في عام 1978 ، وصلت مهمة وكالة ناسا بايونير فينوس (المعروفة أيضًا باسم بايونير 12) إلى كوكب الزهرة ("أخت الأرض") ووجدت مؤشرات على أن كوكب الزهرة ربما كان لديه مرة على سطحه. منذ ذلك الحين ، تم إرسال العديد من المهمات إلى كوكب الزهرة وجمع البيانات على سطحها وجوها. من هذا ، ظهرت صورة لكيفية انتقال كوكب الزهرة من كونه كوكبًا يشبه الأرض إلى المكان الحار والجحيم الذي هو عليه اليوم.
بدأ كل شيء منذ حوالي 700 مليون سنة عندما تسبب حدث ضخم في إعادة التسخين في إحداث تأثير الاحتباس الحراري الجامح الذي تسبب في جعل جو فينوس كثيفًا وساخنًا بشكل لا يصدق. هذا يعني أنه لمدة 2 إلى 3 مليار سنة بعد تشكل كوكب الزهرة ، كان بإمكان الكوكب الحفاظ على بيئة صالحة للسكن. وفقًا لدراسة حديثة ، كان من الممكن أن تكون طويلة بما يكفي لظهور الحياة على "أخت الأرض".
تم تقديم الدراسة يوم أمس (20 سبتمبر) في الاجتماع المشترك لعام 2019 لمؤتمر علوم الكواكب الأوروبي (EPSC-DPS) ، الذي انعقد في الفترة من 15 إلى 20 سبتمبر في جنيف ، سويسرا. كان هنا أن مايكل واي وأنطوني ديل جينيو من معهد ناسا جودارد لعلوم الفضاء (GISS) شاركا نظرة جديدة على تاريخ مناخ فينوس ، والتي يمكن أن يكون لها آثار في البحث عن الكواكب الخارجية القابلة للسكن.
من أجل دراستهم ، ابتكر دكتور واي ودكتور ديل جينيو سلسلة من خمس عمليات محاكاة أخذت في الاعتبار طبيعة بيئة الزهرة بناءً على مستويات مختلفة من تغطية المياه. يتألف هذا من تكييف نموذج تداول عام ثلاثي الأبعاد يأخذ في الاعتبار تغيير تركيبات الغلاف الجوي والزيادة التدريجية للإشعاع الشمسي حيث أصبحت الشمس أكثر دفئًا على مدار حياتها.
في ثلاثة من السيناريوهات الخمسة ، افترض Way and Del Genio أن تضاريس الزهرة كانت كما هي اليوم ، تراوحت المحيطات من عمق لا يقل عن 10 م (~ 30 قدمًا) إلى حد أقصى يبلغ حوالي 310 م ( ~ 1000 قدم) وتم قفل كمية صغيرة من الماء في التربة. كما نظروا في سيناريو مع تضاريس الأرض والمحيط يبلغ طوله 310 متر ، وآخر حيث تم تغطية كوكب الزهرة بالكامل في محيط 158 م (~ 500 قدم).
في النهاية ، أشارت جميع المحاكاة الخمس إلى نفس الشيء: أن الزهرة كانت قادرة على الحفاظ على درجات حرارة ثابتة - من 20 درجة مئوية منخفضة (68 درجة فهرنهايت) إلى 50 درجة مئوية (122 درجة فهرنهايت) - لحوالي ثلاثة مليارات سنة. لولا سلسلة من الأحداث التي تسببت في عودة 80٪ من سطح الكوكب (الذي أدى إلى إطلاق غاز ثاني أكسيد الكربون المتضمن داخل القشرة) ، فقد يكون حتى اليوم صالحًا للسكن. كما شرحه واي:
"إن فرضيتنا هي أن كوكب الزهرة ربما كان لديه مناخ مستقر لمليارات السنين. من الممكن أن يكون حدث إعادة التسطيح شبه العالمي مسؤولًا عن تحوله من مناخ يشبه الأرض إلى المنزل الساخن الجحيم الذي نراه اليوم.
بدأ كل شيء قبل حوالي 4.2 مليار سنة ، بعد بضع مئات الملايين من السنين بعد تشكل الزهرة وانتهت للتو من فترة التبريد السريع. عند هذه النقطة ، بافتراض أن كوكب الزهرة قد خضع لعملية مماثلة للأرض ، فإن الغلاف الجوي سيسيطر عليه ثاني أكسيد الكربون. كان يمكن امتصاص ذلك ببطء من صخور سيليكات لتكوين كربونات تم حبسها بعد ذلك في قشرة الكوكب.
قبل حوالي 715 مليون سنة ، وفقًا لدراسة Way and Del Genio ، لكان الغلاف الجوي مشابهًا لما يشبه الأرض اليوم - ويتكون في الغالب من غاز النيتروجين بكميات ضئيلة من CO² والميثان. كان من الممكن أن تظل هذه الظروف مستقرة حتى الأوقات الحالية لولا حدث الغاز الضخم.
سبب هذا لا يزال لغزا. ومع ذلك ، يعتقد العلماء أنه كان بسبب حدث جيولوجي تسبب في ظهور 80 ٪ من الكوكب إلى السطح. يمكن أن ينطوي هذا على كميات كبيرة من الصهارة تتفجر وإطلاق كميات هائلة من CO² في الغلاف الجوي. كانت الصهارة ستصلب بعد ذلك قبل الوصول إلى السطح ، وبالتالي خلق حاجزًا يمنع امتصاص ثاني أكسيد الكربون. كما أوضح الطريق:
"حدث شيء ما على كوكب الزهرة حيث تم إطلاق كمية كبيرة من الغاز في الغلاف الجوي ولا يمكن إعادة امتصاصها بواسطة الصخور. على الأرض لدينا بعض الأمثلة على إطلاق الغازات على نطاق واسع ، على سبيل المثال إنشاء الفخاخ السيبيري قبل 500 مليون سنة والتي ترتبط بانقراض جماعي ، ولكن لا شيء على هذا النطاق. لقد حولت كوكب الزهرة بالكامل. "
وهذا يفسر كيف كان الغلاف الجوي لكوكب الزهرة سميكًا لدرجة أنه كان أكثر كثافة من 90 مرة مثل الغلاف الجوي للأرض (92 بارًا مقارنة بـ 1 بار). إلى جانب التركيزات العالية من CO² ، كان من الممكن أن يؤدي ذلك إلى تأثير دفيئة هارب يشرح كيف أصبح الكوكب المكان الجهنمي الذي نعرفه اليوم ، حيث متوسط درجات حرارة السطح 462 درجة مئوية (864 درجة فهرنهايت).
هذا يطير في مواجهة المفاهيم التقليدية للسكن ، التي تنص على أن مدار فينوس يضعه خارج الحافة الداخلية لمنطقة الشمس الصالحة للسكن (HZ). ضمن "منطقة الزهرة" هذه ، وفقًا للحكمة التقليدية ، يمتص الكوكب الكثير من الإشعاع الشمسي بحيث لا يمكنه أبدًا الحفاظ على الماء السائل على سطحه. ولكن كما أشارت Way ، فإن عمليات المحاكاة الخاصة بها تشير جميعها إلى خلاف ذلك:
"تمتلك الزهرة حاليًا ضعف الإشعاع الشمسي تقريبًا الموجود على الأرض. ومع ذلك ، في جميع السيناريوهات التي قمنا بتصميمها ، وجدنا أن كوكب الزهرة لا يزال بإمكانه دعم درجات حرارة السطح القابلة للاستخدام في الماء السائل. "
تتوافق هذه النتائج مع دراسة مماثلة أجراها Way and Del Genio في عام 2016 مع زملاء من مركز ناسا جودارد لرحلات الفضاء ، ومعهد علوم الكواكب (PSI) ، وجامعة أوبسالا ، وجامعة كولومبيا. لهذه الدراسة ، أنشأ فريقهم مجموعة من المحاكاة المناخية ثلاثية الأبعاد باستخدام بيانات من ماجلان مهمة درست كيف سيؤثر وجود المحيط على كوكب الزهرة القديم على قابليته للسكن.
من هذا ، قرروا أنه إذا كانت فترة دوران الزهرة أبطأ من حوالي 16 يومًا أرضيًا ، فإن مناخها سيظل صالحًا للسكن حتى 715 مليون سنة مضت. ومع ذلك ، لا يزال هناك مجهولان رئيسيان يجب معالجتهما قبل أن يتمكن العلماء من القول بثقة أن الزهرة صالحة للسكن حتى وقت قريب جدًا.
أولاً ، سيحتاج العلماء إلى تحديد مدى سرعة تبريد الزهرة وما إذا كانت قادرة على تكثيف الماء السائل على سطحه في المقام الأول. ثانيًا ، لا يزال من غير المعروف ما إذا كان حدث إعادة التسطيح العالمي الذي أدى إلى انتقال فينوس كان حدثًا واحدًا أو مجرد جزء من سلسلة كانت تجري منذ مليارات السنين.
قال واي: "نحتاج إلى المزيد من المهام لدراسة كوكب الزهرة والحصول على فهم أكثر تفصيلاً لتاريخها وتطورها". "ومع ذلك ، تُظهر نماذجنا أن هناك احتمالًا حقيقيًا بأن الزهرة يمكن أن تكون صالحة للسكن ومختلفة جذريًا عن الزهرة التي نراها اليوم. وهذا يفتح جميع أنواع الآثار المترتبة على الكواكب الخارجية الموجودة في ما يسمى "منطقة فينوس" ، والتي قد تستضيف في الواقع الماء السائل والمناخات المعتدلة. "
فكر في الأمر ... لو لم تخضع كوكب الزهرة لحدث ضخم لإعادة التسطيح (أو سلسلة منها) ، لكانت البشرية بحاجة فقط إلى النظر إلى المنزل المجاور لإثبات الحياة خارج الأرض. لهذه المسألة ، لو لم يفقد المريخ غلافه المغناطيسي قبل 4.2 مليار سنة ، لكان بإمكانه إنتاج حياة خاصة به ستظل موجودة حتى اليوم. كان يمكن لنظامنا الشمسي الواحد أن يكون لديه واحد ، ولكن ثلاثة كواكب تحمل الحياة (مجاورة لذلك)!
من المرجح أن تكون هذه النتائج مشجعة بالنسبة لأولئك الذين يعتقدون أنه يجب إجراء عملية تصحيح للزهرة في يوم من الأيام. معرفة أن الكوكب كان ذات مرة مناخًا مستقرًا ، ويمكنه الحفاظ عليه على الرغم من مداره ، يعني بشكل فعال أن أي هندسة بيئية نقوم بها هناك ستلتزم.
وهذا يعني أن الزهرة يمكن أن تتحول يومًا ما إلى عالم معتدل مغطى في الغالب بالمحيطات مع قارات كبيرة قليلة وأرخبيل واسع النطاق. يبدو مثل أي مكان تعرفه؟
