Η Αφροδίτη έχει ένα κλίμα που έχει ποικίλλει με την πάροδο του χρόνου λόγω της αλληλεπίδρασης μεταξύ της τεκτονικής δραστηριότητας στο εσωτερικό της και των ατμοσφαιρικών αλλαγών. Βρίσκεται πιο κοντά στον Ήλιο από τη Γη, με αποτέλεσμα πολύ υψηλότερες θερμοκρασίες.
Η Γη και η Αφροδίτη είχαν σχεδόν το ίδιο μέγεθος και σύνθεση , ωστόσο οι εξελικτικές τους πορείες αποκλίνουν, με αποτέλεσμα δύο εντελώς διαφορετικούς πλανήτες. Έχει βιώσει η Αφροδίτη την κλιματική αλλαγή ; Αυτό το ερώτημα μας ωθεί επίσης να εξετάσουμε την κλιματική αλλαγή στη Γη.
Αφροδίτη, ο πλανήτης κόλαση
Η θερμοκρασία στην επιφάνεια της Αφροδίτης είναι περίπου 460°C, σε σύγκριση με τον μέσο όρο των 15-17°C στη Γη . Αυτή η θερμοκρασία είναι τόσο υψηλή που κάνει τους βράχους να λάμπουν με γυμνό μάτι. Ο πλανήτης κυριαρχείται από ένα θανατηφόρο φαινόμενο του θερμοκηπίου, το οποίο διατηρείται από μια ατμόσφαιρα της οποίας το κύριο συστατικό είναι το διοξείδιο του άνθρακα. Επίσης, δεν υπάρχει υγρό νερό στον πλανήτη. Προφανώς θα εξατμιζόταν, καθώς το σημείο βρασμού του νερού είναι 100°C.
Εκτός από τα παραπάνω, οι συνθήκες του πλανήτη δημιουργούν ατμοσφαιρική πίεση σχεδόν διπλάσια από αυτή της Γης. Τα νέφη του, αντί να αποτελούνται από υδρατμούς, αποτελούνται από θειικό οξύ.
Μέχρι πρόσφατα, λίγα ήταν γνωστά για την εξέλιξη της Αφροδίτης, επειδή τα νέφη θειικού οξέος που περιέχει έκρυβαν τις επίγειες διεργασίες όπως η ηφαιστειακή δραστηριότητα και η τεκτονική. Ωστόσο, τα τελευταία 56 χρόνια, χάρη σε 22 διαστημικούς ανιχνευτές που έχουν φωτογραφίσει, εξερευνήσει, αναλύσει και προσγειωθεί στην Αφροδίτη, έχουμε μάθει πολύ περισσότερα γι' αυτήν. Αυτοί οι ανιχνευτές έχουν διαδραματίσει καθοριστικό ρόλο στην κατανόηση της κλιματικής αλλαγής στην Αφροδίτη.
Οι φωτογραφίες του ανιχνευτή αποκαλύπτουν ότι η Αφροδίτη είναι ένας πλανήτης που έχει βιώσει τεράστιες ηφαιστειακές εκρήξεις και ότι αυτές οι εκρήξεις είναι σχεδόν βέβαιο ότι εξακολουθούν να είναι ενεργές. Αυτές οι ανακαλύψεις μας οδηγούν στο να σκεφτούμε πόσο μοναδικό είναι το κλίμα της Γης, καθώς μπορούμε να αναρωτηθούμε γιατί, αν πολύ παρόμοιες δυνάμεις έπαιξαν ρόλο στο σχηματισμό και των δύο πλανητών, η Γη βίωσε εντελώς διαφορετικά αποτελέσματα και μια εξελικτική πορεία εντελώς αποκλίνουσα από την άλλη.
Οι επιστήμονες αποδίδουν αυτή την ανομοιογενή εξέλιξη στην προνομιακή μας θέση στο ηλιακό σύστημα και στη θέση μας σε σχέση με τον Ήλιο. Τι όφελος μπορούμε να έχουμε από τη γνώση της κλιματικής εξέλιξης άλλων πλανητών, αν δεν ζούμε σε αυτούς; Η απάντηση είναι απλή: με τον αυξανόμενο όγκο αποβλήτων, τη βιομηχανική κοινωνία και τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα, τροποποιούμε το κλίμα μας. Αν μπορούμε να εντοπίσουμε ποιοι παράγοντες επηρεάζουν το κλίμα σε άλλους πλανήτες, μπορούμε να κατανοήσουμε τους φυσικούς και ανθρωπογενείς μηχανισμούς που αλλοιώνουν το δικό μας.
Κλίμα και γεωλογία της Αφροδίτης εναντίον της Γης
Μία από τις αιτίες της κλιματικής μεταβλητότητας της Γης έγκειται στη φύση της ατμόσφαιράς της, προϊόν της συνεχούς ανταλλαγής αερίων μεταξύ του φλοιού, του μανδύα, του ωκεανού, των πολικών παγοκαλύμματος και του διαστήματος. Η γεωθερμική ενέργεια, η κινητήρια δύναμη πίσω από τις γεωλογικές διεργασίες, τροφοδοτεί επίσης την εξέλιξη της ατμόσφαιρας. Αυτή η γεωθερμική ενέργεια απελευθερώνεται κυρίως μέσω της αποσύνθεσης ραδιενεργών στοιχείων στο εσωτερικό της Γης. Ωστόσο, η εξήγηση της απώλειας θερμότητας σε στερεούς πλανήτες δεν είναι τόσο απλή. Οι δύο κύριοι μηχανισμοί που εμπλέκονται είναι η ηφαιστειακή δραστηριότητα και η τεκτονική των πλακών.
Όσον αφορά τη Γη, το εσωτερικό της διαθέτει σύστημα μεταφοράς ιμάντα που σχετίζεται με την τεκτονική πλάκας. Η συνεχής ανακύκλωση των αερίων άσκησε σταθεροποιητική δύναμη στο κλίμα της Γης. Τα ηφαίστεια αντλούν αέρια στην ατμόσφαιρα. η αφαίρεση λιθοσφαιρικών πλακών την επιστρέφει στο εσωτερικό Ενώ τα περισσότερα ηφαίστεια συνδέονται με τεκτονικές δραστηριότητες σε πλάκες, υπάρχουν αξιοσημείωτες ηφαιστειακές δομές (όπως ο σχηματισμός των νησιών της Χαβάης) που έχουν σχηματίσει "καυτά σημεία" ανεξάρτητα από το περίγραμμα των πλακών.
Κρατήρες και τεκτονική πλάκας
Τι συνέβη στην Αφροδίτη; Η τεκτονική των πλακών, αν παίζει κάποιο ρόλο, θα είναι σε περιορισμένη κλίμακα. Τουλάχιστον στο πρόσφατο παρελθόν, η θερμότητα ανταλλάχθηκε μέσω της έκρηξης τεράστιων βασαλτικών πεδιάδων λάβας και, αργότερα, μέσω των ηφαιστείων που σχηματίστηκαν στην κορυφή τους. Η κατανόηση των επιπτώσεων των ηφαιστείων είναι απαραίτητο σημείο εκκίνησης για κάθε προσέγγιση στο κλίμα του πλανήτη.
Η σπανιότητα των κρατήρων πρόσκρουσης στην Αφροδίτη, παρά το γεγονός ότι η ατμόσφαιρά της επαρκεί για να προστατεύσει τον πλανήτη από μικρές συγκρούσεις, υπογραμμίζει την έλλειψη μεγάλων κρατήρων. Αυτό είναι επίσης εμφανές στη Γη. Η δράση του ανέμου και του νερού έχει διαβρώσει παλαιότερους κρατήρες. Ωστόσο, η επιφάνεια της Αφροδίτης είναι τόσο ζεστή που εμποδίζει την ύπαρξη υγρού νερού. Επιπλέον, οι επιφανειακοί άνεμοι είναι αρκετά ασθενείς. Χωρίς εκρήξεις, οι διεργασίες που αλλοιώνουν και, μακροπρόθεσμα, σβήνουν τους κρατήρες πρόσκρουσης θα είναι η ηφαιστειακή και η τεκτονική δραστηριότητα.
Οι περισσότεροι από τους κρατήρες της Αφροδίτης εμφανίζονται πρόσφατοι. Πού πήγαν οι αρχαίοι κρατήρες, εάν οι περισσότεροι από αυτούς που παραμένουν δεν έχουν διαταραχθεί; Αν έχουν καλυφθεί από λάβα, γιατί δεν είναι ορατοί μερικώς μερικοί κρατήρες, πώς εξαφανίστηκαν χωρίς να χάσουν τυχαία την αρχική τους τοποθέτηση;
Η πιο ευρέως αποδεκτή θεωρία από την επιστημονική κοινότητα είναι ότι η εκτεταμένη ηφαιστειακή δραστηριότητα έσβησε τους περισσότερους κρατήρες πρόσκρουσης και δημιούργησε εκτεταμένες ηφαιστειακές πεδιάδες πριν από 800 εκατομμύρια χρόνια , ακολουθούμενες από ένα μέτριο επίπεδο αδιάκοπης ηφαιστειακής δραστηριότητας μέχρι σήμερα.
Μορφές νερού στην επιφάνεια της Αφροδίτης
Καταρχάς, μπορούμε να διακρίνουμε αρκετές περίεργες γραμμικές δομές, που θυμίζουν εδάφη σμιλεμένα από το νερό. Είναι η ίδια η εικόνα των ποταμών και των πλημμυρικών πεδιάδων μας. Πολλές από αυτές τις δομές καταλήγουν σε κανάλια εξόδου παρόμοια με δέλτα. Η ακραία ξηρασία του περιβάλλοντος καθιστά απίθανο το νερό να σκάλισε αυτά τα χαρακτηριστικά.
Τι τα προκαλεί, λοιπόν; Ίσως φταίνε το ανθρακικό ασβέστιο, το θειικό ασβέστιο και άλλα άλατα. Λάβες φορτωμένες με αυτά τα άλατα έλιωναν σε θερμοκρασίες που κυμαίνονταν από μερικές δεκάδες έως μερικές εκατοντάδες βαθμούς υψηλότερες από τις τρέχουσες θερμοκρασίες επιφάνειας στην Αφροδίτη. Στο παρελθόν, μια ελαφρώς υψηλότερη θερμοκρασία επιφάνειας θα μπορούσε να έχει απελευθερώσει ρευστή, πλούσια σε αλάτι λάβα στην επιφάνεια, η σταθερότητα της οποίας θα εξηγούσε τη γλυπτική δράση των χαρακτηριστικών που βλέπουμε σήμερα.
Στοιχεία για την αλλαγή του κλίματος της Αφροδίτης
Επίδραση θερμοκηπίου και συγκέντρωση αερίων
Πρέπει να έχουμε κατά νου ότι τα αέρια του θερμοκηπίου επιτρέπουν στο ηλιακό φως να φτάσει στην επιφάνεια της Αφροδίτης, αλλά εμποδίζουν την εκπεμπόμενη υπέρυθρη ακτινοβολία . Το διοξείδιο του άνθρακα, το νερό και το διοξείδιο του θείου απορροφούν το καθένα μια συγκεκριμένη ζώνη μηκών κύματος στο ηλεκτρομαγνητικό φάσμα. Χωρίς αυτά τα αέρια, η ηλιακή και η υπέρυθρη ακτινοβολία θα εξισορροπούνταν, με αποτέλεσμα μια θερμοκρασία επιφάνειας περίπου 20 βαθμών Κελσίου. Αυτές οι πληροφορίες είναι κρίσιμες για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο η Αφροδίτη αλληλεπιδρά με άλλους πλανήτες.
Το νερό και το διοξείδιο του θείου που απελευθερώνουν τα ηφαίστεια στην ατμόσφαιρα απομακρύνονται. Το διοξείδιο του θείου αντιδρά καλά με ανθρακικά άλατα στην επιφάνεια, ενώ η υπεριώδης ηλιακή ακτινοβολία διαχωρίζει το νερό.
Σύννεφο και θερμοκρασία
Τα νέφη θειικού οξέος ποικίλλουν σε πάχος μετά από μια παγκόσμια σειρά ηφαιστειακών εκρήξεων. Αρχικά, τα νέφη πυκνώνουν καθώς νερό και θειικό οξύ εκτοξεύονται στην ατμόσφαιρα. Στη συνέχεια, αραιώνουν καθώς μειώνεται η συγκέντρωση αυτών των αερίων. Μετά από περίπου 400 εκατομμύρια χρόνια από την έναρξη της ηφαιστειακής δραστηριότητας, τα όξινα νέφη αντικαθίστανται από λεπτά νέφη νερού μεγάλου υψομέτρου.
Κλιματικές διακυμάνσεις στην Αφροδίτη
Ρωγμές και πτυχώσεις διασχίζουν τον πλανήτη. Ορισμένες από αυτές τις διαμορφώσεις, τουλάχιστον οι ρυτιδωμένες οροσειρές, μπορεί να σχετίζονται με χρονικές διακυμάνσεις του κλίματος. Η θεωρία δείχνει ότι αυτές οι παράξενες και εχθρικές περιβαλλοντικές συνθήκες διατηρούνται λόγω συμπληρωματικών ιδιοτήτων των συστατικών της ατμόσφαιρας. Οι υδρατμοί, ακόμη και σε ίχνη, απορροφούν υπέρυθρη ακτινοβολία σε μήκη κύματος που δεν απορροφά το διοξείδιο του άνθρακα.
Ταυτόχρονα, το διοξείδιο του θείου και άλλα αέρια μπλοκάρουν ορισμένα μήκη κύματος. Συνολικά, αυτά τα αέρια του θερμοκηπίου καθιστούν την ατμόσφαιρα της Αφροδίτης μερικώς διαφανή στην εισερχόμενη ηλιακή ακτινοβολία, αλλά σχεδόν εντελώς αδιαφανή στην εκπεμπόμενη υπέρυθρη ακτινοβολία. Κατά συνέπεια, η θερμοκρασία της επιφάνειάς της είναι τρεις φορές υψηλότερη από ό,τι θα ήταν χωρίς ατμόσφαιρα. Συγκριτικά, το φαινόμενο του θερμοκηπίου της Γης αυξάνει τη θερμοκρασία της επιφάνειάς της σήμερα μόνο κατά 15% . Εάν είναι αλήθεια ότι τα ηφαίστεια περιπλανιόντουσαν στην επιφάνεια της Αφροδίτης πριν από 800 εκατομμύρια χρόνια, πρέπει επίσης να απελευθέρωσαν μια τεράστια ποσότητα αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα σε σχετικά σύντομο χρονικό διάστημα.
Έχει αναπτυχθεί ένα κλιματικό μοντέλο του πλανήτη που περιλαμβάνει την απελευθέρωση αερίων από τα ηφαίστεια, τον σχηματισμό νεφών, την απώλεια υδρογόνου στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας και την αντίδραση των ατμοσφαιρικών αερίων με επιφανειακά ορυκτά. Μεταξύ αυτών των διεργασιών συμβαίνει μια ανεπαίσθητη αλληλεπίδραση, η οποία ψύχει τον πλανήτη. Δεδομένων αυτών των αντίθετων επιδράσεων, είναι αδύνατο να προσδιοριστεί η επίδραση της έγχυσης των δύο αερίων στο παγκόσμιο κλίμα της Αφροδίτης.
Γι' αυτό, συμπερασματικά, μπορούμε να πούμε ότι υπήρχε ένα , αλλά δεν γνωρίζουμε σε ποιο βαθμό τα αέρια θα μπορούσαν να έχουν δράσει στις αλλαγές του.