Η Αφροδίτη μοιάζει πολύ με τη Γη σε ορισμένα χαρακτηριστικά. Ωστόσο, και αυτοί οι δύο πλανήτες έχουν σημαντικές διαφορές λόγω των ιδιαιτεροτήτων του σχηματισμού και της εξέλιξης του καθενός από αυτούς και οι επιστήμονες εντοπίζουν όλο και περισσότερα τέτοια χαρακτηριστικά. Θα εξετάσουμε εδώ με περισσότερες λεπτομέρειες ένα από τα διακριτικά χαρακτηριστικά - την ιδιαίτερη φύση του μαγνητικού πεδίου της Αφροδίτης, αλλά πρώτα θα στραφούμε στα γενικά χαρακτηριστικά του πλανήτη και σε ορισμένες υποθέσεις που επηρεάζουν τα θέματα της εξέλιξής του.
Αφροδίτη στο ηλιακό σύστημα
Η Αφροδίτη είναι ο δεύτερος πλησιέστερος πλανήτης στον Ήλιο, γείτονας του Ερμή και της Γης. Σε σχέση με το δικό μας φωτιστικό, κινείται σε μια σχεδόν κυκλική τροχιά (η εκκεντρότητα της τροχιάς της Αφροδίτης είναι μικρότερη από αυτή της γης) σε μέση απόσταση 108,2 εκατομμυρίων km. Πρέπει να σημειωθεί ότι η εκκεντρότητα είναι μια μεταβλητή τιμή και στο μακρινό παρελθόν θα μπορούσε να είναι διαφορετική λόγω των βαρυτικών αλληλεπιδράσεων του πλανήτη με άλλα σώματα του ηλιακού συστήματος.
Η Αφροδίτη δεν έχει φυσικούς δορυφόρους. Υπάρχουν υποθέσεις σύμφωνα με τις οποίες ο πλανήτης είχε κάποτε έναν μεγάλο δορυφόρο, ο οποίος στη συνέχεια καταστράφηκε από τη δράση παλιρροϊκών δυνάμεων ήέχασε.
Μερικοί επιστήμονες πιστεύουν ότι η Αφροδίτη βίωσε μια εφαπτομένη σύγκρουση με τον Ερμή, με αποτέλεσμα ο τελευταίος να εκτιναχθεί σε χαμηλότερη τροχιά. Η Αφροδίτη άλλαξε τη φύση της περιστροφής. Είναι γνωστό ότι ο πλανήτης περιστρέφεται εξαιρετικά αργά (όπως και ο Ερμής, παρεμπιπτόντως) - με μια περίοδο περίπου 243 γήινων ημερών. Επιπλέον, η φορά περιστροφής του είναι αντίθετη με αυτή άλλων πλανητών. Μπορεί να ειπωθεί ότι περιστρέφεται, σαν να γυρίζει ανάποδα.
Κύρια φυσικά χαρακτηριστικά της Αφροδίτης
Μαζί με τον Άρη, τη Γη και τον Ερμή, η Αφροδίτη ανήκει στους επίγειους πλανήτες, δηλαδή είναι ένα σχετικά μικρό βραχώδες σώμα με κατά κύριο λόγο πυριτική σύνθεση. Είναι παρόμοιο με τη Γη σε μέγεθος (διάμετρος 94,9% της γης) και μάζα (81,5% της γης). Η ταχύτητα διαφυγής στην επιφάνεια του πλανήτη είναι 10,36 km/s (στη Γη είναι περίπου 11,19 km/s).
Από όλους τους επίγειους πλανήτες, η Αφροδίτη έχει την πιο πυκνή ατμόσφαιρα. Η πίεση στην επιφάνεια υπερβαίνει τις 90 ατμόσφαιρες, η μέση θερμοκρασία είναι περίπου 470 °C.
Στο ερώτημα εάν η Αφροδίτη έχει μαγνητικό πεδίο, υπάρχει η ακόλουθη απάντηση: ο πλανήτης πρακτικά δεν έχει δικό του πεδίο, αλλά λόγω της αλληλεπίδρασης του ηλιακού ανέμου με την ατμόσφαιρα, ένα «ψευδές», επαγόμενο πεδίο προκύπτει.
Λίγα για τη γεωλογία της Αφροδίτης
Η συντριπτική πλειονότητα της επιφάνειας του πλανήτη σχηματίζεται από προϊόντα βασαλτικού ηφαιστείου και είναι ένας συνδυασμός πεδίων λάβας, στρατοηφαιστείων, ασπίδων ηφαιστείων και άλλων ηφαιστειακών δομών. Λίγοι κρατήρες πρόσκρουσης έχουν βρεθεί καιΜε βάση την καταμέτρηση του αριθμού τους, βγήκε το συμπέρασμα ότι η επιφάνεια της Αφροδίτης δεν μπορεί να είναι παλαιότερη από μισό δισεκατομμύριο χρόνια. Δεν υπάρχουν σημάδια τεκτονικών πλακών στον πλανήτη.
Στη Γη, η τεκτονική των πλακών, μαζί με τις διαδικασίες μεταφοράς του μανδύα, είναι ο κύριος μηχανισμός για τη μεταφορά θερμότητας, αλλά αυτό απαιτεί επαρκή ποσότητα νερού. Πρέπει να σκεφτεί κανείς ότι στην Αφροδίτη, λόγω έλλειψης νερού, οι τεκτονικές πλακών είτε σταμάτησαν σε πρώιμο στάδιο, είτε δεν έγιναν καθόλου. Έτσι, ο πλανήτης θα μπορούσε να απαλλαγεί από την υπερβολική εσωτερική θερμότητα μόνο μέσω της παγκόσμιας παροχής υπερθερμασμένης ύλης του μανδύα στην επιφάνεια, πιθανώς με την πλήρη καταστροφή του φλοιού.
Απλώς ένα τέτοιο γεγονός θα μπορούσε να έχει λάβει χώρα πριν από περίπου 500 εκατομμύρια χρόνια. Είναι πιθανό ότι δεν ήταν το μοναδικό στην ιστορία της Αφροδίτης.
Ο πυρήνας και το μαγνητικό πεδίο της Αφροδίτης
Στη Γη, το παγκόσμιο γεωμαγνητικό πεδίο δημιουργείται λόγω του φαινομένου δυναμό που δημιουργείται από την ειδική δομή του πυρήνα. Το εξωτερικό στρώμα του πυρήνα είναι λιωμένο και χαρακτηρίζεται από την παρουσία ρευμάτων μεταφοράς, τα οποία, μαζί με την ταχεία περιστροφή της Γης, δημιουργούν ένα αρκετά ισχυρό μαγνητικό πεδίο. Επιπλέον, η συναγωγή συμβάλλει στην ενεργή μεταφορά θερμότητας από τον εσωτερικό στερεό πυρήνα, ο οποίος περιέχει πολλά βαριά, συμπεριλαμβανομένων ραδιενεργών στοιχείων, την κύρια πηγή θέρμανσης.
Προφανώς, στον γείτονα του πλανήτη μας, όλος αυτός ο μηχανισμός δεν λειτουργεί λόγω της έλλειψης μεταφοράς στον υγρό εξωτερικό πυρήνα - αυτός είναι ο λόγος που η Αφροδίτη δεν έχει μαγνητικό πεδίο.
Γιατί η Αφροδίτη και η Γη είναι τόσο διαφορετικές;
Οι λόγοι για τη σοβαρή δομική διαφορά μεταξύ δύο πλανητών παρόμοιων σε φυσικά χαρακτηριστικά δεν είναι ακόμη εντελώς ξεκάθαροι. Σύμφωνα με ένα μοντέλο που κατασκευάστηκε πρόσφατα, η εσωτερική δομή των βραχωδών πλανητών σχηματίζεται σε στρώματα καθώς αυξάνεται η μάζα και η άκαμπτη διαστρωμάτωση του πυρήνα εμποδίζει τη μεταφορά. Στη Γη, ο πολυεπίπεδος πυρήνας, πιθανώς, καταστράφηκε στην αυγή της ιστορίας του ως αποτέλεσμα σύγκρουσης με ένα αρκετά μεγάλο αντικείμενο - τη Θεία. Επιπλέον, η ανάδυση της Σελήνης θεωρείται το αποτέλεσμα αυτής της σύγκρουσης. Η παλιρροϊκή επίδραση ενός μεγάλου δορυφόρου στον μανδύα και τον πυρήνα της Γης μπορεί επίσης να παίξει σημαντικό ρόλο στις διαδικασίες μεταφοράς.
Μια άλλη υπόθεση υποδηλώνει ότι η Αφροδίτη είχε αρχικά μαγνητικό πεδίο, αλλά ο πλανήτης το έχασε λόγω μιας τεκτονικής καταστροφής ή μιας σειράς καταστροφών που αναφέρθηκαν παραπάνω. Επιπλέον, ελλείψει μαγνητικού πεδίου, πολλοί ερευνητές «κατηγορούν» την πολύ αργή περιστροφή της Αφροδίτης και τη μικρή μετάπτωση του άξονα περιστροφής.
Χαρακτηριστικά της ατμόσφαιρας της Αφροδίτης
Η Αφροδίτη έχει μια εξαιρετικά πυκνή ατμόσφαιρα, που αποτελείται κυρίως από διοξείδιο του άνθρακα με μια μικρή ανάμειξη αζώτου, διοξειδίου του θείου, αργού και ορισμένων άλλων αερίων. Μια τέτοια ατμόσφαιρα χρησιμεύει ως πηγή ενός μη αναστρέψιμου φαινομένου του θερμοκηπίου, αποτρέποντας την ψύξη της επιφάνειας του πλανήτη με οποιονδήποτε τρόπο. Ίσως το προαναφερθέν «καταστροφικό» τεκτονικό καθεστώς του εσωτερικού του να ευθύνεται και για την κατάσταση της ατμόσφαιρας του «πρωινού αστέρα».
Το μεγαλύτερο μέρος της θήκης αερίουΗ Αφροδίτη περικλείεται στο κατώτερο στρώμα - την τροπόσφαιρα, που εκτείνεται σε υψόμετρα περίπου 50 km. Πάνω είναι η τροπόπαυση και από πάνω η μεσόσφαιρα. Το άνω όριο των νεφών, που αποτελείται από διοξείδιο του θείου και σταγονίδια θειικού οξέος, βρίσκεται σε υψόμετρο 60–70 km.
Στην ανώτερη ατμόσφαιρα, το αέριο ιονίζεται έντονα από την ηλιακή υπεριώδη ακτινοβολία. Αυτό το στρώμα του αραιωμένου πλάσματος ονομάζεται ιονόσφαιρα. Στην Αφροδίτη, βρίσκεται σε υψόμετρα 120–250 km.
Επαγόμενη μαγνητόσφαιρα
Είναι η αλληλεπίδραση των φορτισμένων σωματιδίων του ηλιακού ανέμου και του πλάσματος της ανώτερης ατμόσφαιρας που καθορίζει εάν η Αφροδίτη έχει μαγνητικό πεδίο. Οι γραμμές δύναμης του μαγνητικού πεδίου που μεταφέρει ο ηλιακός άνεμος κάμπτονται γύρω από την ιονόσφαιρα της Αφροδίτης και σχηματίζουν μια δομή που ονομάζεται επαγόμενη (επαγόμενη) μαγνητόσφαιρα.
Αυτή η δομή έχει τα ακόλουθα στοιχεία:
- Ένα ωστικό κύμα πλώρης που βρίσκεται σε ύψος περίπου το ένα τρίτο της ακτίνας του πλανήτη. Στην κορυφή της ηλιακής δραστηριότητας, η περιοχή όπου ο ηλιακός άνεμος συναντά το ιονισμένο στρώμα της ατμόσφαιρας είναι πολύ πιο κοντά στην επιφάνεια της Αφροδίτης.
- Μαγνητικό στρώμα.
- Η μαγνητόπαυση είναι στην πραγματικότητα το όριο της μαγνητόσφαιρας, που βρίσκεται σε υψόμετρο περίπου 300 km.
- Η ουρά της μαγνητόσφαιρας, όπου οι τεντωμένες γραμμές του μαγνητικού πεδίου του ηλιακού ανέμου ισιώνουν. Το μήκος της μαγνητοσφαιρικής ουράς της Αφροδίτης είναι από μία έως πολλές δεκάδες πλανητικές ακτίνες.
Η ουρά χαρακτηρίζεται από μια ιδιαίτερη δραστηριότητα - τις διαδικασίες μαγνητικής επανασύνδεσης, που οδηγεί στην επιτάχυνση των φορτισμένων σωματιδίων. Στις πολικές περιοχές, ως αποτέλεσμα της επανασύνδεσης, μπορούν να σχηματιστούν μαγνητικές δέσμες,παρόμοια με τη γη. Στον πλανήτη μας, η επανασύνδεση των γραμμών του μαγνητικού πεδίου αποτελεί τη βάση του φαινομένου των σέλας.
Δηλαδή, η Αφροδίτη έχει ένα μαγνητικό πεδίο που σχηματίζεται όχι από εσωτερικές διεργασίες στα έγκατα του πλανήτη, αλλά από την επίδραση του Ήλιου στην ατμόσφαιρα. Αυτό το πεδίο είναι πολύ αδύναμο - η έντασή του είναι κατά μέσο όρο χίλιες φορές ασθενέστερη από αυτή του γεωμαγνητικού πεδίου της Γης, αλλά παίζει κάποιο ρόλο στις διεργασίες που συμβαίνουν στην ανώτερη ατμόσφαιρα.
Η μαγνητόσφαιρα και η σταθερότητα του κελύφους αερίου του πλανήτη
Η μαγνητόσφαιρα προστατεύει την επιφάνεια του πλανήτη από την πρόσκρουση των ενεργειακών φορτισμένων σωματιδίων του ηλιακού ανέμου. Πιστεύεται ότι η παρουσία μιας αρκετά ισχυρής μαγνητόσφαιρας κατέστησε δυνατή την εμφάνιση και την ανάπτυξη της ζωής στη Γη. Επιπλέον, το μαγνητικό φράγμα σε κάποιο βαθμό εμποδίζει την ατμόσφαιρα να παρασυρθεί από τον ηλιακό άνεμο.
Η ιονίζουσα υπεριώδης ακτινοβολία διεισδύει επίσης στην ατμόσφαιρα, η οποία δεν καθυστερεί από το μαγνητικό πεδίο. Από τη μία πλευρά, λόγω αυτού, προκύπτει η ιονόσφαιρα και σχηματίζεται ένα μαγνητικό πλέγμα. Αλλά τα ιονισμένα άτομα μπορούν να φύγουν από την ατμόσφαιρα μπαίνοντας στη μαγνητική ουρά και επιταχύνοντας εκεί. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται διαφυγή ιόντων. Εάν η ταχύτητα που αποκτούν τα ιόντα υπερβαίνει την ταχύτητα διαφυγής, ο πλανήτης χάνει γρήγορα το περίβλημα του αερίου του. Ένα τέτοιο φαινόμενο παρατηρείται στον Άρη, ο οποίος χαρακτηρίζεται από ασθενή βαρύτητα και, κατά συνέπεια, χαμηλή ταχύτητα διαφυγής.
Η Αφροδίτη, με την ισχυρότερη βαρύτητα της, συγκρατεί τα ιόντα της ατμόσφαιράς της πιο αποτελεσματικά, όπως χρειάζονταισηκώστε περισσότερη ταχύτητα για να φύγετε από τον πλανήτη. Το επαγόμενο μαγνητικό πεδίο του πλανήτη Αφροδίτης δεν είναι αρκετά ισχυρό για να επιταχύνει σημαντικά τα ιόντα. Επομένως, η απώλεια της ατμόσφαιρας εδώ δεν είναι τόσο σημαντική όσο στον Άρη, παρά το γεγονός ότι η ένταση της υπεριώδους ακτινοβολίας είναι πολύ μεγαλύτερη λόγω της εγγύτητας με τον Ήλιο.
Έτσι, το επαγόμενο μαγνητικό πεδίο της Αφροδίτης είναι ένα παράδειγμα της πολύπλοκης αλληλεπίδρασης της ανώτερης ατμόσφαιρας με διάφορους τύπους ηλιακής ακτινοβολίας. Μαζί με το βαρυτικό πεδίο, αποτελεί παράγοντα σταθερότητας του αέριου κελύφους του πλανήτη.
