学習目標
このセクションの終わりまでに、次のことができます。
- 金星の大気の一般的な組成と構造を説明します。
- 温室効果が金星の高温にどのようにつながったかを説明します。
金星の厚い大気は高い表面温度を生成し、永遠の赤い夕暮れに表面を覆います。, 太陽光は重い雲を通って直接浸透しませんが、表面は拡散光（重い曇りの下で地球上の光とほぼ同じ）によってかなりよく照らされています。 この深い大気の底の天候は穏やかな風と、絶え間なく熱く、乾燥したままである。 雲と大気の重い毛布のために、金星の表面上の一つのスポットは、天候に関する限り、他のどのスポットにも似ています。
大気の組成と構造
金星で最も豊富なガスは二酸化炭素（CO2）であり、大気の96％を占めています。, 第二の最も一般的なガスは窒素です。 このガスが海洋sed積物に閉じ込められていなければ、地球の大気もほとんど二酸化炭素になることを思い出しても、窒素よりも二酸化炭素の優位性は驚くべきことではありません（惑星としての地球における地球の大気についての議論を参照）。
表1は、金星、火星、および地球の大気の組成を比較したものです。 このように表現すると、パーセンテージとして、主要なガスの割合は金星と火星では非常によく似ていますが、総量ではそれらの大気は劇的に異なります。, その表面圧力が90バールである金星大気は、火星の大気よりも10,000倍以上の質量を持っています。 全体的に、金星の大気は非常に乾燥している;水の欠如は、金星が地球と異なる重要な方法の一つです。
金星の大気は、表面から少なくとも50キロメートルまで広がる巨大な対流圏（対流領域）を持っています（図1）。 対流圏内では、ガスは下から加熱され、ゆっくりと循環し、赤道付近で上昇し、極の上を下降します。, 金星の大気の底にいることは、地球上の海面よりもキロメートル以上下にいるようなものです。 そこでは、水の質量は温度の変化を均等にし、均一な環境をもたらします—厚い大気が金星に及ぼすのと同じ効果です。
図1. 金星の大気：ここに示されている金星の大質量大気の層は、パイオニアとベネラのエントリプローブからのデータに基づいています。, 高さは左の軸に沿って測定され、下のスケールは温度を示し、赤い線は各高さの温度を読み取ることができます。 惑星の巨大な温室効果のおかげで、雲の下で温度がどれほど急に上昇するかに注目してください。
上部対流圏では、表面から30-60キロメートルの間に、厚い雲層が主に硫酸滴で構成されています。 硫酸（H2SO4）は二酸化硫黄（SO2）および水（H2O）の化学組合せから形作られます。, 地球の大気中では、二酸化硫黄は火山によって放出される主要なガスの一つですが、それはすぐに希釈され、降雨によって洗い流されます。 金星の乾燥した大気中では、この不快な物質は明らかに安定しています。 30キロメートル以下では、金星の大気は雲ではっきりしています。
金星の表面温度
金星の表面温度が高いことは、1950年代後半に電波天文学者によって発見され、MarinerとVeneraのプローブによって確認されました。 どのように当社の近隣地球う。, 金星は地球よりも太陽にやや近いですが、その表面はあなたがそれが受け取る余分な日光から期待されるよりも何百度も熱いです。 科学者たちは、金星の表面を700K以上の温度に加熱することができるものは何か疑問に思った答えは温室効果であることが判明した。
温室効果は地球上と同じように金星に作用しますが、金星にはCO2がはるかに多くあります—ほぼ百万倍以上—効果ははるかに強いです。 厚いCO2はブランケットとして機能し、地面からの赤外線（熱）放射が宇宙に戻ることを非常に困難にします。, その結果、表面が加熱される。 エネルギーバランスは、惑星が太陽から受け取るエネルギーと同じくらい多くのエネルギーを放射しているときにのみ回復しますが、これはより低い大気 一つの考え方の温暖房がなければならないというの表面温度のヴィーナスまでこのエネルギーバランスを実現します。
金星は常にそのような巨大な大気と高い表面温度を持っていましたか、それとももう一度地球のような気候からそのような条件に進化し, この質問に対する答えは、地球の大気中のCO2レベルの増加を見るときに特に興味深いものです。 温室効果が地球上で強くなるにつれて、私たちは自分の惑星を金星のような地獄のような場所に変える危険にさらされていますか？
私たちは、その現在の状態に地球のような始まりから金星の可能な進化を再構築しようとしましょう。 金星はかつて、適度な温度、水の海、およびそのCO2の多くが海洋に溶解したり、表面の岩石と化学的に組み合わせたりする地球と同様の気候を持っていたかもしれません。, その後、我々はささやかな追加の加熱を可能にする—太陽のエネルギー出力が徐々に増加することによって、例えば。 金星の大気がこのような影響にどのように反応するかを計算すると、少量の余分な熱でさえ、海からの水の蒸発の増加と表面岩石からのガスの放出につながる可能性があることがわかりました。
これは、金星の大気中の温室効果を増幅する大気中のCO2とH2Oのさらなる増加を意味します。 それは金星の表面の近くでさらに多くの熱とさらなるCO2とH2Oの放出につながるでしょう。, 他のいくつかのプロセスが介入しない限り、温度は上昇し続けます。 このような状況は、暴走温室効果と呼ばれています。
私たちは、暴走温室効果は単なる大きな温室効果ではなく、進化のプロセスであることを強調したいと思います。 大気は、地球上のような小さな温室効果を持つことから、今日金星で見られるように、温室温暖化が主要な要因である状況に進化します。 大きな温室条件が発達すると、惑星はその表面近くで新しい、はるかに熱い平衡を確立する。,
状況を逆転させることは、水が果たす役割のために困難である。 地球上では、CO2のほとんどは、地殻の岩石に化学的に結合しているか、海洋の水によって溶解しています。 としてヴィーナスももどんどん暑く、海洋を蒸発除去する安全弁を備えています。 しかし、惑星の大気中の水蒸気は、太陽からの紫外線の存在下で永遠に続くことはありません。 軽元素の水素は大気から逃げ出し、酸素を残して表面の岩石と化学的に結合することができます。, したがって、水の損失は不可逆的なプロセスです：水がなくなったら、それを復元することはできません。 これが、かつて金星に存在した水にまさに起こったことであるという証拠があります。
同じ暴走温室効果がいつか地球上で起こるかどうかはわかりません。 安定した温室効果が崩壊して暴走温室効果に変わる点については不明ですが、金星は、海洋と大気の大きな変化なしに惑星が無期限に加熱を続けることができないという事実を明らかに証明しています。, それは、私たちと私たちの子孫が確かに細心の注意を払いたいという結論です。
キーコンセプトと概要
金星の大気は96％CO2です。 高度30-60キロメートルの厚い雲は硫酸で作られており、CO2温室効果は高い表面温度を維持しています。 金星はおそらく大量の水の損失を含む暴走温室効果の結果として、より地球のような初期条件から現在の状態に達しました。,
用語集
暴走温室効果：温室効果は、安定したままであるか、介入によって軽減されるのではなく、増加率で成長し続けるプロセス
