A Vénusz légköre | ||
---|---|---|
Felhők a Vénusz légkörében. V-alakjukat az egyenlítő közelében erős szél okozza. Az Akatsuki szonda hamis színes képe , ultraibolya spektrum (hullámhossz: 365 és 283 nm), 2018 | ||
Általános információk [1] | ||
Magasság | 250 km | |
Átlagos felületi nyomás | 93 bar (9,3 MPa ) | |
Súly | 4,8⋅10 20 kg | |
Összetétel [1] [2] | ||
Szén-dioxid | CO2_ _ | 96,5% |
Nitrogén | N 2 | 3,5% |
A kén-dioxid | SO2_ _ | 150 ppm _ |
Argon | Ar | 70 ppm |
vízpára | H2O _ _ | 20 ppm |
Szén-monoxid | CO | 17 ppm |
Hélium | Ő | 12 ppm |
Neon | Ne | 7 ppm |
Hidrogén klorid | HCl | 0,1-0,6 ppm |
Hidrogén-fluorid | HF | 0,001-0,005 ppm |
A Vénusz légköre a Vénuszt körülvevő gáznemű burok . Elsősorban szén-dioxidból és nitrogénből áll ; más vegyületek csak nyomokban vannak jelen [3] [1] . Kénsavfelhőket tartalmaz , amelyek lehetetlenné teszik a felszín látható fényben történő megfigyelését , és csak a rádió- és mikrohullámú tartományban, valamint a közeli infravörös tartomány egyes részein átlátszó [4] . A Vénusz légköre sokkal sűrűbb és melegebb, mint a Föld légköre : hőmérséklete az átlagos felszíni szinten körülbelül 740 K ( 467 °C ), nyomása pedig körülbelül 93 bar [1] .
A Vénusz légköre erős keringés és forgás állapotában van [5] . Mindössze négy földi nap alatt teljes körforgást hajt végre, ami sokszorosa a bolygó forgási periódusának (243 nap) [6] [7] [8] . Az éjszakai oldalon a Vénusz felső légkörében állóhullámokat észlelt a Venus Express szonda [9] [10] . A szelek a felhők felső határának szintjén elérik a 100 m/s (~360 km/h) sebességet [1] [5] , ami 60-szor haladja meg a bolygó egyenlítőjén lévő pontok forgási sebességét. Összehasonlításképpen, a Földön a legerősebb szél az egyenlítői pontok forgási sebességének 10-20%-át teszi ki [11] . De ahogy a magasság csökken, a szél sebessége csökken, és a felszín közelében eléri a másodpercenkénti méter nagyságrendű értéket [1] . A pólusok felett anticiklonális struktúrák vannak, úgynevezett poláris örvények. Minden örvénynek van egy kettős szeme és egy jellegzetes S alakú felhőmintázata [12] .
A Földdel ellentétben a Vénusznak nincs mágneses tere , és ionoszférája elválasztja a légkört a világűrtől és a napszéltől . Az ionizált réteg nem engedi át a nap mágneses terét, így a Vénusz különleges mágneses környezetet biztosít. A Vénusz indukált magnetoszférájának tekintik . A könnyű gázokat, beleértve a vízgőzt is, a napszél folyamatosan elfújja a magnetoszféra indukált farkán keresztül [5] . Feltételezik, hogy körülbelül 4 milliárd évvel ezelőtt a Vénusz légköre inkább a Földhöz hasonlított, és folyékony víz volt a felszínen. A visszafordíthatatlan üvegházhatást a felszíni vizek elpárolgása és az ezt követő egyéb üvegházhatású gázok szintjének emelkedése okozhatta [13] [14] .
A bolygó felszínén uralkodó szélsőséges körülmények ellenére 50-65 km-es magasságban a légköri nyomás és hőmérséklet szinte megegyezik a Föld felszínével. Ez teszi a Vénusz felső légkörét leginkább a Földhöz hasonlóvá a Naprendszerben (és még jobban is, mint a Mars felszínén ). A nyomás és a hőmérséklet hasonlósága, valamint az a tény, hogy a Vénuszon az emberi légzési keverék (20,9476% oxigén , 78,084% nitrogén ) felszálló gáz (ahogyan a hélium is felszálló gáz a Földön), a felső légkör a tudósok a feltárás és a gyarmatosítás megfelelő helyszínének javasolták [15] .
A Vénusz légköre szén-dioxidból , kis mennyiségű nitrogénből és még kisebb mennyiségű egyéb anyagból áll. Bár a nitrogén százalékos aránya jóval kevesebb, mint a Föld légkörében (3,5% versus 78,084%), össztömege körülbelül négyszer nagyobb. Ez annak az eredménye, hogy a Vénusz légköre sokkal sűrűbb, mint a Földé [1] [16] .
Vannak más összetevők is a Vénusz légkörében, de nagyon kis mennyiségben. Ezek a kén-dioxid (SO 2 ), a vízgőz (H 2 O), a szén-monoxid (CO), az inert gázok , a hidrogén-klorid (HCl) és a hidrogén-fluorid (HF) [3] [2] [5] . A Vénusz légkörében viszonylag kevés hidrogén található. Valószínűleg nagy mennyiségű hidrogén oszlott szét a térben [17] , a többi pedig meg van kötve, főként kénsav és kénhidrogén összetételében . A bolygó nagy mennyiségű hidrogén elvesztését jelzi, hogy a megmaradt hidrogénben magas a deutérium (ez, mint nehéz izotóp, lassabban veszít el) [5] . A deutérium aránya 0,015-0,025, ami 100-150-szerese a földi 0,00016-os értéknek [2] [18] . A Vénusz légkörének felső rétegeiben ez az arány 1,5-2-szer magasabb, mint a légkör egészében [2] [3] .
A Vénusz légköre több rétegre oszlik. A légkör legsűrűbb része, a troposzféra a bolygó felszínén kezdődik és 65 km-ig terjed. A forró felszín közelében gyenge a szelek [1] , azonban a troposzféra felső részén a hőmérséklet és a nyomás a földi értékekre csökken, a szél sebessége 100 m/s-ra nő [5] [19] .
A Vénusz felszínén a légköri nyomás 92,1-szer nagyobb, mint a Föld felszínén, és megegyezik a mintegy 910 méteres víz alatti mélységben uralkodó nyomással. Emiatt a szén-dioxid valójában már nem gáz, hanem szuperkritikus folyadék . Így a troposzféra alsó 5 km-e félig folyékony-félgáz halmazállapotú óceán. A Vénusz légkörének tömege 4,8⋅10 20 kg, ami a Föld teljes légkörének tömegének 93-szorosa [1] , és megközelítőleg megegyezik a Föld Világóceán tömegének harmadával és a levegő sűrűségével. a felszínen 67 kg/m³ , azaz 6,5% a folyékony víz sűrűségéről a Földön [1] .
A légkörben lévő nagy mennyiségű CO 2 vízgőzzel, kén-dioxiddal és felhőkomponensekkel együtt erős üvegházhatást vált ki . Ez teszi a Vénuszt a Naprendszer legforróbb bolygójává, bár kétszer olyan messze van a Naptól , és négyszer kevesebb energiát kap területegységenként, mint a Merkúr . Felszínének átlagos hőmérséklete 740 K [3] (467 °C). Ez meghaladja az ólom ( 600 K , 327 °C), az ón ( 505 K , 232 °C) és a cink ( 693 K , 420 °C) olvadáspontját. A sűrű troposzféra miatt a nappali és az éjszakai oldal közötti hőmérsékletkülönbség elenyésző, bár a Vénuszon a nappal nagyon hosszú: 116,8-szor hosszabb, mint a Földön [1] .
Magasság (km) |
Pace. (°C) |
Légköri nyomás (× Föld) [20] :3 |
---|---|---|
0 | 462 | 92.10 |
5 | 424 | 66,65 |
tíz | 385 | 47.39 |
tizenöt | 348 | 33.04 |
húsz | 308 | 22.52 |
25 | 266 | 14.93 |
harminc | 224 | 9.851 |
35 | 182 | 5.917 |
40 | 145 | 3.501 |
45 | 112 | 1.979 |
ötven | 77 | 1.066 |
55 | 29 | 0,5314 |
60 | −10 | 0,2357 |
65 | -30 | 0,09765 |
70 | −43 | 0,03690 |
80 | −76 | 0,004760 |
90 | -104 | 0,0003736 |
100 | −98 | 0,00002660 |
A Vénusz troposzférája a bolygó teljes légkörének tömegének 99%-át tartalmazza. A Vénusz légkörének 90%-a a felszíntől 28 km-en belül található. 50 km-es magasságban a légköri nyomás megközelítőleg megegyezik a Föld felszínén uralkodó nyomással [21] . A Vénusz nappali oldalán a felhők elérik a 65 km-t, az éjszakai oldalon pedig a 90 km-t vagy többet [22] .
A tropopauza , a troposzféra és a mezoszféra határa , valamivel 50 km felett található [19] . Ez az a magasság, ahol a feltételek a leginkább hasonlítanak a Föld felszínén uralkodó viszonyokhoz. A Venera-4- től a Venera-14 -ig terjedő szovjet szondák és az amerikai Pioneer-Venera-2 mérései szerint az 52,5-54 km-es területen 293 K (20 °C) és 310 K (37 °C) közötti hőmérséklet van. ), és 49,5 km-es magasságban a nyomás a Földön lévővel azonos lesz a tengerszinten [19] [23] . Ez az optimális terület a kutatóhajók vagy kolóniák számára, ahol a hőmérséklet és a nyomás hasonló lesz a földihez [15] [20] .
ForgalomA Vénusz troposzférájában a keringés nagyjából megfelel az úgynevezett ciklosztróf közelítésnek [5] . Ebben az esetben a légáramlás sebességét a barikus gradiens és a centrifugális erők egyensúlya határozza meg egy szinte szabályos zónás légáramlásban. Összehasonlításképpen a földi légkör keringését a geosztrofikus egyensúly határozza meg [5] . A szélsebesség a Vénuszon közvetlenül csak a felső troposzférában ( tropopauza ) mérhető 60 és 70 km között, ami a felső felhőrétegnek felel meg [24] . A felhőmozgás általában a spektrum ultraibolya részén figyelhető meg , ahol a felhők közötti kontraszt a legnagyobb [24] . A Mariner-10 AMS ultraibolya felvételein a légkör három, az egyenlítő mentén egyenletesen elhelyezkedő V-alakú inhomogenitását észlelték [25] :113 . A szelek lineáris sebessége ezen a magasságon, az 50° alatti szélességi fokon körülbelül 100 ± 10 m/s, és retrográd szelek (valamint a bolygó forgási iránya is) [24] . A szélesség növekedésével a szelek gyorsan gyengülnek, és teljesen eltűnnek a sarkokon. Az ilyen erős szelek a felhők teteje közelében gyorsabban körvonalazzák a bolygót, mint ahogy maga a bolygó forog (ezt a jelenséget nevezik szuper- vagy szuperforgásnak a légkörben) [5] [20] . A Vénuszon a szuperforgás differenciális, vagyis az egyenlítői troposzféra lassabban forog, mint a középső szélességi troposzféra [24] . A szelek erős függőleges gradienssel is rendelkeznek: ahogy csökkennek, sebességük 3 m/s/km sebességgel csökken [5] . A Vénusz felszíne közelében a szél sokkal lassabb, mint a Földön, és csak néhány kilométer per óra (általában kevesebb, mint 2 m/s - átlagosan 0,3-1,0 m/s). A felszín közelében lévő légkör nagy sűrűsége miatt azonban ez elég ahhoz, hogy a víz lassú áramlásához hasonlóan a port és az apró köveket a teljes felületen elhordja [1] [26] .
Feltételezzük, hogy a Vénuszon minden szél végső soron konvekciónak köszönhető [5] . A forró levegő az egyenlítői zónában emelkedik fel, ahol a Nap által a legnagyobb felmelegedés figyelhető meg, és a pólusok felé halad. Az ilyen jelenséget Hadley sejtnek nevezik [5] . A meridionális (észak-déli) légmozgás azonban sokkal lassabb, mint a zónaszél. A Vénusz Hadley-sejtjének határa a ± 60°-os szélességi körök közelében található [5] . Itt a levegő ereszkedni kezd, és a felszín közelében visszatér az Egyenlítőhöz . Ezt a légmozgás hipotézist támasztja alá a szén-monoxid terjedése is , amely szintén a ± 60°-os szélességi körökben koncentrálódik [5] . A 60-70°-os szélességi körben hideg sarki gallérok találhatók [5] [12] . A szomszédos szélességi körök troposzféra felső rétegeinél 30-40 K-vel alacsonyabb hőmérséklet jellemzi őket [12] . Az alacsonyabb hőmérsékletet valószínűleg a bennük felszálló levegő és az adiabatikus lehűlés okozza [12] . Ezt az értelmezést támasztják alá a sűrűbb és magasabb felhők ezeken a területeken. A felhők 70-72 km magasságban vannak, ami 5 km-rel magasabb, mint a sarkokon és az alacsonyabb szélességeken [5] . Kapcsolat lehet a hideggallérok és a nagy sebességű közepes szélességi fúvókák között, amelyekben a szél sebessége eléri a 140 m/s-t. Az ilyen fúvókák a Hadley-keringés természetes következményei, és létezniük kell a Vénuszon az 55-60° szélességi körök között [24] .
A hideg poláris gallérok szabálytalan struktúrákat tartalmaznak, amelyeket poláris örvényeknek neveznek [5] . Ezek óriási hurrikánok , hasonlóak a szárazföldi viharokhoz, de négyszer nagyobbak. Minden örvénynek két " szeme " van - forgási központja, amelyeket különálló S-alakú felhőszerkezet köt össze. Az ilyen kettős szemszerkezeteket poláris dipólusoknak is nevezik [12] . Az örvények körülbelül 3 napos periódussal forognak a légkör általános szuperforgásának irányába [12] . Külső határaik közelében a lineáris szélsebesség eléri a 35-50 m/s-ot, és a központokban nullára csökken [12] . A poláris örvények felső felhőiben a hőmérséklet sokkal magasabb, mint a közeli sarki gallérokban, és eléri a 250 K-t (−23 °C) [12] . A poláris örvények általánosan elfogadott magyarázata az, hogy anticiklonokról van szó , amelyek középpontjában lefelé haladnak , hideg poláris örvényekben pedig felfelé áramlanak [5] . Ez a fajta keringés a téli sarki csúcsokra emlékeztet a Földön, különösen az Antarktisz felett . A megfigyelések azt mutatják, hogy a pólusok közelében megfigyelt anticiklon körforgás 50 km magasságig, azaz a felhők tövéig hatolhat [12] . A poláris felső troposzféra és mezoszféra rendkívül dinamikus – nagy fényes felhők órákon belül megjelenhetnek és eltűnhetnek. Az egyik ilyen eseményt a Venus Express szonda figyelte meg 2007. január 9. és 13. között, amikor a déli sarkvidék 30%-kal világosabb lett [24] . Ezt az eseményt valószínűleg a kén-dioxid mezoszférába való felszabadulása okozta , amely aztán lecsapódott, és fényes köd keletkezett [24] .
A Vénusz első örvényét az északi póluson a Pioneer Venera 1 űrszonda észlelte 1978-ban [27] . Hasonló, kettős szemű örvényt fedezett fel a déli póluson 2006-ban a Venera Express szonda [ 12 ] [28] .
A Vénusz mezoszférája 65 és 120 km közötti magasságban található. Ezután kezdődik a termoszféra , amely 220-350 km magasságban eléri a légkör felső határát ( exoszférát ) [19] .
A Vénusz mezoszférája két szintre osztható: alsó (62-73 km) és felső (73-95 km) szintre [ 19 ] . Az első rétegben a hőmérséklet szinte állandó, 230 K (−43 °C). Ez a szint egybeesik a felhők felső határával. A második szinten a hőmérséklet csökkenni kezd, 95 km-es magasságban 165 K-re (−108 °C) esik le. Ez a Vénusz légkörének nappali oldalán a leghidegebb hely [2] . Ezután kezdődik a mezopauza [19] , amely a mezoszféra és a termoszféra határvonala, és 95 és 120 km között helyezkedik el. A mezopauza nappali oldalán a hőmérséklet 300-400 K-re (27-127°C) emelkedik, a termoszférában uralkodó értékek [2] . Ezzel szemben a termoszféra éjszakai oldala a Vénusz leghidegebb helye, 100 K (−173 °C) hőmérsékleten. Néha krioszférának is nevezik [2] . 2015-ben a tudósok a Venera Express szondával termikus anomáliát rögzítettek a 90-100 kilométeres magassági tartományban - az átlaghőmérséklet itt 20-40 kelvinnel magasabb , és 220-224 kelvinnek felel meg. [29][ pontosítás ]
A Vénusz felső mezoszférájának és termoszférájának keringése nagyon eltér az alsó légkör keringésétől [2] . 90-150 km magasságban a Vénusz levegője a nappalról a bolygó éjszakai oldalára mozog, a megvilágított félteke felett felfelé, az éjszakai oldalon lefelé haladva . Az éjszakai félteke feletti lefelé áramlás adiabatikus légmelegítést okoz , ami 90–120 km magasságban meleg réteget hoz létre ezen a féltekén [2] , amelynek hőmérséklete körülbelül 230 K (−43 °C), ami jóval magasabb, mint az átlagos hőmérséklet. a termoszféra éjszakai részében rögzítették – 100 K (−173 °C) [2] . A nappali levegő oxigénatomokat is hordoz, amelyek rekombináció után gerjesztett molekulákat képeznek hosszú életű szingulett állapotban ( 1 Δ g ), amelyek aztán visszatérnek eredeti állapotukba, és 1,27 mikron hullámhosszúságú infravörös sugárzást bocsátanak ki. Ez a sugárzás 90-100 km magasságban gyakran megfigyelhető a Földről és az űrhajókról [30] . A Vénusz felső mezoszférájának éjszakai oldala és termoszférája szintén a CO 2 és NO molekulák infravörös emissziójának forrása , ami nem felel meg a helyi termodinamikai egyensúlynak , és felelős a termoszféra éjszakai oldalának alacsony hőmérsékletéért [30] .
A Venus Express szonda csillagfogyatkozásokat használva kimutatta, hogy a légköri köd sokkal magasabbra nyúlik az éjszakai oldalon, mint a nappali oldalon. A nappali oldalon a felhőréteg 20 km vastag és körülbelül 65 km-ig terjed, míg az éjszakai oldalon a felhőréteg sűrű köd formájában eléri a 90 km magasságot és behatol a mezoszférába és még magasabbra ( 105 km), már átlátszó ködként [22] .
A Vénusz megnyúlt ionoszférával rendelkezik, amely 120-300 km magasságban található, és majdnem egybeesik a termoszférával [19] . Magas szintű ionizáció csak a bolygó nappali oldalán marad fenn. Az éjszakai oldalon az elektronkoncentráció közel nulla [19] . A Vénusz ionoszférája három rétegből áll: 120-130 km, 140-160 km és 200-250 km [19] . A 180 km-es körzetben további réteg is lehet. A maximális elektronsűrűséget (az egységnyi térfogatra jutó elektronok száma) 3⋅10 11 m −3 a második rétegben érjük el a nap alatti pont közelében [19] . Az ionoszféra felső határa, az ionopausa 220-375 km magasságban található [31] [32] . Az első és második réteg fő ionjai O 2 + ionok , míg a harmadik réteg O ionokból áll+ [19] . A megfigyelések szerint az ionoszférikus plazma mozgásban van, a nappali oldalon a szoláris fotoionizáció, az éjszakai oldalon pedig az ionrekombináció az a folyamat, amely elsősorban a plazma megfigyelt sebességre való felgyorsításáért felelős. A plazmaáramlás látszólag elegendő az éjszakai oldalon megfigyelt ionkoncentráció fenntartásához [33] .
A Venus Express orbitális szonda fedélzetén működő ultraibolya spektrométer adatainak köszönhetően a csillagászok ózonréteget fedeztek fel a felső felhőrétegben a bolygó mérsékelt és sarki régiói felett 70 km-es magasságban (a szélesség 50°-tól és fent) [34] [35] .
A Vénusznak nincs mágneses tere [31] [32] . Hiányának oka nem világos, de valószínűleg a bolygó lassú forgásával vagy a köpeny konvekciójának hiányával hozható összefüggésbe . A Vénusznak csak egy indukált magnetoszférája van , amelyet ionizált napszél -részecskék alkotnak [31] . Ez a folyamat egy akadály - jelen esetben a Vénusz - körül áramló erővonalakként ábrázolható. A Vénusz indukált magnetoszférájának lökéshulláma, magnetoszférája, magnetopauzája és magnetoszférikus farka van áramlappal [31] [32] .
A nap alatti pontban a lökéshullám 1900 km magasságban van (0,3 R v , ahol R v a Vénusz sugara). Ezt a távolságot 2007-ben mérték a naptevékenység minimumának közelében [32] . A maximum közelében ez a magasság akár többszöröse is lehet [31] . A magnetopauza 300 km-es magasságban található [32] . Az ionoszféra felső határa ( ionopauza ) közel 250 km-re található. A magnetopauza és az ionopauza között van egy mágneses gát - a mágneses mező helyi erősödése, amely nem engedi, hogy a napplazma mélyen behatoljon a Vénusz légkörébe, legalábbis a naptevékenység minimumának közelében . A mágneses tér értéke a gátban eléri a 40 nT -t [32] . A magnetoszféra farka a bolygó tíz sugaráig terjed. Ez a vénuszi magnetoszféra legaktívabb része - itt megy végbe a térvonalak visszakapcsolása és a részecskegyorsulás. Az elektronok és az ionok energiája a mágnesfarokban körülbelül 100 eV , illetve 1000 eV [36] .
A Vénusz saját mágneses mezejének hiánya miatt a napszél mélyen behatol az exoszférájába, ami ezt követően jelentős vízveszteséghez vezet a légkörből [37] . A veszteségek főként a mágnesfarok révén jelentkeznek. Jelenleg a légkört elhagyó ionok fő típusai az O + , H + és He + . A hidrogénionok oxigénhez viszonyított aránya körülbelül 2 (azaz majdnem sztöchiometrikus ), azaz folyamatos vízveszteséget jelez [36] .
A Vénusz felhői meglehetősen sűrűek, kén-dioxidból és kénsavcseppekből állnak [38] . A beeső napfény mintegy 75%-át visszaverik [39] , és elrejtik a bolygó felszínét, megakadályozva annak megfigyelését [1] . A felhők nagy reflexiós képessége miatt egy napelemes szonda a róluk visszaverődő fényt is felhasználhatná, és így minden irányból megvilágítást kaphatna. Ez nagyban leegyszerűsítheti a napelemek tervezését és használatát [40] .
A felhőtakaró vastagsága olyan, hogy a napfénynek csak elenyésző része éri el a felszínt, és míg a Nap a zenitjén van, a megvilágítási szint mindössze 1000-3000 lux [41] . Összehasonlításképpen a Földön felhős napon a megvilágítás 1000 lux, tiszta napsütéses napon pedig árnyékban - 10-25 ezer lux [42] . Ezért a Vénusz felszínén a napenergiát szondák aligha tudják hasznosítani. A felület páratartalma kevesebb, mint 0,1% [43] . A felhők nagy sűrűsége és visszaverő képessége miatt a bolygó által kapott teljes napenergia kevesebb, mint a Földé.
A kénsav a légkör felső rétegeiben képződik a Nap szén-dioxidra , kén-dioxidra és vízgőzre gyakorolt fotokémiai hatására. Az ultraibolya fény 169 nm-nél kisebb hullámhosszú fotonjai a szén-dioxidot szén-monoxiddá és atomi oxigénné fotodisszociálhatják. Az atomi oxigén nagyon reakcióképes, és amikor a Vénusz atmoszférájának egyik mikrokomponensével, a kén-dioxiddal reagál, kén- dioxid képződik , amely a légkör másik mikrokomponensével, a vízgőzzel kapcsolódhat. Ezek a reakciók kénsavat termelnek :
CO2 → CO + O _ SO 2 + O → SO 3 SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4A Vénusz savas esője soha nem éri el a bolygó felszínét, hanem elpárolog a hőtől, és kialakul a virga [44] néven ismert jelenség . Feltételezik, hogy a kén vulkáni tevékenység eredményeként került a légkörbe , és a magas hőmérséklet megakadályozta, hogy a kén szilárd vegyületekké kötődjön a felszínen, akárcsak a Földön [21] .
A Vénusz felhői ugyanúgy képesek villámlást kelteni, mint a földi felhők [45] . Az optikai tartományban feltehetően villámlást jelentő felvillanásokat a Venera-9 és -10 állomások, valamint a Vega-1 és -2 ballonszondák rögzítették ; Az elektromágneses tér és a rádióimpulzusok anomális, szintén valószínűleg villámcsapás által okozott felerősítését a Pioneer-Venus AIS, valamint a Venera-11 és -12 leszállóegységek észlelték [ 25] :176, 219 . 2006-ban pedig a Venera Express készülék helikonokat fedezett fel a Vénusz légkörében , amelyeket villámlás eredményeként értelmeztek. Kitöréseik szabálytalansága az időjárási tevékenység természetére emlékeztet. A villámlás intenzitása legalább a fele a földinek [45] . A Vénusz villáma abból a szempontból figyelemre méltó, hogy a Jupiter, a Szaturnusz és (a legtöbb esetben) a Föld villámaival ellentétben nem vízfelhőkhöz kapcsolódnak. Kénsavfelhőkben keletkeznek [46] .
2009-ben egy amatőr csillagász fényes foltot vett észre a légkörben, amelyet ezt követően a Venera Express űrszonda fényképezett le. Megjelenésének okai ismeretlenek; talán a vulkánok tevékenységéhez kapcsolódnak [47] .
A bolygó felszínén uralkodó zord körülmények miatt a Vénuszon élet létezése valószínűtlennek tűnik. De a Földön vannak olyan organizmusok, amelyek szélsőséges körülmények között élnek ( extremofilek ), ami azt jelzi, hogy ilyen szervezetek élnek a Naprendszer második bolygóján . A termofilek és a hipertermofilek a víz forráspontjához közelítő hőmérsékleten fejlődnek, az acidofilek 3-as vagy annál alacsonyabb pH -értéken élnek , a poliextremofilek különféle kedvezőtlen körülményeknek is ellenállnak. Rajtuk kívül sok más típusú extremofil is jelen van a Földön [48] .
Élet azonban létezhet olyan helyeken is, ahol kevésbé szélsőséges körülmények vannak, mint a felszínen, például felhőkben. Van egy feltételezés az életformák jelenlétéről, hasonlóan a Föld felhőiben található baktériumokhoz [49] . A sűrű, felhős atmoszférában élő mikrobákat a levegőben lévő kénvegyületek védhetik a napsugárzástól [48] .
A Venera, Pioneer-Venus és Magellan szondák adatainak elemzése eredményeként a hidrogén -szulfid (H 2 S) és a kén-dioxid (SO 2 ), valamint a karbonil-szulfid (O=C=S ). Az első két gáz reagál egymással, ami azt jelenti, hogy állandó forrásnak kell lennie ezeknek a gázoknak. Ezenkívül a karbonil-szulfid figyelemre méltó, hogy nehéz csak szervetlen módon reprodukálni. Hatékony katalizátoroknak köszönhető , amelyek nagy mennyiségű, különböző kémiai összetételű anyagot igényelnek. A Földön az ilyen katalizátorok a mikroorganizmusok [50] . Emellett gyakran figyelmen kívül hagyják azt a tényt, hogy a Venera-12 leszállóegység klór jelenlétét észlelte 45-60 km-es magasságban [25] :80 , míg a Vega-1 és -2 ballonszondák ezt erősítették meg [25] : 219 [ 51][ pontosítás ] . Felmerült, hogy a mikroorganizmusok ezen a szinten képesek elnyelni a Nap ultraibolya fényét, energiaforrásként használva azt. Ez magyarázhatja a bolygó ultraibolya képén látható sötét foltokat [52] . Nagy, nem gömb alakú részecskéket is találtak a Vénusz felhőiben. Összetételük máig ismeretlen [48] .
A felhőszerkezetre és a felszíni geológiára vonatkozó adatok , valamint az az elméleti megállapítás, miszerint a Nap fényessége 25%-kal nőtt az elmúlt 3,8 milliárd év során [53] , azt mutatják, hogy 4 milliárd évvel ezelőtt a Vénusz légköre inkább a Földhöz hasonlított. A bolygó felszíne folyékony víz volt. A megállíthatatlan üvegházhatást a felszíni vizek elpárolgása és az ezzel járó üvegházhatású gázok emelkedése okozhatta . Ezért a Vénusz légköre a Föld éghajlatváltozási problémáival foglalkozó tudósok kiemelt figyelmének tárgya [13] .
A Vénusz felszínén nincsenek olyan részletek, amelyek a múltban víz jelenlétére utalnának. De a bolygó modern felszínének kora nem haladja meg a 600-700 millió évet, és nem mond semmit az ősi időkről. Ráadásul nincs okunk azt hinni, hogy a Vénuszt ne érintették volna azok a folyamatok, amelyek a Földet vízzel látták el (a víz tartalmazhatja a bolygókat alkotó anyagot és (vagy) üstökösöket hozhatott . Általános becslések szerint a víz körülbelül 600 millió évig létezhet a felszínen a párolgás előtt, de egyes tudósok, például David Grinspoon asztrobiológus úgy vélik, hogy ez az idő akár 2 milliárd évig is eltarthat [54] .
1761. június 6-án, amikor a Vénusz áthaladt a Napkorongon, Mihail Lomonoszov orosz tudós felhívta a figyelmet arra a tényre, hogy amikor a Vénusz érintkezésbe került a Napkoronggal, „a hajszál vékony fénye” jelent meg. a bolygó körül. A Vénusz napkorongról való leereszkedése során a bolygó Napon kívüli része körül világos glória - "pattanás" volt megfigyelhető. MV Lomonoszov helyes tudományos magyarázatot adott erre a jelenségre, úgy vélte, hogy ez a Vénusz légkörében lévő napsugarak törésének eredménye [55] [56] .
Rupert Wildt 1940-ben kiszámította, hogy a Vénusz légkörében lévő CO 2 mennyisége elegendő ahhoz, hogy a felszíni hőmérsékletet a víz forráspontja fölé emelje [57] . Ezt a feltevést megerősítette a Mariner 2 szonda , amely 1962-ben radiometrikus hőmérsékletméréseket végzett. És 1967-ben a szovjet " Vénusz-4 " eszköz megerősítette, hogy a légkör főként szén-dioxidból áll [57] .
A Vénusz felső légkörét a Földről azokban a ritka esetekben lehet felfedezni, amikor a bolygó áthalad a Nap korongján. Az utolsó ilyen eseményre 2012-ben került sor. Kvantitatív spektroszkópia segítségével a tudósok elemezni tudták a bolygó légkörén áthaladó napfényt, hogy kimutathassák a benne lévő vegyi anyagokat. Ezt a módszert alkalmazzák az exobolygókra is ; az első eredményeket 2001-ben adta [58] . A 2004-es áthaladás lehetővé tette a csillagászok számára, hogy sok olyan adatot gyűjtsenek, amelyek nemcsak a Vénusz felső légkörének összetételének meghatározásához, hanem az exobolygók kutatásában használt módszerek javításához is hasznosak voltak. Az elsősorban szén-dioxidból álló atmoszféra elnyeli a közeli infravörös sugárzást , láthatóvá téve ezzel a módszerrel. A 2004-es év elteltével a napsugárzás abszorpciójának mérései kimutatták a gázok tulajdonságait ezen a magasságon. A spektrumvonalak Doppler-eltolása lehetővé tette a szelek jellemzőinek mérését [59] .
A Vénusz áthaladása a Nap korongján rendkívül ritka esemény. Utoljára 2012-ben, előtte - 2004-ben és 1882-ben, legközelebb pedig csak 2117-ben [59] .
2006 és 2014 között a bolygót a Venera-Express orbiter kutatta infravörös spektroszkópia segítségével az 1-5 µm-es spektrális tartományban [5] . 2010 májusában felbocsátották a Japán Repülési Ügynökség Akatsuki szondáját , amelynek célja a bolygó két éven keresztüli tanulmányozása, beleértve a légkör szerkezetének és tevékenységének tanulmányozását. A Vénusz körüli pályára állás a megbeszélt időpontban (2010 decemberében) kudarccal végződött, de ez 5 év után megtörtént.
A New Frontiers program részeként javasolt Venus In-Situ Explorer szonda várhatóan keringő, léggömb és leszállóegység segítségével fedezi fel a Vénuszt. A szonda által gyűjtött adatok betekintést nyújthatnak a bolygón zajló folyamatokba, amelyek klímaváltozáshoz vezettek, valamint felkészülhetnek a következő küldetésre, hogy mintát hozzanak a bolygóról [60] .
Egy másik küldetést, a "Venus Mobile Explorer"-t a Venus Exploration Analysis Group (VEXAG) javasolta az összetétel tanulmányozására, valamint a felszín és a légkör izotópelemzésére . Az indulás dátuma még nincs meghatározva [61] .
A Szövetségi Űrprogram részeként Oroszország 2029-ben vagy 2031 -ben tervezi a Venera-D űrszondát a Vénuszra indítani [62] , amelynek feladatai közé tartozik a légkör vizsgálata is. Különösen olyan tanulmányok elvégzését tervezik, amelyek meghatározzák:
Amikor a Vénusz felszínén nagyon kedvezőtlennek találták a körülményeket, a tudósok figyelmüket más célpontokra, például a Marsra fordították . Ennek ellenére sok küldetést küldtek a Vénuszra, és ezek egy része a kevéssé tanulmányozott felső légkört célozta meg. A szovjet Vega program keretében 1985-ben két ballonszondát dobtak le, amelyek 46 óra 30 percig sodródtak a Vénusz légkörében, és a rájuk telepített tudományos műszerek továbbították az összegyűjtött információkat a Földre. Akkumulátorral működtek, és leálltak, amikor az elemek lemerültek [64] . Azóta a felső légkör vizsgálatát nem végezték el. 2002-ben a NASA alvállalkozója, a Global Aerospace olyan hőlégballont javasolt, amely több száz földi napig maradhat a felső légkörben [65] .
Hőlégballon helyett napenergiával működő repülőgépet javasolt Jeffrey A. Landis [20] , és ez az ötlet a 2000-es évek eleje óta szórványosan megjelent a szakirodalomban. A Vénusz albedója magas , és a napfény nagy részét visszaveri, ami miatt a felület megvilágítása alacsony. De 60 km-es magasságban a felhőkről visszaverődő (alulról jövő) fény intenzitása csak 10%-kal kisebb, mint a közvetlenül a Napból érkező fény intenzitása. Így a jármű tetején és alján lévő napelemek közel azonos hatékonysággal használhatók [40] . Ez a körülmény, valamint a napenergia kimeríthetetlensége, a valamivel kisebb gravitáció , a magas légnyomás és a bolygó lassú forgása alkalmassá teszi a légkör ezen rétegét egy kutatóberendezés elhelyezésére. A javasolt repülőgép olyan magasságban teljesítene a legjobban, ahol a napfény, a légnyomás és a szél sebessége lehetővé tenné, hogy folyamatosan a levegőben maradjon, néha néhány órán keresztül kis mértékben csökken. Mivel ezen a magasságon a felhőkben lévő kénsav nem jelent veszélyt a védett járművekre, ez az úgynevezett "napelemes repülőgép" korlátlanul mérhet 45 és 60 km közötti távolságot, amíg az előre nem látható problémák ki nem teszik a működését. Landis azt is javasolta, hogy a bolygó felszínét a Spirithez és az Opportunityhoz hasonló roverekkel fedezzék fel , de azzal a különbséggel, hogy a Vénusz-járókat a járművön a légkörben elhelyezett számítógépek irányítanák [66] .
![]() |
---|
Vénusz | ||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Földrajz |
| ![]() | ||||||||
Tanulmány | ||||||||||
Egyéb | ||||||||||
A mitológiában | ||||||||||
A kultúrában |
| |||||||||
|
Naprendszer | |
---|---|
![]() | |
Központi csillag és bolygók | |
törpebolygók | Ceres Plútó Haumea Makemake Eris Jelöltek Sedna Orc Quaoar Gun-gun 2002 MS 4 |
Nagy műholdak | |
Műholdak / gyűrűk | Föld / ∅ Mars Jupiter / ∅ Szaturnusz / ∅ Uránusz / ∅ Neptunusz / ∅ Plútó / ∅ Haumea Makemake Eris Jelöltek kardszárnyú delfin quawara |
Elsőként felfedezett aszteroidák | |
Kis testek | |
mesterséges tárgyak | |
Hipotetikus tárgyak |
|
atmoszférák | |
---|---|
A csillagok atmoszférája | Nap |
bolygó légkörei | |
A műholdak atmoszférája | |
törpebolygók | |
exobolygók | |
Lásd még |