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La densa atmosfera di Venere produce l’alta temperatura in superficie e avvolge la superficie in un perpetuo rosso di twilight., La luce solare non penetra direttamente attraverso le nuvole pesanti, ma la superficie è abbastanza ben illuminata da una luce diffusa (circa la stessa della luce sulla Terra sotto un pesante cielo coperto). Il tempo in fondo a questa atmosfera profonda rimane perennemente caldo e secco, con venti calmi. A causa della pesante coltre di nuvole e atmosfera, un punto sulla superficie di Venere è simile a qualsiasi altro per quanto riguarda il tempo.

Composizione e struttura dell’atmosfera

Il gas più abbondante su Venere è l’anidride carbonica (CO2), che rappresenta il 96% dell’atmosfera., Il secondo gas più comune è l’azoto. La predominanza dell’anidride carbonica sull’azoto non sorprende quando si ricorda che l’atmosfera terrestre sarebbe anche per lo più anidride carbonica se questo gas non fosse rinchiuso nei sedimenti marini (vedere la discussione sull’atmosfera terrestre in Terra come pianeta).

La Tabella 1 confronta le composizioni delle atmosfere di Venere, Marte e Terra. Espresse in questo modo, come percentuali, le proporzioni dei gas principali sono molto simili per Venere e Marte, ma in quantità totale, le loro atmosfere sono drammaticamente diverse., Con la sua pressione superficiale di 90 bar, l’atmosfera venusiana è più di 10.000 volte più massiccia della sua controparte marziana. Nel complesso, l’atmosfera di Venere è molto secca; l’assenza di acqua è uno dei modi importanti in cui Venere differisce dalla Terra.

L’atmosfera di Venere ha un’enorme troposfera (regione di convezione) che si estende fino ad almeno 50 chilometri sopra la superficie (Figura 1). All’interno della troposfera, il gas viene riscaldato dal basso e circola lentamente, salendo vicino all’equatore e scendendo sopra i poli., Essere alla base dell’atmosfera di Venere è qualcosa come essere un chilometro o più sotto la superficie dell’oceano sulla Terra. Lì, la massa d’acqua uniforma le variazioni di temperatura e si traduce in un ambiente uniforme—lo stesso effetto che la spessa atmosfera ha su Venere.

Nella troposfera superiore, tra 30 e 60 chilometri sopra la superficie, uno spesso strato di nuvole è composto principalmente da goccioline di acido solforico. L’acido solforico (H2SO4) è formato dalla combinazione chimica di anidride solforosa (SO2) e acqua (H2O)., Nell’atmosfera della Terra, l’anidride solforosa è uno dei gas primari emessi dai vulcani, ma viene rapidamente diluito e lavato dalle piogge. Nell’atmosfera secca di Venere, questa sostanza sgradevole è apparentemente stabile. Sotto i 30 chilometri, l’atmosfera di Venere è chiara di nuvole.

Temperatura superficiale su Venere

L’alta temperatura superficiale di Venere è stata scoperta dai radioastronomi alla fine degli anni 1950 e confermata dalle sonde Mariner e Venera. Come può il nostro prossimo pianeta essere così caldo?, Sebbene Venere sia un po ‘ più vicina al Sole di quanto non sia la Terra, la sua superficie è centinaia di gradi più calda di quanto ci si aspetterebbe dalla luce solare extra che riceve. Gli scienziati si sono chiesti cosa potrebbe essere il riscaldamento della superficie di Venere a una temperatura superiore a 700 K. La risposta si è rivelata l’effetto serra.

L’effetto serra funziona su Venere proprio come fa sulla Terra, ma poiché Venere ha molta più CO2—quasi un milione di volte di più—l’effetto è molto più forte. La CO2 spessa agisce come una coperta, rendendo molto difficile per la radiazione infrarossa (calore) da terra per tornare nello spazio., Di conseguenza, la superficie si riscalda. Il bilancio energetico viene ripristinato solo quando il pianeta irradia tanta energia quanta riceve dal Sole, ma questo può accadere solo quando la temperatura dell’atmosfera inferiore è molto alta. Un modo di pensare al riscaldamento in serra è che deve aumentare la temperatura superficiale di Venere fino a raggiungere questo equilibrio energetico.

Venere ha sempre avuto un’atmosfera così massiccia e un’alta temperatura superficiale, o potrebbe essersi evoluta in tali condizioni da un clima che era ancora una volta quasi simile alla terra?, La risposta a questa domanda è di particolare interesse per noi mentre guardiamo i crescenti livelli di CO2 nell’atmosfera terrestre. Come l’effetto serra diventa più forte sulla Terra, siamo in pericolo di trasformare il nostro pianeta in un luogo infernale come Venere?

Cerchiamo di ricostruire la possibile evoluzione di Venere da un inizio simile alla terra al suo stato attuale. Venere potrebbe aver avuto un clima simile a quello della Terra, con temperature moderate, oceani d’acqua e gran parte della sua CO2 disciolta nell’oceano o combinata chimicamente con le rocce superficiali., Quindi consentiamo un modesto riscaldamento aggiuntivo, ad esempio aumentando gradualmente la produzione di energia del Sole. Quando calcoliamo come l’atmosfera di Venere risponderebbe a tali effetti, risulta che anche una piccola quantità di calore extra può portare ad una maggiore evaporazione dell’acqua dagli oceani e al rilascio di gas dalle rocce superficiali.

Questo a sua volta significa un ulteriore aumento della CO2 atmosferica e H2O, gas che amplificherebbero l’effetto serra nell’atmosfera di Venere. Ciò porterebbe ancora più calore vicino alla superficie di Venere e al rilascio di ulteriori CO2 e H2O., A meno che non intervengano altri processi, la temperatura continua quindi a salire. Tale situazione è chiamata effetto serra in fuga.

Vogliamo sottolineare che l’effetto serra in fuga non è solo un grande effetto serra; è un processo evolutivo. L’atmosfera si evolve da avere un piccolo effetto serra, come sulla Terra, a una situazione in cui il riscaldamento della serra è un fattore importante, come vediamo oggi su Venere. Una volta che le grandi condizioni di serra si sviluppano, il pianeta stabilisce un nuovo equilibrio molto più caldo vicino alla sua superficie.,

Invertire la situazione è difficile a causa del ruolo svolto dall’acqua. Sulla Terra, la maggior parte della CO2 è chimicamente legata nelle rocce della nostra crosta o disciolta dall’acqua nei nostri oceani. Mentre Venere diventava sempre più calda, i suoi oceani evaporavano, eliminando quella valvola di sicurezza. Ma il vapore acqueo nell’atmosfera del pianeta non durerà per sempre in presenza di luce ultravioletta dal Sole. L’elemento luce idrogeno può sfuggire dall’atmosfera, lasciando l’ossigeno dietro di combinarsi chimicamente con la roccia di superficie., La perdita di acqua è quindi un processo irreversibile: una volta che l’acqua è andata, non può essere ripristinata. Ci sono prove che questo è proprio quello che è successo all’acqua una volta presente su Venere.

Non sappiamo se lo stesso effetto serra in fuga potrebbe un giorno accadere sulla Terra. Anche se siamo incerti sul punto in cui un effetto serra stabile si rompe e si trasforma in un effetto serra in fuga, Venere è una chiara testimonianza del fatto che un pianeta non può continuare a riscaldare indefinitamente senza un grande cambiamento nei suoi oceani e nell’atmosfera., È una conclusione a cui noi e i nostri discendenti vorremo sicuramente prestare molta attenzione.

Glossario

effetto serra in fuga: il processo attraverso il quale l’effetto serra, piuttosto che rimanere stabile o essere diminuito attraverso l’intervento, continua a crescere ad un ritmo crescente