja Venēras tektonikas eksperts Valters Kīfers no Mēness un planētu institūta. Tomēr Kīfers sacīja, ka ir arī iespējams, ka vispirms notika tektonisks notikums, kas izraisīja klimata izmaiņas: "Tas ir jautājums par vistu un olu."

Aplūkojot planētas pagātni, Kīfers teica, ka mums ir jāsaprot, kā planēta darbojas kopumā: "Mums ir jādomā par Venēru kā sistēmu. Ko darīja klimats? Ko darīja atmosfēra un ko darīja atmosfēras izplūde? Vai tektonika virzīja atmosfēras evolūciju, vai arī atmosfēras evolūcija virzīja tektonisko evolūciju? Vai, visticamāk, daži no abiem.

Velns ir laika skalā

Tas palīdz tikt skaidrībā par ko mēs domājam, runājot par apdzīvojamību. Tā kā, dzirdot vārdu apdzīvojams, jūs varētu domāt par faktoriem, sākot no temperatūras līdz radiācijas daudzumam līdz skābekļa daudzumam atmosfērā — visām lietām, kas cilvēkiem ir nepieciešamas, lai izdzīvotu. Bet planetārajā zinātnē šis vārds tiek lietots daudz ierobežotākā veidā. Tas attiecas tikai uz planētu, kuras virsmas temperatūra ir no 0 līdz 100 grādiem pēc Celsija, kur ūdens var pastāvēt kā šķidrums.

"Es definēju planētu apdzīvojamību kā spēju uzturēt mērenus virsmas apstākļus," sacīja planētu apdzīvojamības eksperts Stīvens Keins no Kalifornijas universitātes Riversaidā. "Tas nozīmē šaurā diapazonā — un tas ir ārkārtīgi šaurs diapazons — nodrošināt virszemes šķidru ūdeni ilgu laiku."

To ietekmē viss, sākot no magnētiskajiem laukiem līdz planētas izmēram un beidzot ar mēness klātbūtni. Faktiski ir ļoti daudz faktoru, kas var ietekmēt virsmas temperatūru, un nav viegli pateikt, kā izskatītos ideāli apdzīvojama planēta.

Bet pat tad, ja apstākļi būtu ideāli un Venērai būtu vajadzīgā virsmas temperatūra kādā vēstures posmā, ar to joprojām var nepietikt, lai tas būtu jēgpilni apdzīvojams — un tas ir nepieciešamo laika grafiku dēļ. Būtībā ir vajadzīgs ilgs, ilgs laiks, līdz parādās kaut kas līdzīgs dzīvei.

"Apdzīvojamības atslēga ir ne tikai nepieciešamās temperatūras sasniegšana virszemes šķidrajam ūdenim, bet arī tās uzturēšana," sacīja Keins. "Un tā uzturēšana ir patiešām, ļoti grūta daļa."

Par to, cik ilgi un kā ir nepieciešama stabila virsmas temperatūra, ir nepieciešama dzīvības rašanās, notiek debates Dzīve, par kuru domājat, ir sarežģīta, taču nepieciešamie laika grafiki, visticamāk, ir miljardi gadiem.

Tas notika uz Zemes, virsmas temperatūra tiek uzturēta, izmantojot tādus procesus kā plākšņu tektonika. Bet mēs, godīgi sakot, nezinām, cik bieži tas ir. Iespējams, ka lielākā daļa akmeņaino planētu ir līdzīgas Zemei, un tām ir plākšņu tektonika vai citi mehānismi, kas ļauj tām sasniegt stabilu temperatūru vajadzīgajā diapazonā ilgu laiku. Vai varbūt lielākā daļa akmeņaino planētu ir vairāk kā Venera, un dzīvībai nepieciešamie apstākļi ir izzūdoši reti.

Mūsu planēta varētu būt maz ticama kosmiska nelaime.

Atbilstība ārpus Saules sistēmas

Ņemot vērā nenoteiktību par Veneras pagātnes apdzīvojamību, varētu šķist pamatoti jautāt, kāpēc mums tas būtu jārūpējas. Pat ja uz planētas būtu bijis īss periods, kad dzīvība varētu parādīties, iespēja, ka tagad tur kaut kas dzīvo, ir ļoti maza. (Ir dažas teorijas, ka Venēras atmosfērā varētu dzīvot mikrobi, taču pierādījumi tam ir karsti apspriests labākajā gadījumā.)

Bet Venera ir svarīga ne tikai pati par sevi. Tas pārstāv arī citas mūsu galaktikas planētas.

Iemesls, kāpēc tik daudzi planētu zinātnieki ir ieinteresēti izprast Venēru un tās vēsturi, ir tas, ka tā var mums daudz pastāstīt par to, kādas varētu būt citas planētas citās sistēmās. Lai gan mēs nevaram apmeklēt šīs pasaules vai novērot tās tuvplānā, mēs to varam izdarīt ar Venēru. Ja mēs vēlamies izprast eksoplanētas un it īpaši, ja vēlamies identificēt potenciāli apdzīvojamas eksoplanētas, mums vispirms ir jāsaprot planētas mūsu pagalmā.

"Secināt eksoplanetas apstākļus būs ļoti, ļoti grūti. Tas ir patiešām liels izaicinājums, ”sacīja Keins. "Tā kā tas ir secinājums - mēs tur neejam, mēs nenolaižamies uz eksoplanetas virsmas — tātad secinājums nāk no modeļa. Un šis modelis ir izveidots, pamatojoties uz datiem no mūsu Saules sistēmas.

"Ja mēs to neatbilstam mūsu Saules sistēmai, mēs to nevaram piemērot eksoplanetai," viņš teica.

No otras puses, ja kādā brīdī Venera patiešām bija apdzīvojama, tad tas paver durvis arī lielam skaitam eksoplanetu, kas varētu būt apdzīvojamas.

"Ja Venērai bija ievērojams dzīves periods, es domāju, ka tas ir diezgan dziļi," sacīja Keins. Iespējams, ka tas ir stāvoklis, kurā dabiski nonāk akmeņainās planētas, kas atrodas noteiktā attālumā no savām zvaigznēm kritums, ar dabiskām ūdens cikla atgriezeniskās saites cilpām, kas tiecas uz virsmas šķidruma iespējamību ūdens. "Un tas mums daudz pastāstītu par to, vai mēs varam sagaidīt šādus apstākļus citur."

Jaunas misijas, jauni dati

Lai arī cik mēs nezinām par Venēras vēsturi, mēs drīz uzzināsim vairāk. Ar misiju trio Ja nākamajā desmitgadē mēs izpētīsim Venēru, mēs iegūsim jaunus planētas atmosfēras un topogrāfijas mērījumus, kas var mums pastāstīt par tās vēsturi.

Aplūkojot tādus faktorus kā ūdeņraža attiecība pret vienu no tā izotopiem, deitēriju, Venērā atmosfērā, zinātnieki varēs redzēt, vai planēta ir zaudējusi ievērojamu daudzumu ūdens laiks. Un, mērot cēlgāzu daudzumu, viņi var uzzināt par to, kā atmosfēru aiznes saules vēji un pazūd no atmosfēras. Citas gaidāmo misiju daļas atklās vairāk informācijas par vulkānisko aktivitāti uz planētas un tās iekšpusi.

Šīs trīs misijas mūs aizvedīs soli tuvāk, lai izprastu sarežģīto, skaisto, ellišķīgo blakus esošo planētu. Bet visur, kur ir zinātnieki, vienmēr ir vairāk jautājumu.

"Tas būs papildu norāžu komplekts," sacīja Kīfers. "Vai mums būs visas atbildes? Nē. Mēs atgriezīsimies ar vairākām mums nepieciešamajām misijām. Bet tas ir nākamais pavedienu kopums. ”

Redaktoru ieteikumi

• Iekšā trakais plāns, lai iegūtu un atnestu mājās mazliet Venēras atmosfēru
• Kā lavas okeānos klātā “elles planēta” tik tuvu piekļuva savai zvaigznei
• NASA, iespējams, būs jārok dziļāk, lai iegūtu pierādījumus par dzīvību uz Marsa
• Pilsoņu zinātnieki palīdz atklāt Jupiteram līdzīgu planētu 379 gaismas gadu attālumā
• MIT pētnieki sīki izstrādā plānus privātām misijām, lai meklētu dzīvību uz Venēras