Aktywność geologiczna na Wenus jak na młodej Ziemi. Jak planeta traci ciepło?

Wenus jest podobnych rozmiarów co Ziemia, ale na tym podobieństwa się kończą. Sąsiednia planeta to piekielnie gorący świat z ogromnym ciśnieniem, kwaśnymi deszczami i temperaturą dochodzącą do blisko 500 st. Celsjusza. Naukowcy od lat starają się poznać procesy, które odpowiadają za utratę ciepła przez Wenus. W nowych badaniach doszli do wniosku, że pomaga w tym pewna mało zbadana cecha geologiczna na jej cienkiej skorupie.

Sposób, w jaki Ziemia traci ciepło, jest dobrze znany, jednak mechanizm przepływu ciepła na Wenus pozostawał tajemnicą, ale zagadka ta mogła zostać właśnie rozwiązana. Nasza planeta ma gorące jądro, które ogrzewa otaczający ją płaszcz. Ten z kolei przenosi ciepło do zewnętrznej warstwy skalistej Ziemi, czyli litosfery. Ciepło jest następnie tracone w miarę upływu czasu. Ta konwekcja płaszcza napędza procesy tektoniczne na powierzchni, utrzymując płyty w ruchu. Wenus nie ma płyt tektonicznych, więc sposób, w jaki planeta traci ciepło i jakie procesy kształtują jej powierzchnię, od dawna zajmują planetologię.

Badania, w których wykorzystano dane sprzed trzydziestu lat z misji Magellan ujawniły, że mało znane do tej pory cechy geologiczne Wenus zwane koronami, mogą pozwalać na ucieczkę znacznych ilości ciepła z wnętrza planety. Naukowcy przyznali, że podobna aktywność geologiczna występowała prawdopodobnie też na młodej Ziemi.

Opis i rezultaty badań ukazały się na łamach pisma "Nature Geoscience" (DOI: 10.1038/s41561-022-01068-0).

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Ziemia i Wenus to skaliste planety o mniej więcej tej samej wielkości i składzie chemicznym skał. Z tej przyczyny Wenus często bywa nazywana "bliźniaczką Ziemi" lub "siostrą Ziemi". Jednak na tym podobieństwa się kończą.

Już samo zbadanie powierzchni Wenus jest niezwykle trudne. Atmosfera planety w ogóle nie przypomina tej ziemskiej. Jest ona nie tylko gęsta, ale i niezwykle toksyczna, czego skutkiem są częste opady deszczy kwasu siarkowego. Co więcej, człowiek na tej planecie nie mógłby przeżyć nawet chwili jeszcze z innego powodu: temperatura na powierzchni osiąga nieprawdopodobne jak na ziemskie warunki prawie 500 stopni Celsjusza! Ciśnienie tam panujące jest 92 razy większe niż na naszej planecie. Nic więc dziwnego, że z przetrwaniem w tych ekstremalnych warunkach problemy mają nawet lądowniki.

Pewnych danych o Wenus dostarczyła nam sonda Magellan, której misja zakończyła się już prawie 30 lat temu. Radar, w jaki wyposażono Magellana, był w stanie do pewnego stopnia przebić się przez gęste chmury nad Wenus i zebrać dane o powierzchni tej planety. Zostały one ostatnio ponownie przeanalizowane, a naukowcy wysnuli na ich podstawie kilka interesujących wniosków co do tego, jak zbudowana jest Wenus.

Jak wiemy litosfera na Ziemi funkcjonuje w postaci płyt tektonicznych, których wzajemne przemieszczanie się kształtuje powierzchnię naszej planety. Pozwala to również na uwalnianie ciepła z wnętrza Ziemi. Natomiast litosfera Wenus jest diametralnie inna. Sprawia ona wrażenie twardej, "bezszwowej" konstrukcji, pozbawionej charakterystycznych ziemskich uskoków. Zagadką zatem jest to, w jaki sposób powierzchnia tej planety ulega przemianom oraz jak może ona się schładzać?

Czy jednak Wenus rzeczywiście jest takim twardym monolitem? Naukowcy postanowili przyjrzeć się charakterystycznym elementom powierzchni tej planety, tzw. koronom oraz otaczającym je grzbietom. I stwierdzili, że w miejscach styku tych grzbietów litosfera planety może być dość cienka i elastyczna. Jej średnia grubość oscyluje w granicach jedynie 11 kilometrów. Przeprowadzone modelowanie prowadzi zaś do wniosku, że przeciętna emisja ciepła w tych miejscach jest nawet wyższa, niż ma to miejsce w przypadku Ziemi.

Czym natomiast w ogóle są te korony? Pierwotnie sądzono, że to kratery uderzeniowe, jednakże kiedy przyjrzano się im bliżej stwierdzono, że ich konstrukcja jest wulkaniczna. Są one naprawdę rozległe, ich średnica może sięgać setek kilometrów.

W skrócie jest to uniesiony pierścień w formie korony z wklęsłym centrum. Powstaje, kiedy pióropusze płynnego materiału z wnętrza planety przeciskają się na powierzchnię. W miarę ochładzania się materii na krańcach, powierzchnia koron zaczyna stopniowo się zapadać, tworząc pierścień. Generalnie naukowcy są zdania, że na Wenus procesy wulkaniczne zachodzą stale co sprawia, że powierzchnia planety pozostaje relatywnie młoda.

Być może za parę lat dowiemy się czegoś więcej, ponieważ na rok 2027 NASA zaplanowała start misji Veritas (Venus Emissivity, Radioscience, InSAR, Topography, And Spectroscopy). Misja ta będzie miała za zadanie dokończyć i poprawić obrazowanie sondy Magellan, poprawiając dane z tej misji, które mają niską rozdzielczość i duży margines błędu.

Źródło: NASA/JPL, fot. NASA/JPL-Caltech/Peter Rubin