Good Mood

den tjocka atmosfären hos Venus producerar den höga yttemperaturen och höljer ytan i en evig röd skymning., Solljus tränger inte direkt genom de tunga molnen, men ytan är ganska väl upplyst av diffust ljus (ungefär samma som ljuset på jorden under en tung mulen). Vädret i botten av denna djupa atmosfär förblir ständigt varmt och torrt, med lugna vindar. På grund av den tunga filt av moln och atmosfär, en plats på ytan av Venus liknar någon annan när det gäller vädret.

atmosfärens sammansättning och struktur

den vanligaste gasen på Venus är koldioxid (CO2), som står för 96% av atmosfären., Den näst vanligaste gasen är kväve. Dominansen av koldioxid över kväve är inte förvånande när du kommer ihåg att jordens atmosfär också skulle vara mestadels koldioxid om denna gas inte var inlåst i marina sediment (se diskussionen om jordens atmosfär i jorden som en Planet).

tabell 1 Jämför kompositionerna av Venus, Mars och jordens atmosfärer. Uttryckt på detta sätt, som procentsatser, är proportionerna av de stora gaserna mycket lika för Venus och Mars, men i total mängd är deras atmosfärer dramatiskt olika., Med sitt yttryck på 90 barer är den venusiska atmosfären mer än 10 000 gånger mer massiv än sin marsiska motsvarighet. Sammantaget är Venus atmosfär mycket torr; frånvaron av vatten är ett av de viktiga sätten att Venus skiljer sig från jorden.

Venus atmosfär har en stor troposfär (konvektionsregion) som sträcker sig upp till minst 50 kilometer över ytan (Figur 1). Inom troposfären värms gasen underifrån och cirkulerar långsamt, stiger nära ekvatorn och faller över polerna., Att vara vid basen av Venus atmosfär är något som att vara en kilometer eller mer under havsytan på jorden. Där jämnar vattenmassan ut temperaturvariationer och resulterar i en jämn miljö—samma effekt som den tjocka atmosfären har på Venus.

i den övre troposfären, mellan 30 och 60 kilometer ovanför ytan, består ett tjockt molnlager främst av svavelsyradroppar. Svavelsyra (H2SO4) bildas från den kemiska kombinationen av svaveldioxid (SO2) och vatten (H2O)., I jordens atmosfär är svaveldioxid en av de primära gaserna som avges av vulkaner, men det späds snabbt och tvättas ut av nederbörd. I den torra atmosfären av Venus är denna obehagliga substans tydligen stabil. Under 30 kilometer är Venus atmosfären fri från moln.

yttemperaturen på Venus

Venus höga yttemperatur upptäcktes av radioastronomer i slutet av 1950-talet och bekräftades av Mariner-och Venerasonderna. Hur kan vår grannplanet vara så het?, Även Venus är något närmare solen än jorden, dess yta är hundratals grader varmare än du kan förvänta dig från det extra solljuset den tar emot. Forskare undrade vad som kunde värma Venus yta till en temperatur över 700 K. svaret visade sig vara växthuseffekten.

växthuseffekten fungerar på Venus precis som den gör på jorden, men eftersom Venus har så mycket mer CO2—nästan en miljon gånger mer—är effekten mycket starkare. Den tjocka CO2 fungerar som en filt, vilket gör det mycket svårt för infraröd (värme) strålning från marken för att komma tillbaka till rymden., Som ett resultat värms ytan upp. Energibalansen återställs endast när planeten utstrålar så mycket energi som den tar emot från solen, men detta kan bara hända när temperaturen i den nedre atmosfären är mycket hög. Ett sätt att tänka på växthusuppvärmning är att det måste höja Venus yttemperatur tills denna energibalans uppnås.

har Venus alltid haft en sådan massiv atmosfär och hög yttemperatur, eller kan det ha utvecklats till sådana förhållanden från ett klimat som en gång var nästan jordliknande?, Svaret på denna fråga är av särskilt intresse för oss när vi tittar på de ökande nivåerna av CO2 i jordens atmosfär. När växthuseffekten blir starkare på jorden, riskerar vi att förvandla vår egen planet till en helvetisk plats som Venus?

låt oss försöka rekonstruera den möjliga utvecklingen av Venus från en jordliknande början till dess nuvarande tillstånd. Venus kan en gång ha haft ett klimat som liknar jordens, med måttliga temperaturer, vattenhav och mycket av dess CO2 upplöst i havet eller kemiskt kombinerat med ytan stenar., Då tillåter vi blygsam ytterligare uppvärmning-genom gradvis ökning av solens energiproduktion, till exempel. När vi beräknar hur Venus atmosfär skulle reagera på sådana effekter visar det sig att även en liten mängd extra värme kan leda till ökad avdunstning av vatten från oceanerna och utsläpp av gas från ytstenar.

detta innebär i sin tur en ytterligare ökning av den atmosfäriska CO2 och H2O, gaser som skulle förstärka växthuseffekten i Venus atmosfär. Det skulle leda till ännu mer värme nära Venus yta och utsläpp av ytterligare CO2 och H2O., Om inte några andra processer ingriper, fortsätter temperaturen att stiga. En sådan situation kallas den runaway växthuseffekten.

vi vill betona att den skenande växthuseffekten inte bara är en stor växthuseffekt; det är en evolutionär process. Atmosfären utvecklas från att ha en liten växthuseffekt, som på jorden, till en situation där växthuseffekten är en viktig faktor, som vi ser idag på Venus. När de stora växthusförhållandena utvecklas etablerar planeten en ny, mycket varmare jämvikt nära dess yta.,

det är svårt att vända situationen på grund av den roll som vatten spelar. På jorden är det mesta av CO2 antingen kemiskt bunden i stenarna i vår skorpa eller upplöst av vattnet i våra oceaner. När Venus blev varmare och varmare, dess oceaner avdunstat, vilket eliminerar säkerhetsventilen. Men vattenångan i planetens atmosfär kommer inte att vara för evigt i närvaro av ultraviolett ljus från solen. Ljuselementet väte kan fly från atmosfären, lämnar syre bakom att kombinera kemiskt med ytan rock., Vattenförlusten är därför en oåterkallelig process: när vattnet är borta kan det inte återställas. Det finns bevis för att detta är precis vad som hände med vattnet en gång närvarande på Venus.

vi vet inte om samma skenande växthuseffekt en dag kan hända på jorden. Även om vi är osäkra på den punkt där en stabil växthuseffekt bryts ner och förvandlas till en skenande växthuseffekt, står Venus som ett tydligt bevis på det faktum att en planet inte kan fortsätta att värma på obestämd tid utan en stor förändring i dess oceaner och atmosfär., Det är en slutsats att vi och våra efterkommande säkert vill ägna stor uppmärksamhet åt.

ordlista

runaway greenhouse effect: den process genom vilken växthuseffekten, snarare än att förbli stabil eller minskas genom intervention, fortsätter att växa i ökande takt