ทำไมนักวิทยาศาสตร์ถึงคิดว่าครั้งหนึ่งสิ่งมีชีวิตเคยเติบโตบนดาวนรกอย่างวีนัส

เมื่อคุณดูดาวศุกร์ในวันนี้ ดูเหมือนจะไม่ใช่สถานที่ที่เป็นมิตรมากนัก ด้วยอุณหภูมิพื้นผิวที่ร้อนกว่าเตาอบ ความกดอากาศเทียบเท่ากับความลึก 3,000 ฟุตในมหาสมุทร และ ไม่มีน้ำในที่ใดที่เราเคยเห็น ดูเหมือนว่าจะตรงกันข้ามกับสภาพแวดล้อมที่สะดวกสบายในชีวิต โผล่ออกมา

แต่ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์เริ่มสงสัยว่า "ดาวเคราะห์นรก" ดวงนี้เคยอยู่อาศัยได้หรือไม่ เมื่อหลายพันล้านปีก่อน ดาวศุกร์อาจเป็นที่ที่เย็นกว่าและชื้นกว่า โดยมีมหาสมุทรไม่ต่างจากโลกของเรา

เป็นไปได้ว่าเมื่อนานมาแล้วที่ดาวศุกร์สามารถใช้ชีวิตได้ตามปกติ แต่เมื่อถึงจุดหนึ่ง มีบางอย่างผิดพลาดอย่างมาก

เพื่อค้นหาว่าจะต้องทำอย่างไรเพื่อให้ดาวเคราะห์ใกล้เคียงดวงอื่นของเราน่าอยู่ และทำไมจึงไม่ใช่อีกต่อไป เรา พูดคุยกับผู้เชี่ยวชาญสองคนเกี่ยวกับวีนัสเกี่ยวกับสิ่งที่เรารู้เกี่ยวกับประวัติของวีนัส และสิ่งที่เรายังไม่รู้แต่อาจจะเร็ว ๆ นี้ เรียนรู้.

เรื่องราวของดาวเคราะห์สองดวง

แม้ว่าดาวเคราะห์สองดวงจะแตกต่างกันในปัจจุบัน แต่ดาวศุกร์และโลกก็เคยมีความคล้ายคลึงกันมาก ดาวเคราะห์ทั้งสองดวงมีขนาดใกล้เคียงกัน และก่อตัวขึ้นจากวัสดุที่คล้ายกันในช่วงแรกสุดของระบบสุริยะ พวกมันยังอยู่ในขอบเขตในระบบสุริยะที่เรียกว่าเส้นหิมะ ซึ่งเป็นจุดที่น้ำก่อตัวเป็นเม็ดน้ำแข็ง

มีความแตกต่างบางประการ — ดาวศุกร์อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากขึ้น ดังนั้นจึงได้รับความร้อนมากกว่า และมีความหนาแน่นน้อยกว่า โลกและหมุนรอบตัวเองช้าลง แต่โดยรวมแล้ว ดาวเคราะห์ทั้งสองดวงน่าจะดำเนินตามเส้นทางที่คล้ายกันมากในช่วงแรกๆ ปี.

ดังนั้นจึงเป็นไปได้แม้ว่าจะเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ว่าดาวศุกร์อาจมีมหาสมุทรน้ำในอดีตอันไกลโพ้น ก การศึกษาโดยนักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ของ NASA ตัวอย่างเช่น ในปี 2559 ได้จำลองสภาพอากาศในอดีตบนดาวศุกร์และพบว่าหากมีมหาสมุทรอยู่ ดาวเคราะห์สามารถรักษาอุณหภูมิให้คงที่ระหว่าง 20 ถึง 50 องศาเซลเซียสเป็นเวลาประมาณสามพันล้าน ปี.

แต่แบบจำลองเหล่านี้ต้องการน้ำที่มีอยู่แล้วบนโลกใบนี้ และยังเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ว่าเป็นเช่นนั้นหรือไม่

อย่างไรก็ตาม ไม่ว่าที่นั่นจะมีน้ำหรือไม่ก็ตาม นักวิทยาศาสตร์เห็นพ้องต้องกันว่าวีนัสไม่สบาย เมื่อถึงจุดหนึ่ง โลกและดาวศุกร์ก็แยกออกจากกันอย่างรวดเร็ว และดาวศุกร์ก็เข้าสู่ระยะที่เรียกว่าภาวะเรือนกระจก อุณหภูมิที่สูงขึ้นทำให้น้ำบนพื้นผิวระเหยกลายเป็นไอน้ำในชั้นบรรยากาศ ซึ่งแสงแดดจะแตกออกเป็นออกซิเจนและไฮโดรเจน จากนั้นจึงสูญหายไปในอวกาศ ก๊าซเรือนกระจกที่ก่อตัวขึ้นในชั้นบรรยากาศทำให้อุณหภูมิสูงขึ้น นั่นทำให้วีนัสกลายเป็นสถานที่นรกในทุกวันนี้

การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ไม่ได้ส่งผลกระทบต่อชั้นบรรยากาศของโลกเท่านั้น การเปลี่ยนแปลงของบรรยากาศยังส่งผลต่อการแปรสัณฐานของดาวเคราะห์ด้วย เนื่องจากพื้นผิวของดาวเคราะห์ร้อนเร็วกว่าภายใน ทำให้มีการเคลื่อนที่ของวัสดุภายในดาวเคราะห์น้อยลง และการแปรสัณฐานแบบแอคทีฟก็เหมือนกับที่เรามีบนโลก มีความสำคัญต่อการอยู่อาศัย เนื่องจากทำให้สภาพอากาศคงที่ ด้วยการเคลื่อนตัวของเปลือกโลกที่น้อยลง มันอาจยากขึ้นสำหรับโลกในการรีไซเคิลน้ำ ซึ่งทำให้มีความเอื้ออาทรต่อสิ่งมีชีวิตน้อยลง

“เรารู้ว่าดาวศุกร์ร้อนขึ้น เรารู้ว่ามันสูญเสียน้ำ การสูญเสียที่ทราบเหล่านั้นจะเปลี่ยนการแปรสัณฐาน” Walter Kiefer ผู้เชี่ยวชาญด้านการแปรสัณฐานของดาวศุกร์จากสถาบัน Lunar And Planetary Institute อธิบาย อย่างไรก็ตาม Kiefer กล่าวว่า อาจเป็นไปได้ว่ามีเหตุการณ์การเคลื่อนตัวของเปลือกโลกเกิดขึ้นก่อนและทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศ: “มันเป็นเรื่องของไก่กับไข่”

เมื่อพิจารณาถึงอดีตของดาวเคราะห์ Kiefer กล่าวว่า เราต้องเข้าใจว่าดาวเคราะห์ดวงนี้ทำงานอย่างไรในภาพรวม: "เราต้องคิดว่าดาวศุกร์เป็นระบบ สภาพอากาศกำลังทำอะไรอยู่? บรรยากาศกำลังทำอะไรและการปล่อยก๊าซสู่บรรยากาศกำลังทำอะไรอยู่? การเคลื่อนตัวของเปลือกโลกทำให้เกิดวิวัฒนาการของบรรยากาศ หรือวิวัฒนาการของชั้นบรรยากาศทำให้เกิดวิวัฒนาการของเปลือกโลกหรือไม่? หรือเป็นไปได้มากกว่านั้น ทั้งสองอย่าง”

ปีศาจอยู่ในห้วงเวลา

ช่วยให้ชัดเจนเกี่ยวกับ เราหมายถึงอะไรเมื่อเราพูดถึงความสามารถในการอยู่อาศัย. เพราะเมื่อคุณได้ยินคำว่า เอื้ออาศัยได้ คุณอาจนึกถึงปัจจัยต่างๆ ตั้งแต่อุณหภูมิ ปริมาณรังสี ไปจนถึงออกซิเจนในชั้นบรรยากาศ ซึ่งเป็นทุกสิ่งที่มนุษย์ต้องการเพื่อความอยู่รอด แต่ในแง่ของวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ คำนี้ใช้ในทางที่จำกัดกว่ามาก มันหมายถึงดาวเคราะห์ที่มีอุณหภูมิพื้นผิวระหว่าง 0 ถึง 100 องศาเซลเซียส ซึ่งน้ำสามารถดำรงอยู่เป็นของเหลวได้

Stephen Kane ผู้เชี่ยวชาญด้านความสามารถในการอยู่อาศัยของดาวเคราะห์จาก University of California, Riverside กล่าวว่า "ฉันนิยามความสามารถในการอยู่อาศัยของดาวเคราะห์ว่าเป็นความสามารถในการรักษาสภาพพื้นผิวที่มีอุณหภูมิปานกลาง" “หมายถึงในช่วงแคบ — และเป็นช่วงแคบเป็นพิเศษ — เพื่อให้น้ำในสถานะของเหลวบนพื้นผิวเป็นระยะเวลานาน”

สิ่งนี้ได้รับผลกระทบจากทุกสิ่งตั้งแต่สนามแม่เหล็กไปจนถึงขนาดของดาวเคราะห์ไปจนถึงดวงจันทร์ ในความเป็นจริง มีปัจจัยมากมายที่สามารถส่งผลกระทบต่ออุณหภูมิพื้นผิวได้ และไม่มีทางที่ง่ายในการบอกว่าดาวเคราะห์ที่น่าอยู่อาศัยในอุดมคติจะมีหน้าตาเป็นอย่างไร

แม้ว่าสภาวะจะสมบูรณ์แบบ และดาวศุกร์ก็มีอุณหภูมิพื้นผิวตามที่กำหนด ณ จุดหนึ่งในประวัติศาสตร์ นั่นอาจยังไม่เพียงพอสำหรับการอยู่อาศัยอย่างมีความหมาย - และนั่นเป็นเพราะช่วงเวลาที่จำเป็น โดยพื้นฐานแล้ว มันใช้เวลานาน นาน กว่าจะมีสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้น

“กุญแจสู่ความน่าอยู่อาศัยไม่ใช่แค่การมีอุณหภูมิที่จำเป็นสำหรับน้ำที่เป็นของเหลวบนพื้นผิวเท่านั้น แต่ยังต้องรักษาระดับนั้นไว้ด้วย” Kane กล่าว “และการบำรุงรักษามันเป็นส่วนที่ยากจริงๆ”

ขึ้นอยู่กับการถกเถียงว่าอุณหภูมิพื้นผิวคงที่นั้นจำเป็นต่อการเกิดชีวิตนานเท่าใดและอย่างไร ความซับซ้อนของชีวิตที่คุณกำลังคิดอยู่ แต่ช่วงเวลาที่จำเป็นนั้นน่าจะอยู่ที่หลายพันล้าน ปี.

ที่เกิดขึ้นบนโลก อุณหภูมิพื้นผิวจะถูกรักษาไว้ผ่านกระบวนการต่างๆ เช่น การเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลก แต่เราไม่รู้ว่ามันเป็นเรื่องธรรมดาแค่ไหน บางทีดาวเคราะห์หินส่วนใหญ่ก็เหมือนกับโลก และพวกมันมีแผ่นเปลือกโลกหรือกลไกอื่นๆ ที่ช่วยให้พวกมันมีอุณหภูมิคงที่ในช่วงที่ต้องการเป็นระยะเวลานาน หรือบางทีดาวเคราะห์หินส่วนใหญ่ก็คล้ายดาวศุกร์ และสภาวะที่จำเป็นสำหรับชีวิตก็หาได้ยากเต็มที

โลกของเราอาจเป็นความบังเอิญของจักรวาลที่ไม่น่าเป็นไปได้

ความเกี่ยวข้องนอกเหนือจากระบบสุริยะ

เมื่อคำนึงถึงความไม่แน่นอนเกี่ยวกับความเป็นอยู่ในอดีตของวีนัส อาจดูมีเหตุผลที่จะถามว่าทำไมเราถึงต้องสนใจด้วยซ้ำ แม้ว่าจะมีช่วงเวลาสั้น ๆ ที่สิ่งมีชีวิตอาจถือกำเนิดขึ้นบนโลกใบนี้ แต่ความเป็นไปได้ที่จะมีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ที่นั่นในตอนนี้นั้นต่ำมาก (มีบางทฤษฎีว่าอาจมีจุลินทรีย์อาศัยอยู่ในชั้นบรรยากาศดาวศุกร์ แต่หลักฐานสำหรับสิ่งนี้คือ ถกเถียงกันอย่างถึงพริกถึงขิง ที่ดีที่สุด.)

แต่วีนัสไม่ได้มีความสำคัญเพียงตัวมันเองเท่านั้น นอกจากนี้ยังเป็นตัวแทนของดาวเคราะห์ดวงอื่นในกาแลคซีของเราอีกด้วย

เหตุผลที่นักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับดาวเคราะห์จำนวนมากสนใจที่จะทำความเข้าใจดาวศุกร์และประวัติของดาวศุกร์ก็คือ มันสามารถบอกเราได้มากว่าดาวเคราะห์ดวงอื่นในระบบอื่นจะเป็นอย่างไร ในขณะที่เราไม่สามารถไปเยี่ยมชมโลกเหล่านั้นหรือสังเกตพวกเขาอย่างใกล้ชิด แต่เราสามารถทำได้กับวีนัส ถ้าเราต้องการเข้าใจดาวเคราะห์นอกระบบ และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ถ้าเราต้องการระบุดาวเคราะห์นอกระบบที่อาจเอื้อต่อสิ่งมีชีวิตได้ เราต้องเข้าใจดาวเคราะห์ในสวนหลังบ้านของเราก่อน

“การอนุมานเงื่อนไขของดาวเคราะห์นอกระบบนั้นเป็นเรื่องที่ยากมาก มันเป็นความท้าทายที่ยิ่งใหญ่จริงๆ” เคนกล่าว “เพราะมันเป็นการอนุมาน เราไม่ได้ไปที่นั่น เราไม่ได้ลงจอดบนพื้นผิวของดาวเคราะห์นอกระบบ - ดังนั้นการอนุมานจึงมาจากแบบจำลอง” และแบบจำลองนั้นถูกสร้างขึ้นจากข้อมูลจากระบบสุริยะของเรา

“หากเราไม่ทำให้มันถูกต้องสำหรับระบบสุริยะของเรา เราก็จะไม่ทำให้มันถูกต้องสำหรับดาวเคราะห์นอกระบบ” เขากล่าว

ในทางกลับกัน หากดาวศุกร์สามารถอยู่อาศัยได้จริง ณ จุดใดจุดหนึ่ง นั่นจะเป็นการเปิดประตูให้ดาวเคราะห์นอกระบบจำนวนมากสามารถอยู่อาศัยได้เช่นกัน

“ถ้าวีนัสมีช่วงเวลาที่เอื้อต่อการอยู่อาศัยได้อย่างมีนัยสำคัญ ฉันคิดว่านั่นค่อนข้างลึกซึ้งทีเดียว” เคนกล่าว อาจเป็นได้ว่านี่เป็นสภาวะที่ดาวเคราะห์หินอยู่ห่างจากดาวฤกษ์ของมันเป็นระยะทางหนึ่งโดยธรรมชาติ ตกโดยมีวงจรป้อนกลับตามธรรมชาติของวัฏจักรของน้ำที่มีแนวโน้มไปสู่ความเป็นไปได้ของของเหลวบนพื้นผิว น้ำ. “และนั่นจะบอกเราได้มากว่าเราสามารถคาดหวังเงื่อนไขแบบนั้นที่อื่นได้หรือไม่”

ภารกิจใหม่ ข้อมูลใหม่

เท่าที่เราไม่รู้เกี่ยวกับประวัติของดาวศุกร์ เราจะเรียนรู้เพิ่มเติมในไม่ช้า กับ สามภารกิจ สำรวจดาวศุกร์ในทศวรรษหน้า เราจะได้รับการวัดชั้นบรรยากาศและภูมิประเทศของดาวเคราะห์ใหม่ และนั่นสามารถบอกเราเกี่ยวกับประวัติของมันได้

โดยพิจารณาจากปัจจัยต่างๆ เช่น อัตราส่วนของไฮโดรเจนต่อหนึ่งในไอโซโทปของไอโซโทป ดิวเทอเรียม ในดาวศุกร์ บรรยากาศ นักวิทยาศาสตร์จะสามารถเห็นได้ว่าดาวเคราะห์สูญเสียน้ำจำนวนมากไปหรือไม่ เวลา. และโดยการวัดปริมาณของก๊าซมีตระกูล พวกเขาสามารถเรียนรู้ว่าชั้นบรรยากาศถูกพัดพาไปโดยลมสุริยะและสูญหายไปจากชั้นบรรยากาศได้อย่างไร ส่วนอื่นๆ ของภารกิจที่กำลังจะมาถึงจะเปิดเผยข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการระเบิดของภูเขาไฟบนโลกและภายใน

ภารกิจทั้งสามนี้จะพาเราเข้าใกล้โลกที่ซับซ้อน สวยงาม และเป็นนรกเข้าไปอีกก้าวหนึ่ง แต่ที่ใดมีนักวิทยาศาสตร์ก็มักจะมีคำถามมากขึ้น

“มันจะเป็นเบาะแสเพิ่มเติม” Kiefer กล่าว “เราจะได้คำตอบทั้งหมดหรือไม่? ไม่ เราจะกลับมาพร้อมกับภารกิจเพิ่มเติมที่เราต้องการ แต่มันคือเงื่อนงำชุดต่อไป”

คำแนะนำของบรรณาธิการ

• ภายในแผนบ้าที่จะตักขึ้นและนำบรรยากาศของดาวศุกร์กลับบ้าน
• 'ดาวเคราะห์นรก' ที่ปกคลุมด้วยมหาสมุทรลาวาเข้าใกล้ดาวฤกษ์ได้อย่างไร
• NASA อาจต้องขุดลึกลงไปเพื่อหาหลักฐานของสิ่งมีชีวิตบนดาวอังคาร
• นักวิทยาศาสตร์พลเมืองช่วยค้นพบดาวเคราะห์คล้ายดาวพฤหัสบดีที่อยู่ห่างออกไป 379 ปีแสง
• นักวิจัยของ MIT ให้รายละเอียดเกี่ยวกับแผนสำหรับภารกิจส่วนตัวในการค้นหาสิ่งมีชีวิตบนดาวศุกร์