Jak woda uciekła z Wenus? Nowe badanie mogło rozwiązać zagadkę

Około 4,5 miliarda lat temu Ziemia i Wenus narodziły się w środku chaotycznego układu gwiezdnego. Ponieważ sąsiednie światy są tej samej wielkości i podobnej struktury, uważa się, że obie planety prawdopodobnie zaczynały od podobnych ilości wody. Jednak dzisiaj Wenus to piekielny świat, w którym panują intensywne upały i miażdżące ciśnienie, a większość zawartej w niej wody zniknęła.

Naukowcy nie są pewni, w jaki sposób stała się planetą intensywnie przypominającą pustynię, ale nowe badania sugerują, że winowajcą może być szczególny rodzaj cząsteczki uciekającej w przestrzeń kosmiczną i wysysającej z Wenus resztki wody.

Grupa planetologów z Uniwersytetu Kolorado w Boulder zbadała reakcje chemiczne zachodzące w atmosferze Wenus za pomocą modeli komputerowych i odkryła, że ​​cząsteczka zwana HCO+ (jon składający się z jednego atomu wodoru, węgla i tlenu) prawdopodobnie odpowiedzialny za suche warunki na Wenus. Wyniki opublikowano w tym tygodniu w czasopiśmie Nature .

„Powierzchnia Wenus jest prawie tak gorąca jak piec do pizzy” – powiedziała Gizmodo Eryn Cangi, naukowiec w Laboratorium Fizyki Atmosfery i Przestrzeni Kosmicznej (LASP) i współautorka nowego artykułu. „Wenus i Mars to dwa możliwe krańce spektrum możliwości zamieszkania na planetach. Wiemy, że Ziemia nadaje się do zamieszkania, Wenus jest za gorąca, a Mars za zimny, ale w obu przypadkach zabrakło wody”.

Na początku historii Wenus planeta mogła stracić dużo wody w wyniku ucieczki z atmosfery. Słońce nieustannie wyrzuca wiatr słoneczny – strumień naładowanych cząstek – po całym Układzie Słonecznym i obok planet. Ziemia ma szczęście, że ma pole magnetyczne, które chroni ją przed wiatrem słonecznym, podczas gdy Wenus zostaje przez niego uderzona. W rezultacie naukowcy uważają, że Wenus straciła część swojej wody w wyniku uderzenia wiatru słonecznego w górne warstwy atmosfery, powodując ucieczkę cząsteczek wody w ciągu 4500 milionów lat od narodzin planety.

Proces ten może usunąć dużo wody, ale nie uwzględnia ilości wody utraconej przez Wenus aż do dzisiaj. „Jeśli wyrzucę butelkę z wodą, pozbywam się większości wody, ale nadal pozostają w niej krople” – powiedziała Cangi. „Widzimy dzisiaj tak małą ilość wody na Wenus, że to niezupełnie odpowiada.”

Proces, w wyniku którego Wenus utraciła resztę swojej wody i do dziś traci ostatnie resztki cennej cieczy, od lat intryguje naukowców. Nowe badanie sugeruje, że Wenus traci wodę w wyniku mechanizmu zwanego rekombinacją dysocjacyjną, w wyniku którego dodatnie jony HCO+ mieszają się z wodą i tworzą dodatnio naładowaną cząsteczkę. Ponieważ przeciwieństwa się przyciągają, cząsteczka przyciągnie ujemnie naładowany elektron i połączą się.

Kiedy jednak to nastąpi, powstała cząsteczka ma zbyt dużo energii, aby pozostać razem, więc rozpada się. Wodór ucieknie wówczas z atmosfery planety, ponieważ zyskał zbyt dużo energii w procesie łączenia i rozrywania. „To po prostu podstawowa reakcja chemiczna, więc mogła zachodzić na wczesnej Wenus, ale trwa do dziś, usuwając resztki wody” – powiedział Cangi.

Należy zauważyć, że badanie nie wykryło bezpośrednio HCO+ w atmosferze Wenus; w poprzednich misjach na sąsiednią planetę brakowało instrumentów zaprojektowanych do poszukiwania cząsteczki w atmosferze. Dane z poprzednich misji wykazały jednak istnienie niektórych cząsteczek, które reagują, tworząc HCO+.

Nadchodzące misje na Wenus, takie jak VERITAS i DAVINCI, również nie będą wyposażone w odpowiednie instrumenty, dlatego naukowcy odpowiedzialni za nowe badania sugerują nową misję na Wenus, która będzie mierzyć cząsteczki w jej górnych warstwach atmosfery.

„W nauce lubimy twierdzić, że wszystkie modele są w pewnym stopniu błędne, ale niektóre są przydatne” – powiedział Cangi. „Ale taka misja naprawdę uzupełniałaby nadchodzący zestaw misji na Wenus, pomagając nam w uzupełnieniu obrazu ucieczki wody z Wenus”.

Więcej: 7 najdziwniejszych rzeczy na temat Wenus, piekielnej planety