לנוגה יש אקלים שהשתנה לאורך זמן עקב יחסי הגומלין בין פעילות טקטונית בפנים כוכב הלכת שלו לבין שינויים אטמוספריים. הוא קרוב יותר לשמש מאשר לכדור הארץ, וכתוצאה מכך טמפרטורות גבוהות בהרבה.
כדור הארץ ונוגה היו כמעט באותו גודל והרכב , אך מסלולי האבולוציה שלהם נפרדו, וכתוצאה מכך נוצרו שני כוכבי לכת שונים לחלוטין. האם נוגה חוותה שינויי אקלים ? שאלה זו גם מעוררת אותנו לשקול את שינויי האקלים על פני כדור הארץ.
ונוס, גיהנום הפלנטה
טמפרטורת פני השטח של נוגה היא כ-460 מעלות צלזיוס, בהשוואה לממוצע שלנו של 15-17 מעלות צלזיוס על פני כדור הארץ . טמפרטורה זו כה גבוהה עד שהיא גורמת לסלעים לזהור לעין בלתי מזוינת. כוכב הלכת נשלט על ידי אפקט חממה קטלני, המתקיים על ידי אטמוספרה שמרכיבה העיקרי הוא פחמן דו-חמצני. כמו כן, אין מים נוזליים על פני כדור הארץ; ברור שהם יתאדו מכיוון שנקודת הרתיחה של מים היא 100 מעלות צלזיוס.
בנוסף לאמור לעיל, תנאי כדור הארץ יוצרים לחץ אטמוספרי כמעט כפול מזה של כדור הארץ. ענני כדור הארץ, במקום להיות מורכבים מאדי מים, מורכבים מחומצה גופרתית.
עד לאחרונה, מעט היה ידוע על התפתחותה של נוגה משום שענני חומצה גופרתית שלה הסתירו תהליכים יבשתיים כמו געשיות וטקטוניות. עם זאת, במהלך 56 השנים האחרונות, הודות ל-22 חלליות שצילמו, חקרו, ניתחו ונחתו על נוגה, למדנו הרבה יותר עליה. חלליות אלו היו קריטיות בהבנת שינויי האקלים על נוגה.
תצלומי הגשושית מגלים כי נוגה הוא כוכב לכת שחווה התפרצויות געשיות אדירות, וכי התפרצויות אלו כמעט בוודאות עדיין פעילות. תגליות אלו מובילות אותנו לשקול עד כמה ייחודי האקלים של כדור הארץ, שכן אנו יכולים לשאול את עצמנו מדוע, אם כוחות דומים מאוד פעלו בהיווצרות שני כוכבי הלכת, כדור הארץ חווה השפעות שונות לחלוטין ומסלול אבולוציוני שונה לחלוטין מהשני.
מדענים מייחסים את האבולוציה השונה הזו למיקומנו המועדף במערכת השמש ולמיקומנו ביחס לשמש. איזו תועלת נוכל להפיק מהכרת האבולוציה האקלימית של כוכבי לכת אחרים אם איננו חיים עליהם? התשובה פשוטה: עם הגידול בכמות הפסולת, החברה התעשייתית ופליטות גזי החממה לאטמוספירה, אנו משנים את האקלים שלנו. אם נוכל לזהות אילו גורמים משפיעים על האקלים בכוכבי לכת אחרים, נוכל להבין את המנגנונים הטבעיים והאנופתוגניים שמשנים את האקלים שלנו.
אקלים וגיאולוגיה של ונוס לעומת כדור הארץ
אחת הסיבות לשונות האקלים של כדור הארץ טמונה באופי האטמוספירה שלו, תוצר של חילופי גזים מתמשכים בין הקרום, המעטפת, האוקיינוס, כיפות הקרח הקוטביות והחלל החיצון. אנרגיה גיאותרמית, הכוח המניע מאחורי תהליכים גיאולוגיים, גם מזינה את התפתחות האטמוספירה. אנרגיה גיאותרמית זו משתחררת בעיקר באמצעות דעיכה של יסודות רדיואקטיביים בפנים כדור הארץ. עם זאת, הסבר אובדן החום בכוכבי לכת מוצקים אינו כה פשוט. שני המנגנונים העיקריים המעורבים הם געשיות וטקטוניקת לוחות.
מבחינת כדור הארץ, בחלקו הפנימי יש מערכת מסוע הקשורה לטקטוניקה של צלחות. מי המיחזור הרציף של הגזים הפעיל כוח מייצב על אקלים כדור הארץ. הרי געש מזרימים גזים לאטמוספירה; האינדוקציה של לוחות ליטוספריים מחזירה אותו לחלל הפנים. בעוד שרוב הרי הגעש קשורים לפעילויות טקטוניות של צלחות, ישנם מבנים וולקניים בולטים (כמו תצורת איי הוואי) שיצרו "נקודות חמות" ללא תלות בקווי המתאר של הלוחות.
מכתשים וטקטוניקת צלחות
מה קרה על נוגה? טקטוניקת הלוחות, אם היא משחקת תפקיד, תהיה בקנה מידה מוגבל; לפחות בעבר הקרוב, חילופי חום התבצעו באמצעות התפרצויות של מישורי לבה בזלתיים עצומים, ומאוחר יותר, באמצעות הרי געש שנוצרו על גביהם. הבנת השפעות הרי געש היא נקודת התחלה הכרחית לכל גישה לאקלים של כדור הארץ.
המחסור במכתשי פגיעה על נוגה, למרות שהאטמוספירה שלה מספקת כדי להגן על כוכב הלכת מפני פגיעות קטנות, מדגיש את היעדר מכתשים גדולים. הדבר ניכר גם על כדור הארץ. פעולת הרוח והמים גרמה לשחיקה של מכתשים ישנים יותר. עם זאת, פני השטח של נוגה כה חמים עד שהם מונעים את קיומם של מים נוזליים; יתר על כן, רוחות השטח חלשות למדי. ללא התפרצויות, התהליכים שישנו ובטווח הארוך ימחקו את מכתשי הפגיעה יהיו פעילות געשית וטקטונית.
רוב המכתשים על ונוס נראים לאחרונה. לאן נעלמו המכתשים הקדומים, אם רוב אלה שנותרו לא הופרעו? אם הם מכוסים על ידי לבה, מדוע לא נראים מכתשים מכוסים חלקית יותר, כיצד הם נעלמו מבלי לאבד באופן אקראי את מיקומם המקורי?
התיאוריה המקובלת ביותר על ידי הקהילה המדעית היא שפעילות געשית נרחבת מחקה את רוב מכתשי הפגיעה ויצרה מישורים געשיים נרחבים לפני 800 מיליון שנה , ולאחר מכן רמה מתונה של פעילות געשית בלתי פוסקת עד היום.
צורות מים על פני השטח של ונוס
ראשית, אנו יכולים להבחין בכמה מבנים ליניאריים מוזרים, המזכירים קרקעות שעוצבו על ידי מים. הם בדיוק דמותם של הנהרות ומישורי ההצפה שלנו. רבים מהמבנים הללו מסתיימים בתעלות מוצא הדומות לדלתות. היובש הקיצוני של הסביבה הופך את זה לסביר שמים הם אלה שגילפו את המאפיינים הללו.
אז מה גורם להם? אולי סידן פחמתי, סידן גופרתי ומלחים אחרים אשמים. לבה עמוסה במלחים אלה נמסה בטמפרטורות הנעות בין כמה עשרות לכמה מאות מעלות גבוהות יותר מטמפרטורות פני השטח הנוכחיות על נוגה. בעבר, טמפרטורת פני שטח מעט גבוהה יותר יכלה לשחרר לבה נוזלית ועשירה במלח על פני השטח, שיציבותה מסבירה את פעולת הפיסול של התוואי שאנו רואים כיום.
עדות לשינוי האקלים של ונוס
אפקט החממה וריכוז הגז
עלינו לזכור שגזי חממה מאפשרים לאור השמש להגיע לפני השטח של נוגה, אך חוסמים את הקרינה האינפרא-אדומה הנפלטת . פחמן דו-חמצני, מים וגופרית דו-חמצנית סופגים כל אחד פס מסוים של אורכי גל בספקטרום האלקטרומגנטי. ללא גזים אלה, קרינת השמש והאינפרא-אדומה היו מתאזנות, וכתוצאה מכך טמפרטורת פני השטח הייתה כ-20 מעלות צלזיוס. מידע זה חיוני להבנת האופן שבו נוגה מתקשרת עם כוכבי לכת אחרים.
לאחר מכן מוסרים את המים והגופרית הדו-חמצנית שהרי געש משחררים לאטמוספירה. גופרית דו-חמצנית מגיבה היטב עם פחמתי על פני השטח, ואילו קרינת שמש אולטרה סגולה מנתקת מים.
כיסוי ענן וטמפרטורה
ענני חומצה גופרתית משתנים בעוביים לאחר סדרה עולמית של התפרצויות געשיות. בתחילה, העננים מתעבים כאשר מים וחומצה גופרתית נפלטים לאוויר. לאחר מכן הם מתדלדלים ככל שריכוז הגזים הללו יורד. לאחר כ-400 מיליון שנים מתחילת הגעשיות, העננים החומציים מוחלפים בענני מים דקים בגובה רב.
שינויים באקלים על ונוס
סדקים וקפלים חוצים את כדור הארץ. חלק מהתצורות הללו, לפחות רכסי ההרים המקומטים, עשויות להיות קשורות לשינויים זמניים באקלים. התיאוריה מראה שתנאי סביבה מוזרים ועוינים אלה נשמרים עקב תכונות משלימות של מרכיבי האטמוספירה. אדי מים, אפילו בכמויות זעירות, סופגים קרינה אינפרא אדומה באורכי גל שפחמן דו-חמצני אינו סופג.
במקביל, גופרית דו-חמצנית וגזים אחרים חוסמים אורכי גל מסוימים. יחד, גזי חממה אלה הופכים את האטמוספירה של נוגה לשקופה חלקית לקרינת שמש נכנסת אך כמעט אטומה לחלוטין לקרינת אינפרא אדום הנפלטת. כתוצאה מכך, טמפרטורת פני השטח שלה גבוהה פי שלושה ממה שהייתה ללא אטמוספירה. לשם השוואה, אפקט החממה של כדור הארץ מעלה את טמפרטורת פני השטח שלו כיום ב-15% בלבד . אם נכון שהרי געש שוטטו על פני נוגה לפני 800 מיליון שנה, הם בוודאי גם שחררו כמות עצומה של גזי חממה לאטמוספירה בפרק זמן קצר יחסית.
פותח מודל אקלימי של כדור הארץ הכולל את שחרור גזים מהרי געש, היווצרות עננים, אובדן מימן בשכבות העליונות של האטמוספירה ותגובת גזים אטמוספריים עם מינרלים על פני השטח. אינטראקציה עדינה מתרחשת בין תהליכים אלה, ומקררת את כדור הארץ. בהינתן השפעות מנוגדות אלה, בלתי אפשרי לקבוע את השפעת הזרקת שני הגזים על האקלים הגלובלי של נוגה.
לכן, לסיכום, ניתן לומר שהיה , אך איננו יודעים באיזו מידה יכלו הגזים לפעול על השינויים שלו.