Cum și-a pierdut Venus, „geamăna Pământului”, apa și a devenit o planetă infernală

Oamenii de știință ar fi identificat o moleculă care a jucat un rol cheie în golirea planetei Venus de apă și a transformat-o în lumea aridă și infernală pe care o vedem astăzi.

Venus este adesea numită „geamana Pământului”, deoarece ambele planete au aproximativ aceeași dimensiune și densitate; de asemenea, ambele sunt planete stâncoase situate în regiunea interioară a sistemului solar. Cu toate acestea, în multe aspecte esențiale, Venus nu ar putea fi mai puțin asemănătoare cu Pământul, relatează Space.com

În timp ce planeta noastră este plină de viață, Venus, a doua planetă de la Soare, este un iad virtual. Este cea mai fierbinte planetă din sistemul solar (chiar mai fierbinte decât Mercur, care este cea mai apropiată de Soare) și are temperaturi de aproximativ 880 de grade Fahrenheit (471 de grade Celsius). Aceasta este suficient de fierbinte pentru a topi plumbul. În plus, Venus are presiuni de suprafață destul de înspăimântătoare.

De asemenea, este important faptul că Venus nu are un element cheie pentru viață, care este abundent aici pe Pământ: apa. Acest lucru se întâmplă în ciuda faptului că planeta se află în așa-numita „zonă Goldilocks” a soarelui, cu referire la regiunea din jurul stelei noastre care nu este nici prea caldă, nici prea rece pentru a permite existența apei lichide – și, de asemenea, în ciuda faptului că oamenii de știință știu că Venus probabil a avut apă.

De fapt, cu miliarde de ani în urmă, se crede că Venus avea la fel de multă apă ca și Pământul – dar, la un moment dat, în evoluția sa, norii de dioxid de carbon din atmosfera planetei au declanșat cel mai intens efect de seră din sistemul solar. Acest lucru a dus la creșterea temperaturilor până la punctul în care se înregistrează astăzi. Acest lucru a declanșat evaporarea apei de pe planetă, după care aceasta s-a pierdut în spațiu.

Totuși, chiar și luând în considerare acest proces, oamenii de știință nu știu cum a devenit Venus atât de deșertică sau cum de continuă să piardă în spațiu puțina apă care i-a mai rămas. Acum, o echipă de oameni de știință de la Universitatea din Colorado Boulder ar putea să fi descoperit secretele acestui proces, spunând ceea ce ei numesc „povestea apei de pe Venus”.

„Apa este cu adevărat importantă pentru viață”, a declarat Eryn Cangi, co-liderul echipei și cercetător la Laboratorul pentru Fizica Atmosferei și Spațiului (LASP), într-un comunicat. „Trebuie să înțelegem condițiile care susțin apa lichidă în univers și care ar fi putut produce starea foarte uscată a lui Venus de astăzi.

„Încercăm să ne dăm seama ce mici schimbări au avut loc pe fiecare planetă pentru a le aduce în aceste stări extrem de diferite.

Pentru a pune în context diferența de conținut de apă dintre vecinii planetari Pământ și Venus, Cangi a explicat că, dacă toată apa de pe planeta noastră ar fi răspândită uniform pe suprafața ei, s-ar crea un strat global de aproape 3,2 kilometri adâncime. Făcând același lucru în cazul lui Venus, îndepărtând restul de apă din atmosferă, s-ar crea un strat global de doar 3 centimetri (1,2 inch) adâncime.

„Venus are de 100.000 de ori mai puțină apă decât Pământul, chiar dacă are practic aceeași dimensiune și masă”, a explicat în declarație Michael Chaffin, co-liderul echipei și coleg cercetător la LASP.

Pentru a determina modul în care a ajuns în starea actuală, Cangi, Chaffin și colegii lor au folosit modele computerizate ale planetei, tratând-o aproape ca pe un laborator de chimie gigantic. Acest lucru le-a permis să arunce o privire îmbunătățită asupra diverselor reacții care au loc în atmosfera învârtită a lui Venus și să identifice un suspect pentru pierderea apei.

Ceea ce a descoperit echipa a fost că o moleculă numită HCO+ – compusă dintr-un atom de hidrogen, un atom de carbon și un atom de oxigen – aflată la înălțime în atmosfera lui Venus, ar fi putut fi responsabilă pentru livrarea în spațiu a ultimei cantități de apă de pe planetă.

„Ca o analogie, să spunem că am aruncat apa din sticla mea de apă”, a spus Cangi. „Ar mai fi rămas câteva picături”.

HCO+ ar putea elimina aceste picături din atmosfera lui Venus. De fapt, aceeași echipă a sugerat anterior că HCO+ a fost, de asemenea, vinovatul care a făcut ca Marte, celălalt vecin al Pământului, să își piardă apa.

Cercetătorii spun că HCO+ este produs în mod constant în atmosfera venusiană, dar că acești ioni nu supraviețuiesc mult timp. Un ion este o moleculă încărcată pozitiv sau negativ, care și-a câștigat încărcătura datorită fie lipsei unor electroni necesari pentru a echilibra sarcina pozitivă a protonilor săi, fie datorită faptului că are electroni în plus pentru a crea o sarcină negativă netă în moleculă.

HCO+ este lipsit de electronii necesari pentru a echilibra sarcina pozitivă a protonilor moleculei și, prin urmare, este încărcat pozitiv (de unde și simbolul +).

Electronii din atmosfera lui Venus se recombină rapid cu HCO+, determinând divizarea moleculei în două. De aici, echipa susține că atomii de hidrogen se îndepărtează și, posibil, chiar evadează în spațiu. Atomii de hidrogen formează două dintre componentele moleculei de apă (H2O), care este compusă din doi atomi de hidrogen și un atom de oxigen, astfel încât Venus este lipsită de ingredientele primare ale apei.

Echipa crede că, pentru ca Venus să fi ajuns la starea de uscăciune extremă, planeta trebuie să fi avut un exces de molecule de HCO+ în atmosfera sa.

„Una dintre concluziile surprinzătoare ale acestei lucrări este că HCO+ ar trebui să fie, de fapt, printre cei mai abundenți ioni din atmosfera lui Venus”, a declarat Chaffin.

Cu toate acestea, există o mare piedică în calea acestei concluzii. Până în prezent, nu am văzut niciodată HCO+ în atmosfera lui Venus.

Totuși, Chaffin și Cangi nu cred că acest lucru se datorează faptului că molecula nu există, ci mai degrabă pentru că omenirea nu a avut instrumentele necesare pentru a o vedea. Deși Marte, vecinul Pământului, a fost vizitat de multe nave spațiale de pe Pământ, puține misiuni au trecut pe celălalt vecin al nostru, Venus – și niciuna dintre acestea nu a avut echipamentul potrivit pentru a vedea HCO+.

Dar o serie de viitoare misiuni spațiale au în vizor Venus. Misiunea DAVINCI (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging) a NASA este una deosebit de importantă. Pregătită să fie lansată în 2029, DAVINCI va arunca o sondă prin atmosfera fierbinte a lui Venus pentru a determina compoziția chimică a acestei lumi.

Cu toate acestea, nici măcar DAVINCI nu va avea echipamentul potrivit pentru a detecta HCO+.

Cu toate acestea, echipa speră că va apărea un interes general pentru Venus datorită DAVINCI (și viitoarei misiuni EnVision a Agenției Spațiale Europene), ceea ce va duce în cele din urmă la o misiune spațială care este într-adevăr capabilă să detecteze HCO+, adăugând astfel veridicitate poveștii echipei privind pierderea apei.

„Nu au existat multe misiuni pe Venus”, a concluzionat Cangi. „Dar misiunile nou planificate vor valorifica decenii de experiență colectivă și un interes înfloritor pentru Venus pentru a explora extremele atmosferelor planetare, evoluția și habitabilitatea.”

Cercetările echipei au fost publicate luni (6 mai) în revista Nature.