objetivos de aprendizaje
al final de esta sección, usted será capaz de:
- describir la composición general y la estructura de la atmósfera en Venus
- explicar cómo el efecto invernadero ha llevado a altas temperaturas en Venus
La gruesa atmósfera de Venus produce la alta temperatura superficial y envuelve la superficie en un crepúsculo rojo perpetuo., La luz solar no penetra directamente a través de las nubes pesadas, pero la superficie está bastante bien iluminada por luz difusa (aproximadamente la misma que la luz en la Tierra Bajo un nublado pesado). El clima en el fondo de esta profunda atmósfera permanece perpetuamente caliente y seco, con vientos tranquilos. Debido a la pesada capa de nubes y atmósfera, un punto en la superficie de Venus es similar a cualquier otro en lo que respecta al clima.
composición y estructura de la atmósfera
El gas más abundante en Venus es el dióxido de Carbono (CO2), que representa el 96% de la atmósfera., El segundo gas más común es el nitrógeno. El predominio del dióxido de carbono sobre el nitrógeno no es sorprendente cuando recuerda que la atmósfera de la Tierra también sería principalmente dióxido de carbono si este gas no estuviera encerrado en sedimentos marinos (vea la discusión de la atmósfera de la Tierra en la Tierra como planeta).
La Tabla 1 compara las composiciones de las atmósferas de Venus, Marte y la Tierra. Expresado de esta manera, como porcentajes, las proporciones de los gases principales son muy similares para Venus y Marte, pero en cantidad total, sus atmósferas son dramáticamente diferentes., Con su presión superficial de 90 bares, la atmósfera venusiana es más de 10.000 veces más masiva que su contraparte Marciana. En general, la atmósfera de Venus es muy seca; la ausencia de agua es una de las formas importantes en que Venus se diferencia de la Tierra.
la atmósfera de Venus tiene una enorme troposfera (región de convección) que se extiende hasta al menos 50 kilómetros por encima de la superficie (Figura 1). Dentro de la troposfera, el gas se calienta desde abajo y circula lentamente, ascendiendo cerca del ecuador y descendiendo sobre los polos., Estar en la base de la atmósfera de Venus es algo así como estar un kilómetro o más por debajo de la superficie del océano en la Tierra. Allí, la masa de agua iguala las variaciones de temperatura y da como resultado un ambiente uniforme, el mismo efecto que la gruesa atmósfera tiene en Venus.
la Figura 1. Atmósfera de Venus: las capas de la atmósfera masiva de Venus que se muestran aquí se basan en datos de las sondas Pioneer y Venera., La altura se mide a lo largo del eje izquierdo, la escala inferior muestra la temperatura y la línea roja le permite leer la temperatura en cada altura. Observe cómo la temperatura aumenta por debajo de las nubes, gracias al enorme efecto invernadero del planeta.
en la troposfera superior, entre 30 y 60 kilómetros sobre la superficie, una gruesa capa de nubes está compuesta principalmente de gotitas de ácido sulfúrico. El ácido sulfúrico (H2SO4) se forma a partir de la combinación química de dióxido de azufre (SO2) y agua (H2O)., En la atmósfera de la Tierra, el dióxido de azufre es uno de los gases primarios emitidos por los volcanes, pero se diluye rápidamente y se lava por la lluvia. En la atmósfera seca de Venus, esta sustancia desagradable es aparentemente estable. Por debajo de 30 kilómetros, la atmósfera de Venus está libre de nubes.
temperatura superficial en Venus
La alta temperatura superficial de Venus fue descubierta por radioastrónomos a finales de la década de 1950 y confirmada por las sondas Mariner y Venera. ¿Cómo puede nuestro planeta vecino ser tan caliente?, Aunque Venus está un poco más cerca del sol que la Tierra, su superficie es cientos de grados más caliente de lo que cabría esperar de la luz solar adicional que recibe. Los científicos se preguntaron qué podría estar calentando la superficie de Venus a una temperatura superior a 700 K. La respuesta resultó ser el efecto invernadero.
el efecto invernadero funciona en Venus igual que en la Tierra, pero como Venus tiene mucho más CO2, casi un millón de veces más, el efecto es mucho más fuerte. El CO2 grueso actúa como una manta, haciendo muy difícil que la radiación infrarroja (calor) del suelo regrese al espacio., Como resultado, la superficie se calienta. El balance de energía solo se restaura cuando el planeta irradia tanta energía como recibe del sol, pero esto puede suceder solo cuando la temperatura de la atmósfera inferior es muy alta. Una forma de pensar en el calentamiento de invernadero es que debe elevar la temperatura de la superficie de Venus hasta que se logre este equilibrio energético.
Venus siempre ha tenido una atmósfera tan masiva y una alta temperatura superficial, o podría haber evolucionado a tales condiciones desde un clima que una vez más era casi similar a la tierra?, La respuesta a esta pregunta es de particular interés para nosotros al observar los crecientes niveles de CO2 en la atmósfera de la Tierra. A medida que el efecto invernadero se hace más fuerte en la Tierra, ¿estamos en peligro de transformar nuestro propio planeta en un lugar infernal como Venus?
intentemos reconstruir la posible evolución de Venus desde un comienzo similar a la tierra hasta su estado actual. Venus pudo haber tenido un clima similar al de la tierra, con temperaturas moderadas, océanos de agua, y gran parte de su CO2 disuelto en el océano o químicamente combinado con las rocas de la superficie., Entonces permitimos un modesto calentamiento adicional, por ejemplo, mediante el aumento gradual de la producción de energía del Sol. Cuando calculamos cómo la atmósfera de Venus respondería a tales efectos, resulta que incluso una pequeña cantidad de calor adicional puede conducir a una mayor evaporación del agua de los océanos y la liberación de gas de las rocas superficiales.
esto a su vez significa un aumento adicional en el CO2 atmosférico y el H2O, gases que amplificarían el efecto invernadero en la atmósfera de Venus. Eso conduciría a aún más calor cerca de la superficie de Venus y la liberación de más CO2 y H2O., A menos que intervengan otros procesos, la temperatura continúa aumentando. Esta situación se llama el efecto invernadero.
queremos destacar que el efecto invernadero no es sólo un gran efecto invernadero; es un proceso evolutivo. La atmósfera evoluciona de tener un pequeño efecto invernadero, como en la Tierra, a una situación donde el calentamiento del invernadero es un factor importante, como vemos hoy en Venus. Una vez que se desarrollan las grandes condiciones de invernadero, el planeta establece un nuevo equilibrio mucho más caliente cerca de su superficie.,
revertir la situación es difícil debido al papel que desempeña el agua. En la Tierra, la mayor parte del CO2 está químicamente unido a las rocas de nuestra corteza o disuelto por el agua en nuestros océanos. A medida que Venus se calentaba más y más, sus océanos se evaporaban, eliminando esa válvula de seguridad. Pero el vapor de agua en la atmósfera del planeta no durará para siempre en presencia de la luz ultravioleta del Sol. El elemento ligero hidrógeno puede escapar de la atmósfera, dejando atrás el oxígeno para combinarse químicamente con la roca superficial., Por lo tanto, la pérdida de agua es un proceso irreversible: una vez que el agua se ha ido, no se puede restaurar. Hay evidencia de que esto es justo lo que le sucedió al agua una vez presente en Venus.
no sabemos si el mismo efecto invernadero fuera de control podría ocurrir algún día en la Tierra. Aunque no estamos seguros sobre el punto en el que un efecto invernadero estable se descompone y se convierte en un efecto invernadero descontrolado, Venus es un claro testimonio del hecho de que un planeta no puede continuar calentándose indefinidamente sin un cambio importante en sus océanos y atmósfera., Es una conclusión a la que nosotros y nuestros descendientes seguramente querrán prestar mucha atención.
conceptos clave y Resumen
la atmósfera de Venus es 96% CO2. Las nubes gruesas a altitudes de 30 a 60 kilómetros están hechas de ácido sulfúrico, y un efecto invernadero de CO2 mantiene la alta temperatura de la superficie. Venus presumiblemente alcanzó su estado actual de condiciones iniciales más similares a las de la tierra como resultado de un efecto invernadero descontrolado, que incluyó la pérdida de grandes cantidades de agua.,
Glosario
efecto invernadero descontrolado: el proceso por el cual el efecto invernadero, en lugar de permanecer estable o ser disminuido a través de la intervención, continúa creciendo a un ritmo creciente
