Menu

Oficjalna Strona Klubu Astronomicznego Almukantarat

Oficjalna Strona Klubu Astronomicznego Almukantarat

Wenus

Agata Karska
Seminarium w CAMK, 2000

Wenus jest drugą od Słońca planetą naszego systemu planetarnego. Nazywana jest czasem siostrzaną planetą Ziemi, gdyż oba te globy powstały w zasadzie z tej samej materii, mniej więcej w tym samym czasie i mają podobne rozmiary, masy i gęstości. Jednak do niedawna nie wiedzieliśmy prawie nic o wyglądzie powierzchni naszej siostrzanej, mimo, że „mieszka” ona po sąsiedzku. Widziana z daleka często porównywana była do bogini olśniewającej urody nazywanej różnie w różnych czasach: Isztar przez Babilończyków, Afrodytą przez Greków, Wenus przez Rzymian. Bogactwem tej bogini są nieporównywalne z niczym piękno i spełniona miłość. Imię Wenus kojarzy się z pięknem i miłością także w późniejszych kulturach, o czym świadczy Wenus z Milo, jak i słynna w latach sześćdziesiątych piosenka o miłości Wenus Frankiego Avalona.

Chmury na Wenus
Chmury na Wenus

Nowe obserwacje planety uświadomiły nam jednak, że z bliska „bogini” ta wygląda bardziej jak „stara ladacznica”, która skrywa swą pomarszczoną, dziobatą cerę pod grubym makijażem kremowo-żółtych chmur. To właśnie wysoka zdolność refleksji, którą mają wenusjańskie chmury, powoduje, że na nocnym niebie planeta świeci tak jasno (do −4,5m). Jest najjaśniejszym obiektem po Słońcu i Księżycu. Nazywana jest gwiazdą wieczorną, gdyż zwraca uwagę swoim blaskiem po zachodzie Słońca, a także gwiazda poranną (lub jutrzenką), ponieważ widoczna jest również bardzo dobrze o świcie. Planeta ta potrzebuje 225 dni (a dokładniej 224 d 16 h 48 m) na okrążenie Słońca, od którego oddalona jest o 108 mln km (0,72 jednostki astronomicznej) i potrzebuje aż 243 dni na pełny obrót dookoła własnej osi. Sprawia to, że wenusjańska doba jest dłuższa niż wenusjański rok. Inną osobliwością Wenus jest to, że obraca się w kierunku przeciwnym do jej ruchu wokół Słońca, a jej równik nachylony jest do orbity pod kątem 177°. Jej orbita stanowi niemal dokładny okrąg (jest najbardziej zbliżona do koła spośród wszystkich planet naszego układu) tzn. jej mimośród jest najmniejszy i wynosi 0,00679. Masa Wenus stanowi 0,81 masy Ziemi. Średnica równikowa jest niewiele mniejsza od ziemskiej i wynosi 12 140 km. Nie posiada satelitów. Razem z Księżycem i Merkurym widoczna jest na Ziemi w różnych fazach. Jej fazy przewidział Ptolemeusz i Kopernik, lecz po raz pierwszy ujrzał Galileusz.

Magellan lecący w kierunku Wenus
Magellan lecący w kierunku Wenus

Ludzie, zaintrygowani podobieństwami między Wenus a Ziemią, starali się odkryć tajemnice tej „nieznośnej” planety. Domysłów naukowych nie brakowało. Z powodu mgieł zasłaniających planetę, zrodziły się fantazje o wilgotnym świecie pełnym mokradeł, przypominającym Ziemię w mezozoiku, porośniętym bujną roślinnością, wśród której żerują dinozaury. Badania widmowe nie wykazały jednak żadnego śladu pary wodnej; stierdzono natomiast, że atmosfera Wenus składa się głównie z dwutlenku węgla. Dlatego inni badacze przypuszczali, iż rozległa pokrywa dwutlenku węgla utworzyła się w wyniku reakcji wenusjańskiej wody z ogromnym zbiornikiem lepkich węglowodorów, czego rezultatem było istnienie gigantycznej plamy ropy naftowej, obejmującej cały glob. Jeszcze inni twierdzili, że linie spektralne pary wodnej nie występują w atmosferze Wenus, ponieważ temperatura na jej powierzchni była tak niska, że cała woda skondensowała się w postaci cieczy, która połączyła się z dwutlenkiem węgla w atmosferze, wytwarzając morza wody sodowej.

Aby potwierdzić faktami przypuszczenia o tej planecie, wysłano szereg sond kosmicznych: pierwszą — Mariner 2 w 1962 roku, następnie 4 sondy Pioneer i 12 Wenera oraz najbardziej owocną — Magellan w maju 1989 (wyniesiona przez wahadłoweic Atlantis).

Magellan
Magellan

Niestety, sondy te całkowicie pozbawiły astronomów złudzeń o istnieniu życia na Wenus. Wykazały natomiast, że Wenus i Ziemia — te z pozory bliźniacze planety, mają niewiele cech wspólnych, a pod pewnymi względami różnią sie zasadniczo. Obydwie otoczone są atmosferą, ale jej skład chemiczny jest zupełnie inny i zachodzą w nich odmienne zjawiska. Wenusjańska atmosfera składa sie głównie z węgla (96%) i azotu (3%) oraz niewielkiej ilości tlenu (ok. 0,9%) i pary wodnej (ok. 0,1%). Dolne jej warstwy są przezroczyste i wolne od chmur. Warstwy chmur (ich istnienie stwierdził po raz pierwszy Michaił Łomonosow) szczelnie okrywające planetę rozpoczynaja sie dopiero na wysokości ok. 48 km ponad powierzchnię, a ich grubość sięga ok. 30 km. Występują one znacznie wyżej niż chmury ziemskie, które rzadko pojawiaja się na wysokości przekraczającej 10 km. Chmury Wenus składają się głównie z kropelek kwasu siarkowego. Zdjęcia wykonane przez sondy Wenera pokazują, że sfera niebieska oglądana z powierzchni Wenus ma kolor pomarańczowy.

Około 60% planety zajmuje lekko pofałdowana równina, na ktorej różnice poziomów nie przekraczają 1 km. Prawie 16% leży poniżej tej umownie płaskiej równiny. To dużo mniej w porównaniu z Ziemią, którą w 2/3 pokrywają oceany. Na Wenus znajduja się dwa kontynenty, wznoszące sie kilka kilometrów powyżej średniego poziomu. Na północy to Ishtar Terra (Ziemia Isztar). Jego powierzchnię pod względem wielkości można porównać do stanów Zjednoczonych. Znajduje sie tam gigantyczna góra — Maxwell Montes — o wysokości 11 km. Kontynent południowy — Aphrodite Terra (Ziemia Afrodyty) wielkości Ameryki Południowej — jest dwukrotnie większa od północnego i bardziej górzysty. Powierzchnię tej planety przecina ogromny kanion, najwiekszy w całym Układzie Słonecznym, o długości 1500 km i 400 km szerokości.

Mapa Wenus. Kliknij, aby powiększyć
Mapa Wenus. Kliknij, aby powiększyć

Pierwsze wiadomości o ukształtowaniu terenu na Wenus uzyskali radioastronomowie, wysyłając potężne wiązki sygnałów radarowych i łapiąc ich odbicie ogromną czaszą radioteleskopu w Arecibo w Puerto Rico. Różnice w czasie potrzebnym na powrót tych sygnałów na Ziemię pozwoliły odtworzyc wzniesienia powierzchni planety. Rozdzielczość obrazu nie była jednak zbyt dobra ze względu na dużą odległość, którą musiały przebyć. Dokładniejszych informacji dostarczyła w 1968 roku sonda Pioneer-Venus, a pięć lat później Wenera 15 i 16. Jednak dopiero statek kosmiczny Magellan, który wykonał 1789 okrążeń wokół Wenus, rejestrując nieustannie obrazy radarowe fragmentów pod trasa swego lotu, podołał wymaganiom naukowców. Przesłał on na Ziemię 800 mln bitów danych radarowych. Otrzymane obrazy składały sie z długich wstążek, przedstawiających pasy gruntu szerokości 20 km i długości 17 000 km. Zachodzące na siebie częściowo fotograficzne paski na sąsiednich orbitach połączono ostatecznie w fotomozaikę.

Magellan stwierdził ponadto istnienie na Wenus plam gorąca (miejsca ogniskowania ciepła, topienia skał i powstawania magmy). Świadczą o tym widoczne na powierzchni tzw. korony — wielkie koliste utwory. Występują tam też specyficzne utwory tektoniczne. Część obszarów zwana jest terenami tesserowymi. Są to tereny o popękanej skorupie na bloki o różnych wymiarach. Na Wenus w dużych ilościach występują także utwory wulkaniczne. Obrazy radarowe z Magellana pokazują duże przestrzenie równin, pokrytych warstwami lawy, rozciągających się przez tysiące km. Wypływ lawy z głębokich komór magmowych powoduje, że powstają depresje i kratery zapadliskowe. Obserwowane zmiany dwutlenku siarki w atmosferze i stosunkowo świeże potoki lawy, które widac na obrazach z Magellana, sugerują obecność czynnych wulkanów na Wenus. Bezpośrednich dowodów na to jednak nie znaleziono. Badania, których dokonały jeszcze radzieckie sondy, dotyczące skał i potoków lawy, pozwalają przypuszczać, iż podobnie jak na Ziemi, Księżycu i Marsie, także na wenus występują erupcje lawy bazaltowej i bazaltopodobnej. Poza procesami wulkanizmu, powierzchnia planety przeobrażała się także poprzez zderzenia kraterotwórcze i erozję. Niewielka ilość kraterów uderzeniowych na Wenus wskazuje na jej geologicznie młodą powierzchnię. Badania radarowe pozwalają stwierdzić, że w większej części powierzchnia Wenus to lita skała. Tylko około 1/4 powierzchni pokrytej jest skałami porowatymi i sypkimi. Na obrazach z Magellana moża zaobserwować wachlarzowate, jasne utwory, które sugerują występowanie wiatru na planecie, przenoszącego ziarenka piasku. W dolnych, gęstych warstwach atmosfery ich prędkość nie przekracza 18 km/h, ale w pobliżu wierzchołków chmur sięga 360 km/h, czyli około 60 razy większa niż szybkość, z jaka wiruje Wenus. Sondy zanurzające się w gęstych warstwach atmosfery i osiadających na planecie zarejestrowały dużą liczbe wyładowań atmosferycznych. Były bardzo podobne do ziemskich błyskawic, lecz skala tych zjawisk była o wiele potężniejsza. Trwały kilkadziesiąt minut i rozjaśniały obszary o promieniu tysięcy kilometrów.

Spływająca lawa
Spływająca lawa

Ciśnienie atmosferyczne na Wenus przewyższa około 95 razy ciśnienie ziemskiej atmosfery na poziomie morza (podobne ciśnienie występuje w oceanach na głębokości 700 metrów). Średnia temperatura na powierzchni wynosi +480°C, czyli jest wyższa od temperatury topnienia ołowiu. Wywołane jest to dużym efektem cieplarnianym, który z kolei jest spowodowany obecnością wielkich ilości dwutlenku węgla w atmosferze. Swój udział w efekcie cieplarnianym mają również gęste chmury, które choć zatrzymują 80% promieni słonecznych, to zgromadzonemu na planecie ciepłu nie pozwalają się wydostać.

Wspomniane chmury jeszcze do niedawna były przeszkodą dla naukowców, gdyz nie pozwalały na zbadanie geologii Wenus. Dopiero rozwój techniki teleskopowej pozwolił na zaglądnięcie w górne warstwy tych chmur. Ostatnie cztery misje kosmiczne przyniosły więcej danych: NASA — Pioneer-Venus (1988), Rosja — Wenera 15 i 16 (1983–1984), NASA — Magellan (1990–1994). Pomimo dużej ilości badań, toistnieją tylko domysły co do historii geologicznej Wenus. Prawdopodobnie, tak jak wszystkie planety podobne do Ziemi, około 4,6 miliarda lat temu zlepiła się z małych ciał (planetozymali). W trakcie stygnięcia wydzieliły się: skorupa, płaszcz i jądro.

Przekrój Wenus
Przekrój Wenus

Prawdopodobieństwo rozmiarem i gęstością Wenus i Ziemi pozwala przypuszczać, że budowa wewnętrzna obu planet jest podobna. Niewielka ilość kraterów uderzeniowych sugeruje, że większa część skorupy została zniszczona przez lawę. Na powierzchni planety, podobnie jak na innych jej podobnych, w wyniku uderzeń wciąż powstają nowe kratery. Gęsta atmosfera Wenus powoduje jednak, ze tylko większe obiekty docierają do jej powierzchni. Podobieństwo cech Ziemi i Wenus sugerowałoby także podobieństwo ich atmosfer. Być może na początku były one podobne, jednak ewolucja spowodowała, iż na ziemi powstała delikatna atmosfera azotowo-tlenowa, zas na wenus gęsta atmosfera z dwutlenku węgla. Część różnic obu planet jest z pewnością wynikiem rozwoju oceanów na Ziemi.

Na uwagę zasługuje fakt, iż mimo tak dogłębnego spenetrowania planety i poznania jej klimatu, wysuniety został pomysł jej terraformowania. Zaproponował to w latach 60-tych Carl Sagan. Twierdził on, że poprzez wprowadzenie do atmosfery Wenus gatunków glonów „pożerających” dwutlenek węgla można by w znacznym stopniu złagodzic istniejący tam efekt cieplarniany, a nawet przystosować tę tajemniczą planetę do zamieszkania przez ludzi. Jednak pomysł ten nie znalazł większego zainteresowania w środowisku astronomów. Prawdopodobnie nigdy nie doczeka sie zrealizowania, gdyz jak na razie większe nadzieje w tej dziedzinie daje nam nasz inny bliski sąsiad — Mars. Myślę jednak, że można by wykorzystac Wenus do przeprowadzenia różnego rodzaju doświadczeń, w celu bliższego poznania efektu cieplarnianego coraz bardziej dręczącego naszą planetę. Nie twierdzę, że jest to tanie przedsięwzięcie, lecz czy nie bardziej bezpieczne, w porównaniu do eksperymentów przeprowadzanych na Ziemi? (Przykładem jest niedawne „zasilanie” oceanów w żelazo, w celu zwiększenia ilości fitoplanktonu, któremu dwutlenek węgla jest niezbędny w procesie fotosyntezy; efektem ubocznym było wydzielenie dużych ilości metanu — dużo silniejszego gazu cieplarnianego.)