In 1978 bereikte NASA's Pioneer Venus (ook bekend als Pioneer 12) missie Venus ("Earth’s Sister") en vond aanwijzingen dat Venus ooit oceanen op het oppervlak had. Sindsdien zijn verschillende missies naar Venus gestuurd en gegevens verzameld over het oppervlak en de atmosfeer. Hieruit is een beeld ontstaan van hoe Venus de overgang heeft gemaakt van een "aarde-achtige" planeet naar de hete en helse plaats die het nu is.
Het begon allemaal ongeveer 700 miljoen jaar geleden toen een grootschalige opduikingsgebeurtenis een op hol geslagen broeikaseffect veroorzaakte waardoor de atmosfeer van Venus ongelooflijk dicht en heet werd. Dit betekent dat de planeet gedurende 2 tot 3 miljard jaar nadat Venus was gevormd, een bewoonbare omgeving had kunnen behouden. Volgens een recent onderzoek zou dat lang genoeg zijn geweest voordat het leven op "Earth’s Sister" zou zijn verschenen.
De studie werd gisteren (20 september) gepresenteerd tijdens de gezamenlijke bijeenkomst van het European Planetary Science Congress 2019 (EPSC-DPS), die plaatsvond van 15 tot 20 september in Genève, Zwitserland. Hier deelden Michael Way en Anthony Del Genio van het NASA Goddard Institute for Space Science (GISS) een nieuwe kijk op de klimaatgeschiedenis van Venus, die gevolgen zou kunnen hebben voor de zoektocht naar bewoonbare exoplaneten.
Omwille van hun studie creëerden Dr. Way en Dr. Del Genio een reeks van vijf simulaties die overwogen hoe de omgeving van Venus eruit zou zien op basis van verschillende niveaus van waterbedekking. Dit bestond uit het aanpassen van een 3D algemeen circulatiemodel dat rekening hield met veranderende atmosferische composities en de geleidelijke toename van zonnestraling naarmate de zon in de loop van zijn levensduur warmer werd.
In drie van de vijf scenario's gingen Way en Del Genio ervan uit dat de topografie van Venus ongeveer hetzelfde was als nu, de oceaan varieerde van een minimale diepte van 10 m (~ 30 ft) tot een maximum van ongeveer 310 m ( ~ 1000 ft) en een kleine hoeveelheid water was opgesloten in de grond. Ze overwogen ook een scenario met de topografie van de aarde en een oceaan van 310 meter, en een ander waar Venus volledig bedekt was in een oceaan van 158 m (~ 500ft).
Uiteindelijk gaven alle vijf simulaties hetzelfde aan: dat Venus in staat zou zijn geweest om stabiele temperaturen te handhaven - van een minimum van 20 ° C (68 ° F) tot een maximum van 50 ° C (122 ° F) - gedurende ongeveer drie miljard jaar. Als er niet een reeks gebeurtenissen was die ervoor zorgde dat 80% van het oppervlak van de planeet opnieuw opdook (wat leidde tot de ontgassing van CO² in de korst), zou het vandaag de dag zelfs bewoonbaar kunnen zijn. Zoals Way het uitlegde:
“Onze hypothese is dat Venus mogelijk al miljarden jaren een stabiel klimaat heeft gehad. Het is mogelijk dat het bijna wereldwijde resurfacing-evenement verantwoordelijk is voor de transformatie van een aardachtig klimaat naar het helse hete huis dat we vandaag zien.
Het begon allemaal ongeveer 4,2 miljard jaar geleden, een paar honderd miljoen jaar nadat Venus was gevormd en net een periode van snelle afkoeling had beëindigd. Op dit punt, ervan uitgaande dat Venus een soortgelijk proces onderging als de aarde, zou de atmosfeer gedomineerd worden door kooldioxide. Dit zou langzaam worden geabsorbeerd door silicaatgesteenten om carbonaten te vormen die vervolgens in de korst van de planeet werden opgesloten.
Ongeveer 715 miljoen jaar geleden, volgens Way en Del Genio's studie, zou de atmosfeer vergelijkbaar zijn geweest met hoe de aarde er vandaag uitziet - voornamelijk samengesteld uit stikstofgas met sporen van CO² en methaan. Deze omstandigheden hadden tot de huidige tijd stabiel kunnen blijven, ware het niet voor een grootschalige ontgassing.
De oorzaak hiervan blijft een mysterie; wetenschappers geloven echter dat het te wijten was aan een geologische gebeurtenis die ervoor zorgde dat 80% van de planeet weer opdook. Dit kan te maken hebben met het opborrelen van grote hoeveelheden magma en het afgeven van enorme hoeveelheden CO² in de atmosfeer. Het magma zou dan zijn gestold voordat het de oppervlakte bereikte, waardoor een barrière werd gecreëerd die verhinderde dat de CO² opnieuw werd opgenomen. Zoals Way uitlegde:
"Er gebeurde iets op Venus waar een enorme hoeveelheid gas in de atmosfeer terechtkwam en niet meer door de rotsen kon worden geabsorbeerd. Op aarde hebben we enkele voorbeelden van grootschalige ontgassing, bijvoorbeeld de oprichting van de Siberische vallen 500 miljoen jaar geleden die verband houdt met een massale uitsterving, maar niets op deze schaal. Het heeft Venus volledig getransformeerd. '
Dit zou verklaren hoe de atmosfeer van Venus verdikt was tot het punt dat deze meer dan 90 keer zo dicht was als die van de aarde (92 bar vergeleken met 1 bar). Gecombineerd met de hoge concentraties CO² zou dit hebben geleid tot een weggelopen broeikaseffect dat zou verklaren hoe de planeet de helse plek werd die we vandaag kennen, met een oppervlaktetemperatuur van gemiddeld 462 ° C (864 ° F).
Dit druist in tegen conventionele opvattingen over bewoonbaarheid, die stellen dat de baan van Venus hem buiten de binnenrand van de bewoonbare zone (HZ) van onze zon plaatst. Binnen deze "Venus Zone", volgens conventionele wijsheid, absorbeert een planeet te veel zonnestraling om ooit vloeibaar water op zijn oppervlak te kunnen houden. Maar zoals Way aangaf, gaven hun simulaties allemaal anders aan:
“Venus heeft momenteel bijna tweemaal de zonnestraling die we op aarde hebben. In alle scenario's die we hebben gemodelleerd, hebben we echter ontdekt dat Venus nog steeds oppervlaktetemperaturen kan ondersteunen die geschikt zijn voor vloeibaar water. ”
Deze bevindingen komen overeen met een soortgelijk onderzoek dat Way en Del Genio in 2016 hebben uitgevoerd met collega's van het NASA Goddard Space Flight Center, het Planetary Science Institute (PSI), Uppsala University en Columbia University. Voor deze studie heeft hun team een reeks 3D-klimaatsimulaties gemaakt met gegevens van de Magellan missie die onderzocht hoe de aanwezigheid van een oceaan op het oude Venus de bewoonbaarheid zou beïnvloeden.
Hieruit hebben ze vastgesteld dat als Venus een rotatieperiode had die langzamer was dan ongeveer 16 aardse dagen, het klimaat tot 715 miljoen jaar geleden bewoonbaar zou zijn gebleven. Er zijn echter nog twee belangrijke onbekende zaken die moeten worden aangepakt voordat wetenschappers met vertrouwen kunnen zeggen dat Venus tot voor kort bewoonbaar was.
Ten eerste zullen wetenschappers moeten bepalen hoe snel Venus afkoelde en of het in de eerste plaats vloeibaar water op het oppervlak kon condenseren. Ten tweede blijft het onbekend of de wereldwijde gebeurtenis voor het opnieuw opduiken die tot de overgang van Venus heeft geleid, een enkele gebeurtenis was of slechts een onderdeel van een serie die al miljarden jaren had plaatsgevonden.
"We hebben meer missies nodig om Venus te bestuderen en een beter begrip te krijgen van de geschiedenis en evolutie ervan," zei Way. “Onze modellen laten echter zien dat er een reële mogelijkheid is dat Venus bewoonbaar en radicaal anders had kunnen zijn dan de Venus die we tegenwoordig zien. Dit opent allerlei implicaties voor exoplaneten in de zogenaamde 'Venuszone', die in feite vloeibaar water en gematigde klimaten kan bevatten. "
Denk eraan ... als Venus geen grootschalige gebeurtenis (of een reeks van hen) had ondergaan, zou de mensheid alleen maar naast de deur hoeven te zoeken voor bewijs van buitenaards leven. Trouwens, als Mars 4,2 miljard jaar geleden zijn magnetosfeer niet had verloren, had het zijn eigen leven kunnen produceren dat er nog steeds zou zijn. Ons ene zonnestelsel had niet één, maar drie levensdragende planeten kunnen hebben (aangrenzend)!
Deze bevindingen zijn waarschijnlijk bemoedigend voor degenen die geloven dat Venus op een dag een terrasvorm moet krijgen. Wetende dat de planeet ooit een stabiel klimaat had en het ondanks zijn baan kon handhaven, betekent dit in feite dat elke ecologische techniek die we daar doen, zou blijven.
Dat betekent dat Venus ooit zou kunnen worden veranderd in een zwoele wereld die grotendeels bedekt is met oceanen met weinig grote continenten en uitgestrekte archipels. Klinkt als elke plek die je kent?
