När du tittar på Venus idag verkar det inte vara en särskilt välkomnande plats. Med yttemperaturer som är varmare än en ugn, motsvarar atmosfärstrycket att vara 3 000 fot djupt i havet, och inget flytande vatten någonstans som vi har sett, det verkar som motsatsen till en bekväm miljö där livet kunde framträda.
Innehåll
- En berättelse om två planeter
- Djävulen är i tidsskalan
- Relevans bortom solsystemet
- Nya uppdrag, nya data
Men under det senaste decenniet har forskare börjat undra om denna "helvetesplanet" en gång kunde ha varit beboelig. För miljarder år sedan kunde Venus ha varit en svalare, blötare plats, med hav som inte liknar vårt eget här på jorden.
Rekommenderade videor
Det är till och med möjligt att Venus för länge sedan kunde ha varit mottaglig för livet - men någon gång gick något drastiskt fel.
Relaterad
- Aerobromsningens konst och vetenskap: Nyckeln till att utforska Venus
- Perseverance rover hittar förhållanden där liv kunde ha frodats på Mars
- Ett av James Webbs första mål är Jupiter. Här är varför
För att ta reda på vad som skulle krävas för att vår andra grannplanet skulle ha varit beboelig och varför den inte är det längre, pratade med två Venus-experter om vad vi vet om Venus historia - och vad vi inte vet ännu men kanske snart lära sig.
En berättelse om två planeter
Så olika de två planeterna är idag, var Venus och jorden en gång väldigt lika. De två planeterna är av liknande storlek, och de bildades av liknande material i det tidigaste skedet av solsystemet. De är också båda inom en gräns i solsystemet som kallas snögränsen, vilket är den punkt där vatten bildar iskorn.
Det finns vissa skillnader — Venus är närmare solen och får därför mer värme, och den är mindre tät än Jorden, och den roterar långsammare - men totalt sett kunde de två planeterna ha följt en mycket liknande väg i sin tidiga år.
Så det är möjligt, även om det är omtvistat, att Venus kunde ha haft vattenhav i sitt avlägsna förflutna. A studie av NASAs planetforskare 2016 simulerade till exempel historiska klimatförhållanden på Venus och fann att om hav fanns, planeten kunde ha upprätthållit stabila temperaturer på mellan 20 och 50 grader Celsius för cirka tre miljarder år.
Men dessa modeller krävde att vatten redan fanns på planeten, och det är diskutabelt om det var fallet.
Oavsett om det fanns vatten där eller inte, är forskarna överens om att Venus inte höll sig bekväm. Vid något tillfälle divergerade jorden och Venus kraftigt och Venus gick in i vad som kallas en skenande växthusfas. De högre temperaturerna fick ytvattnet att avdunsta och bildade vattenånga i atmosfären, som av solljus delades upp till syre och väte, som sedan försvann ut i rymden. Växthusgaser byggs upp i atmosfären, vilket höjer temperaturen ännu högre. Det antas vara hur Venus blev den helvetesplats den är idag.
Dessa förändringar påverkade dock inte bara planetens atmosfär. Förändringar i atmosfären påverkar också planetens tektonik. Med planetens yta som värms upp snabbare än dess inre, är det mindre rörelse av material inom planeten. Och aktiv tektonik, som vi har på jorden, tros vara det viktigt för beboeligheten eftersom det stabiliserar klimatet. Med mindre tektonisk aktivitet kan det bli svårare för planeten att återvinna vatten, vilket gör den mindre gästvänlig för potentiellt liv.
"Vi vet att Venus blev hetare. Vi vet att det tappade vatten. De kända förlusterna kommer att förändra tektoniken”, förklarade Venus tektonikexpert Walter Kiefer från Lunar And Planetary Institute. Men, sa Kiefer, det är också möjligt att det var en tektonisk händelse som inträffade först och orsakade det förändrade klimatet: "Det är en fråga om kyckling och ägg."
När vi tittar på en planets förflutna, sa Kiefer, måste vi förstå hur planeten fungerar som helhet: "Vi måste tänka på Venus som ett system. Vad gjorde klimatet? Vad gjorde atmosfären och utgasningen till atmosfären? Drivde tektoniken den atmosfäriska evolutionen, eller drev den atmosfäriska evolutionen den tektoniska evolutionen? Eller mer troligt, några av båda."
Djävulen är i tidsskalan
Det hjälper att vara tydlig med vad vi menar när vi pratar om beboelighet. För när du hör ordet beboelig kanske du tänker på faktorer från temperatur till strålning som motsvarar syre i atmosfären - allt det som människor behöver för att överleva. Men i planetvetenskapliga termer används ordet på ett mycket mer begränsat sätt. Det syftar enbart på en planet som har yttemperaturer mellan 0 och 100 grader Celsius, där vatten kan existera som en vätska.
"Jag definierar planetarisk beboelighet som förmågan att upprätthålla tempererade ytförhållanden", säger planetarisk beboelighetsexpert Stephen Kane vid University of California, Riverside. "Betyder inom ett snävt intervall - och det är ett utomordentligt snävt intervall - att tillåta flytande ytvatten under en lång tidsperiod."
Det påverkas av allt från magnetfält till planetens storlek till närvaron av en måne. Faktum är att det finns massor av faktorer som kan ha en effekt på yttemperaturerna och inget enkelt sätt att säga hur en idealiskt beboelig planet skulle se ut.
Men även om förhållandena var perfekta, och Venus hade de erforderliga yttemperaturerna någon gång i sin historia, det kanske fortfarande inte är tillräckligt för att det ska ha varit meningsfullt beboeligt - och det beror på de tidsskalor som krävs. I grund och botten tar det lång, lång tid för något liknande liv att dyka upp.
"Nyckeln till beboelighet är inte bara att uppnå den nödvändiga temperaturen för flytande ytvatten, utan att upprätthålla det," sa Kane. "Och att behålla det är den riktigt, riktigt svåra delen."
Det är uppe för debatt exakt hur länge en stabil yttemperatur krävs för att liv ska uppstå och hur livet du tänker på är komplext, men de nödvändiga tidsskalorna är sannolikt i storleksordningen miljarder år.
Det hände på jorden, yttemperaturer upprätthålls genom processer som plattektonik. Men vi vet ärligt talat inte hur vanligt det är. Kanske är de flesta steniga planeter som jorden, och de har plattektonik eller andra mekanismer som gör att de kan nå stabila temperaturer inom det nödvändiga området under långa tidsperioder. Eller kanske är de flesta stenplaneter mer som Venus, och de villkor som krävs för liv är försvinnande sällsynta.
Vår planet kan vara en osannolik kosmisk slump.
Relevans bortom solsystemet
Med tanke på osäkerheten om Venus tidigare beboelighet kan det tyckas rimligt att fråga varför vi ens borde bry oss. Även om det fanns en kort period där liv kunde ha uppstått på planeten, är sannolikheten att det finns något som lever där nu mycket låg. (Det finns några teorier om att det kan finnas mikrober som lever i den venusiska atmosfären, men bevisen för detta är hett debatterat i bästa fall.)
Men Venus är inte bara viktig i sig. Det är också representativt för andra planeter i vår galax.
Anledningen till att så många planetforskare är intresserade av att förstå Venus och dess historia är att den kan berätta mycket om hur andra planeter i andra system kan se ut. Även om vi inte kan gå och besöka dessa världar eller observera dem på nära håll, kan vi göra det med Venus. Om vi vill förstå exoplaneter, och speciellt om vi vill identifiera potentiellt beboeliga exoplaneter, måste vi först förstå planeterna i vår bakgård.
"Att sluta sig till förutsättningarna för en exoplanet kommer att bli riktigt, riktigt svårt. Det är en riktigt stor utmaning, säger Kane. "Eftersom det är en slutsats - vi ska inte dit, vi landar inte på ytan av en exoplanet – så slutsatsen kommer från en modell.” Och den modellen är skapad utifrån data från vårt solsystem.
"Om vi inte får det rätt för vårt solsystem, så får vi det inte rätt för en exoplanet," sa han.
Å andra sidan, om Venus verkligen var beboelig någon gång, öppnar det dörren för ett stort antal exoplaneter att vara potentiellt beboeliga också.
"Om Venus hade en betydande beboelig period, tror jag att det är ganska djupgående," sa Kane. Det kan vara så att detta är ett tillstånd där steniga planeter på ett visst avstånd från sina stjärnor naturligt hösten, med naturliga återkopplingsslingor av ett vattenkretslopp som tenderar mot möjligheten av ytvätska vatten. "Och det skulle säga oss mycket om huruvida vi kan förvänta oss den typen av förhållanden någon annanstans."
Nya uppdrag, nya data
Så mycket som vi inte vet om Venus historia, kommer vi snart att lära oss mer. Med en trio av uppdrag som kommer att utforska Venus under nästa decennium kommer vi att få nya mätningar av planetens atmosfär och topografi, och det kan berätta om dess historia.
Genom att titta på faktorer som förhållandet mellan väte och en av dess isotoper, deuterium, i Venus atmosfären kommer forskare att kunna se om planeten förlorade betydande mängder vatten över tid. Och genom att mäta mängden ädelgaser kan de lära sig om hur atmosfären sveps bort av solvindar och försvinner från atmosfären. Andra delar av de kommande uppdragen kommer att avslöja mer information om vulkanisk aktivitet på planeten och om dess inre.
Dessa tre uppdrag kommer att ta oss ett steg närmare att förstå den komplexa, vackra, helvetiska planeten bredvid. Men var det än finns forskare finns det alltid fler frågor.
"Det kommer att vara ytterligare en uppsättning ledtrådar," sa Kiefer. "Kommer vi att ha alla svaren? Nej. Vi kommer tillbaka med fler uppdrag som vi behöver. Men det är nästa uppsättning ledtrådar."
Redaktörens rekommendationer
- Inuti den galna planen att ösa på och ta hem lite av Venus-atmosfären
- Hur "helvetesplaneten" täckt av lavahav kom så nära sin stjärna
- NASA kan behöva gräva djupare efter bevis på liv på Mars
- Medborgarforskare hjälper till att upptäcka en Jupiterliknande planet 379 ljusår bort
- MIT-forskare detaljerar planer för privata uppdrag för att söka efter liv på Venus
