Byla Venuše sestrou Země?

Planetology již dlouho zajímá otázka podobnosti Venuše a Země. Počátkem šedesátých let minulého století astronomové dokonce spekulovali o tom, že na Venuši mohou existovat moře a tropické pralesy (vzhledem k menší vzdálenosti od Slunce se předpokládala o něco vyšší teplota než na Zemi). Tento názor se změnil, když pozorování v oboru mikrovlnného záření naznačovala mimořádně vysokou teplotu povrchu planety. Sovětské a americké kosmické sondy v šedesátých a sedmdesátých letech minulého století potvrdily teplotu povrchu vyšší než 400 °C a atmosférický tlak na povrchu planety 90krát vyšší než na Zemi.

Na Venuši vanou ve vysokých výškách velice silné větry – proudění vzduchu dosahuje hodnot nad 100 m/s (tj. až téměř 400 km/h). Přes toto zuřivé proudění ani vítr z obřího víru na jižním pólu nemůže pokračovat v proudění dolů směrem k povrchu planety. Sonda Venus Express je schopna „nahlédnout“ do atmosféry Venuše až do hloubky 45 až 50 km nad povrchem planety v oblasti kolem jižního pólu. Vytvořené počítačové modely naznačují, že tento polární vír nemůže proniknout do spodních vrstev atmosféry, protože zde již panují vysoké hustoty ovzduší. „Je velmi obtížné roztočit tak hustou atmosféru. Na povrchu Venuše neočekáváme příliš velké proudění atmosféry,“ říká Giuseppe Piccioni, IASF-Instituto Nazionale di Astrofisica, Itálie.

Teplota na Venuši

Sonda Venus Express v poslední době „nakukovala“ skrz hustý závoj oblačnosti kolem planety a vyslala na Zemi nové informace o jejím povrchu. Ten je rozžhaven na teplotu +462 °C a produkuje intenzivní infračervené záření. Zjistila to pomocí kamery VMC (Venus Monitoring Camera), která využívá jedno ze spektrálních oken na vlnové délce jednoho mikrometru, které jí umožňuje pozorovat povrch planety skrz vrstvu oblačnosti. Vyvýšená místa a pohoří, vystupující 5 km nad úroveň středního poloměru planety, jsou přibližně o 40 °C chladnější.

Neočekávané informace přinesla sonda o teplotě atmosféry a jejím proudění. Hustá oblačnost, tvořená kapičkami kyseliny sírové, se rozkládá ve výškách 40 až 60 km nad povrchem. Část atmosféry ve výšce 60 až 100 km je označována jako mezosféra. Jedná se o přechodovou oblast mezi vrstvou atmosféry, kde silný vítr unáší oblačnost takovou rychlostí, že jednou dokola oblétne za 4 dny a cirkulující horní atmosférou, poháněnou slunečním zářením. Horká atmosféra se šíří na noční stranu planety, kde se ochlazuje a klesá k vrcholkům oblaků.

Na noční straně planety však byla objevena nečekaně teplá vrstva ovzduší ve výšce mezi 90 až 120 km. O této vrstvě se soudilo, že je velmi studená a vědci ji označovali často jako kryosféru. To se částečně potvrdilo, avšak nová měření ukazují, že se zde teploty pohybují o 30 až 70 °C výše, než se předpokládalo, s maximem teploty ve výšce 100 km nad povrchem planety.

Atmosféra Venuše a sluneční vítr

Sonda Venus Express také odhalila skutečný rozsah vlivu, kterým Slunce „odnáší“ část atmosféry Venuše. Tento proces může být zajímavým příspěvkem ke zjištění, proč se Venuše vyvíjela odlišně než Země. Slunce pravděpodobně odvanulo pryč část plynů z horních vrstev atmosféry v průběhu uplynulých čtyř miliard let. Na rozdíl od Země planeta Venuše nevlastnila a nevlastní silné magnetické pole, které by atmosféru chránilo před slunečním větrem, což jsou elektricky nabité částice, rychle proudící ze Slunce. Sluneční vítr tak přímo naráží do horních vrstev atmosféry.

Sonda zjistila, že unikají především ionty vodíku, kyslíku a helia. První dva prvky jsou velmi významné, protože se jedná o základní chemické prvky, vytvářející vodu. Molekuly vody mohou být hlavním zdrojem vodíku ve vysoké atmosféře Venuše. Ultrafialové záření Slunce rozbíjí molekuly vody na ionty vodíku a kyslíku, které jsou následně slunečním větrem „vymeteny“ do meziplanetárního prostoru. Bylo zjištěno, že na dva ionty vodíku, unikající z atmosféry Venuše, připadá jeden iont kyslíku (což odpovídá molekule vody H2O). To může být důležité pro pochopení, proč je Venuše dnes tak suchá.

Katastrofa?

Geologové jsou přesvědčeni, že současný stav Venuše je vodítkem ke studiu minulosti a totéž platí i pro fyziku atmosféry. Sonda Venus Express odhalila atmosférické procesy, které ukazují na možnou katastrofickou událost v historii planety.

„Venuše byla postižena zásadní klimatickou katastrofou, zatím však nevíme jakou, ani kdy k této události došlo,“ říká David Grinspoon, vědec působící na Denver Museum of Nature and Science, Colorado, USA. V důsledku této pohromy ztratila Venuše veškeré zásoby vody. Pokud by zkondenzovaly všechny vodní páry v současné atmosféře, pak by se na povrchu Venuše vytvořila vrstva vody o výšce pouhé 3 cm. Pro porovnání: pokud by povrch Země byl hladký jako balón, současné zásoby vody v oceánech a v atmosféře by vytvořily souvislou vrstvu vody hlubokou 3 km. Venuše mohla mít v minulosti podobné množství vody. V důsledku vyšší teploty se voda postupně vypařovala. Ultrafialové záření Slunce rozložilo vodní páru na kyslík a vodík. Tyto ionty byly pozvolna odvrženy do vesmíru v důsledku srážek s energetickými částicemi, přicházejícími ze Slunce. Jak zjistila sonda Venus Express, v současné době stejné procesy stále ještě hrají důležitou roli při úniku kyslíku a vodíku z horních vrstev atmosféry.

„Nyní víme, že Venuše se dříve velmi podobala Zemi,“ říká David Grispoon. „Zatím však nemůžeme ještě vypracovat celou historii vývoje planety, avšak data, která máme k dispozici, ukazují, že sonda Venus Express může přispět k odhalení historie vývoje vody na Venuši.“

Na Venuši nedochází ke střídání ročních období, protože její rotační osa je téměř kolmá k rovině oběžné dráhy. Kolem rotační osy se otáčí jednou dokola za 243 dny a planeta má velmi hustou atmosféru. Její hlavní složkou je oxid uhličitý a hustá oblaka, tvořená hlavně kapičkami kyseliny sírové.

„Tři nejdůležitější parametry, které vymezují vývoj planety, jsou její vzdálenost od Slunce, její atmosférický tlak a rychlost její rotace,“ říká Fred Taylor (University of Oxford, Velká Británie). A tak ačkoliv je Venuše svým průměrem podobná Zemi, její zcela jiný osud zapříčinily uvedené tři parametry, které se diametrálně odlišují ve srovnání se Zemí.

Další velkou neznámou je vývoj atmosféry Venuše. Sonda Venus Express v ní objevila velké množství výbojů blesků. Tyto elektrické výboje ovlivňují chemické vlastnosti atmosféry, dochází k rozbíjení velkých molekul na části, které se zase mohou spojovat a vytvářet jiné molekuly. Oxidy dusíku, které se vytvářejí tímto způsobem, jsou přítomny ve zhruba stejném množství, jaké bylo zjištěno pomocí pozemských pozorování.

Sonda Venus Express bude i nadále pokračovat ve sběru dat, abychom lépe porozuměli této fascinující planetě.

Zdroj: www.esa.int
Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí