Η Αφροδίτη είχε τεκτονικές πλάκες σαν τη Γη πριν από δισεκατομμύρια χρόνια;

Η  καυτή ερημιά της Αφροδίτης σύμφωνα με τους επιστήμονες, μπορεί να είχε κάποτε κινήσεις τεκτονικών πλακών παρόμοιες με αυτές που πιστεύεται ότι συνέβησαν στην πρώιμη Γη, σύμφωνα με μια νέα μελέτη. 

Το εύρημα θέτει δελεαστικά σενάρια σχετικά με την πιθανότητα πρώιμης ζωής στην Αφροδίτη, το εξελικτικό παρελθόν της και την ιστορία του ηλιακού συστήματος.

Γράφοντας στο Nature Astronomy, μια ομάδα επιστημόνων με επικεφαλής ερευνητές του Brown University περιγράφει τη χρήση ατμοσφαιρικών δεδομένων από την Αφροδίτη και μοντελοποίηση υπολογιστή για να δείξει ότι η σύνθεση της τρέχουσας ατμόσφαιρας και της επιφανειακής πίεσης του πλανήτη θα ήταν δυνατή μόνο ως αποτέλεσμα μιας πρώιμης μορφής τεκκτονικής μια διαδικασία κρίσιμη για τη ζωή που περιλαμβάνει πολλαπλές ηπειρωτικές πλάκες που σπρώχνουν, τραβούν και γλιστρούν η μία κάτω από την άλλη.

Στη Γη, αυτή η διαδικασία εντάθηκε σε δισεκατομμύρια χρόνια, σχηματίζοντας νέες ηπείρους και βουνά και οδήγησε σε χημικές αντιδράσεις που σταθεροποίησαν τη θερμοκρασία της επιφάνειας του πλανήτη, με αποτέλεσμα ένα περιβάλλον πιο ευνοϊκό για την ανάπτυξη της ζωής.

Η Αφροδίτη, από την άλλη πλευρά, ο πλησιέστερος γείτονας και αδελφός πλανήτης της Γης, πήγε προς την αντίθετη κατεύθυνση και σήμερα έχει επιφανειακές θερμοκρασίες αρκετά υψηλές ώστε να λιώνει το μόλυβδο. Μια εξήγηση είναι ότι ο πλανήτης θεωρείτο πάντα ότι έχει αυτό που είναι γνωστό ως «στάσιμο καπάκι», που σημαίνει ότι η επιφάνειά του έχει μόνο μία πλάκα με ελάχιστες ποσότητες δοσομέτρησης, κίνησης και αερίων που απελευθερώνονται στην ατμόσφαιρα.

Η νέα έρευνα υποστηρίζει ότι αυτό δεν συνέβαινε πάντα. Για να εξηγήσουν την αφθονία αζώτου και διοξειδίου του άνθρακα που υπάρχουν στην ατμόσφαιρα της Αφροδίτης, οι ερευνητές καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι η Αφροδίτη πρέπει να είχε τεκτονικές πλάκες κάποια στιγμή μετά τη δημιουργία του πλανήτη, περίπου 4,5 έως 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Το έγγραφο προτείνει ότι αυτή η πρώιμη τεκτονική κίνηση, όπως και στη Γη, θα ήταν περιορισμένη όσον αφορά τον αριθμό των πλακών που κινούνται και το πόσο μετατοπίστηκαν. Θα συνέβαινε επίσης στη Γη και στην Αφροδίτη ταυτόχρονα.

«Ένα από τα βασικά σημεία της εικόνας είναι ότι πιθανότατα είχαμε δύο πλανήτες ταυτόχρονα στο ίδιο ηλιακό σύστημα που λειτουργούσαν σε τεκτονικό καθεστώς πλακών – τον ​​ίδιο τρόπο τεκτονικής που επέτρεπε τη ζωή που βλέπουμε στη Γη σήμερα», είπε. Ο Matt Weller, ο κύριος συγγραφέας της μελέτης που ολοκλήρωσε την εργασία ενώ ήταν μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Brown και τώρα βρίσκεται στο Lunar and Planetary Institute στο Χιούστον.

Αυτό ενισχύει την πιθανότητα μικροβιακής ζωής στην αρχαία Αφροδίτη και δείχνει ότι σε ένα σημείο οι δύο πλανήτες - που βρίσκονται στην ίδια ηλιακή γειτονιά, έχουν περίπου το ίδιο μέγεθος και έχουν την ίδια μάζα, πυκνότητα και όγκο - ήταν περισσότερο όμοιοι από ό,τι πιστεύαμε, πριν αποκλίνουν.

Το έργο υπογραμμίζει επίσης την πιθανότητα ότι η τεκτονική πλακών στους πλανήτες μπορεί απλώς να φθάσει στο χρονοδιάγραμμα - και ως εκ τούτου, μπορεί και η ίδια η ζωή.

«Έχουμε σκεφτεί μέχρι στιγμής την τεκτονική κατάσταση με όρους δυαδικού: είναι είτε αληθής είτε ψευδής και είναι είτε αληθής είτε ψευδής για όλη τη διάρκεια του πλανήτη», δήλωσε ο συν-συγγραφέας της μελέτης Alexander Evans, επίκουρος καθηγητής  περιβαλλοντικών και πλανητικών επιστημών Γης στο Brown. «Αυτό δείχνει ότι οι πλανήτες μπορεί να μεταβαίνουν μέσα και έξω από διαφορετικές τεκτονικές καταστάσεις και ότι αυτό μπορεί στην πραγματικότητα να είναι αρκετά κοινό. Η Γη μπορεί να είναι το πιο ακραίο. Αυτό σημαίνει επίσης ότι μπορεί να έχουμε πλανήτες που περνούν μέσα και έξω από την κατοικησιμότητα αντί να είναι απλώς συνεχώς κατοικήσιμοι».

Αυτή η ιδέα θα είναι σημαντικό να ληφθεί υπόψη καθώς οι επιστήμονες θέλουν να κατανοήσουν τα κοντινά φεγγάρια - όπως η Ευρώπη του Δία, η οποία έχει αποδείξει ότι έχει τεκτονικές πλάκες παρόμοιες με τη Γη - και μακρινούς εξωπλανήτες.

Οι ερευνητές ξεκίνησαν αρχικά την εργασία ως έναν τρόπο να δείξουν ότι οι ατμόσφαιρες των μακρινών εξωπλανητών μπορεί να είναι ισχυροί δείκτες της πρώιμης ιστορίας τους, πριν αποφασίσουν να διερευνήσουν αυτό το σημείο πιο κοντά στο σπίτι.

Χρησιμοποίησαν τα τρέχοντα δεδομένα για την ατμόσφαιρα της Αφροδίτης ως τελικό σημείο για τα μοντέλα τους και ξεκίνησαν υποθέτοντας ότι η Αφροδίτη είχε ένα στάσιμο καπάκι σε όλη της την ύπαρξη. Γρήγορα, μπόρεσαν να δουν ότι οι προσομοιώσεις που αναδημιουργούσαν την τρέχουσα ατμόσφαιρα του πλανήτη δεν ταίριαζαν με το πού βρίσκεται τώρα ο πλανήτης όσον αφορά την ποσότητα αζώτου και διοξειδίου του άνθρακα που υπάρχουν στην τρέχουσα ατμόσφαιρα και την προκύπτουσα επιφανειακή πίεση.

Στη συνέχεια, οι ερευνητές προσομοίωσαν τι θα έπρεπε να συμβεί στον πλανήτη για να φτάσουν στο σημείο που βρίσκεται σήμερα. Τελικά ταίριαξαν με τους αριθμούς σχεδόν ακριβώς όταν αντιπροσώπευαν την περιορισμένη τεκτονική κίνηση νωρίς στην ιστορία της Αφροδίτης ακολουθούμενη από το στάσιμο μοντέλο καπακιού που υπάρχει σήμερα.

Συνολικά, η ομάδα πιστεύει ότι το έργο χρησιμεύει ως απόδειξη της ιδέας σχετικά με τις ατμόσφαιρες και την ικανότητά τους να παρέχουν πληροφορίες για το παρελθόν.

«Είμαστε ακόμα σε αυτό το παράδειγμα όπου χρησιμοποιούμε τις επιφάνειες των πλανητών για να κατανοήσουμε την ιστορία τους», είπε ο Έβανς. «Δείχνουμε πραγματικά για πρώτη φορά ότι η ατμόσφαιρα μπορεί πραγματικά να είναι ο καλύτερος τρόπος για να κατανοήσουμε κάποια από την πολύ αρχαία ιστορία των πλανητών που συχνά δεν διατηρούνται στην επιφάνεια».

Οι επερχόμενες αποστολές DAVINCI της NASA, οι οποίες θα μετρούν τα αέρια στην ατμόσφαιρα της Αφροδίτης, μπορεί να βοηθήσουν στη σταθεροποίηση των ευρημάτων της μελέτης. Εν τω μεταξύ, οι ερευνητές σχεδιάζουν να εμβαθύνουν σε ένα βασικό ερώτημα που εγείρει η εργασία: Τι συνέβη με την τεκτονική πλακών στην Αφροδίτη; Η θεωρία στο έγγραφο προτείνει ότι ο πλανήτης τελικά έγινε πολύ ζεστός και η ατμόσφαιρά του πολύ παχιά, στεγνώνοντας τα απαραίτητα συστατικά για την τεκτονική κίνηση.

«Η Αφροδίτη βασικά τελείωσε σε κάποιο βαθμό και αυτό έβαλε φρένο στη διαδικασία», είπε ο Daniel Ibarra, καθηγητής στο Τμήμα Γης, Περιβαλλοντικών και Πλανητικών Επιστημών του Brown και συν-συγγραφέας της εργασίας.

Οι ερευνητές λένε ότι οι λεπτομέρειες του πώς συνέβη αυτό μπορεί να έχουν σημαντικές επιπτώσεις για τη Γη.

«Αυτό θα είναι το επόμενο κρίσιμο βήμα για την κατανόηση της Αφροδίτης, της εξέλιξής της και τελικά της μοίρας της Γης», είπε ο Weller. «Ποιες συνθήκες θα μας αναγκάσουν να κινηθούμε σε μια τροχιά που μοιάζει με την Αφροδίτη και ποιες συνθήκες θα μπορούσαν να επιτρέψουν στη Γη να παραμείνει κατοικήσιμη;»

Η μελέτη περιελάμβανε επίσης την Alexandria Johnson από το Πανεπιστήμιο Purdue. Υποστηρίχτηκε από το πρόγραμμα Solar System Workings της NASA.

Γεωδίφης

Πηγή:

Matthew B. Weller, Alexander J. Evans, Daniel E. Ibarra, Alexandria V. Johnson. Venus’s atmospheric nitrogen explained by ancient plate tectonics. Nature Astronomy, 2023; DOI: 10.1038/s41550-023-02102-w