Ondanks de helse omstandigheden van vandaag, is Venus misschien ooit een gastvrije wereld geweest. Het is gewoon een beetje kleiner dan de aarde, en als water op dezelfde manier op beide planeten aankwam, had Venus ooit oceanen op zijn oppervlak kunnen herbergen. Op een gegeven moment begon de atmosfeer echter te stijgen in een weggelopen broeikaseffect, en nu zijn de oppervlaktetemperaturen heet genoeg om lood te smelten.
gerelateerde inhoud
- Het Japanse Akatsuki-ruimtevaartuig kan eindelijk in een baan om Venus draaien
- Venus kan een verrassend jeugdige huid hebben
Planetaire wetenschappers hebben geprobeerd uit te zoeken wat er met de arme Venus is gebeurd om deze dramatische transformatie te activeren. Simulaties bieden nu een intrigerende - zij het nog zeer vroege - theorie: Venus ontwikkelde zijn verstikkende atmosfeer na een botsing met een Texas-formaat object.
Cedric Gillmann van de Koninklijke Sterrenwacht van België en zijn collega's simuleerden wat er zou gebeuren als objecten van verschillende grootte op Venus zouden botsen. Ze ontdekten dat onmiddellijke effecten, zoals een deel van de atmosfeer de ruimte in blazen, slechts kleine veranderingen aanbrachten waar de planeet snel van kon herstellen. Maar een aanzienlijke impact had tot veranderingen diep in de mantel kunnen leiden die de geologie en de atmosfeer van de planeet gedurende honderden miljoenen jaren had kunnen veranderen, vooral als het zich voordeed toen Venus relatief jong was.
"Er zijn enkele periodes waarin een grote impact voldoende kan zijn om een koel oppervlak te veranderen in een heet oppervlak en de geschiedenis van de planeet te veranderen, " zegt Gillmann.
Volgens hun modellen, als een bolvormig object tussen 500 en 1.000 mijl breed Venus raakt, zou energie van het botsende object de bovenste mantel voldoende hebben verwarmd om het te smelten. Dat gesmolten gedeelte zou naar de oppervlakte zijn gestegen en zich verspreiden in een lange, ondiepe laag net onder de korst. Water en koolstofdioxide in de mantel kunnen vervolgens als gassen aan het oppervlak worden afgegeven, wat een aanzienlijke verschuiving in de atmosfeer van de planeet kan hebben veroorzaakt.
Als Venus vroeg genoeg in zijn leven te maken had gehad, had het water dat uit de mantel was vrijgekomen, kunnen worden verwijderd door de sterkere zonnewind die uit een actievere jonge zon stroomde en een drogere planeet achterliet. Met het grootste deel van het water van de planeet vroeg uit de mantel getrokken, zou er weinig meer overblijven om in de atmosfeer vast te komen te zitten zodra de zonneactiviteit kalmeerde. De resulterende dichte atmosfeer, rijk aan kooldioxide, zou helpen om de planeet dramatisch te verwarmen, meldt het team in het aprilnummer van Icarus .
"Een grote botsing zal niet alleen de vorming van grote kraters op het oppervlak beïnvloeden, maar het kan ook de atmosfeer beïnvloeden door een reeks processen", zegt Simone Marchi van het Southwest Research Institute in Colorado, was niet betrokken bij het onderzoek . "[De nieuwe studie] richt zich op een effect dat in het verleden misschien niet volledig is onderzocht - wat er precies gebeurt met de interne evolutie van de planeet."
De effecten van objecten van deze grootte zijn zeldzaam. Volgens andere studies botsen lichamen van ongeveer de grootte van de dwergplaneet Ceres, die 90 km breed is, ongeveer eenmaal in hun leven op planeten. Grotere objecten zijn nog zeldzamer.
"Dergelijke effecten hadden de afgelopen 3 miljard jaar niet mogen optreden", zegt Gillmann. Toch weten we dat het vroege zonnestelsel een periode doormaakte die het Late Heavy Bombardment heette, toen fragmenten van protoplaneten in de rotsachtige werelden bij de zon in elkaar sloegen, waardoor er tientallen kraters achterbleven. En er is voldoende bewijs dat de aarde in zijn jeugd een aanzienlijke botsing heeft gehad. Wetenschappers denken dat een lichaam ter grootte van een Mars op onze planeet is geslagen en het materiaal heeft gevormd dat de maan heeft gevormd.
Dus waarom kwam de aarde niet terecht met een super-broeikaseffect? Het botsende object is naar schatting veel groter - ongeveer 4.000 mijl breed. Een dergelijke drastische impact zou het aardoppervlak volledig hebben verwijderd en hervormd, waardoor het in wezen kon worden gereset. Op Venus zou de korst echter intact zijn gebleven, waarbij slechts een klein deel van de mantel in de atmosfeer van de planeet mocht lekken.
Radarkaarten van het oppervlak van Venus tonen een wereld gedomineerd door vulkanische structuren. (NASA / JPL) Als een enorme impact Venus echt genoeg litteken heeft om de atmosfeer te veranderen, zijn andere effecten niet direct duidelijk. Het oppervlak van de planeet is vrij jong, bedekt met lava die mogelijk afkomstig is van een impact of van de ooit actieve vulkanen. Maar er zijn meer indirecte aanwijzingen. De planeet heeft een vreemd langzame rotatie - een dag op Venus is langer dan zijn jaar - en hij draait achteruit in vergelijking met de rest van de planeten in het zonnestelsel.
Eerdere studies hebben gesuggereerd dat de vreemde draai van Venus veroorzaakt zou kunnen zijn door een grote impact. Toch is een belangrijk botslichaam niet de enige manier om de atmosfeer van de planeet op te warmen. Vulkanen die in de loop van miljarden jaren uitbarsten, kunnen ook koolstofdioxide van de mantel naar het oppervlak hebben geleid, waardoor de planeet in de loop van zijn geschiedenis is verwarmd.
Marchi voegt eraan toe dat hij graag meer gedetailleerde schattingen zou hebben gezien van de hoeveelheden en samenstelling van de gassen die uit de verschillende botsingen zijn verwijderd, factoren die afhangen van wanneer er in de geschiedenis van de planeet een impact plaatsvond.
"Dit is een zeer fundamenteel proces, niet alleen voor Venus, maar voor alle aardse planeten, " zegt hij.
Een van de grootste problemen bij het maken van meer gedetailleerde modellen komt voort uit het feit dat we heel weinig gegevens hebben om mee te werken. Hoewel Mars de afgelopen 40 jaar een hoop robotbezoekers heeft ontvangen, heeft de 'kwaadaardige tweeling' van de aarde veel minder aandacht gekregen.
"Op dit moment hebben we simpelweg niet veel informatie over de geschiedenis van Venus, wat ons zou kunnen helpen bewijs te vinden van een impact, " zegt Gillmann. "We hopen dat bij verdere missies en observaties enkele gebieden kunnen worden gevonden die ouder kunnen zijn."
