Pada tahun 1978, misi Pioneer Venus (aka Pioneer 12) NASA sampai ke Venus ("Earth's Sister") dan menemui petunjuk bahawa Venus mungkin pernah ada lautan di permukaannya. Sejak itu, beberapa misi telah dihantar ke Venus dan mengumpulkan data mengenai permukaan dan suasananya. Dari sini, muncul gambaran tentang bagaimana Venus membuat peralihan dari menjadi planet "seperti Bumi" ke tempat yang panas dan neraka seperti sekarang ini.
Semuanya bermula kira-kira 700 juta tahun yang lalu ketika peristiwa pelayaran semula besar-besaran mencetuskan kesan Rumah Kaca yang melarikan diri yang menyebabkan suasana Venus menjadi sangat padat dan panas. Ini bermaksud bahawa selama 2 hingga 3 miliar tahun setelah Venus terbentuk, planet ini dapat mempertahankan lingkungan yang dapat dihuni. Menurut sebuah kajian baru-baru ini, itu cukup lama seumur hidup untuk muncul di "Earth's Sister".
Kajian itu dibentangkan semalam (20 September) pada Mesyuarat Bersama Kongres Sains Planet Eropah (EPSC-DPS) 2019, yang berlangsung dari 15 hingga 20 September di Geneva, Switzerland. Di sinilah Michael Way dan Anthony Del Genio dari Institut Sains Angkasa Goddard NASA (GISS) berkongsi pendapat baru mengenai sejarah iklim Venus, yang boleh memberi implikasi dalam pencarian eksoplanet yang dapat dihuni.
Demi kajian mereka, Dr. Way dan Dr. Del Genio membuat satu siri lima simulasi yang mempertimbangkan bagaimana persekitaran Venus berdasarkan tahap liputan air yang berbeza. Ini terdiri dari mengadaptasi model peredaran umum 3D yang mempertimbangkan perubahan komposisi atmosfera dan peningkatan secara beransur-ansur dalam radiasi matahari ketika Matahari menjadi lebih panas sepanjang hayatnya.
Dalam tiga daripada lima senario, Way dan Del Genio menganggap bahawa topografi Venus sama seperti sekarang, lautan berkisar dari kedalaman minimum 10 m (~ 30 kaki) hingga maksimum sekitar 310 m ( ~ 1000 kaki) dan sebilangan kecil air terkunci di dalam tanah. Mereka juga mempertimbangkan senario dengan topografi Bumi dan lautan 310 meter, dan yang lain di mana Venus ditutupi sepenuhnya di lautan 158 m (~ 500 kaki).
Pada akhirnya, kelima simulasi menunjukkan perkara yang sama: bahawa Venus dapat mengekalkan suhu yang stabil - dari suhu rendah 20 ° C (68 ° F) hingga tinggi 50 ° C (122 ° F) - selama kira-kira tiga bilion tahun. Sekiranya bukan kerana serangkaian peristiwa yang menyebabkan 80% permukaan planet muncul kembali (yang menyebabkan pengeluaran CO2 yang terkandung di dalam kerak bumi), bahkan mungkin dapat dihuni hari ini. Seperti yang dijelaskan oleh Way:
"Hipotesis kami adalah bahawa Venus mungkin mempunyai iklim yang stabil selama berbilion tahun. Ada kemungkinan bahawa kejadian permukaan semula jadi yang hampir global bertanggungjawab terhadap transformasinya dari iklim seperti Bumi menjadi rumah panas neraka yang kita lihat hari ini.
Semuanya bermula kira-kira 4,2 miliar tahun yang lalu, beberapa ratus juta tahun setelah Venus terbentuk dan baru sahaja menyelesaikan tempoh penyejukan yang cepat. Pada ketika ini, dengan asumsi Venus menjalani proses yang serupa dengan Bumi, atmosfer akan dikuasai oleh karbon dioksida. Ini perlahan-lahan akan diserap oleh batu silikat untuk membentuk karbonat yang kemudian terkunci ke dalam kerak bumi.
Kira-kira 715 juta tahun yang lalu, menurut kajian Way dan Del Genio, atmosfer akan serupa dengan bumi seperti hari ini - terdiri terutamanya dari gas nitrogen dengan jumlah CO 2 dan metana. Keadaan ini boleh kekal stabil sehingga masa sekarang jika bukan kerana peristiwa besar.
Punca ini tetap menjadi misteri; namun, saintis percaya bahawa ini disebabkan oleh peristiwa geologi yang menyebabkan 80% planet ini muncul semula. Ini mungkin melibatkan sejumlah besar magma yang menggelegak dan melepaskan sejumlah besar CO 2 ke atmosfera. Magma kemudiannya akan menguat sebelum sampai ke permukaan, sehingga mewujudkan penghalang yang menghalang CO2 diserap semula. Seperti yang dijelaskan oleh Way:
"Sesuatu berlaku di Venus di mana sejumlah besar gas dilepaskan ke atmosfera dan tidak dapat diserap semula oleh batu. Di Bumi kita mempunyai beberapa contoh pembuangan gas berskala besar, misalnya penciptaan Perangkap Siberia 500 juta tahun yang lalu yang dihubungkan dengan kepupusan besar-besaran, tetapi tidak ada yang ada dalam skala ini. Ia benar-benar mengubah Venus. "
Ini akan menjelaskan bagaimana atmosfera Venus menebal ke titik di mana ia lebih 90 kali lebih padat dari Bumi (92 bar berbanding 1 bar). Dikombinasikan dengan kepekatan CO 2 yang tinggi, ini akan menyebabkan Kesan Rumah Kaca yang melarikan diri yang akan menjelaskan bagaimana planet ini menjadi tempat neraka yang kita kenal sekarang, di mana suhu permukaan rata-rata 462 ° C (864 ° F).
Ini terbang berdasarkan konsep konvensional tentang kebiasaan, yang menyatakan bahawa orbit Venus meletakkannya di luar pinggir dalam zon yang dapat dihuni Matahari kita (HZ). Dalam "Zona Venus" ini, menurut kebijaksanaan konvensional, sebuah planet menyerap terlalu banyak sinaran matahari sehingga tidak dapat mengekalkan air cair di permukaannya. Tetapi seperti yang ditunjukkan Way, simulasi mereka menunjukkan sebaliknya:
“Venus kini mempunyai hampir dua kali radiasi matahari yang kita miliki di Bumi. Namun, dalam semua senario yang telah kami buat, kami mendapati bahawa Venus masih dapat menyokong suhu permukaan yang dapat digunakan untuk air cair. "
Penemuan ini sejajar dengan kajian serupa yang dilakukan oleh Way dan Del Genio pada tahun 2016 dengan rakan-rakan dari Pusat Penerbangan Angkasa Goddard NASA, Institut Sains Planetari (PSI), Universiti Uppsala dan Universiti Columbia. Untuk kajian ini, pasukan mereka membuat rangkaian simulasi iklim 3D menggunakan data dari Magellan misi yang meneliti bagaimana kehadiran lautan di Venus kuno akan mempengaruhi kebiasaannya.
Dari ini, mereka menentukan bahawa jika Venus mempunyai periode putaran lebih lambat dari sekitar 16 hari Bumi, iklimnya akan tetap dapat dihuni hingga 715 juta tahun yang lalu. Walau bagaimanapun, masih ada dua perkara yang tidak diketahui yang perlu ditangani sebelum para saintis dapat mengatakan dengan yakin bahawa Venus dapat dihuni hingga akhir-akhir ini.
Pertama, saintis perlu menentukan seberapa cepat Venus disejukkan dan apakah ia dapat mengembunkan air cair di permukaannya sejak awal. Kedua, masih belum diketahui sama ada peristiwa muncul semula global yang membawa kepada peralihan Venus adalah satu peristiwa atau hanya sebahagian daripada siri yang telah berlaku selama berbilion tahun.
"Kami memerlukan lebih banyak misi untuk mempelajari Venus dan mendapatkan pemahaman yang lebih terperinci mengenai sejarah dan evolusi," kata Way. “Namun, model kami menunjukkan bahawa ada kemungkinan nyata bahawa Venus mungkin dapat dihuni dan sangat berbeda dari Venus yang kita lihat sekarang. Ini membuka semua jenis implikasi bagi eksoplanet yang terdapat di apa yang disebut sebagai 'Zon Venus', yang sebenarnya boleh menjadi sumber air cair dan iklim beriklim sedang. "
Anggap saja ... sekiranya Venus tidak mengalami peristiwa pelayaran semula yang besar (atau serangkaian daripadanya), umat manusia hanya perlu mencari di sebelah untuk bukti kehidupan luar bumi. Untuk itu, sekiranya Mars tidak kehilangan magnetosfernya 4,2 miliar tahun yang lalu, ia dapat menghasilkan kehidupan sendiri yang masih ada hingga sekarang. Sistem Suria kita yang satu mungkin tidak mempunyai satu, tetapi tiga planet yang boleh hidup (berdekatan dengannya)!
Penemuan ini mungkin menggembirakan bagi mereka yang percaya bahawa Venus harus teraformasi suatu hari nanti. Mengetahui bahawa planet ini pernah mempunyai iklim yang stabil, dan dapat mengekalkannya walaupun berada di orbitnya, secara efektif bermaksud bahawa setiap kejuruteraan ekologi yang kita lakukan di sana akan tetap ada.
Itu bermaksud bahawa suatu hari nanti Venus dapat dijadikan dunia yang tenang yang kebanyakannya ditutup dengan lautan dengan beberapa benua besar dan kepulauan yang luas. Bunyi seperti tempat yang anda tahu?
