عطارد از زهره به خورشید نزدیک‌تر است؛ پس چرا زهره «داغ‌تر» است؟

بیا بازی ببین

فرادید| وقتی منظومه شمسی حدود ۴.۵ میلیارد سال پیش شکل گرفت، احتمالاً سیارۀ زهره شبیه یک بهشت گرمسیری بود؛ اقیانوس‌هایی از آب سطح آن را پوشانده بودند و ابرهای سفید در آسمانش شناور بودند. در آن دوران، عطارد که نزدیک‌ترین سیاره به خورشید است، بدون شک داغ‌ترین سیاره منظومه شمسی بود.

به گزارش فرادید؛ اما بعدها خورشید درخشان‌تر شد و مجموعه‌ای از رویدادها که به آن اثر گلخانه‌ای افسارگسیخته می‌گویند، دمای سطح زهره را به‌طور چشمگیری افزایش داد؛ تا جایی که زهره از عطارد پیشی گرفت و به داغ‌ترین سیاره منظومه شمسی تبدیل شد.

البته عطارد همچنان به دلیل نزدیکی به خورشید، در بخش‌هایی از سطح خود دمای بسیار بالایی دارد. در سمت روزِ عطارد که نور خورشید مستقیماً به آن می‌تابد، دما به حدود ۴۳۰ درجه سانتی‌گراد می‌رسد؛ دمایی که برای ذوب کردن سرب کافی است. اما تفاوت بزرگ میان عطارد و زهره در یک چیز است: جو.

اثر گلخانه‌ای چگونه سیاره‌ای را به کوره تبدیل می‌کند؟

زهره تنها سیاره‌ای نیست که اثر گلخانه‌ای را تجربه کرده است. همین پدیده در زمین نیز وجود دارد و یکی از دلایلی است که سیاره ما برای زندگی مناسب شده است.

هر جسم گرم، از خود انرژی‌ای به شکل تابش الکترومغناطیسی منتشر می‌کند. اتم‌ها و مولکول‌های تشکیل‌دهنده اجسام دائماً در حال لرزش هستند و این لرزش‌ها باعث انتشار انرژی می‌شوند.

سطح زمین که توسط خورشید گرم می‌شود، بخشی از این انرژی را به شکل تابش فروسرخ آزاد می‌کند؛ تابشی که چشم انسان قادر به دیدن آن نیست. بدن انسان و حیوانات نیز گرما را به شکل فروسرخ منتشر می‌کنند و بخش زیادی از گرمای آتش نیز از همین نوع تابش است. هرچه جسمی گرم‌تر باشد، تابش فروسرخ بیشتری منتشر می‌کند.

سیاره زهره در گذشته دور احتمالا چنین شکل و شمایلی داشته است

در سیاره‌ای مانند عطارد که تقریباً جو ندارد، این انرژی بدون مانع به فضا فرار می‌کند. به همین دلیل اختلاف دمای بسیار شدیدی میان روز و شب عطارد وجود دارد. سمت روشن این سیاره می‌تواند به حدود ۴۳۰ درجه سانتی‌گراد برسد، اما در سمت تاریک، دما تا حدود ۱۸۰ درجه زیر صفر کاهش پیدا می‌کند.

اما در زمین، گازهای گلخانه‌ای موجود در جو، مانند دی‌اکسیدکربن، متان و بخار آب، بخشی از این تابش فروسرخ را جذب و دوباره منتشر می‌کنند. این گازها مانند یک پتوی نامرئی اطراف سیاره عمل کرده و گرما را حفظ می‌کنند.

دمای متوسط سطح زمین حدود ۱۵ درجه سانتی‌گراد است. اگر گازهای گلخانه‌ای وجود نداشتند، دمای زمین به حدود ۱۸ درجه زیر صفر می‌رسید و سیاره ما احتمالاً مانند یک گلوله یخی عظیم می‌شد.

بنابراین، مقدار مناسبی از اثر گلخانه‌ای برای زندگی ضروری است؛ اما اگر این اثر از کنترل خارج شود، می‌تواند یک سیاره را به جهنمی غیرقابل سکونت تبدیل کند.

سرگذشت متفاوت زمین و زهره

اما چگونه زهره، سیاره‌ای تقریباً هم‌اندازه زمین و با ترکیبات اولیه مشابه، به دنیایی کاملاً متفاوت تبدیل شد؟ دانشمندان معتقدند زمین و زهره در آغاز شکل‌گیری منظومه شمسی، احتمالاً مقدار مشابهی آب و دی‌اکسیدکربن داشتند. در زمین، بخش بزرگی از دی‌اکسیدکربن در اقیانوس‌ها حل شد یا در سنگ‌هایی مانند سنگ آهک ذخیره شد.

احتمالاً زهره نیز در گذشته چنین شرایطی داشته است. مدل‌های علمی درباره خورشید نشان می‌دهند که این ستاره از آغاز تاریخ منظومه شمسی تاکنون حدود ۴۰ درصد درخشان‌تر شده است. چهار میلیارد سال پیش، خورشید تنها حدود ۷۰ درصد انرژی امروزی خود را منتشر می‌کرد.

دانشمندان هنوز درباره اینکه آیا زهره واقعاً برای مدت طولانی دارای اقیانوس‌های پایدار بوده یا نه اختلاف نظر دارند، اما شواهد نشان می‌دهد که این سیاره در گذشته مقدار زیادی آب داشته است.

با افزایش روشنایی خورشید، آب بیشتری از سطح زهره تبخیر شد و وارد جو شد. وقتی آب‌های سطحی دیگر وجود نداشتند تا دی‌اکسیدکربن را جذب و ذخیره کنند، این گاز به‌تدریج در جو انباشته شد.

افزایش دی‌اکسیدکربن باعث گرم‌تر شدن سیاره شد؛ گرمای بیشتر، تبخیر آب بیشتری ایجاد کرد و این چرخه دوباره ادامه یافت. این فرآیند یک چرخه تقویتی خطرناک ایجاد کرد که دانشمندان آن را «اثر گلخانه‌ای افسارگسیخته» می‌نامند.

امروز حدود ۹۶ درصد جو زهره را دی‌اکسیدکربن تشکیل می‌دهد و دمای سطح آن، چه در روز و چه در شب، تقریباً ثابت و نزدیک به ۴۶۴ درجه سانتی‌گراد است. زهره اکنون در این وضعیت گرفتار شده و احتمالاً برای مدت بسیار طولانی همین شرایط را حفظ خواهد کرد.

برای تصور شرایط زهره، تصور کنید تمام اقیانوس‌های زمین تبخیر شوند و تمام دی‌اکسیدکربنی که در آب‌ها و سنگ‌ها ذخیره شده آزاد شود و وارد جو شود. اتفاقی شبیه به این روی زهره رخ داده است.

نتیجه آن، جوی بسیار ضخیم و سنگین است. فشار جو در سطح زهره بیش از ۹۰ برابر فشار جو زمین در سطح دریا است. برای تجربه چنین فشاری روی زمین، باید تقریباً به عمق ۹۴۰ متری اقیانوس بروید. این فشار تقریباً مانند آن است که پنج فیل روی شانه‌های شما ایستاده باشند.

آیا زمین هم ممکن است به سرنوشت زهره دچار شود؟

دانشمندان سال‌هاست هشدار می‌دهند که تغییرات اقلیمی ناشی از فعالیت انسان می‌تواند برخی از فرآیندهای مشابه را در زمین تشدید کند.

سوزاندن زغال‌سنگ، نفت و گاز طبیعی برای صنعت و حمل‌ونقل، مقدار زیادی دی‌اکسیدکربن وارد جو می‌کند. این گاز برای مدت طولانی در جو باقی می‌ماند و هرچه مقدار آن بیشتر شود، گرمای بیشتری در زمین به دام می‌افتد.

یکی دیگر از گازهای مهم گلخانه‌ای، متان است. با گرم شدن زمین، یخ‌های دائمی مناطق قطبی که به آن‌ها «پرمافراست» گفته می‌شود، شروع به ذوب شدن می‌کنند.

درون این خاک‌های یخ‌زده، مواد آلی مربوط به هزاران سال پیش، از جمله بقایای گیاهان، خزه‌ها و حتی جانورانی مانند ماموت‌های پشمالو، مدفون شده‌اند.

با ذوب شدن این یخ‌ها، باکتری‌ها شروع به تجزیه این مواد می‌کنند و در این فرآیند، متان آزاد می‌شود. افزایش متان نیز گرمایش بیشتری ایجاد می‌کند و چرخه‌ای خطرناک شکل می‌گیرد.

با این حال، زمین هرگز در زمان زندگی انسان‌ها به دمای جهنمی زهره نخواهد رسید. شرایط زمین و زهره بسیار متفاوت است و سیاره ما مسیر کاملاً مشابهی را طی نخواهد کرد.