Zakaj znanstveniki mislijo, da je življenje nekoč cvetelo na peklenskem planetu Veneri

Ko danes pogledate Venero, se ne zdi zelo prijetno mesto. S temperaturo površine, ki je višja od pečice, je atmosferski tlak enak kot bi bili 3000 čevljev globoko v oceanu in nikjer ni tekoče vode, kar smo videli, se zdi kot nasprotje udobnega okolja, v katerem bi lahko živeli pojavijo se.

Toda v zadnjem desetletju so se znanstveniki začeli spraševati, ali je bil ta "peklenski planet" nekoč primeren za bivanje. Pred milijardami let bi lahko bila Venera hladnejši in vlažnejši kraj z oceani, ki niso podobni našim tukaj na Zemlji.

Možno je celo, da bi bila Venera pred davnimi časi primerna za življenje - toda na neki točki je šlo nekaj drastično narobe.

Da bi ugotovili, kaj bi bilo potrebno, da bi bil naš drugi sosednji planet naseljiv in zakaj ni več, smo se je pogovarjal z dvema strokovnjakoma za Venero o tem, kaj vemo o zgodovini Venere – in o tem, česar še ne vemo, a bi lahko kmalu učiti se.

Zgodba o dveh planetih

Čeprav sta si planeta danes različna, sta si bila Venera in Zemlja nekoč zelo podobna. Planeta sta podobne velikosti in sta nastala iz podobnih materialov v najzgodnejši fazi sončnega sistema. Oba sta tudi znotraj meje v sončnem sistemu, imenovane snežna meja, ki je točka, na kateri voda tvori ledena zrna.

Obstaja nekaj razlik — Venera je bližje soncu in zato prejme več toplote ter je manj gosta kot Zemljo in ta se vrti počasneje – toda na splošno bi lahko planeta sledila zelo podobni poti v svojih zgodnjih leta.

Torej je možno, čeprav sporno, da bi Venera v svoji daljni preteklosti lahko imela vodne oceane. A študija Nasinih planetologov leta 2016 je na primer simuliral zgodovinske podnebne razmere na Veneri in ugotovil, da če so prisotni oceani, planet bi lahko vzdrževal stabilne temperature med 20 in 50 stopinjami Celzija za približno tri milijarde leta.

Toda ti modeli so zahtevali, da voda že obstaja na planetu, in sporno je, ali je bilo tako.

Ne glede na to, ali je bila tam voda ali ne, se znanstveniki strinjajo, da Venera ni ostala udobna. V nekem trenutku sta se Zemlja in Venera močno razšli in Venera je vstopila v tako imenovano fazo pobeglega tople grede. Višje temperature so povzročile izhlapevanje površinske vode, pri čemer je v atmosferi nastala vodna para, ki jo je sončna svetloba razdelila na kisik in vodik, ki se je nato izgubil v vesolju. V ozračju se kopičijo toplogredni plini, ki še dvigujejo temperature. Tako naj bi Venera postala peklensko mesto, kakršno je danes.

Te spremembe pa niso vplivale le na ozračje planeta. Spremembe atmosfere vplivajo tudi na tektoniko planeta. Ker se površina planeta segreva hitreje kot njegova notranjost, je gibanja materiala znotraj planeta manj. In aktivna tektonika, kot jo imamo na Zemlji, naj bi bila pomembna za vseljivost saj stabilizira klimo. Zaradi manjše tektonske aktivnosti bi lahko planet težje recikliral vodo, zaradi česar bi bil manj gostoljuben za potencialno življenje.

»Vemo, da je Venera postala bolj vroča. Vemo, da je izgubila vodo. Te znane izgube bodo spremenile tektoniko,« je pojasnil strokovnjak za tektoniko Venere Walter Kiefer z Lunarnega in planetarnega inštituta. Vendar pa je Kiefer dejal, da je možno tudi, da se je prvi zgodil tektonski dogodek in povzročil spremenjeno podnebje: "To je vprašanje piščanca in jajca."

Ko gledamo na preteklost planeta, je dejal Kiefer, moramo razumeti, kako planet deluje kot celota: »O Veneri moramo razmišljati kot o sistemu. Kaj je delala klima? Kaj je delalo ozračje in izpuščanje plinov v ozračje? Ali je tektonika poganjala atmosferski razvoj ali je atmosferski razvoj poganjala tektonski razvoj? Ali bolj verjetno, nekaj od obojega.”

Hudič je v časovnici

Pomaga biti jasen kaj mislimo, ko govorimo o bivalni sposobnosti. Kajti ko slišite besedo bivalno, lahko pomislite na dejavnike od temperature do količine sevanja in kisika v ozračju – vse stvari, ki jih ljudje potrebujejo za preživetje. Toda v smislu planetarne znanosti se beseda uporablja na veliko bolj omejen način. Nanaša se izključno na planet s površinsko temperaturo med 0 in 100 stopinjami Celzija, kjer lahko voda obstaja kot tekočina.

"Primernost za bivanje na planetu opredeljujem kot sposobnost vzdrževanja zmernih površinskih pogojev," je dejal strokovnjak za bivanje na planetu Stephen Kane s kalifornijske univerze v Riversideu. "To pomeni v ozkem razponu - in to je izredno ozek razpon - da omogoči površinsko tekočo vodo v daljšem časovnem obdobju."

Na to vpliva vse, od magnetnih polj do velikosti planeta do prisotnosti lune. Pravzaprav obstaja ogromno dejavnikov, ki lahko vplivajo na površinske temperature, in ni preprostega načina, da bi rekli, kako bi izgledal idealno bivalni planet.

Toda tudi če bi bili pogoji popolni in bi imela Venera na neki točki v svoji zgodovini zahtevane površinske temperature, to morda še vedno ni dovolj, da bi bilo smiselno vseljivo - in to zaradi zahtevanih časovnih okvirov. V bistvu traja veliko, dolgo časa, da se pojavi kaj podobnega življenju.

"Ključ do primernosti bivanja ni samo doseganje potrebne temperature za površinsko tekočo vodo, ampak ohranjanje le-te," je dejal Kane. "In vzdrževanje tega je res, res težek del."

O tem, kako dolgo je potrebna stabilna površinska temperatura za nastanek življenja in kako, je predmet razprave življenje, o katerem razmišljate, je zapleteno, vendar so potrebni časovni okviri verjetno velikosti milijard leta.

To se je zgodilo na Zemlji, površinske temperature se vzdržujejo s procesi, kot je tektonika plošč. Vendar odkrito ne vemo, kako pogosto je to. Morda je večina kamnitih planetov podobnih Zemlji in imajo tektoniko plošč ali druge mehanizme, ki jim omogočajo, da dolgo časa dosežejo stabilne temperature v zahtevanem območju. Ali pa je morda večina kamnitih planetov bolj podobna Veneri in pogoji, potrebni za življenje, so izginjajoče redki.

Naš planet bi lahko bil malo verjetna kozmična naključja.

Pomen zunaj sončnega sistema

Glede na negotovost glede pretekle bivalne sposobnosti Venere se morda zdi razumno vprašati, zakaj bi nas sploh moralo skrbeti. Tudi če bi obstajalo kratko obdobje, ko bi se na planetu lahko pojavilo življenje, je verjetnost, da tam zdaj karkoli živi, ​​zelo majhna. (Obstaja nekaj teorij, da bi lahko v Venerini atmosferi živeli mikrobi, vendar dokazi za to vroče razpravljali v najboljšem primeru.)

Toda Venera ni pomembna le sama. Je tudi predstavnik drugih planetov v naši galaksiji.

Razlog, zakaj se toliko planetarnih znanstvenikov zanima za razumevanje Venere in njene zgodovine, je v tem, da nam lahko pove veliko o tem, kakšni bi lahko bili drugi planeti v drugih sistemih. Čeprav teh svetov ne moremo obiskati ali opazovati od blizu, lahko to storimo z Venero. Če želimo razumeti eksoplanete in še posebej, če želimo prepoznati potencialno naseljive eksoplanete, moramo najprej razumeti planete na našem dvorišču.

»Sklepati o pogojih za eksoplanet bo res zelo težko. To je res velik izziv," je dejal Kane. "Ker gre za sklepanje - ne gremo tja, ne bomo pristali na površju eksoplaneta — torej sklepanje izhaja iz modela.« In ta model je ustvarjen na podlagi podatkov iz našega sončnega sistema.

"Če tega ne razumemo pravilno za naš sončni sistem, ne dobimo prav za eksoplanet," je dejal.

Po drugi strani pa, če je bila Venera v nekem trenutku res bivalna, potem to odpira vrata za veliko število eksoplanetov, da bi bili potencialno bivalni tudi.

"Če je imela Venera pomembno bivalno obdobje, mislim, da je to precej globoko," je dejal Kane. Mogoče je, da je to stanje, v katerega kamniti planeti na določeni razdalji od svojih zvezd po naravni poti padec, z naravnimi povratnimi zankami vodnega cikla, ki težijo k možnosti površinske tekočine vodo. "To bi nam veliko povedalo o tem, ali lahko pričakujemo takšne pogoje drugje."

Nove misije, novi podatki

Kolikor ne vemo o zgodovini Venere, bomo kmalu izvedeli več. Z trio misij nameravamo v naslednjem desetletju raziskati Venero, bomo dobili nove meritve atmosfere in topografije planeta, kar nam lahko pove o njegovi zgodovini.

Če pogledamo dejavnike, kot je razmerje med vodikom in enim od njegovih izotopov, devterijem, v Venerinem atmosfere, bodo znanstveniki lahko videli, ali je planet izgubil znatne količine vode čas. In z merjenjem količin žlahtnih plinov se lahko naučijo, kako ozračje odnašajo sončni vetrovi in ​​se izgubljajo iz ozračja. Drugi deli prihajajočih misij bodo odkrili več informacij o vulkanski dejavnosti na planetu in o njegovi notranjosti.

Te tri misije nas bodo popeljale korak bližje k razumevanju kompleksnega, čudovitega, peklenskega planeta v bližini. Toda kjer koli so znanstveniki, je vedno več vprašanj.

"To bo dodaten niz namigov," je dejal Kiefer. »Ali bomo imeli vse odgovore? Ne. Vrnili se bomo z več misijami, ki jih potrebujemo. Toda to je naslednji niz namigov."

Priporočila urednikov

• Znotraj norega načrta, da poberem in prinesem domov delček Venerinega vzdušja
• Kako se je "peklenski planet", pokrit z oceani lave, tako približal svoji zvezdi
• NASA bo morda morala kopati globlje za dokaze o življenju na Marsu
• Državljanski znanstveniki pomagajo odkriti Jupitru podoben planet, oddaljen 379 svetlobnih let
• Raziskovalci MIT podrobno pripravljajo načrte za zasebne misije za iskanje življenja na Veneri