راز داغترین نقطه منظومه شمسی، چرا زهره از عطارد هم گرمتر است؟
شاید تا حالا تصور میکردید که عطارد به خاطر نزدیکی به خورشید باید سوزانترین نقطه منظومه ما باشد اما وقتی به سراغ اندازهگیری دمای سیارات میرویم با یک شگفتی بزرگ روبهرو میشویم. سیاره زهره یا همان ناهید با اینکه در فاصله دورتری نسبت به عطارد دور خورشید میگردد رکورددار بیشترین دما در بین تمام سیارات است. در این مقاله میخواهیم با هم مرور کنیم که چرا زهره داغترین نقطه در منظومه شمسی است و بررسی کنیم که چه مکانیسمهای پیچیده جوی این کره زیبا را به یک گلخانه تمامعیار تبدیل کردهاند. آیا واقعا فعالیتهای آتشفشانی نقش اصلی را در این فاجعه آبوهوایی داشتهاند یا پای گازهای گلخانهای در میان است؟
فاصله تا خورشید و یک باور اشتباه درباره گرمای سیارات
بیشتر ما فکر میکنیم هرچه یک سیاره به ستاره مرکزی منظومه نزدیکتر باشد دمای بالاتری هم خواهد داشت. این منطق ساده در نگاه اول کاملاً درست به نظر میرسد چون میزان دریافت انرژی خورشیدی با فاصله رابطه مستقیم دارد. عطارد به عنوان نزدیکترین سیاره به خورشید روزهای فوقالعاده داغی را تجربه میکند ولی وقتی اندازه و شرایط جوی آن را بررسی میکنیم متوجه میشویم که این سیاره فاقد جو مناسب برای به دام انداختن گرما است. در مقابل زهره با فاصله بسیار بیشتر در دومین مدار منظومه شمسی قرار دارد و باید بسیار خنکتر از عطارد باشد. اما دادههای علمی ثابت کردهاند که دمای سطح زهره به راحتی از چهارصد و هفتاد درجه سانتیگراد عبور میکند و این یعنی حتی سرب هم روی سطح این سیاره ذوب میشود. این پدیده سالها دانشمندان را شگفتزده کرده بود تا اینکه ابزارهای دقیق فضایی توانستند لایههای ضخیم جو این سیاره را رصد کنند و راز این گرمای مرگبار را آشکار سازند.
نقش کلیدی جو غلیظ و اثر گلخانهای فرار در زهره
عامل اصلی که زهره را به کوره سوزان تبدیل کرده جو فوقالعاده غلیظ و سنگین آن است که بیشتر از دیاکسید کربن تشکیل شده. فشار جو در سطح این سیاره نزدیک به نود برابر فشار جو زمین است یعنی چیزی شبیه به فشار آب در عمق یککیلومتری اقیانوسها. وقتی نور خورشید به سطح زهره میتابد از جو عبور میکند و زمین را گرم میکند اما بازتاب این انرژی به صورت پرتوهای فرابنفش و مادون قرمز نمیتواند به راحتی از جو غلیظ عبور کند. اینجاست که پدیده اثر گلخانهای (Greenhouse effect) با شدیدترین حالت ممکن عمل میکند و گرمای دریافتی را برای همیشه درون خود حبس میکند. ابرها و غبارهای اسید سولفوریک که آسمان زهره را پوشاندهاند مانند یک پتو عمل میکنند که اجازه خروج حرارت را نمیدهند. جالب است بدانید که زمین ما هم مقدار زیادی دیاکسید کربن داشته اما فعالیت اقیانوسها و گیاهان توانستهاند آن را جذب کنند در حالی که زهره مسیر متفاوتی را در تاریخ تکاملی خود طی کرده است.
سرنوشت آبهای اولیه و تاریخچه زمینشناختی زهره
بررسی تاریخچه تکاملی زهره نشان میدهد که این سیاره در میلیاردها سال پیش شباهتهای زیادی به زمین داشته و حتی ممکن است دارای اقیانوسهای پهناور آب مایع بوده باشد. اما به دلیل نزدیکی نسبی به خورشید و تبخیر تدریجی آبها بخار آب وارد جو شد و خودش به عنوان یک گاز گلخانهای قوی عمل کرد. تابش شدید پرتوهای خورشیدی مولکولهای آب را شکست و هیدروژن سبک به فضای بیرون فرار کرد و اکسیژن با مواد سطحی ترکیب شد. این چرخه مخرب که به آن اثر گلخانهای فرار (Runaway greenhouse effect) میگویند تمام رطوبت سیاره را نابود کرد و راه را برای انباشت دیاکسید کربن هموار ساخت. فعالیتهای آتشفشانی گسترده در سراسر سطح زهره نیز با آزاد کردن حجم عظیمی از گازهای درون پوسته به این شرایط دامن زدند و چهره این سیاره را برای همیشه تغییر دادند.
آیا روزی میتوان شرایط جوی زهره را برای زندگی انسان تغییر داد
یکی از پرسشهای جذاب برای علاقهمندان به دانش فضایی این است که آیا فناوریهای آینده میتوانند به مهار گرمای زهره کمک کنند یا خیر. پروژه تغییر شرایط اقلیمی یک سیاره برای سکونت انسان که به آن زمینسازی (Terraforming) میگویند در مورد زهره چالشهای فوقالعاده سنگینی دارد. برای خنک کردن زهره نخست باید راهی برای کاهش غلظت دیاکسید کربن و از بین بردن ابرهای اسیدی آن پیدا کرد که به انرژی و زمان نجومی نیاز دارد. برخی دانشمندان پیشنهاد کردهاند که با استفاده از سپرهای خورشیدی در فضای بیرونی یا وارد کردن باکتریهای مقاوم میتوان به مرور زمان جو این سیاره را اصلاح کرد. با این حال تا زمانی که به فناوریهای بسیار پیشرفتهتر دست پیدا نکنیم زهره به عنوان یک هشدار جدی درباره قدرت مخرب تغییرات اقلیمی در منظومه شمسی باقی خواهد ماند.
نگاهی به ماموریتهای فضایی برای رمزگشایی از جهنم ناهید
مطالعه سیاره زهره به دلیل شرایط سخت محیطی آن همواره یکی از دشوارترین ماموریتهای سازمانهای فضایی بوده است. در دوران جنگ سرد برنامه ونرا (Venera) اتحاد جماهیر شوروی توانست برای نخستین بار کاوشگرهایی را روی سطح این سیاره فرود آورد. این فضاپیماها پیش از اینکه تحت تاثیر فشار و حرارت شدید ذوب شوند یا از کار بیفتند موفق شدند تصاویر و دادههای ارزشمندی را به زمین ارسال کنند. امروزه نیز آژانسهای فضایی مانند ناسا (NASA) و آژانس فضایی اروپا (ESA) برنامههای جدیدی را برای بازگشت به زهره طراحی کردهاند تا لایههای پنهان جو و ساختار درونی آن را با دقت بیشتری بررسی کنند. شناخت دقیقتر مکانیسمهای گرمایش در زهره نه تنها به ما در شناخت سیارات فراخورشیدی کمک میکند بلکه درک بهتری از پایداری جوی زمین به ما میدهد.
چرا چرخش کند زهره تا این اندازه بر توزیع دما تاثیر گذاشته است
یکی از ویژگیهای عجیب و منحصربهفرد زهره سرعت چرخش بسیار کند آن به دور خود است به طوری که یک روز در این سیاره طولانیتر از یک سال آن است. این چرخش کند باعث میشود که بادهای جوی بالا به شدت سریع حرکت کنند و الگوهای چرخشی عجیبی را در جو فوقانی به وجود بیاورند. نبود میدان مغناطیسی قوی مانند زمین نیز باعث میشود بادهای خورشیدی به طور مستقیم با جو فوقانی برخورد کنند و در فرآیندهای فرسایشی آن نقش داشته باشند. این چرخش نامتعارف و کند به توزیع یکنواخت گرما در سراسر سیاره کمک میکند و حتی در سمت تاریک زهره نیز دما تفاوت چندانی با سمت رو به خورشید ندارد. ترکیب این چرخش آرام با لایه ضخیم گازهای گلخانهای باعث شده تا دمای این سیاره در تمام نقاط آن به طور یکنواخت در بالاترین حد ممکن باقی بماند.
پیامدهای مطالعه زهره برای درک آینده تغییر اقلیمی زمین
شاید بپرسید بررسی سیارهای که هیچ شباهتی به محل زندگی ما ندارد چه کمکی به انسان امروز میکند. واقعیت این است که زهره به عنوان یک آزمایشگاه طبیعی بزرگ عمل میکند تا نشان دهد اگر اثر گلخانهای از کنترل خارج شود چه سرنوشتی در انتظار یک سیاره خواهد بود. افزایش گازهای گلخانهای در جو زمین نگرانیهای مشابهی را ایجاد کرده و دانشمندان با مدلسازی شرایط زهره تلاش میکنند سناریوهای آینده زمین را پیشبینی کنند. مطالعه این سیاره به ما یادآوری میکند که تعادل جوی چقدر شکننده است و حفظ محیط زیست زمین تا چه اندازه برای بقای حیات اهمیت دارد. در نهایت زهره تنها یک جرم سوزان در آسمان نیست بلکه کتابچه راهنمای بزرگی درباره خطرات تغییرات اقلیمی است.
با بیش از ۲۰ سال نویسندگی «ترکیبی» مستمر در زمینهٔ پزشکی، فناوری، سینما، کتاب و فرهنگ.
باشد که با هم متفاوت بیاندیشیم!
این مقاله جذاب و جالب بود؟! پس برای خواندن این نوشتههای مرتبط کلیک کنید:
- چرا بادهای نپتون سریعترین جریانهای جوی منظومه شمسی هستند؟
- شواهد وجود آب و حیات باستانی در سیاره مریخ: از دلتاهای خشک تا مولکولهای ارگانیک
- راز چرخش عجیب اورانوس و دلیل به پهلو خوابیدن این سیاره چیست؟
- تعداد کهکشانهای گیتی چقدر است؟ آخرین یافتههای کیهانشناسی و تصویر وب
- یوفو یا پدیده ناشناخته ناشناس چیست؟ رازهای بشقاب پرندهها از گزارشهای پنتاگون تا پروندههای سری AARO
- معنی کلمه تشعشع چیست؟
مطالب مرتبط
