Als je vandaag naar Venus kijkt, lijkt het geen erg gastvrije plek. Met oppervlaktetemperaturen heter dan een oven, atmosferische druk gelijk aan 3000 voet diep in de oceaan, en nergens vloeibaar water dat we hebben gezien, het lijkt het tegenovergestelde van een comfortabele omgeving waarin leven zou kunnen tevoorschijnkomen.
Inhoud
- Een verhaal over twee planeten
- De duivel zit in de tijdschaal
- Relevantie buiten het zonnestelsel
- Nieuwe missies, nieuwe data
Maar in de afgelopen tien jaar zijn wetenschappers begonnen zich af te vragen of deze 'helplaneet' ooit bewoonbaar zou kunnen zijn geweest. Miljarden jaren geleden had Venus een koelere, nattere plek kunnen zijn, met oceanen die niet veel verschilden van de onze hier op aarde.
Aanbevolen video's
Het is zelfs mogelijk dat Venus lang geleden vatbaar was voor leven, maar op een gegeven moment ging er iets drastisch mis.
Verwant
- De kunst en wetenschap van aerobraking: de sleutel tot het verkennen van Venus
- Perseverance rover vindt omstandigheden waarin het leven op Mars had kunnen gedijen
- Een van de eerste doelen van James Webb is Jupiter. Dit is waarom
Om erachter te komen wat er nodig zou zijn om onze andere naburige planeet bewoonbaar te maken en waarom dat niet meer het geval is, wij sprak met twee Venus-experts over wat we weten over de geschiedenis van Venus - en wat we nog niet weten, maar misschien binnenkort leren.
Een verhaal over twee planeten
Hoe verschillend de twee planeten nu ook zijn, Venus en de aarde leken ooit erg op elkaar. De twee planeten zijn van vergelijkbare grootte en ze zijn gevormd uit vergelijkbare materialen in de vroegste fase van het zonnestelsel. Ze bevinden zich ook allebei binnen een grens in het zonnestelsel die de sneeuwgrens wordt genoemd, het punt waarop water ijskorrels vormt.
Er zijn enkele verschillen - Venus staat dichter bij de zon en ontvangt daarom meer warmte, en het is minder dicht dan Aarde, en het roteert langzamer - maar over het algemeen hadden de twee planeten in hun vroege jaren een zeer vergelijkbaar pad kunnen volgen jaren.
Het is dus mogelijk, hoewel betwist, dat Venus in haar verre verleden wateroceanen kan hebben gehad. A studie door NASA planetaire wetenschappers simuleerde in 2016 bijvoorbeeld historische klimaatomstandigheden op Venus en ontdekte dat als er oceanen aanwezig waren, de planeet voor ongeveer drie miljard mensen een stabiele temperatuur tussen de 20 en 50 graden Celsius had kunnen handhaven jaren.
Maar deze modellen vereisten dat er al water op de planeet bestond, en het is de vraag of dat het geval was.
Of er nu water was of niet, wetenschappers zijn het erover eens dat Venus niet comfortabel bleef. Op een gegeven moment gingen de aarde en Venus scherp uit elkaar en kwam Venus in wat een op hol geslagen broeikasfase wordt genoemd. Door de hogere temperaturen verdampte het oppervlaktewater, waardoor waterdamp in de atmosfeer ontstond, die door zonlicht werd gesplitst in zuurstof en waterstof, die vervolgens verloren ging in de ruimte. Broeikasgassen stapelden zich op in de atmosfeer, waardoor de temperaturen nog hoger werden. Dat zou zijn hoe Venus de helse plek werd die het nu is.
Deze veranderingen hadden echter niet alleen invloed op de atmosfeer van de planeet. Veranderingen in de atmosfeer hebben ook invloed op de tektoniek van de planeet. Omdat het oppervlak van de planeet sneller opwarmt dan het binnenste, is er minder beweging van materiaal binnen de planeet. En actieve tektoniek, zoals we op aarde hebben, wordt verondersteld te zijn belangrijk voor de bewoonbaarheid omdat het het klimaat stabiliseert. Met minder tektonische activiteit zou het voor de planeet moeilijker kunnen zijn om water te recyclen, waardoor het minder gastvrij wordt voor potentieel leven.
'We weten dat Venus heter is geworden. We weten dat het water heeft verloren. Die bekende verliezen zullen de tektoniek veranderen”, legt Walter Kiefer, expert op het gebied van Venus-tektoniek van het Lunar And Planetary Institute, uit. Kiefer zei echter dat het ook mogelijk is dat er eerst een tektonische gebeurtenis plaatsvond die het veranderde klimaat veroorzaakte: "Het is een kwestie van kip en ei."
Als we naar het verleden van een planeet kijken, zei Kiefer, moeten we begrijpen hoe de planeet als geheel werkt: "We moeten Venus zien als een systeem. Wat deed het klimaat? Wat deed de atmosfeer en de uitgassing naar de atmosfeer? Drijfde de tektoniek de atmosferische evolutie, of dreef de atmosferische evolutie de tektonische evolutie? Of waarschijnlijker, een deel van beide.”
De duivel zit in de tijdschaal
Het helpt om er duidelijk over te zijn wat we bedoelen als we het hebben over bewoonbaarheid. Want als je het woord bewoonbaar hoort, denk je misschien aan factoren van temperatuur tot stralingshoeveelheid tot zuurstof in de atmosfeer - alle dingen die mensen nodig hebben om te overleven. Maar in termen van planetaire wetenschap wordt het woord op een veel beperktere manier gebruikt. Het verwijst puur naar een planeet met oppervlaktetemperaturen tussen 0 en 100 graden Celsius, waar water als vloeistof kan bestaan.
"Ik definieer planetaire bewoonbaarheid als het vermogen om gematigde oppervlaktecondities te handhaven", zegt Stephen Kane, expert op het gebied van planetaire bewoonbaarheid van de University of California, Riverside. "Dit betekent binnen een smal bereik - en het is een buitengewoon smal bereik - om gedurende een lange periode vloeibaar oppervlaktewater toe te laten."
Dat wordt beïnvloed door alles, van magnetische velden tot de grootte van de planeet tot de aanwezigheid van een maan. In feite zijn er een heleboel factoren die van invloed kunnen zijn op de oppervlaktetemperaturen en er is geen gemakkelijke manier om te zeggen hoe een ideaal bewoonbare planeet eruit zou zien.
Maar zelfs als de omstandigheden perfect waren en Venus op een bepaald moment in haar geschiedenis de vereiste oppervlaktetemperaturen had, dat is misschien nog steeds niet genoeg om het zinvol bewoonbaar te maken - en dat komt door de vereiste tijdschema's. Kortom, het duurt heel, heel lang voordat er zoiets als leven ontstaat.
"De sleutel tot bewoonbaarheid is niet alleen het bereiken van de noodzakelijke temperatuur voor vloeibaar oppervlaktewater, maar het handhaven ervan", zei Kane. "En het onderhouden ervan is het heel, heel moeilijke deel."
Het staat ter discussie hoe lang precies een stabiele oppervlaktetemperatuur nodig is voor het ontstaan van leven en hoe complex het leven waar je aan denkt is, maar de benodigde tijdschema's zijn waarschijnlijk in de orde van miljarden jaren.
Dat gebeurde op aarde, oppervlaktetemperaturen worden gehandhaafd door processen zoals platentektoniek. Maar we weten eerlijk gezegd niet hoe vaak dat voorkomt. Misschien zijn de meeste rotsachtige planeten net als de aarde, en hebben ze platentektoniek of andere mechanismen waardoor ze gedurende lange tijd stabiele temperaturen in het vereiste bereik kunnen bereiken. Of misschien lijken de meeste rotsachtige planeten meer op Venus, en zijn de voorwaarden voor leven uiterst zeldzaam.
Onze planeet zou een onwaarschijnlijke kosmische toevalstreffer kunnen zijn.
Relevantie buiten het zonnestelsel
Gezien de onzekerheid over de bewoonbaarheid van Venus in het verleden, lijkt het redelijk om te vragen waarom het ons zelfs zou kunnen schelen. Zelfs als er een korte periode was geweest waarin leven op de planeet had kunnen ontstaan, is de kans dat daar nu iets leeft erg klein. (Er zijn enkele theorieën dat er microben in de Venusiaanse atmosfeer zouden kunnen leven, maar het bewijs hiervoor is fel bediscussieerd op zijn best.)
Maar Venus is niet alleen op zichzelf belangrijk. Het is ook representatief voor andere planeten in ons sterrenstelsel.
De reden dat zoveel planetaire wetenschappers geïnteresseerd zijn in het begrijpen van Venus en zijn geschiedenis is dat het ons veel kan vertellen over hoe andere planeten in andere systemen eruit zouden kunnen zien. Hoewel we die werelden niet kunnen bezoeken of van dichtbij kunnen observeren, kunnen we dat met Venus doen. Als we exoplaneten willen begrijpen, en vooral als we potentieel bewoonbare exoplaneten willen identificeren, moeten we eerst de planeten in onze achtertuin begrijpen.
"Het afleiden van de voorwaarden voor een exoplaneet zal heel, heel moeilijk worden. Het is echt een grote uitdaging', zei Kane. "Omdat het een gevolgtrekking is - we gaan daar niet heen, we landen niet op het oppervlak van een exoplaneet - dus de gevolgtrekking komt van een model. En dat model komt tot stand op basis van data uit ons zonnestelsel.
"Als we het niet goed doen voor ons zonnestelsel, krijgen we het niet goed voor een exoplaneet", zei hij.
Aan de andere kant, als Venus op een gegeven moment inderdaad bewoonbaar was, dan opent dat de deur voor een groot aantal exoplaneten om ook potentieel bewoonbaar te zijn.
"Als Venus een significante bewoonbare periode had, denk ik dat dat behoorlijk diepgaand is," zei Kane. Het kan zijn dat dit een toestand is waarin rotsachtige planeten op een bepaalde afstand van hun sterren van nature terechtkomen vallen, met natuurlijke terugkoppelingslussen van een watercyclus die neigen naar de mogelijkheid van oppervlaktevloeistof water. "En dat zou ons veel vertellen over de vraag of we dat soort omstandigheden elders kunnen verwachten."
Nieuwe missies, nieuwe data
Zoveel als we niet weten over de geschiedenis van Venus, zullen we binnenkort meer leren. Met een drietal missies ingesteld om Venus in het komende decennium te verkennen, zullen we nieuwe metingen van de atmosfeer en topografie van de planeet krijgen, en dat kan ons iets vertellen over de geschiedenis ervan.
Door te kijken naar factoren zoals de verhouding van waterstof tot een van zijn isotopen, deuterium, in de Venusiaan atmosfeer, zullen wetenschappers kunnen zien of de planeet aanzienlijke hoeveelheden water heeft verloren tijd. En door de hoeveelheden edelgassen te meten, kunnen ze leren hoe de atmosfeer wordt weggevaagd door zonnewinden en verloren gaat uit de atmosfeer. Andere delen van de komende missies zullen meer informatie onthullen over vulkanische activiteit op de planeet en over het binnenste ervan.
Deze drie missies brengen ons een stap dichter bij het begrijpen van de complexe, mooie, helse planeet hiernaast. Maar overal waar wetenschappers zijn, zijn er altijd meer vragen.
"Het zal een extra reeks aanwijzingen zijn," zei Kiefer. “Zullen we alle antwoorden hebben? Nee. We komen terug met meer missies die we nodig hebben. Maar het is de volgende reeks aanwijzingen.
Aanbevelingen van de redactie
- Binnen het gekke plan om een beetje van de Venus-sfeer op te scheppen en mee naar huis te nemen
- Hoe de 'helplaneet' bedekt met lava-oceanen zo dicht bij zijn ster kwam
- NASA moet mogelijk dieper graven naar bewijs van leven op Mars
- Burgerwetenschappers helpen bij het ontdekken van een Jupiter-achtige planeet op 379 lichtjaar afstand
- MIT-onderzoekers werken plannen uit voor privémissies om te zoeken naar leven op Venus
