巨大な惑星スマッシュアップが金星を熱くて地獄に変えたかもしれない科学| スミソニアン - 記事、科学、宇宙

今日の地獄のような状況にもかかわらず、金星はかつて歓迎の世界だったかもしれません。それは地球よりほんの少し小さく、水が両方の惑星に同じ方法で到着した場合、金星はかつてその表面に海をホストできたかもしれません。しかし、ある時点で、大気は暴走温室効果で飛び立ち、現在では表面温度が鉛を溶かすのに十分なほど高温になっています。

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惑星科学者たちは、この劇的な変容を引き起こすために貧しい金星に何が起こったのかを理解しようとしています。今、シミュレーションは、非常に初期の段階ではあるが、興味深い理論を提供しています。金星は、テキサスサイズの物体との衝突後に息苦しい雰囲気を作り出しました。

ベルギー王立天文台のセドリック・ギルマンと彼の同僚は、さまざまなサイズの物体が金星に衝突した場合にどうなるかをシミュレートしました。彼らは、大気の一部を宇宙に吹き飛ばすなどの即時の影響は、惑星がすぐに回復できる小さな変化しか起こさないことを発見しました。しかし、特に金星が比較的若かったときに起こった場合、大きな影響がマントルの奥深くで変化を引き起こし、何億年もかけて地球の地質と大気を変えた可能性があります。

「大きな衝撃があれば、冷たい表面を熱い表面に切り替えて惑星の歴史を変えるのに十分な期間があります」とギルマンは言います。

彼らのモデルによると、幅500から1, 000マイルの球状の物体が金星に衝突した場合、衝突する物体からのエネルギーがそれを溶かすのに十分なほど上部のマントルを加熱したでしょう。その融解部分は地表まで上昇し、地殻のすぐ下の長く浅い層に広がっていたでしょう。その後、マントル内の水と二酸化炭素がガスとして地表に放出される可能性があり、これが惑星の大気に大きな変化を引き起こす可能性がありました。

金星がその寿命の十分早い時期に影響を受けた場合、マントルから放出された水は、より活発な若い太陽から流れる強い太陽風によって取り除かれ、乾燥した惑星が残された可能性があります。早い段階で惑星の水の大部分がマントルから引き出されたため、太陽活動が落ち着くと大気中に閉じ込められることはほとんどありませんでした。結果として生じる二酸化炭素に富んだ密度の高い大気は、惑星を劇的に加熱するのに役立つだろう、とチームはイカルスの 4月号で報告しています。

「大きな衝突は、表面の大きなクレーターの形成だけでなく、さまざまなプロセスを通じて大気にも影響を与える可能性があります」とコロラド州サウスウエスト研究所のシモーネ・マルキは言う。。「[新しい研究]は、過去におそらく完全には調査されていなかった効果に焦点を当てています。これは、惑星の内部進化に正確に起こることです。」

このサイズのオブジェクトの影響はほとんどありません。他の研究によると、およそ590マイル幅のroughly小惑星セレスのサイズとほぼ同じ大きさの物体は、一生に一度ほぼ惑星に衝突します。より大きなオブジェクトはさらにまれです。

「このような影響は、過去30億年ほどの間に起こったはずはありません」とギルマンは言います。それでも、初期の太陽系は、原始惑星の破片が太陽の近くの岩だらけの世界に衝突し、多数のクレーターを残した後期重爆撃と呼ばれる期間を経たことを知っています。そして、地球がその若さで重大な衝突を受けたという証拠はたくさんあります。科学者たちは、火星サイズの体が私たちの惑星に激突し、月を形成した物質を切り開いたと考えています。

それでは、なぜ地球は超温室効果で終わっていないのでしょうか？衝突する物体ははるかに大きく、幅約4, 000マイルと推定されます。このような劇的な影響は、地球の表面を完全に除去して再形成し、本質的にリセットできるようになります。しかし、金星では、地殻は無傷のままであり、マントルのごく一部のみが惑星の大気中に漏れることができました。

金星の表面のレーダーマップは、火山構造が支配的な世界を示しています。（NASA / JPL）

大規模な衝撃が実際に金星を傷つけて大気を変化させた場合、他の効果はすぐにはわかりません。惑星の表面はかなり若く、衝撃やかつては活火山だった可能性のある溶岩に覆われています。しかし、もっと間接的な手がかりがあります。惑星は、金星の1日がその年より長い奇妙なほど遅い回転をしており、太陽系の他の惑星と比べて後方に回転します。

以前の研究は、金星の奇妙なスピンが大きな影響によって引き起こされた可能性があることを示唆しています。それでも、重要なインパクターは、惑星の大気を加熱する唯一の方法ではありません。数十億年の間に噴火した火山も二酸化炭素をマントルから地表に注ぎ込み、その歴史にわたって惑星を加熱した可能性があります。

マルキは、さまざまな衝突から除去されたガスの量と組成に関するより詳細な推定を見たいと付け加えました。これは、惑星の歴史の中でいつ衝撃が発生したかに依存する要因です。

「これは金星だけでなく、すべての地球惑星にとって非常に基本的なプロセスです」と彼は言います。

より詳細なモデルを作成する際の最大の困難の1つは、処理するデータが非常に少ないという事実です。火星は過去40年間に多数のロボット訪問者を受け入れてきましたが、地球の「邪悪な双子」はあまり注目されていません。

「現時点では、金星の歴史に関する情報があまり多くないため、影響の証拠を見つけるのに役立ちます」とギルマンは言います。「さらなるミッションと観測が、より古い可能性のある領域を見つけることを願っています。」