Wenus może być jednym z najjaśniejszych i najpiękniejszych obiektów na naszym nocnym niebie, ale nie daj się zwieść.

Nasza sąsiednia planeta jest bardzo niegościnna dla życia, jakie znamy – to toksyczny, palący świat, po którym ludzie nigdy nie będą mogli stąpać.

Jednak pomimo różnic w zamieszkiwaniu, Wenus ma pewne uderzające podobieństwa z Ziemią. Obie planety mają mniej więcej ten sam rozmiar, masę i gęstość oraz mają bardzo podobny skład. Rodzi to pytanie: czy Wenus mogła kiedykolwiek nadawać się do zamieszkania?

Nowe badanie wykazało, że jeśli Wenus kiedykolwiek miała warunki nadające się do zamieszkania i wodę w stanie ciekłym na jej powierzchni, było to dawno temu i trwało to tylko krótko, zanim planeta przekształciła się w spieczony, suchy świat, jakim jest dzisiaj.

Planetolodzy Alexandra Warren i Edwin Kite z University of Chicago modelowali historię atmosfery Wenus, aby określić tempo i mechanizmy utraty tlenu – co z kolei ujawniło, że jeśli planeta kiedykolwiek miała wodę w stanie ciekłym (w co niektórzy naukowcy wątpią), to było ponad 3 miliardy lat temu.

Oto, jak teraz wygląda Wenus. Jest bardzo suchy i ma bardzo mało tlenu. Jego atmosfera składa się w 96 procentach z dwutlenku węgla iw 3 procentach z azotu oraz śladowych ilości innych gazów, takich jak dwutlenek siarki.

Jego atmosfera jest niezwykle gęsta, z ciśnieniem ponad 90 razy większym od ziemskiego, niszczona przez silne wiatry i deszcz kwasu siarkowego.

A ponieważ jego atmosfera jest tak gęsta, ciepło nie może uciec. Wenus ma najwyższą temperaturę powierzchni ze wszystkich planet Układu Słonecznego, średnio 464 stopni Celsjusza (867 stopni Fahrenheita).

Wcześniej w historii Układu Słonecznego, kiedy Słońce było mniej potężne, Wenus mogła być bardziej umiarkowana, z jeziorami i oceanami płynnej wody.

Planetolodzy chcą wiedzieć, jak i dlaczego Wenus znalazła się w takim stanie, w jakim jest teraz; ponieważ Wenus jest tak podobna do Ziemi – z niektórymi modelami klimatycznymi sugerującymi, że Wenus mogła mieć wodę zaledwie mniej niż miliard lat temu – opracowanie jej historii może pomóc nam dowiedzieć się, jakie jest prawdopodobieństwo, że nasza rodzima planeta podąża tą samą drogą.

Brak tlenu w atmosferze Wenus jest zagadką. Gdyby planeta kiedykolwiek miała ciekły ocean, woda wyparowałaby do atmosfery, gdy Wenus się rozgrzała, rozpadając się na wodór i tlen poprzez fotodysocjację, reakcję chemiczną wywołaną przez światło słoneczne.

Wodór wyciekłby w kosmos, ale tlen powinien pozostać.

Warren i Kite chcieli wiedzieć, gdzie mógł się podział ten tlen, więc skonstruowali model oparty na nadającej się do zamieszkania Wenus. Umieścili oceany wodne na powierzchni Wenus, dodali mechanizmy, które mogły przyczynić się do utraty tlenu i poprawili parametry, takie jak ilość wody i ramy czasowe, w których mogła być obecna.

Pozwolili modelowi działać 94 080 razy, uznając go za udany, jeśli poziomy ditlenku, wody i tlenku węgla pod koniec cyklu mieściły się w górnych granicach dla tych gazów w dzisiejszej atmosferze Wenus.

Ostatecznie tylko niewielki procent przebiegów modeli zakończył się sukcesem i pokazał kilka interesujących trendów.

Jedną z możliwości jest to, że tlen z Wenus został związany z węglem emitowanym przez wulkany, tworząc dwutlenek węgla, ale wydawało się to mało prawdopodobne.

Raczej wydawało się, że tlen najprawdopodobniej spotka jeden z dwóch losów: wyciek w kosmos lub zostanie zamaskowany w utleniającej się magmie, takiej jak bazalt, na powierzchni planety. A oceany musiały wyschnąć nie później niż 3 miliardy lat temu.

Ale wielkość aktywności wulkanicznej Wenus w przeszłości może być ograniczona przez ilość radioaktywnego argonu wciąż obecnego w atmosferze planety. Ustalając, jak aktywny był wulkanizm Wenus w przeszłości, naukowcy byli w stanie oszacować, ile wody mogła mieć planeta.

Odpowiedź brzmi niewiele. Oceany Wenus mogły mieć głębokość nie większą niż 300 metrów (984 stóp). To mniej niż 10 procent średniej głębokości oceanu na Ziemi wynoszącej 3688 metrów.

Tak więc wyniki godzą brak tlenu w obecnej atmosferze Wenus z potencjalnymi wczesnymi warunkami nadającymi się do zamieszkania, ale luka, jak twierdzą naukowcy, jest wąska.

Ta luka staje się jeszcze węższa, gdy weźmie się pod uwagę zapis argonu. Mniej niż 0,4 procent przebiegów zakończyło się sukcesem, biorąc pod uwagę cały zakres obecnej atmosfery Wenus.

Przyszłe misje mogłyby spróbować zmierzyć skład powierzchni Wenus, aby pomóc ustalić, czy planeta rzeczywiście wpadła w tę bardzo wąską lukę.

Badania zostały opublikowane w Obrady Narodowej Akademii Nauk.