Ο ρόλος του διοξειδίου του άνθρακα στο κλίμα του πλανήτη Αφροδίτη και στη Γη

Το κλίμα της Αφροδίτης, όπως και της Γης, μεταβλήθηκε σημαντικά στο πέρασμα του χρόνου, σαν αποτέλεσμα της δυναμικής συνέργειας ανάμεσα στη γεωλογική δραστηριότητα και τις ατμοσφαιρικές μεταβολές, συνέργεια που μόλις τώρα αρχίζει να γίνεται κατανοητή

Η Γη και η Αφροδίτη σχηματίστηκαν την ίδια περίοδο μέσα από το νεφέλωμα πρόγονο του ηλιακού μας συστήματος και είχαν περίπου το ίδιο μέγεθος και σύνθεση. Ωστόσο, εξελίχθηκαν σε δύο τελείως διαφορετικούς κόσμους. Η επιφάνεια της Αφροδίτης έχει θερμοκρασία 460 βαθμών Κελσίου, δηλαδή είναι αρκετά ζεστή, ώστε τα πετρώματα να ακτινοβολούν, εξατμίζοντας γρήγορα όποια άτυχη μορφή ζωής βασισμένη στον άνθρακα επισκεφτεί τον πλανήτη αυτόν. Κυρίαρχο είναι ένα θανατηφόρα αποτελεσματικό φαινόμενο θερμοκηπίου, υποστηριζόμενο από μια ατμόσφαιρα που περιέχει κυρίως διοξείδιο του άνθρακα.

https://www.dailymotion.com/video/x7xwyw5

ΤΜΗΜΑ ΒΙΝΤΕΟ: Κόσμος: Μία Οδύσσεια στο χωροχρόνο - 12. Το κλίμα προειδοποιεί

Το κλίμα της Αφροδίτης, όπως και της Γης, μεταβλήθηκε σημαντικά στο πέρασμα του χρόνου, σαν αποτέλεσμα της δυναμικής συνέργειας ανάμεσα στη γεωλογική δραστηριότητα και τις ατμοσφαιρικές μεταβολές, συνέργεια που μόλις τώρα αρχίζει να γίνεται κατανοητή

 

Η ατμόσφαιρα της Αφροδίτης έχει θερμοκρασίες φούρνου, πιέσεις ωκεανού και νέφη θειϊκού οξέος (H2SO4). Ο λόγος είναι ότι η Αφροδίτη δεν διαθέτει τους κύκλους που σταθεροποιούν τις συνθήκες στη Γη. Το διοξείδιο του άνθρακα (C02)από τα ηφαίστεια παραμένει στην ατμόσφαιρα. Το νερό (H20) διασπάται από την υπεριώδη ακτινοβολία και χάνεται στο διάστημα. Το διοξείδιο του θείου (S02) δεσμεύεται από τα πετρώματα της επιφάνειας και μόνο ένα μικρό μέρος του ανακυκλώνεται.

Η Γη και η Αφροδίτη σχηματίστηκαν την ίδια περίοδο μέσα από το νεφέλωμα πρόγονο του ηλιακού μας συστήματος και είχαν περίπου το ίδιο μέγεθος και σύνθεση. Ωστόσο, εξελίχθηκαν σε δύο τελείως διαφορετικούς κόσμους. Η επιφάνεια της Αφροδίτης έχει θερμοκρασία 460 βαθμών Κελσίου, δηλαδή είναι αρκετά ζεστή, ώστε τα πετρώματα να ακτινοβολούν, εξατμίζοντας γρήγορα όποια άτυχη μορφή ζωής βασισμένη στον άνθρακα επισκεφτεί τον πλανήτη αυτόν. Κυρίαρχο είναι ένα θανατηφόρα αποτελεσματικό φαινόμενο θερμοκηπίου, υποστηριζόμενο από μια ατμόσφαιρα που περιέχει κυρίως διοξείδιο του άνθρακα. Υγρό νερό δεν υπάρχει. Η ατμοσφαιρική πίεση στην επιφάνεια είναι 100 φορές μεγαλύτερη απ' ό,τι στη Γη και γι' αυτό μάλλον πρέπει να μιλάμε για ωκεανό αερίων παρά για ατμόσφαιρα. Σημαντικές ποσότητες διοξειδίου του θείου μαζί με τα υπάρχοντα ίχνη υδρατμών γίνονται η χημική βάση για το σχηματισμό νεφών θειικού οξέος, που καλύπτουν όλο τον πλανήτη, κάνοντας αόρατη την επιφάνειά του στα οπτικά τηλεσκόπια.

Η εικόνα αυτή για την Αφροδίτη είχε διαμορφωθεί από 22 αποστολές μη επανδρωμένων διαστημοπλοίων της ΕΣΣΔ και των ΗΠΑ, που φωτογράφισαν, σάρωσαν, ανέλυσαν και προσεδαφίστηκαν στο γειτονικό μας πλανήτη τα τελευταία 37 χρόνια. Ωστόσο, μέχρι το 1990 η όψη της επιφάνειας του πλανήτη παρέμενε άγνωστη. Οι επιστήμονες ήξεραν ελάχιστα για την ηφαιστειακή δραστηριότητα, τυχόν κίνηση τεκτονικών πλακών και άλλα δυναμικά φαινόμενα που ίσως συνέβαιναν εκεί.

 

Η επιφάνεια της Αφροδίτης όπως αποτυπώθηκε από το διαστημόπλοιο «Μαγγελάνος» με χρήση ραντάρ

Από το 1990 ως το 1994, το διαστημόπλοιο «Μαγγελάνος» χαρτογράφησε την επιφάνεια της Αφροδίτης με εξαιρετική λεπτομέρεια, «βλέποντας» μέσα από τη νεφοσκεπή μέσω ραντάρ. Αποκάλυψε έναν πλανήτη που έχει επιδείξει ισχυρότατη ηφαιστειακή δραστηριότητα στο παρελθόν και συνεχίζει ακόμα να παρουσιάζει μεγάλες ηφαιστειακές εκρήξεις. Μαζί με αυτή τη ματιά στο γεωλογικό προφίλ του πλανήτη, έγινε προσπάθεια να αναπαρασταθεί το τελευταίο 1 δισεκατομμύριο χρόνια του κλίματός του με προσομοιώσεις σε υπολογιστή. Οπως διαπίστωσαν οι ερευνητές, η έντονη ηφαιστειακή δραστηριότητα οδήγησε σε μεγάλης κλίμακας κλιματολογικές αλλαγές. Οπως και η Γη, και σε αντίθεση με όλους τους άλλους πλανήτες, η Αφροδίτη έχει ένα σύνθετο και εξελισσόμενο κλίμα.

Ο άλλος γείτονας της Γης, ο Αρης, έχει επίσης υποστεί δραματικές αλλαγές στο κλίμα του. Ωστόσο, η ατμόσφαιρά του σήμερα είναι ένα φάντασμα του γεωλογικού του παρελθόντος. Το εσωτερικό του Αρη είναι πολύ κρύο τώρα για να προκαλέσει ηφαιστειακή δραστηριότητα και η επιφάνειά του είναι παγωμένη. Αν και οι διακυμάνσεις στην περιστροφή του γύρω από τον Ηλιο και τον εαυτό του μπορούν να προκαλέσουν κάποιες κλιματολογικές αλλαγές, η ηφαιστειακή δραστηριότητα δε θα συμμετέχει ποτέ πια σε τέτοιες αλλαγές. Αντίθετα, η Γη και η Αφροδίτη έχουν κλίματα που είναι αποτέλεσμα μιας δυναμικής συνέργειας μεταξύ των γεωλογικών και των ατμοσφαιρικών διαδικασιών.

 

Η μελέτη της Αφροδίτης έχει διευρύνει τους ορίζοντες της έρευνας για την εξέλιξη του κλίματος πέρα από το μεμονωμένο παράδειγμα που αποτελεί η Γη και έχει προσφέρει στους επιστήμονες νέες προσεγγίσεις σε πιεστικά ερωτήματα: Πόσο μοναδικό είναι το κλίμα της Γης; Πόσο σταθερό είναι; Η ανθρωπότητα πραγματοποιεί ένα πλανητικής κλίμακας ανεξέλεγκτο κλιματολογικό πείραμα, που έχει να κάνει με τις επιπτώσεις από τα υποπροϊόντα του τεχνολογικού μας πολιτισμού. Η ανακάλυψη των παραγόντων που επιδρούν στο κλίμα άλλων πλανητών είναι κρίσιμη για την κατανόηση του τρόπου που οι φυσικές και ανθρωπογενείς παράμετροι επηρεάζουν το κλίμα στη Γη.

 

Για παράδειγμα, πολύ πριν η τρύπα του όζοντος γίνει θέμα συζήτησης μεταξύ των μη ειδικών, οι ερευνητές προσπαθούσαν να κατανοήσουν της εξωτική φωτοχημεία των ανώτερων στρωμάτων της ατμόσφαιρας της Αφροδίτης. Διαπίστωσαν ότι το χλώριο μείωνε τα επίπεδα του ελεύθερου οξυγόνου πάνω από τα νέφη του πλανήτη. Η γνώση αυτή βοήθησε να φωτιστεί το χημικό ανάλογο στη Γη, όπου το χλώριο από τεχνητές πηγές (χλωροφθοράνθρακες) καταστρέφει το όζον στη στρατόσφαιρα.

 

Η έρευνα γύρω από την Αφροδίτη έδειξε ότι όταν σχηματίστηκε ο πλανήτης αυτός είχε, όπως και η Γη, μεγάλες ποσότητες νερού. Η Αφροδίτη, όμως, είναι πιο κοντά στον Ηλιο απ' ό,τι η Γη και γι' αυτό σύντομα μεγάλο μέρος του νερού έφτασε στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας, διασπάστηκε από τις υπεριώδεις ακτίνες και χάθηκε στο διάστημα. Η εξαφάνιση του νερού τερμάτισε ή μείωσε την κίνηση των τεκτονικών πλακών και παράλληλα επιβράδυνε τη χημική αντίδραση ανάμεσα στα πετρώματα και στο διοξείδιο του άνθρακα που εκλυόταν στην ατμόσφαιρα από την ηφαιστειακή δραστηριότητα. Σαν αποτέλεσμα το διοξείδιο του άνθρακα έπαψε να επιστρέφει στο εσωτερικό του πλανήτη σε μορφή ανθρακικών ιζημάτων και άρχισε να συσσωρεύεται στην ατμόσφαιρα. Το ίδιο συσσωρευόταν και το διοξείδιο του θείου.

 

Ο συνδυασμός των δύο αερίων έδωσε ένα ισχυρό φαινόμενο θερμοκηπίου. Χωρίς αυτά τα αέρια, η θερμοκρασία στην επιφάνεια της Αφροδίτης θα ήταν -20 βαθμοί Κελσίου! Η ζωή που στη Γη φαίνεται να παίζει εξισορροπητικό ρόλο στις κλιματολογικές συνθήκες, αυξάνοντας τη συγκέντρωση του οξυγόνου στην ατμόσφαιρα και μειώνοντας τη συγκέντρωση του διοξειδίου του άνθρακα, είτε δεν αναπτύχθηκε ποτέ στην Αφροδίτη, είτε δεν πρόλαβε να εξαπλωθεί για να μειώσει το ολοένα και εντονότερο φαινόμενο θερμοκηπίου.

 

Η έλλειψη νερού και άρα πυκνών νεφών που ανακλούν μεγάλο μέρος της προσπίπτουσας ηλιακής ενέργειας συνέβαλε στην παραπέρα αύξηση της θερμοκρασίας. Αντίθετα, στη Γη, μια αύξηση της θερμοκρασίας λόγω π.χ. του φαινομένου του θερμοκηπίου οδηγεί σε αύξηση των νεφών, που έχουν σαν αποτέλεσμα την ψύξη του πλανήτη και κατ' επέκταση τη μερική -τουλάχιστο- αντιστάθμιση του φαινομένου θερμοκηπίου. Ακόμα δεν ξέρουμε ποια είναι η συγκέντρωση διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα της Γης, που θα απορυθμίσει αυτό το φυσικό θερμοστάτη. Εκείνο που είναι βέβαιο είναι ότι το κλίμα πλανητών όπως η Γη μπορεί να υποστεί απότομες μεταβολές, εξαιτίας συνεργειών μεταξύ πλανητικής κλίμακας διαδικασιών.

For Educational Purposes Only. Disclaimer: I do not own any copyrights of this video. No copyright infringement intended.