Τα περιφερειακά μοτίβα ανέμων στην Αφροδίτη ενδέχεται να σταθεροποιήσουν τις θερμοκρασίες των βουνών, δημιουργώντας παράλληλα καταιγίδες σκόνης που θα πρέπει να αντέξουν οι μελλοντικοί διαστημόπλοιοι.
Η επιφάνεια της Αφροδίτης
Για δεκαετίες, η επιφάνεια της Αφροδίτης παρέμεινε ένα από τα λιγότερο κατανοητά περιβάλλοντα στο ηλιακό σύστημα. Με μόνο μια χούφτα διαστημόπλοια να μεταδίδουν δεδομένα πριν υποκύψουν στην ακραία θερμότητα και πίεση του πλανήτη, οι επιστήμονες έπρεπε να εργάζονται με περιορισμένες άμεσες μετρήσεις.
Ο Καρλ Σαγκάν κάποτε προειδοποίησε κατά της εξαγωγής δραματικών συμπερασμάτων από σπάνια στοιχεία, σημειώνοντας πόσο εύκολο είναι να φανταστεί κανείς φανταστικά σενάρια, όπως δεινόσαυρους που περιφέρονται στον πλανήτη. Ωστόσο, τα περιορισμένα δεδομένα δεν σημαίνουν έλλειψη γνώσης. Η προσεκτική ανάλυση και μοντελοποίηση μπορούν να εξαγάγουν ουσιαστικά μοτίβα ακόμη και από μικρά σύνολα δεδομένων.
Μια πρόσφατη μελέτη με επικεφαλής τον Μαξένς Λεφέβρ της Σορβόννης στοχεύει να κάνει ακριβώς αυτό. Χρησιμοποιώντας τις μετρήσεις που υπάρχουν από προηγούμενες αποστολές, η ομάδα ανέπτυξε ένα μοντέλο για την εκτίμηση της συμπεριφοράς του ανέμου και της κίνησης της σκόνης στην επιφάνεια του πλανήτη. Ο στόχος τους είναι πρακτικός: να προετοιμάσουν καλύτερα την επόμενη γενιά αποστολών στην Αφροδίτη για τις περιβαλλοντικές συνθήκες που είναι πιθανό να συναντήσουν.
Αραιά δεδομένα, ισχυρότερα μοντέλα
Η μελέτη, η οποία είναι προς το παρόν διαθέσιμη ως προδημοσίευση στο arXiv, επικεντρώνεται σε δύο βασικούς παράγοντες: τη μεταβολή της θερμοκρασίας και τη μεταφορά σκόνης. Αντί να αντιμετωπίσουν την Αφροδίτη ως ένα ενιαίο ομοιόμορφο περιβάλλον, οι ερευνητές χώρισαν τον πλανήτη σε ξεχωριστές περιοχές. Αυτή η περιφερειακή προσέγγιση τους επιτρέπει να απομονώσουν τις διαδικασίες που διαμορφώνουν τις τοπικές συνθήκες, προσφέροντας μια πιο ρεαλιστική εικόνα για το πώς συμπεριφέρεται το επιφανειακό περιβάλλον. Στον πυρήνα τόσο των μεταβολών της θερμοκρασίας όσο και της κίνησης της σκόνης βρίσκεται η ίδια κινητήρια δύναμη που διαμορφώνει τον καιρό στη Γη: ο άνεμος.
Μετρήσεις από το Venera, ένα από τα λίγα σκάφη που προσγειώθηκαν ποτέ με επιτυχία στην επιφάνεια της Αφροδίτης, μείωσαν την ταχύτητα του ανέμου στο κάτω μέρος της ατμόσφαιρας στο μόλις 1 m/s. Σε σύγκριση με 20 m/s στη Γη ή ακόμα και 40 m/s στον Άρη, αυτό μπορεί να μην ακούγεται πολύ.
Αλλά η ατμόσφαιρα της Αφροδίτης είναι παχύτερη από τη δική μας ή από του Άρη, επομένως θα χρειαζόταν πολύ περισσότερη ενέργεια για να φτάσει σε ταχύτητες ισοδύναμες με εκείνες των αδελφών πλανητών της. Ακόμα κι έτσι, εξακολουθεί να έχει σημαντικό αντίκτυπο τόσο στη θερμοκρασία στην επιφάνεια όσο και στην ποσότητα σκόνης στον αέρα.
Οι κύκλοι ημέρας-νύχτας αναδιαμορφώνουν την ατμόσφαιρα
Η Αφροδίτη έχει μια «ημέρα» που διαρκεί 117 γήινες ημέρες και μια νύχτα που διαρκεί εξίσου. Αυτό προκαλεί τεράστιες αλλαγές στην ατμόσφαιρα καθώς ο πλανήτης θερμαίνεται σταδιακά από την ηλιακή ακτινοβολία κατά τη διάρκεια της ημέρας και ψύχεται σταδιακά από τη δική του υπέρυθρη ακτινοβολία τη νύχτα. Αλλά αυτές οι αλλαγές είναι διαφορετικές για διαφορετικές περιοχές του πλανήτη, σύμφωνα με την εργασία - και ιδιαίτερα διαφορετικές από τα «υψίπεδα» (δηλαδή, τις ορεινές περιοχές) και τα «πεδινά» (δηλαδή, τις πεδιάδες) και διαφορετικές μεταξύ των τροπικών και των πόλων.
Στις τροπικές περιοχές, υπάρχει μια πολύ σαφής «ημερήσια μετατόπιση», που σημαίνει ότι οι άνεμοι συμβαίνουν σε πολύ διαφορετικά μοτίβα ανάλογα με το αν είναι μέρα ή νύχτα στο μέρος του πλανήτη τους. Κατά τη διάρκεια του μεσημεριού, οι άνεμοι πνέουν προς τα πάνω (που ονομάζεται «αναβατικός» στην τεχνική ορολογία) λόγω της θέρμανσης του εδάφους από κάτω τους, ωθώντας το προς τα πάνω. Ωστόσο, τη νύχτα, αυτή η διαδικασία αντιστρέφεται καθώς η υπέρυθρη ψύξη των επιφανειών προκαλεί την ψύξη του αέρα, προκαλώντας ανέμους προς τα κάτω γνωστούς ως «καταβατικούς».
Αυτές οι διαδικασίες έχουν άμεση επίδραση στη θερμοκρασία της επιφάνειας, καθώς οι καταβατικοί άνεμοι προκαλούν τη συμπίεση του αέρα που ρέει προς τα κάτω, θερμαίνοντάς τον έτσι, και αντισταθμίζοντας την υπέρυθρη ψύξη από την επιφάνεια σε μια διαδικασία που ονομάζεται αδιαβατική θέρμανση. Ουσιαστικά, οι άνεμοι στα βουνά διατηρούν τη θερμοκρασία σταθερή, με μια διακύμανση μικρότερη από 1 βαθμό Κέλβιν μεταξύ του κύκλου νύχτας και ημέρας. Συγκρίνετε αυτό με μια διακύμανση περίπου 4 βαθμών Kelvin για τις «πεδινές» περιοχές που δεν έχουν το ίδιο φαινόμενο ψύξης.
Οι πολικοί άνεμοι παραμένουν σε κάθοδο
Πιο κοντά στους πόλους, αυτή η δυναμική μεταβάλλεται, με τους ανέμους να βρίσκονται συνεχώς σε καταβατική ροή, η οποία και πάλι αντισταθμίζει τη συνεχή ψύξη του πλανήτη σε αυτά τα γεωγραφικά πλάτη. Δεδομένου ότι οι μελλοντικές αποστολές, όπως οι Envision και Veritas, θα έχουν τα μάτια τους στους πόλους, είναι καλό να έχουμε μια κατανόηση αυτών των διαδικασιών πριν φτάσουν.
Ένας άλλος ανιχνευτής, ο DaVINCI, έχει προγραμματιστεί να προσγειωθεί στην επιφάνεια της Αφροδίτης για πρώτη φορά μετά από δεκαετίες. Η προγραμματισμένη κάθοδος θα πραγματοποιηθεί σε μια περιοχή που ονομάζεται Alpha Regio, ένα οροπέδιο κοντά στον ισημερινό, το οποίο θα υπόκειται σε πιο μέτριες διακυμάνσεις θερμοκρασίας από ορισμένες από τις γύρω πεδινές περιοχές. Αλλά θα εκτοξευθούν οι ανιχνευτές DaVINCI από σκόνη που αιωρείται τριγύρω;
Πολύ πιθανό - σύμφωνα με τους υπολογισμούς του ερευνητή, το 45% της γης στο Alpha Regio έχει ένταση ανέμου που είναι αρκετή για να σηκώσει «λεπτή άμμο» μεγέθους σωματιδίων 75 µm. Αυτό θα έθετε την προγραμματισμένη ζώνη προσγείωσης του DaVINCI κατευθείαν στο μονοπάτι μιας συνεχιζόμενης καταιγίδας λεπτών σωματιδίων, η οποία θα ποικίλλει ανάλογα με την ώρα της ημέρας που φτάνει.
Περιφερειακή μοντελοποίηση καθοδηγεί τις αποστολές
Όλη αυτή η εργασία καθοδηγήθηκε από μια νέα «περιφερειακή» προσομοίωση του πλανήτη που χώρισε αυτές τις μεμονωμένες περιοχές σε υπολογίσιμα μοντέλα καιρού, αντί να προσπαθήσει να μοντελοποιήσει ολόκληρη την επιφάνεια ως ένα ενιαίο μπλοκ.
Αλλά οι συγγραφείς της εργασίας και άλλοι ερευνητές που εξετάζουν την ατμόσφαιρα της Αφροδίτης έχουν ακόμα λίγο χρόνο πριν η νέα παρτίδα ανιχνευτών φτάσει στον δεύτερο πλανήτη. Τουλάχιστον όταν το κάνουν, θα έχουν μια καλύτερη ιδέα για το τι μπορεί να προκαλεί ορισμένα από τα χαρακτηριστικά που θα βρουν.
www.worldenergynews.gr
