Zahvaljujući zapažanjima solarne okultacije u infracrvenom (SOIR) instrumentu na svemirskoj sondi Venus Ekspres Evropske svemirske agencije (ESA), istraživači su otkrili neočekivano povećanje u obilju dve varijante molekula vode — H 2 O i HDO — i njihov odnos HDO/H 2 O u mezosferi Venere.
Ovaj fenomen dovodi u pitanje naše razumevanje istorije vode Venere i potencijala da je nekada bila useljiva u prošlosti.
Trenutno je Venera suva, neprijateljska planeta. Ima pritiske skoro 100 puta veće od onih na Zemlji i temperaturu od oko 460°C. Njegova atmosfera, prekrivena gustim oblacima sumporne kiseline i kapljica vode, izuzetno je suva. Većina vode se nalazi ispod i unutar ovih slojeva oblaka. Međutim, Venera je možda nekada podržavala isto toliko vode koliko i Zemlja.
„Venera se često naziva Zemljinim blizankom zbog slične veličine“, primećuje Hiroki Karju, istraživač sa Univerziteta Tohoku, „Uprkos sličnostima između dve planete, ona je evoluirala drugačije. Za razliku od Zemlje, Venera ima ekstremne površinske uslove.“
Istraživanje izobilja H 2 O i njegovog deuterovanog parnjaka HDO (izotopolozi) otkriva uvid u istoriju vode Venere. Opšte je prihvaćeno da su Venera i Zemlja u početku imale sličan odnos HDO/H 2 O. Međutim, odnos primećen u venerinoj atmosferi (ispod 70 km) je 120 puta veći, što ukazuje na značajno obogaćivanje deuterijumom tokom vremena.
Ovo obogaćivanje je prvenstveno posledica sunčevog zračenja koje razlaže izotope vode u gornjoj atmosferi, stvarajući atome vodonika (H) i deuterijuma (D). Pošto H atomi lakše izlaze u svemir zbog svoje manje mase, odnos HDO/H 2 O se postepeno povećava.
Da bi se utvrdilo koliko H i D beži u svemir, ključno je izmeriti količine izotopola vode na visinama gde ih sunčeva svetlost može razbiti, što se dešava iznad oblaka na visinama većim od ~70 km.
Studija, koja je sada objavljena u časopisu PNAS, pronašla je dva iznenađujuća rezultata: koncentracije H2O i HDO rastu sa visinom između 70 i 110 km, a odnos HDO/H2O značajno raste za redom magnitude u ovom opsegu, dostižući nivoe više od 1.500 puta veće nego u Zemljinim okeanima.
Predloženi mehanizam za objašnjenje ovih nalaza uključuje ponašanje aerosola hidratizovane sumporne kiseline (H2SO4). Ovi aerosoli se formiraju neposredno iznad oblaka, gde temperature padaju ispod tačke rose sumporisane vode, što dovodi do stvaranja aerosola obogaćenih deuterijumom.
Ove čestice se podižu na veće visine, gde povećane temperature izazivaju njihovo isparavanje, oslobađajući značajniji deo HDO u poređenju sa H2O. Para se zatim transportuje naniže, ponovo pokreće ciklus.
Studija naglašava dve ključne tačke. Prvo, varijacije u nadmorskoj visini igraju ključnu ulogu u lociranju D i H rezervoara. Drugo, povećani odnos HDO/H2O na kraju povećava oslobađanje deuterijuma, utičući na dugoročnu evoluciju D/H odnosa. Ovi nalazi podstiču uključivanje procesa zavisnih od visine u modele kako bi se napravila tačna predviđanja o evoluciji D/H.
Razumevanje evolucije nastanjivosti Venere i istorije vode će nam pomoći da razumemo faktore koji čine da planeta postane nastanjiva, tako da znamo kako da izbegnemo da Zemlja sledi stopama svojih blizanaca.
