Δευτέρα, 22 Μαΐου 2017

Η καυτή Αφροδίτη ίσως είναι ψυχρή στο εσωτερικό της

Η υψηλή θερμοκρασία της ατμόσφαιρας της Αφροδίτης, που προκαλείται από την παρουσία στην ατμόσφαιρα των αερίων του θερμοκηπίου, θα μπορούσε στην πράξη να φέρει μια ψύξη στο εσωτερικό του πλανήτη. Μάλιστα οι μελέτες ορισμένων πλανητικών διαδικασιών πάνω στην Αφροδίτη, μπορούν να μας δώσουν σημαντικές πληροφορίες για την αλλαγή του κλίματος στους βραχώδεις πλανήτες, όπως είναι η Γη. Και όπως ξέρουμε η αλλαγή του κλίματος θα μπορούσε να έχει βαθιές συνέπειες για τη μελλοντική κατοικησιμότητα του πλανήτη μας.

Κατανομή της θερμοκρασίας στο εσωτερικό της Αφροδίτης

Η θερμότητα στην ατμόσφαιρα της Αφροδίτης θα μπορούσε πραγματικά να έχει επιδράσει στο εσωτερικό της και να το έχει παγώσει. Αυτή η αντι-διαισθητική θεωρία βασίζεται σε υπολογισμούς από ένα νέο υπολογιστικό μοντέλο που παρουσιάστηκε στο Ευρωπαϊκό Συνέδριο Πλανητικής Επιστήμης (EPSC) στη Ρώμη.

"Επί μερικές δεκαετίες μας είναι γνωστό ότι ο μεγάλος όγκος των αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα της Αφροδίτης προκαλεί την υπερβολική ζέστη που παρατηρούμε σήμερα”, εξηγεί η Lena Noack από το Γερμανικό Κέντρο Αεροδιαστημικής (DLR) στο Βερολίνο, επικεφαλής της μελέτης.

“Το διοξείδιο του άνθρακα και άλλα αέρια του θερμοκηπίου που ευθύνονται για τις υψηλές θερμοκρασίες, διοχετεύτηκε στην ατμόσφαιρα από χιλιάδες ηφαίστεια στο παρελθόν. Η σταθερή θερμότητα – σήμερα μετράμε σχεδόν 470 βαθμούς Κελσίου σε μέσα επίπεδα – θα μπορούσε να ήταν πολύ υψηλότερη στο παρελθόν και, αυτό με τη σειρά του οδήγησε σε ακόμη μεγαλύτερη ηφαιστειακή δράση. Αλλά σε κάποιο σημείο αυτή η διαδικασία ανατράπηκε – οι υψηλές θερμοκρασίες προκάλεσαν μια μερική κινητοποίηση του φλοιού της Αφροδίτης, με αποτέλεσμα την δραστική ψύξη του μανδύα, αλλά και την σημαντική μείωση της ηφαιστειακής δραστηριότητας. Αυτή λοιπόν η ψύξη στο εσωτερικό ανάγκασε την επιφάνεια της Αφροδίτης να έχει χαμηλότερες θερμοκρασίες, αν συγκριθούν φυσικά με τη θερμοκρασία του σήμερα, και την παύση της κινητοποίησης της επιφάνειας”.

Η πηγή του μάγματος, ή τα λειωμένα βραχώδη υλικά, και τα ηφαιστειακά αέρια βρίσκονται βαθιά μέσα στον μανδύα της Αφροδίτης. Η διάσπαση των ραδιενεργών στοιχείων, που κληρονόμησε η Αφροδίτη από τα δομικά στοιχεία από τα οποία φτιάχτηκαν οι πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος, καθώς και η θερμότητα αποθηκεύονται στο εσωτερικό από την εποχή του σχηματισμού της, παράγουν αρκετή θερμότητα για να δημιουργήσουν μερικώς λιωμένα πυριτικά άλατα, σίδηρο και μάγμα πλούσιο σε μαγνήσιο στον ανώτερο μανδύα. Τα λιωμένα πετρώματα έχουν περισσότερο όγκο, ενώ είναι ελαφρύτερα από το περιβάλλον στερεό βράχο της ίδια σύνθεσης. Το μάγμα επομένως μπορεί να ανέβει προς τα πάνω και, τελικά, μπορεί να διεισδύσει στον σκληρό φλοιό φτάνοντας ψηλά στις εκροές των ηφαιστείων, σκορπώντας έτσι λάβα πάνω στην επιφάνεια και αέρια στην ατμόσφαιρα, ως επί το πλείστον τα γνωστά αέρια του θερμοκηπίου όπως το διοξείδιο του άνθρακα (CO2), υδρατμούς (H2O) και το διοξείδιο του θείου (SO2).

Ωστόσο, όσο περισσότερα είναι τα αέρια του θερμοκηπίου, τόσο θερμότερη γίνεται η ατμόσφαιρα – κι αυτό ενδέχεται να οδηγήσει σε ακόμη μεγαλύτερη ηφαιστειακή δράση. Για να ανακαλύψουν εάν αυτή η ανεξέλεγκτη διαδικασία θα τελείωνε με μία καυτή Αφροδίτη, οι Lena Noack και Doris Breuer, έφτιαξαν για πρώτη φορά ένα μοντέλο όπου η καυτή ατμόσφαιρα είναι «συνδεδεμένη» με ένα 3D μοντέλο του εσωτερικό του πλανήτη. Σε αντίθεση με τη Γη, οι υψηλές θερμοκρασίες στην Αφροδίτη έχουν πολύ μεγαλύτερη επίδραση στο σημείο που εφάπτεται με την βραχώδη επιφάνεια, θερμαίνοντας την σε μεγάλο βαθμό.

"Είναι ενδιαφέρον, ότι λόγω της ανόδου της επιφανειακής θερμοκρασίας, η επιφάνεια κινητοποιείται και έτσι η μονωτική δράση του φλοιού μειώνεται”, λέει η Noack. “Ο μανδύας της Αφροδίτης χάνει μεγάλο μέρος της θερμικής ενέργειας του προς τα έξω. Κι έτσι το εσωτερικό της Αφροδίτης ψύχεται πάρα πολύ οπότε ο ρυθμός της ηφαιστειακής δραστηριότητας σταματάει. Το μοντέλο μας δείχνει ότι μετά από αυτή την «καυτή» εποχή της ηφαιστειακής δραστηριότητας, η επιβράδυνση της ηφαιστειακής δραστηριότητας οδηγεί σε μεγάλη μείωση των θερμοκρασιών στην ατμόσφαιρα. "

Αλλά όταν η ατμόσφαιρα ψύχεται, η κινητικότητα της επιφάνειας σταματάει. Ωστόσο, εξακολουθούν να υπάρχουν κάποια ενεργά ηφαίστεια που εμφανίζουν μερικά σημεία με ροές λάβας. Μερικά δε ηφαίστεια μπορεί να είναι ενεργά ακόμα και σήμερα, όπως είδε η αποστολή Venus Express του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος. Αυτό το σκάφος ανίχνευσε «καυτά σημεία», ή ασυνήθιστα υψηλές θερμοκρασίες στην επιφάνεια σε ηφαίστεια που παλαιότερα θεωρούνταν εξαφανισμένα. Μέχρι στιγμής υπάρχει απλώς «η κάνη που καπνίζει» για ενεργά ηφαίστεια στην Αφροδίτη – αλλά δεν είναι απίθανο ότι το Venus Express ή μελλοντικές διαστημικές αποστολές να εντοπίσουν το πρώτο ενεργό ηφαίστειο στον γείτονα της Γης.

***
Αφροδίτη και Γη: δύο δίδυμοι πλανήτες στο Ηλιακό Σύστημα αλλά με εντελώς διαφορετικούς χαρακτήρες. Η Αφροδίτη είναι παρόμοια μεν με τη Γη σε μέγεθος (το 95% της Γης) και σε μάζα (80%), αλλά ο πλανήτης αυτός έχει μια παχιά ατμόσφαιρα θερμοκηπίου που κάνει τον πλανήτη αφιλόξενο για τη ζωή, όπως φυσικά την ξέρουμε.

Ωστόσο, οι επιστήμονες αναρωτιούνται εδώ και δεκαετίες για τους λόγους τους οποίους οι δύο πλανήτες έχουν αναπτυχθεί τόσο διαφορετικά:

• Εδώ, στον ‘γαλάζιο’ πλανήτη, υπάρχει ένας θησαυρός από νερό που φιλοξενεί τη ζωή. Το μόριο του νερού συνδέεται πολύ φιλικά με ιόντα άλλων ατόμων και μορίων (δεσμοί υδρογόνου).

• Εκεί, στην κολασμένη Αφροδίτη, δεν υπάρχει νερό σε υγρή μορφή στην επιφάνεια, όπου αυτή είναι πάρα πολύ καυτή. Η Αφροδίτη είναι τυλιγμένη με ένα παχύ και ζεστό στρώμα διοξειδίου του άνθρακα, όπου σύννεφα θειικού οξέος εμποδίζουν οποιαδήποτε παρατήρηση της επιφάνειας από το εξωτερικό. Από την Αφροδίτη τελικά μάθαμε πώς λειτουργεί το φαινόμενο του θερμοκηπίου: η ηλιακή ενέργεια επανεκπέμπεται από την επιφάνεια, απορροφάται από τα αέρια του θερμοκηπίου όπως το CO2, και έτσι ανεβαίνει η θερμοκρασία της ατμόσφαιρας. Αν και η ίδια διαδικασία λαμβάνει χώρα και στη Γη, αυτή έχει πολύ μικρότερη διάσταση εδώ από ό,τι στην Αφροδίτη.

• Το γεγονός ότι στην Αφροδίτη δεν υπάρχει υγρό νερό δείχνει ότι κάτι διαφορετικό συνέβη εκεί πάνω, όταν διαμορφώθηκε περίπου πριν 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Από τις παρατηρήσεις με ραντάρ έχουμε μια πλήρη επισκόπηση των χαρακτηριστικών της επιφάνειας της Αφροδίτης. Αυτές μας δείχνουν ότι φαίνεται να έχουν αναδιαμορφωθεί χιλιάδες ηφαίστεια στο μεγαλύτερο μέρος της επιφάνειας του πλανήτη, η οποία είναι κατά μέσο όρο περίπου 500 εκατομμυρίων ετών.