Son bulgular Venüs Express görevi, Venüs’ün atmosferinde beklenmedik su molekülü yoğunlukları ortaya çıkardı ve bunun bir zamanlar Dünya’dakine benzer hacimlerde su barındırdığını düşündürdü.
Çalışma, güneş radyasyonunun HDO/H’yi nasıl artırdığını araştırıyor2O oranı, Venüs’ün iklimsel geçmişi ve gezegensel yaşanabilirlik üzerindeki etkileri hakkında bilgi sağlıyor.
Venüs’te Su Varyantlarının Keşfi
Avrupa Uzay Ajansı’nın (ESA) Venüs Ekspres uzay aracı üzerindeki Güneş Örtülmesi Kızılötesi (SOIR) cihazıyla yapılan gözlemler sayesinde araştırmacılar, iki su molekülü varyantının bolluğunda beklenmedik bir artış keşfettiler – H2O ve HDO – ve HDO/H oranları2Venüs’ün mezosferindeki O. Bu fenomen, Venüs’ün su geçmişi ve geçmişte yaşanabilir olma potansiyeli hakkındaki anlayışımızı zorluyor.
Venüs: Dünya’nın İkizi ve Farklı Bir Görünüm
Şu anda Venüs kuru, düşmanca bir gezegendir. Venüs’ün basıncı Dünya’dan neredeyse 100 kat daha yüksektir ve sıcaklıkları 460°C (860°F) civarındadır. Kalın sülfürik bulutlarla kaplı atmosferi asit ve su damlacıkları, aşırı kurudur. Suyun çoğu bu bulut katmanlarının altında ve içinde bulunur. Ancak, Venüs bir zamanlar Dünya kadar su desteklemiş olabilir.
Tohoku Üniversitesi’nde araştırmacı olan Hiroki Karyu, “Venüs benzer boyutları nedeniyle genellikle Dünya’nın ikizi olarak adlandırılır,” diyor, “İki gezegen arasındaki benzerliklere rağmen, farklı şekilde evrimleşmiştir. Dünya’nın aksine, Venüs’ün aşırı yüzey koşulları vardır.”
Venüs’ün Suyla Dolu Geçmişinin Çözülmesi
H’nin bolluğunun araştırılması2O ve onun döteryumlanmış karşılığı HDO (izotopologlar) Venüs’ün su geçmişine dair içgörüler sunar. Venüs ve Dünya’nın başlangıçta benzer bir HDO/H’ye sahip olduğu genel olarak kabul edilir.2O oranı. Ancak Venüs’ün büyük atmosferinde (70 km’nin altında) gözlemlenen oran 120 kat daha yüksektir ve bu da zaman içinde önemli döteryum zenginleşmesinin göstergesidir.
Bu zenginleşme, esas olarak güneş radyasyonunun üst atmosferdeki su izotopologlarını parçalayarak hidrojen (H) ve döteryum (D) atomları üretmesinden kaynaklanır. H atomları daha düşük kütleleri nedeniyle uzaya daha kolay kaçtığından, HDO/H2O oranı giderek artar.
Venüs Atmosferindeki Su Değişiminin Mekanizmaları
Uzaya ne kadar H ve D kaçtığını anlamak için, güneş ışığının onları parçalayabileceği yüksekliklerde su izotopolog miktarlarını ölçmek çok önemlidir; bu, ~70 km’den daha yüksek irtifalarda bulutların üzerinde gerçekleşir. Çalışma iki şaşırtıcı sonuç buldu: H konsantrasyonları2O ve HDO, 70 ila 110 km arasındaki irtifayla artar ve HDO/H2Bu aralıkta O oranı önemli ölçüde artarak Dünya okyanuslarındaki seviyenin 1500 katından fazla seviyelere ulaşır.
Bu bulguları açıklamak için önerilen bir mekanizma, hidratlı sülfürik asidin (H2BU YÜZDEN4) aerosoller. Bu aerosoller, sıcaklıkların kükürtlü su çiğ noktasının altına düştüğü bulutların hemen üstünde oluşur ve bu da döteryumla zenginleştirilmiş aerosollerin oluşumuna yol açar. Bu parçacıklar daha yüksek irtifalara yükselir ve burada artan sıcaklıklar buharlaşmalarına neden olur ve H’ye kıyasla daha önemli bir HDO fraksiyonu açığa çıkarır.2O. Buhar daha sonra aşağıya doğru taşınır ve döngü yeniden başlar.
Gezegensel Yaşanabilirlik İçin Sonuçlar
Çalışma iki önemli noktayı vurgular. Birincisi, rakımdaki değişimler D ve H rezervuarlarının yerini belirlemede önemli bir rol oynar. İkincisi, artan HDO/H2O oranı nihayetinde döteryum salınımını artırarak D/H oranının uzun vadeli evrimini etkiler.
Bu bulgular, D/H evrimi hakkında doğru tahminlerde bulunmak için yükseklik bağımlı süreçlerin modellere dahil edilmesini teşvik ediyor. Venüs’ün yaşanabilirliğinin ve su geçmişinin evrimini anlamak, bir gezegenin yaşanabilir hale gelmesini sağlayan faktörleri anlamamıza yardımcı olacak, böylece Dünya’nın ikizinin ayak izlerini takip etmesine izin vermemeyi nasıl bileceğiz.
Bu sonuçlar şu şekilde yayınlandı: Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri 12 Ağustos 2024’te.
Referans: “Venüs mezosferinde döteryumun hidrojene oranının beklenmedik artışı” Arnaud Mahieux, Sébastien Viscardy, Roger Vincent Yelle, Hiroki Karyu, Sarah Chamberlain, Séverine Robert, Arianna Piccialli, Loïc Trompet, Justin Tyler Erwin, Soma Ubukata, Hiromu Nakagawa, Shungo Koyama, Romain Maggiolo, Nuno Pereira, Gaël Cessateur, Yannick Willame ve Ann Carine Vandaele, 12 Ağustos 2024, Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri.
DOI: 10.1073/pnas.2401638121