Stare fotografije razkrivajo delujoči ognjenik na Veneri

Nazaj

Marca letos so bili v prestižni reviji Science objavljeni rezultati študije, ki so pokazali, da na Veneri obstaja vsaj en delujoči ognjenik. Tako je ta planet postal šele tretje telo v Osončju za katera vemo, da se na njih nahajajo aktivnimi ognjeniki. Poleg Zemlje, tisti pravi ognjeniki, ki bruhajo staljene kamnine, obstajajo le še na Jupitrovi luni Io. Znanstveniki so na obstoj delujočih ognjenikov na Veneri sumili že desetletja, vendar smo dokončne dokaze pridobili šele pred nekaj tedni. Avtorja nedavne študije sta se, presenetljivo, poslužila trideset let starih posnetkov, ki jih je v začetku devetdesetih let prejšnjega stoletja naredila ameriška sonda Magellan.

Venero se v literaturi pogosto opisuje kot dvojčico Zemlje, pri čemer gre zasluga za to poimenovanje predvsem dejstvu, da sta oba planeta podobne velikosti. Pogled od blizu pa pokaže, da primerjava ne bi mogla biti bolj zgrešena. Venerino površje je verjetno še najbolj podobno biblijskemu peklu, saj je podvrženo neverjetnim 460 stopinjam Celzija, kar je temperatura, pri kateri je svinec že davno utekočinjen. Zračni tlak na površju tega planeta je enak tistemu, ki na Zemlji vlada 90 metrov pod morsko globino, ozračje pa je prežeto s strupenim smogom iz žveplene kisline. Tako Venera ni planet, za katerega bi upali, da bi na njem lahko obstajalo življenje. Je pa nedavna raziskava potrdila, da Venera ni popolnoma mrtev svet, ampak da je geološko še kako aktiven. Razlog, da smo šele danes dokazali obstoj delujočih ognjenikov na tem planetu pa je ta, da Venero obdaja gosta atmosfera, kar močno otežuje neposredna opazovanja njenega površja.

Zgodba o odkritju Venerinega ozračja sega v leto 1761, ko je ruski astronom Mikhail Lomonosov s svojim domačim teleskopom opazoval prehod tega planeta čez Sončev disk. Lomonosov je opazil, da je Venero obdajal svetel svetel lok, kar je ta veliki astronom pravilno pripisal obstoju atmosfere. Dejstvo, da je Venerino ozračje popolnoma prekrito z gostimi oblaki, je v drugi polovici 19. ter prvi polovici 20. stoletja vodilo do prave evforije, ko so znanstveniki ter pisci znanstvenofantastične literature na veliko špekulirali, da na površju tega planeta obstaja življenje, podobno tistemu na Zemlji, ki naj bi uspevalo v džungli podobnem ekosistemu. Tem romantičnim špekulacijam je konec naredila raziskava, ki je bila objavljena leta 1958. V njej so znanstveniki opisali rezultate študije, v kateri so planet opazovali s posebnim radioteleskopom pri valovni dolžni 9,4 centimetrov, kar je le malo manj od valovne dolžine svetlobe, ki jo uporabljajo mikrovalovne pečice. Znanstveniki so takrat prvič uspeli izmeriti temperaturo Venere, ki so jo ocenili na 346º C ± 110º C. Ideja o življenju na Zemljini dvojčici je tako za vedno zamrla.

Slika: Ognjeniški krateji na Veneri, ki jih je posnela sonda Magellan.

No, vse do leta 2020, ko je skupina raziskovalcev z Univerze Cardiff naznanila, da so našli dokaze za visoko koncentracijo fosfina (PH₃) v Venerinem ozračju. Te molekule naj bi bilo kar 10.000-krat več, kot so jo zmožni proizvesti vsi znani nebiološki procesi na planetu. Znanstveniki so fosfin zaznali na srednjih geografskih širinah, medtem, ko ga v okolici polov naj ne bi bilo. Nahajala naj bi se na višavah vsaj 48 kilometrov nad planetovim površjem. Znanstveniki hiteli javnosti opisovati kakšne lastnosti bi morali imeti mikroorganizmi, ki bi živeli tako visoko v atmosferi, ko je nato decembra istega leta druga skupina astronomov pokazala, da je pri vsej zadevi šlo le za kalibracijsko napako. In tako so špekulacije o obstoju življenja na Veneri že drugič dokončno zamrle.

Zanimivo je, da je prav Venerina atmosfera že dolgo eden od razlogov za sume znanstvenikov, da je planet ognjeniško aktiven. Zgodba ima povezavo s še enim Zemljinim sosedom, namreč Marsom. Danes je Rdeči planet mrzla puščava z zelo redkim ozračjem. V preteklosti so bile stvari bistveno drugačne. Marsova atmosfera je bila dovolj gosta, da se je po njegovem površju pretakala tekoča voda. Obstajajo dokazi za reke, globalen ocean ter celo za dež, ki je na tem planetu padal pred milijardami let. V tisti daljni preteklosti je Mars imel tudi globalno magnetno polje, ki je delovalo kot nekakšen ščit pred Sončevim vetrom. Ko je Mars nato ta ščit izgubil, je Sončev veter Marsovo atmosfero skozi milijone let preprosto odpihnil v medplanetarni prostor, kar se dejansko dogaja še danes.

In Venera je tudi planet, ki nima globalnega magnetnega polja. Kljub temu je njena atmosfera neverjetno gosta, za kar gre zahvala ognjeniški dejavnosti. Ognjeniki so v preteklosti namreč med drugim iz notranjosti planeta na površje pognali ogromne količine plinov, ki so več kot nadomestile izgube, ki jih planetovo ozračje utrpelo zaradi Sončevega vetra.

V prid prisotnosti delujočih ognjenikov na Veneri govori še nekaj drugih dejavnikov. Vsebnost radioaktivnih elementov v njeni sredici je podobna tisti na Zemlji. Zaradi radioaktivnega razpada je notranjost obeh planetov vroča, njuno zunanje jedro pa tekoče, kar je prvi pogoj za obstoj ognjenikov. Podrobno mapiranje Venerinega površja je še pokazalo, da na tem planetu obstaja le malo kraterjev, ki bi bili posledica padcev meteoritov, kar pomeni, da je njegovo površje relativno mlado. Veliko preostalih kraterjev daje vtis, da so njihovo podobo spremenili ognjeniški procesi, kar bi lahko pomenilo, da je povprečna starost Venerinega površja le nekaj deset milijonov let, kar je toliko kot je starost Zemljine oceanske skorje.

Skozi desetletja je Venero obiskala veliko vesoljskih misij. Sovjetske sonde Venera 11, 12, 13 in 14 so nam pred štiridesetimi leti poslale prve panoramske posnetke tega planeta. Ameriška misija Magellan pa je med leti 1990 in 1994 s pomočjo posebnega radarja izdelala zemljevid Venere s sicer dokaj nizko prostorsko ločljivostjo med 100 in 300 metri.

Slika: Primerjava velikosti Venere in Zemlje.

Pozneje se je v orbito okoli tega planeta utirila misija Venus Express, katere primarna naloga je bila proučevati Venerino atmosfero, pa tudi njeno površje, kar je sonda pridno počela med leti 2005 in 2014. Leta 2010 je misija zaznala tri zelo vroča območja na Veneri za katera so znanstveniki sklepali, da gre za tokove lave, ki se še niso ohladili.

Naslednji indikator prisotnosti delujočih ognjenikov so močna nihanja koncentracije žveplovega dioksida v Venerini atmosferi. Vsebnost tega plina je na Veneri sicer milijonkrat višja kot na Zemlji, kar se pripisuje delovanju ognjenikov. V 70-tih in 80-tih letih je sonda Pioneer Venus zaznala desetkratno znižanje koncentracije žveplovega dioksida, nekaj podobnega pa je izmerila tudi Venus Express in sicer med leti 2007 in 2012. Te dogodke so znanstveniki pripisali nenadnemu zmanjšanju ognjeniške dejavnosti na Venerinem površju.

Leta 2021 je analiza starih podatkov misije Magellan razkrila premike delov Venerine skorje, kar nakazuje na njeno deformacijo zaradi konvekcije v spodaj ležečem plašču.

Podatki misije Magellan so se izkazali za še kako koristne tudi med zadnjo študijo, katere rezultati so bili objavljeni marca letos v prestižni reviji Science. Avtorja študije sta planetarna geologa Robert R. Herrick in Scott Hensley iz Univerze Fairbanks na Aljaski. Herrick je za študijo uporabil posnetke narejene s sondo Magellan med letoma 1990 in 1992. V tem obdobju je Magellan naredila tri serije posnetkov površje Venere. Tako je bilo med tem obdobjem kar 42 % površja planeta posnetega dvakrat, 8 % pa celo trikrat. Avtor si je podrobno ogledoval posnetke območij, za katera se je vedelo, da vsebujejo ognjeniške kraterje. Posnetki so pripadali med dvema serijama fotografij, narejenih v presledku osmih mesecev. Po nekaj sto urah trdega dela je Herrick našel kaldero v območju Atla Regio za katero se je zdelo da se je v tem obdobju spremenila (kaldera je geološka oblika, ki nastane kot posledica sesedanja ognjenika samega vase).

Toda preden je lahko naznanil svoje odkritje, se je Herrick moral soočiti še s sledečo realnostjo: kaldera bi se lahko spremenila le na videz, saj je bil zorni kot, pod katerim jo je sonda Magellan posnela, drugačen za vsako serijo posnetkov. Herrick je tako k sodelovanju povabil Hensleya, ki je s posebnim računalniškim programom pokazal, kako bi isto območje izgledalo na fotografijah iz različnih serij, če se v resnici ne bi spremenilo. Modelirane podobe kaldere v Atla Regio so se zelo razlikovale od dejanskih posnetkov, kar pomeni, da gre za območje, ki ga je v roku osmih mesecev preoblikovala ognjeniška dejavnost. Na enem od posnetkov iz druge serije je bil viden celo sveži tok lave.

Slika: Panoramski ponetek Venerinega površja, ki ga je leta 1982 naredila sovjetska sonda Venera 14.

Dejstvo, da je na Veneri tako težko najti delujoče ognjenike kaže na to, da je ta planet ognjeniško veliko manj aktiven, kot Jupitrova luna Io, kjer je bilo do sedaj zaznanih približno 100 ognjeniško dejavnih območij. O ognjenikih na Veneri bomo v bodoče še veliko slišali, saj bodo ta planet v prihodnjem desetletju obiskale kar tri vesoljke misije. Tako bo Evropska Vesoljska Agencija leta 2031 proti njemu izstrelila misijo EnVision, ameriška NASA pa misijo DAVINCI leta 2029 ter VERITAS leta 2031.

Nadaljna čtiva za najbolj radovedne

1. Mikhail Lomonosov, Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Mikhail_Lomonosov
2. Observations of Venus, Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Observations_and_explorations_of_Venus
3. Mayer, C. H.; McCollough, T. P.; Sloanaker, R. M. (1958). “Observations of Venus at 3.15-CM Wave Length”. Astrophysical Journal. 127: 1–9. Bibcode:1958ApJ…127….1M. doi:10.1086/146433
4. Kuz’min, A. D.; Marov, M. Y. (1 June 1975). “Fizika Planety Venera” [Physics of the Planet Venus]. “Nauka” Press. p.46. Retrieved 19 September 2020.
5. Greaves, J.S., Richards, A.M.S., Bains, W. et al. Phosphine gas in the cloud decks of Venus. Nat Astron 5, 655–664 (2021). https://doi.org/10.1038/s41550-020-1174-4
6. Snellen, I. a. G.; Guzman-Ramirez, L.; Hogerheijde, M. R.; Hygate, A. P. S.; Tak, F. F. S. van der (1 December 2020). “Re-analysis of the 267 GHz ALMA observations of Venus – No statistically significant detection of phosphine”. Astronomy & Astrophysics. 644: L2. doi:10.1051/0004-6361/202039717. ISSN 0004-6361. S2CID 224803085.
7. Magellan (spacecraft), Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Magellan_(spacecraft)
8. Venus Express, Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Venus_Express
9. S. E. Smrekar, E. R. Stofan, N. Mueller, A. Treiman, L. Elkins-Tanton, J. Helbert, G. Piccioni, P. Drossart, Recent hotspot volcanism on Venus from VIRTIS emissivity data. Science 328, 605–608 (2010). doi:10.1126/science.1186785
10. P. K. Byrne, R. C. Ghail, A. M. C. Şengör, P. B. James, C. Klimczak, S. C. Solomon, A globally fragmented and mobile lithosphere on Venus. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 118, e2025919118 (2021). doi:10.1073/pnas.2025919118
11. Veritas, Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/VERITAS_(spacecraft)
12. DAVINCI, Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/DAVINCI
13. EnVision, Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/EnVision