A Vénusz bizonyos jellemzőiben nagyon hasonlít a Földhöz. E két bolygó azonban jelentős eltéréseket mutat mindegyikük kialakulásának és fejlődésének sajátosságai miatt, és a tudósok egyre több ilyen tulajdonságot azonosítanak. Itt részletesebben megvizsgáljuk az egyik megkülönböztető jellemzőt - a Vénusz mágneses terének különleges természetét, de először a bolygó általános jellemzőire és néhány, az evolúció kérdéseit érintő hipotézisre térünk ki.
Vénusz a Naprendszerben
A Vénusz a Naphoz legközelebbi második bolygó, a Merkúr és a Föld szomszédja. Világítótestünkhöz képest szinte körpályán mozog (a vénuszi pálya excentricitása kisebb, mint a földé) átlagosan 108,2 millió km távolságra. Meg kell jegyezni, hogy az excentricitás változó érték, és a távoli múltban más is lehetett a bolygó gravitációs kölcsönhatása miatt a Naprendszer más testeivel.
A Vénusznak nincs természetes műholdja. Vannak olyan hipotézisek, amelyek szerint a bolygónak egykor volt egy nagy műholdja, amely ezt követően árapály-, ill.elveszett.
Egyes tudósok úgy vélik, hogy a Vénusz érintő ütközést tapaszt alt a Merkúrral, ami miatt az utóbbi alacsonyabb pályára került. A Vénusz megváltoztatta a forgás természetét. Ismeretes, hogy a bolygó rendkívül lassan forog (a Merkúrhoz hasonlóan) - körülbelül 243 földi nap időtartammal. Ráadásul forgási iránya ellentétes a többi bolygóéval. Mondhatni úgy forog, mintha fejjel lefelé fordulna.
A Vénusz fő fizikai jellemzői
A Vénusz a Marssal, a Földdel és a Merkúrral együtt a földi bolygók közé tartozik, vagyis egy viszonylag kicsi, túlnyomórészt szilikát összetételű sziklás test. Méretében (átmérője a föld 94,9%-a) és tömegében (a föld 81,5%-a) hasonlít a Földhöz. A szökési sebesség a bolygó felszínén 10,36 km/s (a Földön körülbelül 11,19 km/s).
A földi bolygók közül a Vénusznak van a legsűrűbb légköre. A felszínen a nyomás meghaladja a 90 atmoszférát, az átlagos hőmérséklet körülbelül 470 °C.
Arra a kérdésre, hogy a Vénusznak van-e mágneses tere, a következő válasz adható: a bolygónak gyakorlatilag nincs saját tere, de a napszél és a légkör kölcsönhatása miatt „hamis”, indukált mező felmerül.
Egy kicsit a Vénusz geológiájáról
A bolygó felszínének túlnyomó többségét a baz altvulkanizmus termékei alkotják, és lávamezők, sztratovulkánok, pajzsvulkánok és más vulkáni struktúrák kombinációja. Kevés becsapódási krátert találtak, ésszámuk megszámlálása alapján arra a következtetésre jutottak, hogy a Vénusz felszíne nem lehet régebbi félmilliárd évnél. A bolygón nincsenek lemeztektonika jelei.
A Földön a lemeztektonika a köpenykonvekciós folyamatokkal együtt a hőátadás fő mechanizmusa, de ehhez kellő mennyiségű víz szükséges. Gondolni kell arra, hogy a Vénuszon a vízhiány miatt a lemeztektonika vagy korán leállt, vagy egyáltalán nem ment végbe. Tehát a bolygó csak úgy tudna megszabadulni a felesleges belső hőtől, ha túlhevített köpenyanyagot juttat a felszínre, esetleg a kéreg teljes pusztulásával.
Egy ilyen esemény történhetett körülbelül 500 millió évvel ezelőtt. Lehetséges, hogy nem ez volt az egyetlen a Vénusz történetében.
A Vénusz magja és mágneses tere
A Földön a globális geomágneses mezőt a mag speciális szerkezete által keltett dinamóeffektus hozza létre. A mag külső rétege megolvad, és konvektív áramok jelenléte jellemzi, amelyek a Föld gyors forgásával együtt meglehetősen erős mágneses teret hoznak létre. Ezenkívül a konvekció hozzájárul az aktív hőátadáshoz a belső szilárd magból, amely számos nehéz, köztük radioaktív elemet tartalmaz, amelyek a fő fűtési források.
Úgy tűnik, bolygónk szomszédságán mindez a mechanizmus nem működik a folyékony külső mag konvekciójának hiánya miatt – ezért nincs mágneses tere a Vénusznak.
Miért különbözik annyira a Vénusz és a Föld?
A két fizikai jellemzőikben hasonló bolygó közötti komoly szerkezeti különbség okai még nem teljesen tisztázottak. Egy nemrégiben felépített modell szerint a sziklás bolygók belső szerkezete a tömeg növekedésével rétegesen alakul ki, a mag merev rétegződése pedig megakadályozza a konvekciót. A Földön a többrétegű mag feltehetően történelmének hajnalán megsemmisült egy meglehetősen nagy tárggyal - Theiával - való ütközés következtében. Ezenkívül a Hold megjelenését ennek az ütközésnek az eredményének tekintik. Egy nagy műholdnak a Föld köpenyére és magjára gyakorolt árapály hatása is jelentős szerepet játszhat a konvektív folyamatokban.
Egy másik hipotézis azt sugallja, hogy a Vénusz eredetileg mágneses mezővel rendelkezett, de a bolygó elvesztette azt egy tektonikus katasztrófa vagy a fent említett katasztrófák sorozata miatt. Emellett mágneses tér hiányában sok kutató a Vénusz túl lassú forgását és a forgástengely csekély mértékű precesszióját "hibáztatja".
A vénuszi hangulat jellemzői
A Vénusznak rendkívül sűrű atmoszférája van, amely főként szén-dioxidból áll, kis mennyiségű nitrogénnel, kén-dioxiddal, argonnal és néhány egyéb gázzal. Egy ilyen atmoszféra visszafordíthatatlan üvegházhatás forrásaként szolgál, megakadályozva a bolygó felszínének bármilyen módon történő lehűlését. Talán a fent leírt „katasztrófális” tektonikus rezsim a belsejében is felelős a „hajnalcsillag” légkörének állapotáért.
A gázburok legnagyobb részeA Vénusz az alsó rétegbe - a troposzférába - van bezárva, körülbelül 50 km magasságig. Felül a tropopauza, felette pedig a mezoszféra. A kén-dioxidból és kénsavcseppekből álló felhők felső határa 60-70 km magasságban található.
A felső légkörben a gázt erősen ionizálja a nap ultraibolya sugárzása. Ezt a ritkított plazmaréteget ionoszférának nevezik. A Vénuszon 120–250 km-es magasságban található.
Indukált magnetoszféra
A napszél töltött részecskéinek és a felső légkör plazmájának kölcsönhatása határozza meg, hogy a Vénusznak van-e mágneses tere. A napszél által hordozott mágneses tér erővonalai a vénuszi ionoszféra körül elhajlanak, és indukált (indukált) magnetoszférának nevezett szerkezetet alkotnak.
Ez a struktúra a következő elemekből áll:
- Egy orr lökéshullám, amely a bolygó sugarának körülbelül egyharmadán helyezkedik el. A naptevékenység csúcsán az a terület, ahol a napszél találkozik a légkör ionizált rétegével, sokkal közelebb van a Vénusz felszínéhez.
- Mágneses réteg.
- A magnetopauza valójában a magnetoszféra határa, körülbelül 300 km-es magasságban található.
- A magnetoszféra farka, ahol a napszél megfeszített mágneses erővonalai kiegyenesednek. A Vénusz magnetoszférikus farkának hossza egytől több tíz bolygósugárig terjed.
A farkat egy különleges tevékenység jellemzi – a mágneses újracsatlakozási folyamatok, amelyek a töltött részecskék felgyorsulásához vezetnek. A poláris régiókban a visszakapcsolás eredményeként mágneses kötegek képződhetnek,hasonló a földhöz. Bolygónkon a mágneses erővonalak újbóli összekapcsolódása áll az aurorák jelenségének hátterében.
Azaz a Vénusz mágneses tere nem a bolygó bélrendszerében zajló belső folyamatok, hanem a Nap légkörre gyakorolt hatására alakul ki. Ez a mező nagyon gyenge - intenzitása átlagosan ezerszer gyengébb, mint a Föld geomágneses terének, de bizonyos szerepet játszik a felső légkörben lezajló folyamatokban.
A magnetoszféra és a bolygó gázhéjának stabilitása
A magnetoszféra megvédi a bolygó felszínét a napszél energikusan töltött részecskéinek becsapódásától. Úgy gondolják, hogy a kellően erős magnetoszféra jelenléte lehetővé tette az élet megjelenését és fejlődését a Földön. Ezenkívül a mágneses gát bizonyos mértékig megakadályozza, hogy a napszél elfújja a légkört.
Ionizáló ultraibolya sugárzás is behatol a légkörbe, amit nem késleltet a mágneses tér. Egyrészt ennek köszönhetően keletkezik az ionoszféra, és mágneses képernyő alakul ki. Az ionizált atomok azonban elhagyhatják a légkört, ha belépnek a mágneses farokba, és ott felgyorsulnak. Ezt a jelenséget ionfuttatásnak nevezik. Ha az ionok által elért sebesség meghaladja a szökési sebességet, a bolygó gyorsan elveszíti gázburkáját. Ilyen jelenség figyelhető meg a Marson, amelyet gyenge gravitáció és ennek megfelelően alacsony szökési sebesség jellemez.
A Vénusz erősebb gravitációjával hatékonyabban tartja vissza a légkör ionjait, amennyire szükségük vanvegyen fel nagyobb sebességet, hogy elhagyja a bolygót. A Vénusz bolygó indukált mágneses tere nem elég erős ahhoz, hogy jelentősen felgyorsítsa az ionokat. Ezért a légkör vesztesége itt közel sem olyan jelentős, mint a Marson, annak ellenére, hogy az ultraibolya sugárzás intenzitása sokkal nagyobb a Nap közelsége miatt.
Így a Vénusz indukált mágneses tere az egyik példa a felső atmoszféra és a különböző típusú napsugárzás komplex kölcsönhatására. A gravitációs térrel együtt a bolygó gáznemű héjának stabilitásának tényezője.
