Prečo si vedci myslia, že život kedysi prekvital na pekelnej planéte Venuša

Keď sa dnes pozriete na Venušu, nezdá sa vám to ako veľmi príjemné miesto. S povrchovými teplotami vyššími ako v rúre, atmosférickým tlakom ekvivalentným hĺbke 3 000 stôp v oceáne a žiadna tekutá voda nikde, čo sme videli, vyzerá to ako opak pohodlného prostredia, v ktorom by mohol život vynoriť sa.

V poslednom desaťročí sa však vedci začali pýtať, či táto „pekelná planéta“ mohla byť kedysi obývateľná. Pred miliardami rokov mohla byť Venuša chladnejším a vlhším miestom s oceánmi podobnými našim tu na Zemi.

Je dokonca možné, že už dávno mohla byť Venuša prístupná životu – ale v určitom bode sa niečo drasticky pokazilo.

Aby sme zistili, čo by bolo potrebné, aby naša susedná planéta bola obývateľná a prečo už nie je, my hovorili s dvoma odborníkmi na Venuši o tom, čo vieme o histórii Venuše – a čo ešte nevieme, ale možno už čoskoro učiť sa.

Príbeh o dvoch planétach

Akokoľvek sú tieto dve planéty dnes odlišné, Venuša a Zem si boli kedysi veľmi podobné. Tieto dve planéty majú podobnú veľkosť a vznikli z podobných materiálov v najskoršom štádiu slnečnej sústavy. Obidve sú tiež v rámci hranice v slnečnej sústave nazývanej snehová čiara, čo je bod, v ktorom voda tvorí ľadové zrná.

Existujú určité rozdiely - Venuša je bližšie k Slnku, a preto prijíma viac tepla a je menej hustá ako Zem a rotuje pomalšie – celkovo však tieto dve planéty mohli na začiatku sledovať veľmi podobnú cestu rokov.

Je teda možné, aj keď je sporné, že Venuša mohla mať vo svojej dávnej minulosti vodné oceány. A štúdia planetárnych vedcov NASA v roku 2016 napríklad simulovali historické klimatické podmienky na Venuši a zistili, že ak by tam boli oceány, planéta mohla udržiavať stabilné teploty medzi 20 a 50 stupňami Celzia za približne tri miliardy rokov.

Tieto modely však vyžadovali, aby voda na planéte už existovala, a je diskutabilné, či to tak bolo.

Bez ohľadu na to, či tam bola voda alebo nie, vedci sa zhodujú, že Venuša nezostala v pohodlí. V určitom bode sa Zem a Venuša prudko rozišli a Venuša vstúpila do takzvanej skleníkovej fázy. Vyššie teploty spôsobili, že sa povrchová voda vyparila a v atmosfére sa vytvorila vodná para, ktorá sa vplyvom slnečného žiarenia rozdelila na kyslík a vodík, ktoré sa potom stratili vo vesmíre. Skleníkové plyny nahromadené v atmosfére zvyšujú teploty ešte vyššie. Predpokladá sa, že tak sa Venuša stala pekelným miestom, akým je dnes.

Tieto zmeny však neovplyvnili iba atmosféru planéty. Zmeny atmosféry ovplyvňujú aj tektoniku planéty. Keďže povrch planéty sa zahrieva rýchlejšie ako jej vnútro, dochádza k menšiemu pohybu materiálu v rámci planéty. A predpokladá sa, že aktívna tektonika, ako máme na Zemi, je dôležité pre obývateľnosť pretože stabilizuje klímu. S menšou tektonickou aktivitou by mohlo byť pre planétu ťažšie recyklovať vodu, čím by bola menej pohostinná pre potenciálny život.

"Vieme, že Venuša je teplejšia." Vieme, že stratila vodu. Tieto známe straty zmenia tektoniku,“ vysvetlil odborník na tektoniku Venuše Walter Kiefer z Lunar And Planetary Institute. Kiefer však povedal, že je tiež možné, že najskôr došlo k tektonickej udalosti, ktorá spôsobila zmenenú klímu: "Je to otázka sliepok a vajec."

Keď sa pozrieme na minulosť planéty, povedal Kiefer, musíme pochopiť, ako planéta funguje ako celok: „Musíme myslieť na Venušu ako na systém. Čo robila klíma? Čo robila atmosféra a uvoľňovanie plynov do atmosféry? Riadila tektonika evolúciu atmosféry, alebo evolúcia atmosféry poháňala tektonickú evolúciu? Alebo skôr niektoré z oboch."

Diabol je v časovom horizonte

Pomáha mať jasno čo máme na mysli, keď hovoríme o obývateľnosti. Pretože keď počujete slovo obývateľný, môžete si myslieť, že faktory od teploty po žiarenie predstavujú kyslík v atmosfére – všetko, čo ľudia potrebujú na prežitie. Ale z hľadiska planetárnej vedy sa toto slovo používa oveľa obmedzenejšie. Vzťahuje sa výlučne na planétu, ktorá má povrchové teploty medzi 0 a 100 stupňami Celzia, kde voda môže existovať ako kvapalina.

„Obytnosť planét definujem ako schopnosť udržiavať mierne povrchové podmienky,“ povedal odborník na obývateľnosť planét Stephen Kane z Kalifornskej univerzity v Riverside. "To znamená v úzkom rozsahu - a je to mimoriadne úzky rozsah - umožniť povrchovú tekutú vodu počas dlhého časového obdobia."

To je ovplyvnené všetkým od magnetických polí cez veľkosť planéty až po prítomnosť mesiaca. V skutočnosti existuje veľa faktorov, ktoré môžu mať vplyv na povrchové teploty a nie je jednoduchý spôsob, ako povedať, ako by vyzerala ideálne obývateľná planéta.

Ale aj keby boli podmienky perfektné a Venuša mala v určitom bode svojej histórie požadované povrchové teploty, to stále nemusí stačiť na to, aby bolo zmysluplne obývateľné – a to z dôvodu požadovaných časových plánov. V podstate trvá dlho, dlho, kým vznikne niečo ako život.

„Kľúčom k obývateľnosti nie je len dosiahnutie potrebnej teploty pre povrchovú tekutú vodu, ale aj jej udržanie,“ povedal Kane. "A udržať si to je naozaj, naozaj ťažká časť."

Je na diskusiu, ako dlho je potrebná stabilná povrchová teplota pre vznik života a ako život, o ktorom uvažujete, je zložitý, ale potrebné časové rámce sú pravdepodobne rádovo miliardy rokov.

To sa stalo na Zemi, povrchové teploty sa udržiavajú prostredníctvom procesov, ako je dosková tektonika. Ale úprimne nevieme, aké je to bežné. Snáď väčšina kamenných planét je ako Zem a majú doskovú tektoniku alebo iné mechanizmy, ktoré im umožňujú dosiahnuť stabilné teploty v požadovanom rozsahu na dlhé časové obdobia. Alebo možno väčšina kamenných planét je skôr ako Venuša a podmienky potrebné pre život sú miznúce zriedkavé.

Naša planéta by mohla byť nepravdepodobná kozmická náhoda.

Význam mimo slnečnej sústavy

Vzhľadom na neistotu ohľadom obývateľnosti Venuše v minulosti by sa mohlo zdať rozumné položiť si otázku, prečo by nás to malo vôbec zaujímať. Aj keby existovalo krátke obdobie, kedy sa na planéte mohol objaviť život, pravdepodobnosť, že tam teraz niečo žije, je veľmi nízka. (Existuje niekoľko teórií, že v atmosfére Venuše môžu žiť mikróby, ale dôkazy sú búrlivo diskutované pri najlepšom.)

Venuša však nie je dôležitá len sama osebe. Predstavuje aj iné planéty v našej galaxii.

Dôvod, prečo sa toľko planetárnych vedcov zaujíma o pochopenie Venuše a jej histórie, je ten, že nám môže veľa povedať o tom, aké by mohli byť iné planéty v iných systémoch. Aj keď nemôžeme ísť a navštíviť tieto svety alebo ich pozorovať zblízka, môžeme to urobiť s Venušou. Ak chceme porozumieť exoplanétam a najmä ak chceme identifikovať potenciálne obývateľné exoplanéty, musíme najprv porozumieť planétam na našom dvore.

„Odvodiť podmienky pre exoplanétu bude naozaj, naozaj ťažké. Je to naozaj veľká výzva,“ povedal Kane. „Pretože je to dedukcia – nejdeme tam, nepristávame na povrchu exoplanéty - takže záver pochádza z modelu." A tento model je vytvorený na základe údajov z našej slnečnej sústavy.

„Ak to nezvládneme pre našu slnečnú sústavu, nezvládneme to ani pre exoplanétu,“ povedal.

Na druhej strane, ak bola Venuša skutočne obývateľná v určitom bode, potom to otvára dvere pre veľký počet exoplanét, ktoré môžu byť tiež potenciálne obývateľné.

"Ak Venuša mala významné obývateľné obdobie, myslím si, že je to dosť hlboké," povedal Kane. Môže sa stať, že ide o stav, do ktorého sa kamenné planéty v určitej vzdialenosti od svojich hviezd prirodzene dostanú pád, s prirodzenými spätnoväzbovými slučkami vodného cyklu, ktoré smerujú k možnosti povrchovej kvapaliny voda. "A to by nám veľa povedalo o tom, či môžeme očakávať takéto podmienky inde."

Nové misie, nové dáta

Aj keď o histórii Venuše nevieme, čoskoro sa dozvieme viac. S trio misií Ak sa chystáme preskúmať Venušu v nasledujúcom desaťročí, získame nové merania atmosféry a topografie planéty, čo nám môže povedať o jej histórii.

Pri pohľade na faktory, ako je pomer vodíka k jednému z jeho izotopov, deutériu, na Venušine V atmosfére budú vedci schopní zistiť, či planéta stratila značné množstvo vody čas. A meraním množstva vzácnych plynov sa môžu dozvedieť o tom, ako je atmosféra zmietaná slnečným vetrom a ako sa stráca z atmosféry. Ďalšie časti nadchádzajúcich misií odhalia viac informácií o sopečnej činnosti na planéte a o jej vnútri.

Tieto tri misie nás posunú o krok bližšie k pochopeniu zložitej, krásnej, pekelnej planéty vedľa. Ale všade tam, kde sú vedci, je vždy viac otázok.

"Bude to ďalší súbor indícií," povedal Kiefer. „Budeme mať všetky odpovede? Nie. Vrátime sa s ďalšími misiami, ktoré potrebujeme. Ale to je ďalšia sada indícií."

Odporúčania redaktorov

• Vnútri bláznivého plánu nabrať a priniesť domov trochu atmosféry Venuše
• Ako sa „pekelná planéta“ pokrytá lávovými oceánmi dostala tak blízko k svojej hviezde
• NASA možno bude musieť hľadať dôkazy o živote na Marse hlbšie
• Občanskí vedci pomáhajú objaviť planétu podobnú Jupiteru vzdialenú 379 svetelných rokov
• Vedci z MIT podrobne opisujú plány súkromných misií na hľadanie života na Venuši