بفضل الأدلة التي قدمتها بعثات مثل وكالة ناساماجلانمركبة فضائية ، افترض العلماء أن كوكب الزهرة من المحتمل أن يكون قد شهد حدثًا كارثيًا في الظهور منذ حوالي 500 مليون سنة (أعط أو خذ 200 ميا). يُعتقد أن هذا هو السبب الذي يجعل كوكب الزهرة مكانًا جهنميًا اليوم ، حيث يبلغ الغلاف الجوي 92 مرة كثافة غلاف الأرض ، ويتكون في الغالب من ثاني أكسيد الكربون (CO).2) ودرجات حرارة ساخنة بدرجة كافية لإذابة الرصاص.
كان السؤال عن شكل كوكب الزهرة قبل حدوث هذا الحدث - على وجه الخصوص ، ما إذا كانت تحتوي على محيطات أم لا - موضوعًا للنقاش منذ ذلك الحين. بينما يعتقد الكثير أن سطح كوكب الزهرة كان مغطى بمسطحات مائية كبيرة ، أ دراسة حديثة قد ناقض هذا الادعاء. باستخدام نموذج مناخي حديث ، طور فريق من الباحثين الفرنسيين سيناريو بديل لكيفية تطور كوكب الزهرة ليصبح ما هو عليه اليوم.
أجرى البحث فريق علماء من المرصد الفلكي لجامعة جنيف ، ال مختبر بوردو للفيزياء الفلكية ، ال المركز القومي للبحث العلمي (CNRS) و جامعة فرساي سانت كوينتين أون إيفلين (UVSQ). الورقة التي تصف النتائج التي توصلوا إليها بعنوان ' عدم تناسق السحابة ليلاً نهاراً يمنع المحيطات المبكرة على كوكب الزهرة ولكن ليس على الأرض ، 'في 13 أكتوبرذقضيةطبيعة سجية.
انطباع فني يوضح نقص المياه على كوكب الزهرة. الائتمان و ©: مانشو
لأكثر من قرن ، تكهن العلماء ما إذا كان سطحه مغطى بالمحيطات أم لا. في البداية ، كان يُعتقد أن الغيوم الكثيفة التي تحجب السطح عبارة عن غيوم مطيرة ، مما أثار التكهنات بأن سطح كوكب الزهرة مغطى بالمحيطات. بحلول الستينيات من القرن الماضي ، تم تبديد هذه الفكرة حيث قامت بعثات سوفييتية متعددة ، وأجرت ناسا رحلات طيران على الكوكب (وحتى حاولت الهبوط على السطح) والتي أظهرت مدى سخونة الكوكب وجحيمه.
وفقًا لنماذج تكوين الكواكب الحالية ، تشكل كوكب الزهرة من قرص الكواكب الأولي الذي دار حول الشمس منذ 4.5 مليار سنة. مثل الكواكب الصخرية الأخرى (عطارد والأرض والمريخ) ، تركت عملية التراكم كوكب الزهرة مغطى بالصهارة لمعظم تاريخها المبكر. بمرور الوقت ، برد السطح ببطء وتصلب لدرجة أن الماء سيتكثف في الغلاف الجوي ويمكن أن يحدث هطول الأمطار.
أدت هذه العملية إلى ظهور المحيطات على كل من الأرض والمريخ ويعتقد أنها لعبت دورًا لا غنى عنه في ظهور الحياة على الأرض. قبل 3.7 مليار سنة. في حين فشل المريخ في التمسك بالمياه التي كانت تتدفق مرة واحدة عبر سطحه ، يتم الاحتفاظ بالدليل على ماضيه المائي في شكل قنوات تدفق ورواسب رسوبية وطين - جميع الميزات التي تتشكل في وجود الماء.
في حين أن كوكب الزهرة كان مختلفًا تمامًا ، إلا أن وجود المياه السطحية ظل مسألة لم يتم حلها. لهذا السبب ، قامت خمس بعثات بمسح الغلاف الجوي لكوكب الزهرة بين عامي 1994 و 2010 - التابع لناسا ماجلان و كاسيني - هيغنز ، و رسول البعثات ، وكالة الفضاء الأوروبية فينوس اكسبرس و JAXA أكاتسوكي . ساهمت البعثات الأخرى من خلال جمع البيانات من كوكب الزهرة أثناء التحليق ومساعدة الجاذبية ، مثل وكالة ناسا باركر سولار بروب و ESA / JAXA BepiColombo ووكالة ناسا / وكالة الفضاء الأوروبية المدار الشمسي .
انطباع الفنان عن قيام Venus Express بمناورات الفرملة الجوية في الغلاف الجوي للكوكب في يونيو ويوليو 2014. Credit: ESA / C. كارو
كما أوضح مارتن توربيت ، باحث ما بعد الدكتوراه في Observatoire Astronomique de l’Université de Genève والمؤلف الرئيسي للدراسة ، لـ Universe Today عبر البريد الإلكتروني:
هناك سيناريوهان رئيسيان تم النظر فيهما حتى الآن. في الحالة الأولى ، كان لدى الزهرة محيطات مائية سائلة على السطح ، وتزامن هذا الظهور العالمي (الذي كان من الممكن أن يبدأ قبل 500 ميا) مع التبخر الكامل للمحيطات. في الثانية ، التي تدعمها نتائجنا الجديدة بقوة ، كانت 'المحيطات' دائمًا ما تبخرت (أي دائمًا في شكل بخار) وكانت ستهرب تدريجيًا من الغلاف الجوي على مدار تطور كوكب الزهرة. '
عند نمذجة المناخات القديمة لجميع الكواكب الصخرية في النظام الشمسي ، يحرص العلماء على التفكير في كيفية تفاعل الأغلفة الجوية القديمة مع الإشعاع الشمسي. خلال العصر المعني - كاليفورنيا. قبل 3.7 مليار سنة (Gya) ، كانت الشمس أكثر خفوتًا بنسبة 30٪ مما هي عليه الآن ، مما سمح للأغلفة الجوية على الأرض والمريخ بالتبريد إلى النقطة التي تشكلت فيها المحيطات على أسطحها.
من أجل دراستهم ، قام الفريق بمحاكاة مناخات الأرض والزهرة في بداية تطورهم (حوالي أكثر من 4 جيا) عندما كانت أسطحهم لا تزال منصهرة. يتألف هذا من إنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد متقدمة للغلاف الجوي ، مماثلة لتلك التي يستخدمها علماء الأرض لمحاكاة مناخ الأرض الحالي والتطور المستقبلي. من هذا ، درس الفريق كيف تطورت الأرض والزهرة بمرور الوقت وما إذا كانت المحيطات يمكن أن تتشكل في هذه العملية.
تم الكشف عن بنية السحب في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة في عام 2016 من خلال الملاحظات في نطاقي الأشعة فوق البنفسجية بواسطة أكاتسوكي. الائتمان: كيفن إم جيل
ووجدوا أن درجات الحرارة على كوكب الزهرة لم تكن باردة بدرجة كافية حتى يتكثف بخار الماء قبل الحدث الكارثي الذي ظهر مرة أخرى. قال Turbet ، إن مثل هذا الانخفاض في درجات الحرارة كان ممكنًا فقط إذا كان السطح محميًا بغطاء سحابة كافٍ:
'تكشف نتائجنا الجديدة أن الغيوم لعبت دورًا رئيسيًا في منع تكوين المحيطات المبكرة على كوكب الزهرة. في عمليات المحاكاة التي أجريناها ، تتشكل الغيوم بشكل أساسي على الجانب الليلي من الكوكب. يقلل غياب السحب على جانب النهار بشكل كبير من البياض (أي يزيد من امتصاصية) الكوكب ؛ إن وجود السحب (المرتفعة) في الجانب الليلي يزيد بشكل كبير من تأثير الدفيئة. ينتج عن هذين التأثيرين معًا ارتفاعًا حادًا في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة المبكر ، مما منع تكوين المحيطات '.
هذه النتائج تتعارض مع الأبحاث الحديثة التي يقودها جون وانج | (2014) ، عالم جيوفيزيائي بجامعة شيكاغو ، وعالم فيزيائي مايكل واي (2019) من معهد جودارد لعلوم الفضاء التابع لناسا (GISS). أظهرت كلتا الدراستين أن الغيوم ستتشكل في الغالب على جانب النهار من كوكب الزهرة ، مما ينتج عنه تبريد شديد واستقرار درجات الحرارة لدرجة أن الماء سيتكثف مع هطول الأمطار.
ومع ذلك ، أشار نموذج المناخ الذي استخدمه Turbet وزملاؤه إلى أن السحب كان من المرجح أن تكون قد تشكلت على الجانب الليلي من كوكب الزهرة ، حيث لن تكون قادرة على حماية السطح. قال توربيت: 'لقد أظهرنا أن تغيير سلوك الغيوم (الذي يختلف وفقًا لمرحلة تطور كوكب الزهرة) - من جانب النهار إلى الجانب الليلي - كان له عواقب وخيمة على التطور السابق لكوكب الزهرة.'
وفقًا لهذا النموذج المناخي ، كان من الممكن أن يساعد الغطاء السحابي على كوكب الزهرة في الحفاظ على درجات حرارة سطح عالية من خلال التسبب في ظاهرة الاحتباس الحراري التي تحبس الحرارة في الغلاف الجوي الكثيف للكوكب. حالت درجات الحرارة المرتفعة هذه دون هطول الأمطار ، مما يضمن عدم تشكل المحيطات على سطح كوكب الزهرة. كما لخصها Turbet:
'في السنوات الأخيرة ، ركزت العديد من الدراسات العلمية على محاولة فهم تسلسل الأحداث التي أدت إلى اختفاء المحيطات على كوكب الزهرة. تظهر نتائجنا أنه قد يكون من المهم فهم التطور المبكر للزهرة ، لتحديد ما إذا كانت المحيطات قد تشكلت على سطح كوكب الزهرة أم لا. '
هذه النتائج لا تتحدى فقط فكرة أن كوكب الزهرة كان يحتوي على محيطات ، ولكن أيضًا الاعتقاد بأن 'الكوكب الشقيق' للأرض ربما يكون قد دعم الحياة مرة واحدة. لحسن الحظ ، هناك العديد من المهام المقترحة لاستكشاف الغلاف الجوي لكوكب الزهرة وسطحه في العقد المقبل ، بما في ذلك وكالة الفضاء الأوروبية تصور ، وكالة ناسا إشعاع الزهرة ، علوم الراديو ، إنسار ، الطبوغرافيا والتحليل الطيفي (فيريتاس) ، و الغلاف الجوي العميق لكوكب الزهرة للغازات النبيلة والكيمياء والتصوير (DAVINCI +) والروسية فينيرا د بعثة.
ستعمل هذه البعثات ، المقرر إطلاقها بين 2026 وأوائل 2030 ، على مزيد من التحقيق في هذه النتائج النظرية. مع أي حظ ، سوف يكشفون عن المعلومات التي ستحل بشكل دائم هذه الألغاز الدائمة حول ماضي كوكب الزهرة.
قراءة متعمقة: جامعة جنيف و CNRS و طبيعة سجية
