Venüs ve Mars konum değiştirirse, ikisi de yaşanabilir mi?
NASA Goddard Uzay Araştırmaları Enstitüsü'nde iklim bilimci olan Chris Colose, "Bu konuyu gündeme getirdiğimde, Mars ve Venüs'ün burada oluşup oluşmadığını bilmek istedim. Tersi durumda, iki canlı gezegen (Dünya ve Venüs) olacak mı? Mars'ın yörüngesinde kaçak seralardan kaçınılabilir ve Venüs büyüklüğündeki gezegenler atmosferi Mars kadar kolay bozmaz. "
Mars ve Venüs'ün yörüngelerini değiştirirseniz ne olur? Güneş sistemimiz daha yaşanabilir bir gezegene sahip olacak mı?
Bu, Ağustos sonunda Houston'da düzenlenen "Dünya Gezegenlerinin Karşılaştırmalı Klimatolojisi III" te gündeme gelen bir sorudur. Gökbilimciler, iklim bilimleri, jeofizik ve biyoloji gibi disiplinlerden bilim adamları, güneş sistemindeki ve ötesindeki kayalık gezegenler üzerindeki çevresel etkinin bir resmini oluşturmak için bir araya geliyor.
Venüs ve Mars hakkındaki soru bir "düşünce deneyi" olarak gündeme getirildi. Dünya'nın yörüngesi Venüs ve Mars arasında sıkışmış durumda, Venüs'ün yörüngesi güneşe daha yakın ve Mars'ın yörüngesi güneşten daha uzakta. Komşularımız çalkantılı bir dünyada olsalar da tatil köyleri için ilk seçenek değiller.
Mars'ın kütlesi dünyanınkinin yalnızca onda biri kadardır ve ince atmosferi, güneş rüzgarı (güneşten akan yüksek enerjili parçacıkların akışı) tarafından uçurulmaktadır. Isıyı hapsedecek büyük miktarda gaz yoksa, Mars yüzeyindeki ortalama sıcaklık -80 ° F (-60 ° C) 'dir. Mars'ın geleneksel yaşanabilir bölgenin sınırları içinde hareket ettiğini belirtmek gerekir (dünya benzeri gezegenler yüzey suyunu koruyabilir), ancak bu küçük gezegen, Dünya ile aynı yerde sıcaklığını düzenleyemez.
Mars'ın aksine, Venüs neredeyse Dünya ile aynı kütleye sahiptir. Bununla birlikte, gezegen esas olarak karbondioksitten oluşan kalın bir atmosferle çevrilidir. Bu gazların ısı emme kapasitesi, yüzey sıcaklığını 460 ° C'nin (860 ° F) üzerine çıkarır.
Peki ya Mars'ın daha sıcak bir yörüngeye girebilmesi ve Venüs'ün daha soğuk bir yörüngeye girebilmesi için bu gezegenlerin yörüngelerini değiştirebilirsek? Dünyanın artık güneş sistemindeki tek yaşanabilir dünya olmadığını anlayacak mıyız?
Corros, "Venüs'ün yörüngesindeki modern Mars, Dünya standartlarına göre oldukça sıcak. Mevcut Mars'ı Venüs'ün yörüngesine sürüklemek, kırmızı gezegene çarpan güneş ışığı miktarını artıracak. Çünkü ince atmosferin yüzey sıcaklığı üzerinde çok az etkisi var. , Ortalama sıcaklık, dünyadaki tropikal bölgelere benzer şekilde yaklaşık 90 ° F (32 ° C) 'ye yükselmelidir. Ancak, Mars'ın ince atmosferi hala bir sorun. "
Cross, daha kalın bir atmosfer veya okyanus yoksa, ısının Mars çevresinde etkili bir şekilde taşınmayacağını belirtti. Bu, aşırı mevsimlere ve gündüz ile gece arasında sıcaklık değişimlerine neden olacaktır. Mars'ın ince atmosferi, Dünya'daki 1 bar'a kıyasla yalnızca 6 milibarlık bir yüzey basıncı üretir. Bu kadar düşük basınç altında, suyun kaynama noktası aniden düşer ve tüm saf yüzey suyunun donmasına veya buharlaşmasına neden olur.
Mars'ta donmuş karbondioksitten yapılmış bir buz tabakası var ve daha çok sera gazı toprağa karışıyor. Tartışma sırasında, bu küçük dünyada, Venüs'ün yörüngesindeki daha yüksek sıcaklıklarda serbest bırakılacağını ve Mars için daha kalın bir atmosfer sağlayacağını düşündüren bir umut ışığı vardı.
Bununla birlikte, son araştırmalar, Mars'ta yeterli atmosfer sağlamak için yeterli karbondioksitin yakalanmadığını göstermiştir. "Natural Astronomy" dergisinde yayınlanan bir makalede, Colorado Üniversitesi'nden Bruce Jacobs ve Northern Arizona Üniversitesi'nden Christopher Edwards, eriyen buz tabakalarının 15 milibar atmosfer sağlayabileceğini tahmin ediyor.
Mars kayalarına hapsolmuş karbondioksitin açığa çıkması için 300 santigrat dereceyi aşan sıcaklıklar gerekir.Venüs'ün yörüngesinde bile bu değer Mars için çok yüksek. 15 mbar, Mars'taki mevcut atmosfer basıncının iki katıdır ve suyun "üçlü noktasını" aşar, bu da sıvı suyun var olmasına izin verir. Ancak, Jacobs ve Edwards, kuru Mars havasında buharlaşmanın hızlı olabileceğine dikkat çekti. Sonra başka bir sorunla karşılaştık: Mars atmosferi kontrol etmekte iyi değil.
Mars'ın yörüngesinde, NASA'nın Mars Atmosferi ve Uçucu Evrim Misyonu (MAVEN). MAVEN'den elde edilen veriler, Mars atmosferinin güneş rüzgârıyla uçup gittiğini gösteriyor. Venüs'ün yörüngesinde bu sorun daha ciddi olacak. Venüs'ün şu anki konumunda, güneş rüzgar dinamik basıncındaki artış nedeniyle atmosferik kayıp daha hızlı olacaktır.
Bu "dinamik basınç", güneş rüzgarı parçacıklarının yoğunluğu ve hızlarının birleşimidir. Mars ve Venüs arasındaki hız çok fazla değişmiyor, ancak Venüs güneşe daha yakın ve yoğunluğu yaklaşık 4,5 kat artırıyor. Bu, Mars'taki atmosferin şu anda olduğundan daha hızlı yok olacağı anlamına geliyor.
Cross, Mars'ın değişen yörüngesinin sadece daha sıcak bir kaya olduğuna inanıyor.
Mars'ın Venüs'teki konumu çok daha iyi görünmese de, ya Venüs Mars'ın mevcut yörüngesine sürüklenirse? Yaşanabilir bölgede yer alan bu Dünya büyüklüğündeki gezegen soğuyacak ve ikinci bir yaşanabilir dünya olacak mı?
Şaşırtıcı bir şekilde, Venüs'ü soğutmak güneş ışığını azaltmak kadar basit olmayabilir. Venüs'ün albedo değeri çok yüksektir, bu da bu gezegenin aldığı radyasyonun yaklaşık% 75'ini yansıttığı anlamına gelir. Gezegenin yüzeyindeki boğucu sıcaklık, güneş ışığının yüksek yoğunluğundan değil, atmosferin kalınlığından kaynaklanmaktadır. Bu nedenle, Venüs Mars'ın daha soğuk kısmının yörüngesinde dönerse, gezegendeki durum hemen etkilenmeyebilir.
Colorado Üniversitesi'nden Kevin McGouldrick Venüs'ün atmosferi dengede dedi. Ayrıca Japonya'nın Şafağı tarafından Venüs'ün atmosferini keşfetme görevinde olan bir bilim insanıdır. "Bu, mevcut yapısının güneşten gelen radyasyona dayandığı anlamına geliyor. Radyasyonu değiştirirseniz, atmosfer sonunda ayarlanacaktır, ancak çok hızlı olması muhtemel değildir."
Uzun vadede Venüs'ün 90 bar atmosferine ne olacağı belli değil. Belki gezegen yavaş yavaş daha ılıman bir ortama soğuyacak. Diğer bir durum ise, üst atmosfer soğudukça gezegenin aklının azalması olabilir. Bu, Venüs'ün yeni yörüngesine ulaşan radyasyonun daha büyük bir bölümünü emmesine ve boğucu bir yüzey koşulunun korunmasına yardımcı olacaktır. Gezegeni gerçekten soğutmak için, Venüs'ün yaşanabilir bölgeden dışarı sürüklenmesi gerekebilir.
Tokyo Dünya Yaşamı Bilimi Enstitüsü'nden (ELSI) Ramesses Ramirez, Yaklaşık 1.3 Au'dan sonra, karbondioksit bulutlara yoğunlaşmaya başlayacak ve aynı zamanda buza dönüşecek dedi. Yaşanabilir bölgenin kenarında uzmanlaşmıştır. Modelleme. ("Au", güneşimizden dünyaya olan mesafeyi ifade eden astronomik bir birimdir.)
Karbondioksit yoğunlaştığında, artık bir sera gazı olarak hareket edemez ve ısıyı yakalayamaz. Aksine, buz ve bulutlar genellikle yüzeydeki ısıyı yansıtır. Bu, karbondioksitin atmosferden esas olarak yaklaşık 1.7 Au'da yoğunlaştırılması gereken klasik yaşanabilir alanın dış kenarını tanımlar. Sonuç, Venüs'ün hızlı soğuması olmalıdır. Ancak, bu yaşanabilir bölgenin dış sınırı Dünya benzeri atmosfer için hesaplanmıştır.
Ramirez: "Dünya ile karşılaştırıldığında, Venüs'ün atmosferde sülfürik asit bulutları gibi başka etkinlikleri var. Ve çok daha kuru, bu nedenle karbondioksit yoğunlaşması Venüs için farklı olabilir."
Venüs dışarıya doğru sürüklenmeye devam ederse, gezegendeki kayda değer ısı kaynağı bile tükenecek. Venüs'ü haydut bir gezegen olarak güneş sisteminden atarsanız, sonunda soğuyacaktır!
Görünüşe göre, yalnızca Venüs ve Mars'ın mevcut yörüngelerini değiştirmek, ikinci bir yaşanabilir dünya üretmeyecek. Peki ya bu iki gezegen zıt pozisyonlarda oluşmuşsa? Mars'ın daha iyi performans göstermesi pek olası değil, ancak Venüs erimiş bir kurşun atmosfer oluşturmaktan kaçınarak ikinci dünya olacak mı?
İlk bakışta bu olası görünüyor. Dünya Venüs'ün yörüngesine itilirse, su hızla buharlaşmaya başlayacaktır. Karbondioksit gibi su buharı da ısıyı emmeye yardımcı olan bir sera gazıdır. Bu nedenle, kontrolsüz döngüde, dünyanın sıcaklığı, tüm su buharlaşana kadar yükselmeye devam edecektir. Bu "kaçak sera etkisi" Venüs'ün korkunç görünümünü açıklayan tarihi olabilir. Gezegen yaşanabilir bölgede oluşmuşsa, o zaman bu kontrolsüz süreçten Dünya gibi kaçınılmalıdır.
Bununla birlikte, grup içindeki tartışmalar, bir gezegenin sonunda yaşanabilir bir gezegen olacağını garanti etmenin zor olduğunu gösterdi. Bunun bir örneği gezegensel kabuktur. Venüs'ün kabuğu, yeryüzündeki bir dizi kırık tabaktan ziyade sürekli bir kapaktır. Plakalarımız, yaşamın sürdürülmesine yardımcı olmak için besin maddelerinin dünyanın yüzeyinde ve mantosunda dolaştığı levha tektoniği adı verilen bir işleme izin verir. Bununla birlikte, dünyanın neden bu şekilde oluştuğu hala belirsizdir, ancak Venüs olmadı.
Venüs kabuğunun çok hızlı iyileştiği ve ayrı plakaların oluşumunu engellediği teorisi var. Bununla birlikte, Teksas Üniversitesi'nden Matt Weller tarafından yapılan araştırma, levha tektoniğinin oluşumunun temelde şansa bağlı olabileceğini öne sürüyor. Küçük, rastgele dalgalanmalar, başlangıçta aynı olan iki gezegenin, biri şekillendirici plaka yapısı, diğeri ise durma konumunda olan farklı evrimsel yolları takip etmesine neden olabilir. Durum böyleyse, bir gezegen tam olarak aynı yerde oluşsa bile, yapılandırılmamış bir gezegen de oluşturabilir.
Camgöbeği çizgilerle gösterilen tektonik plaka sınırlarına sahip dönen bir küre. Venüs'ün daha sıcak yörüngesi, plaka tektoniğinin gelişme süresini kısaltabilir, ancak gezegeni Mars yörüngesine taşımak, besinlerin hareket ettiği bir kabuğu garanti etmez.
Mavi çizgilerle gösterilen tektonik plaka sınırları olan dünya
Bununla birlikte, levha tektoniğinin gerçekten yaşanabilirlik için gerekli olup olmadığı hala bilinmemektedir. Hem Mars hem de Venüs'ün, doğru koşullar altında yaşanabilir bir yüzey oluşturmak için yeterli olabilecek geçmiş volkanik aktivite belirtileri gösterdiği belirtildi.
Elbette, hareket eden gezegenin yörüngesi teknik yeteneklerimizin ötesinde. Mars atmosferini güneş rüzgarından yapay olarak korumak gibi denenebilecek başka teknolojiler de var.
