Venuksen ilmasto on vaihdellut ajan myötä sen sisäosien tektonisen toiminnan ja ilmakehän muutosten välisen vuorovaikutuksen vuoksi. Se on lähempänä Aurinkoa kuin Maa, minkä seurauksena lämpötilat ovat paljon korkeammat.
Maa ja Venus olivat lähes samankokoisia ja -koostumukseltaan samanlaisia , mutta niiden evoluutiopolut erosivat toisistaan, minkä seurauksena syntyi kaksi täysin erilaista planeettaa. Onko Venus kokenut ilmastonmuutosta ? Tämä kysymys saa meidät myös pohtimaan ilmastonmuutosta Maassa.
Venus, helvetin planeetta
Venuksen pintalämpötila on noin 460 °C, kun taas Maan keskilämpötila on 15–17 °C . Lämpötila on niin korkea, että se saa kivet hohtamaan paljaalla silmällä. Planeetalla vallitsee tappava kasvihuoneilmiö, jota ylläpitää ilmakehä, jonka pääkomponentti on hiilidioksidi. Planeetalla ei myöskään ole nestemäistä vettä; se ilmeisesti haihtuisi, koska veden kiehumispiste on 100 °C.
Edellä mainittujen lisäksi planeetan olosuhteet luovat lähes kaksinkertaisen ilmakehän paineen Maan paineeseen verrattuna. Sen pilvet koostuvat vesihöyryn sijaan rikkihaposta.
Vielä vähän aikaa sitten Venuksen kehityksestä tiedettiin, koska sen rikkihappopilvet peittivät maanpäällisiä prosesseja, kuten vulkanismia ja tektonista toimintaa. Viimeisten 56 vuoden aikana, 22 avaruusluotaimen ansiosta , jotka ovat valokuvanneet, tutkineet, analysoineet ja laskeutuneet Venukselle, olemme kuitenkin oppineet siitä paljon enemmän. Nämä luotaimet ovat olleet ratkaisevan tärkeitä Venuksen ilmastonmuutoksen ymmärtämisessä.
Luotaimen valokuvat paljastavat, että Venus on planeetta, joka on kokenut valtavia tulivuorenpurkauksia ja että nämä purkaukset ovat lähes varmasti edelleen aktiivisia. Nämä löydöt saavat meidät pohtimaan, kuinka ainutlaatuinen Maan ilmasto on, sillä voimme kysyä itseltämme, miksi, jos molempien planeettojen muodostumisessa vaikuttivat hyvin samankaltaiset voimat, Maan vaikutukset ja evoluutiopolku poikkesivat täysin toisesta.
Tutkijat selittävät tämän erilaisen kehityksen etuoikeutetulla asemallamme aurinkokunnassa ja sijainnillamme suhteessa Aurinkoon. Mitä hyötyä meille on muiden planeettojen ilmaston kehityksen tuntemisesta, jos emme asu niillä? Vastaus on yksinkertainen: jätteen määrän, teollisen yhteiskunnan ja ilmakehään pääsevien kasvihuonekaasupäästöjen lisääntyessä muutamme ilmastoamme. Jos pystymme tunnistamaan, mitkä tekijät vaikuttavat ilmastoon muilla planeetoilla, voimme ymmärtää luonnolliset ja ihmisen aiheuttamat mekanismit, jotka muuttavat omaamme.
Venuksen vs. maan ilmasto ja geologia
Yksi Maan ilmaston vaihtelun syistä on sen ilmakehän luonne, joka on seurausta jatkuvasta kaasujen vaihdosta kuoren, vaipan, valtameren, napajäätiköiden ja ulkoavaruuden välillä. Geoterminen energia, geologisten prosessien liikkeellepaneva voima, ruokkii myös ilmakehän kehitystä. Tämä geoterminen energia vapautuu pääasiassa radioaktiivisten alkuaineiden hajoamisen kautta Maan sisäosissa. Lämmönhukan selittäminen kiinteillä planeetoilla ei kuitenkaan ole niin yksinkertaista. Kaksi pääasiallista mekanismia ovat vulkanismi ja laattatektoniikka.
Mitä tulee maapalloon, sen sisätiloissa on levytektoniikkaan liittyvä kuljetinhihnajärjestelmä. Kenen jatkuva kaasujen kierrätys on kohdistanut vakauttavan voiman maapallon ilmastoon. Tulivuoret pumppaavat kaasuja ilmakehään; litosfääristen levyjen subduktio palauttaa sen sisätilaan. Vaikka suurin osa tulivuorista liittyy levytektoonisiin aktiviteetteihin, on merkittäviä tulivuorirakenteita (kuten Havaijin saarten muodostumista), jotka ovat muodostaneet "kuumia pisteitä" levyjen ääriviivoista riippumatta.
Kraatterit ja levytektoniikka
Mitä Venuksella tapahtui? Laattatektoniikalla, jos sillä on merkitystä, on rajallinen mittakaava; ainakin viime aikoina lämpöä siirtyi laajojen basalttilaavatasankojen purkausten ja myöhemmin niiden päälle muodostuneiden tulivuorten kautta. Tulivuorten vaikutusten ymmärtäminen on välttämätön lähtökohta kaikille planeetan ilmastoa käsitteleville lähestymistavoille.
Venuksen törmäyskraatterien niukkuus, vaikka sen ilmakehä riittää suojaamaan planeettaa pieniltä iskuilta, korostaa suurten kraatterien puutetta. Tämä näkyy myös Maassa. Tuulen ja veden toiminta on kuluttanut vanhempia kraattereita. Venuksen pinta on kuitenkin niin kuuma, että se estää nestemäisen veden olemassaolon; lisäksi pintatuulet ovat melko heikkoja. Ilman purkauksia törmäyskraattereita muuttavat ja pitkällä aikavälillä poistavat prosessit ovat vulkaaninen ja tektoninen toiminta.
Suurin osa Venuksen kraattereista näyttää uusilta. Minne muinaiset kraatterit menivät, jos suurinta osaa jäljellä olevista ei ole häiriintynyt? Jos niitä on peittänyt laava, miksi osittain peitetyt kraatterit eivät ole näkyvissä, miten ne katosivat menettämättä satunnaisesti alkuperäistä sijoittamistaan?
Tiedeyhteisön laajimmin hyväksymä teoria on, että laajalle levinnyt vulkanismi pyyhki pois suurimman osan törmäyskraattereista ja loi laajoja vulkaanisia tasankoja 800 miljoonaa vuotta sitten , minkä jälkeen kohtalaista lakkaamatonta vulkaanista toimintaa on jatkunut tähän päivään asti.
Veden muodot Venuksen pinnalla
Ensinnäkin voimme erottaa useita erikoisia lineaarisia rakenteita, jotka muistuttavat veden muovaamia maaperiä. Ne ovat itse asiassa jokiemme ja tulvatasankoidemme kuvia. Monet näistä rakenteista päättyvät suistoalueita muistuttaviin laskukanaviin. Ympäristön äärimmäinen kuivuus tekee epätodennäköiseksi, että vesi olisi muovannut nämä piirteet.
Mikä ne sitten aiheuttaa? Ehkä kalsiumkarbonaatti, kalsiumsulfaatti ja muut suolat ovat syyllisiä. Näillä suoloilla kuormitetut laavat sulivat muutamista kymmenistä muutamaan sataan asteeseen korkeammissa lämpötiloissa kuin Venuksen nykyiset pintalämpötilat. Aiemmin hieman korkeampi pintalämpötila on saattanut vapauttaa nestemäistä, suolapitoista laavaa pinnalle, jonka stabiilius selittäisi nykyään näkemiemme muodostumien muovailevan vaikutuksen.
Todisteet Venuksen ilmaston muutoksesta
Kasvihuoneilmiö ja kaasupitoisuus
Meidän on pidettävä mielessä, että kasvihuonekaasut päästävät auringonvalon Venuksen pinnalle, mutta estävät sen säteilevän infrapunasäteilyn . Hiilidioksidi, vesi ja rikkidioksidi absorboivat kukin tietyn aallonpituuskaistan sähkömagneettisessa spektrissä. Ilman näitä kaasuja auringon ja infrapunasäteily tasapainottuisivat, jolloin pintalämpötila olisi noin 20 celsiusastetta. Tämä tieto on ratkaisevan tärkeää sen ymmärtämiseksi, miten Venus on vuorovaikutuksessa muiden planeettojen kanssa.
Vesi ja rikkidioksidi, jonka tulivuoret päästävät ilmakehään, poistetaan. Rikkidioksidi reagoi hyvin pinnalla olevien karbonaattien kanssa, kun taas ultravioletti auringon säteily hajottaa vettä.
Pilvipeite ja lämpötila
Rikkihappopilvien paksuus vaihtelee maailmanlaajuisten tulivuorenpurkausten jälkeen. Aluksi pilvet paksuuntuvat, kun vettä ja rikkihappoa purkautuu ilmaan. Sitten ne ohenevat näiden kaasujen pitoisuuden laskiessa. Noin 400 miljoonan vuoden kuluttua vulkanismin alkamisesta happamat pilvet korvautuvat ohuilla, korkealla olevilla vesipilvillä.
Ilmaston vaihtelut Venuksessa
Planeetalla on halkeamia ja poimuja. Jotkin näistä muodostelmista, ainakin ryppyiset vuorijonot, saattavat liittyä ilmaston ajallisiin vaihteluihin. Teorian mukaan nämä oudot ja vihamieliset ympäristöolosuhteet ylläpidetään ilmakehän ainesosien toisiaan täydentävien ominaisuuksien ansiosta. Vesihöyry, jopa pieninä määrinä, absorboi infrapunasäteilyä aallonpituuksilla, joita hiilidioksidi ei absorboi.
Samaan aikaan rikkidioksidi ja muut kaasut estävät tiettyjä aallonpituuksia. Yhdessä nämä kasvihuonekaasut tekevät Venuksen ilmakehästä osittain läpinäkyvän tulevalle auringonsäteilylle, mutta lähes täysin läpinäkymättömän infrapunasäteilylle. Tämän seurauksena sen pintalämpötila on kolme kertaa korkeampi kuin se olisi ilman ilmakehää. Vertailun vuoksi Maan kasvihuoneilmiö nostaa sen pintalämpötilaa nykyään vain 15 % . Jos on totta, että tulivuoret vaelsivat Venuksen pinnalla 800 miljoonaa vuotta sitten, niiden on täytynyt myös vapauttaa valtava määrä kasvihuonekaasuja ilmakehään suhteellisen lyhyessä ajassa.
Planeetasta on kehitetty ilmastomalli, joka sisältää tulivuorista vapautuvia kaasuja, pilvien muodostumisen, vedyn häviämisen ilmakehän ylemmissä kerroksissa ja ilmakehän kaasujen reaktion pintamineraalien kanssa. Näiden prosessien välillä tapahtuu hienovarainen vuorovaikutus, joka viilentää planeettaa. Näiden vastakkaisten vaikutusten vuoksi on mahdotonta määrittää näiden kahden kaasun ruiskutuksen vaikutusta Venuksen globaaliin ilmastoon.
Tästä syystä voidaan lopuksi sanoa, että oli olemassa, mutta emme tiedä, missä määrin kaasut olisivat voineet vaikuttaa sen muutoksiin.