Tanulási Célok
a végén ez a rész, akkor képes lesz arra, hogy:
- Ismertesse az általános összetétele, szerkezete, a légkör, a Vénusz
- Magyarázni, hogy az üvegház-hatást eredményezett magas hőmérsékleten a Vénusz
A sűrű légkör a Vénusz termel a magas felületi hőmérséklet, mind a leplet a felület egy örökös vörös hajni., A napfény nem hatol be közvetlenül a nehéz felhőkön keresztül, de a felületet meglehetősen jól megvilágítja a diffúz fény (körülbelül ugyanaz, mint a Föld fénye egy nehéz felhős ég alatt). Ennek a mély légkörnek az alján az időjárás tartósan forró és száraz marad, nyugodt széllel. A felhőtakaró és a légkör miatt a Vénusz felszínén egy-egy folt az időjáráshoz hasonlóan hasonlít.
A légkör összetétele és szerkezete
a Vénuszon a leggyakoribb gáz a szén-dioxid (CO2), amely a légkör 96% – át teszi ki., A második leggyakoribb gáz a nitrogén. A szén-dioxid túlsúlya a nitrogén felett nem meglepő, ha emlékeztetünk arra, hogy a Föld légköre többnyire szén-dioxid lenne, ha ezt a gázt nem zárnák be a tengeri üledékekbe (lásd a Föld légkörének bolygóként történő megvitatását).
az 1. táblázat a Vénusz, a Mars és a Föld légkörének összetételét hasonlítja össze. A legnagyobb gázok aránya a Vénuszhoz és a Marshoz nagyon hasonló, de teljes mennyiségükben drámaian eltérő a légkörük., 90 Bar felületi nyomásával a venusi légkör több mint 10 000-szer nagyobb, mint a marsi társa. Összességében a Vénusz légköre nagyon száraz; a víz hiánya az egyik fontos módja annak, hogy a Vénusz eltér a Földtől.
A Vénusz légkörének hatalmas troposzférája van (konvekciós régió), amely legalább 50 kilométerre terjed a felszín felett (1.ábra). A troposzférán belül a gázt alulról melegítik, lassan keringenek, az Egyenlítő közelében emelkednek, majd leereszkednek a pólusok felett., A Vénusz légkörének alapja olyan, mintha egy kilométer vagy annál több lenne a föld óceánfelszíne alatt. Ott a víz tömege kiegyenlíti a hőmérsékletváltozásokat, egyenletes környezetet eredményez—ugyanaz a hatás, mint a vastag légkör a Vénuszra.
1.ábra. Venus légköre: az itt látható Vénusz hatalmas légkörének rétegei a Pioneer és a Venera belépési szondák adatain alapulnak., A magasságot a bal tengely mentén mérjük, az alsó skála a hőmérsékletet mutatja, a piros vonal pedig lehetővé teszi a hőmérséklet leolvasását minden magasságban. Figyeljük meg, milyen meredeken emelkedik a hőmérséklet a felhők alatt, köszönhetően a bolygó hatalmas üvegházhatásának.
a felső troposzférában, a felszín felett 30-60 kilométerre, egy vastag felhőréteg elsősorban kénsavcseppekből áll. A kénsav (H2SO4) a kén-dioxid (SO2) és a víz (H2O) kémiai kombinációjából képződik., A Föld légkörében a kén-dioxid az egyik elsődleges gáz, amelyet a vulkánok bocsátanak ki, de gyorsan hígítják és csapadékkal kimossák. A Vénusz száraz légkörében ez a kellemetlen anyag látszólag stabil. 30 kilométer alatt a Vénusz légköre tiszta a felhőkből.
felszíni hőmérséklet a Vénuszon
a Vénusz magas felszíni hőmérsékletét rádiócsillagok fedezték fel az 1950-es évek végén, amit a Mariner és a Venera szondák is megerősítettek. Hogy lehet ilyen meleg a szomszéd bolygónk?, Bár a Vénusz valamivel közelebb van a Naphoz, mint a Föld, felülete több száz fokkal melegebb, mint amire számíthat a kapott extra napfénytől. A tudósok azon tűnődtek, hogy mi lehet a Vénusz felszínének melegítése 700 K feletti hőmérsékletre.
az üvegházhatás ugyanúgy működik a Vénuszon, mint a Földön, de mivel a Vénusznak sokkal több CO2—je van—majdnem milliószor több -, a hatás sokkal erősebb. A vastag CO2 takaróként működik, ami nagyon megnehezíti a talaj infravörös (hő) sugárzását, hogy visszatérjen az űrbe., Ennek eredményeként a felület felmelegszik. Az energiamérleg csak akkor áll helyre, ha a bolygó annyi energiát sugároz, amennyit a napból kap, de ez csak akkor fordulhat elő, ha az alsó légkör hőmérséklete nagyon magas. Az üvegházhatású fűtés egyik gondolkodásmódja az, hogy fel kell emelnie a Vénusz felületi hőmérsékletét, amíg ez az energiamérleg el nem éri.
a Vénusznak mindig is ilyen hatalmas légköre és magas felszíni hőmérséklete volt, vagy talán olyan körülmények között fejlődött ki, mint egy olyan éghajlat, amely még egyszer majdnem földszerű volt?, A kérdésre adott válasz különösen érdekes számunkra, mivel a Föld légkörében a CO2 növekvő szintjét vizsgáljuk. Ahogy az üvegházhatás erősödik a Földön, fennáll annak a veszélye, hogy saját bolygónkat pokoli helyre alakítjuk, mint a Vénusz?
próbáljuk meg rekonstruálni a Vénusz lehetséges evolúcióját egy földszerű kezdetektől a jelenlegi állapotáig. A Vénusz egykor a Földhöz hasonló éghajlattal rendelkezett, mérsékelt hőmérsékletekkel, víz óceánokkal, és annak CO2-jának nagy része az óceánban oldódott, vagy kémiailag a felszíni kőzetekkel kombinálva., Ezután megengedjük a szerény kiegészítő fűtést-például a nap energiatermelésének fokozatos növelésével. Amikor kiszámoljuk, hogy a Vénusz légköre hogyan reagálna az ilyen hatásokra, kiderül, hogy még egy kis mennyiségű extra hő is vezethet az óceánokból származó víz fokozott elpárologtatásához, valamint a felszíni kőzetekből származó gáz felszabadulásához.
Ez viszont a légköri CO2 és H2O további növekedését jelenti, olyan gázokat, amelyek erősítenék a Vénusz légkörében az üvegházhatást. Ez még több hőt eredményezne a Vénusz felszíne közelében, és további CO2-és H2O-kibocsátást eredményezne., Hacsak más folyamatok nem beavatkoznak, a hőmérséklet így tovább emelkedik. Ezt a helyzetet az elszabadult üvegházhatásnak nevezik.
hangsúlyozni szeretnénk, hogy az elszabadult üvegházhatás nem csak nagy üvegházhatás, hanem evolúciós folyamat. A légkör egy kis üvegházhatású hatástól, például a Földön fejlődik olyan helyzetbe, ahol az üvegházhatást okozó felmelegedés fontos tényező, amint azt ma a Vénuszon látjuk. Amint a nagy üvegházhatású körülmények kialakulnak, a bolygó új, sokkal melegebb egyensúlyt hoz létre a felszíne közelében.,
a helyzet megfordítása nehéz a víz szerepe miatt. A Földön a CO2 nagy része kémiailag kötődik kéregünk szikláihoz, vagy az óceánokban a víz feloldja. Ahogy a Vénusz egyre melegebb lett, az óceánjai elpárologtak, kiküszöbölve a biztonsági szelepet. De a bolygó légkörében lévő vízgőz nem tart örökké a nap ultraibolya fényének jelenlétében. A könnyű elem hidrogén tud menekülni a légkörből, így az oxigén mögött, hogy kémiailag össze felszíni kőzet., A vízveszteség tehát visszafordíthatatlan folyamat: miután a víz eltűnt, nem lehet visszaállítani. Bizonyíték van arra, hogy pontosan ez történt a Vénuszon lévő vízzel.
nem tudjuk, hogy ugyanaz az elszabadult üvegházhatás egy nap megtörténhet-e a Földön. Bár bizonytalanok vagyunk abban a pontban, amikor egy stabil üvegházhatás lebomlik és elszabadult üvegházhatás alakul ki, a Vénusz ugyanolyan egyértelmű bizonyíték arra, hogy egy bolygó nem folytathatja a fűtést határozatlan ideig az óceánok és a légkör jelentős változása nélkül., Arra a következtetésre jutottunk, hogy mi és leszármazottaink biztosan nagy figyelmet akarunk fordítani.
főbb fogalmak és összefoglaló
a Vénusz légköre 96% CO2. A 30-60 kilométeres magasságban lévő vastag felhők kénsavból készülnek, a CO2 üvegházhatás pedig fenntartja a magas felületi hőmérsékletet. A Vénusz feltehetően a Földhöz hasonló kezdeti állapotokból érte el jelenlegi állapotát egy elszabadult üvegházhatás következtében, amely magában foglalta a nagy mennyiségű víz elvesztését.,
Glossary
runaway greenhouse effect: az a folyamat, amellyel az üvegházhatást, ahelyett, hogy stabil maradna, vagy beavatkozással csökkentené, egyre növekvő ütemben növekszik
