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Mich interessieren zwei Aspekte dieser Frage. Stellen Sie sich vor, die Venus hätte eine ähnliche Rotationsgeschwindigkeit und Rotationsrichtung wie wir hier auf der Erde.
Was würde sich für die Venus selbst ändern? Mich interessieren Veränderungen im Kern- und Mantelverhalten, eine potentielle Magnetosphäre, Veränderungen der Atmosphäre und tektonische Platten.
Was wäre für die anderen Planeten in der Nähe der Sonne anders? Ich interessiere mich für Änderungen der Gravitationsresonanz und mögliche Bahnänderungen.
Mich interessieren Veränderungen im Kern- und Mantelverhalten, eine potentielle Magnetosphäre, Veränderungen in der Atmosphäre und tektonische Platten.
Vieles davon ist sehr theoretisch. Die Atmosphäre der Venus ist fast 100-mal so massereich wie die Erdatmosphäre. Es ist auch fast alles CO2, ein Treibhausgas, was bedeutet, dass es Wärme gut einfangen kann. Das würde sich nicht ändern, wenn die Rotationsrate der Venus schneller wäre.
"Kern- und Mantelverhalten" ist eine etwas ungewöhnliche Aussage, Kerne rotieren mit dem Planeten und kühlen langsam ab, es gibt etwas Konvektion vs. Leitung, aber es ist schwierig, die Kerne anderer Planeten zu studieren. Es ist schon schwer genug, den Kern der Erde zu studieren. Aber was wir über den Erdkern wissen oder zu wissen glauben, ist, dass der Erdkern und die Erdkruste mit leicht unterschiedlichen Geschwindigkeiten rotieren. Dies kann daran liegen, dass sich die Erdkruste mit der Zeit verlangsamt und der Kern sich nicht so schnell verlangsamt. Es gibt eine leichte Variation in der Rotationsrate. Außerdem ist der innere Kern der Erde fest, der äußere Kern der Erde ist etwas flüssig (wenn auch extrem viskos), und beim Abkühlen wächst der innere Kern langsam, der äußere Kern schrumpft und dabei wird Wärme freigesetzt. Dieser Prozess erzeugt eine Strömung, die teilweise durch die Umlaufbahn des Mondes beeinflusst werden kann, und es wird angenommen, dass die Zirkulationen zusammen das Magnetfeld der Erde erzeugen. Dies ist nicht sicher, aber es wird angenommen, dass der Fluss des äußeren Kerns die Ursache ist, und die Rotation der Erde könnte dabei eine Rolle spielen.
Wenn sich die Venus also viel schneller dreht, in Kombination mit ihrer Nähe zur Sonne und den Gezeitenkräften der Sonne, ist es möglich, dass eine schneller rotierende Venus ein permanentes Magnetfeld hat. Es ist alles andere als sicher, aber das ist ein mögliches Ergebnis.
Die Plattentektonik ist schwieriger. Verschiedene Studien deuten darauf hin, dass die Größe der Planeten viel mit der Plattentektonik zu tun hat, und auch reichlich Wasser spielt eine Rolle, Ozeane erleichtern die Plattentektonik. Venus ist klein und hat fast kein Wasser, daher ist sie kein guter Kandidat für die Plattentektonik. Venus hat auch sehr wenig Granit. Dies ist mehr Geologie als Astronomie, aber reichlich Granit (IMHO) spielt eine Rolle in der Plattentektonik. Die Gesteinskörper in unserem Sonnensystem. Merkur, Venus, Mars, der Mond sind alle im Grunde basaltartig auf ihren Oberflächen. Die Erde bildete große Granit-Landmassen, die wie Schichten unter den Ozeanen über dem dichteren Basalt schweben. Ohne Granitlandmassen und ohne Ozeane ist die Venus meiner Meinung nach kein guter Kandidat für die Plattentektonik.
Hatte die Venus jemals Plattentektonik, wie vor Milliarden von Jahren? Kann sein. Keine Ahnung, aber vielleicht. Hätte es Plattentektonik, wenn es schneller rotieren würde? Das bezweifle ich. Ein Magnetfeld - vielleicht. Plattentektonik glaube ich nicht.
Diese Frage ist wahrscheinlich zu allgemein für Diese Seite und sie könnte geschlossen sein, aber ich glaube nicht, dass sich nur eine schnellere Drehung der Venus allzu sehr ändern würde, abgesehen davon, dass sie ihr vielleicht ein Magnetfeld gibt, und das würde nicht allzu viel ändern Venus. Es hat sowieso ein induziertes Magnetfeld.
Wenn Sie der Venus einen Ozean geben könnten, ihn vielleicht massereicher machen und ihn weiter von der Sonne wegbewegen könnten, könnten einige interessante Dinge passieren, wie die Plattentektonik, die den Planeten auf eine andere Bahn führen könnte, vielleicht ähnlicher der Erde.
Die Erde war in der Lage, CO2 in ihre riesigen Ozeane aufzunehmen und CO2 durch Photosynthese aufzunehmen, und Gesteine konnten CO2 durch Plattentektonik absorbieren, und die Erde war weit genug von der Sonne entfernt, um nicht zu verdunsten und zu verlieren, was wahrscheinlich der Venus passiert ist .
Ich denke, die Planetenentstehung, basierend auf Größe, Sternart, Temperatur, Ausgangsmaterialien usw., wird ein sehr interessantes Studiengebiet sein, wenn/(wenn) groß genug Teleskope aufgestellt werden, um tatsächlich einen Blick auf ferne Planeten zu werfen. Es ist sehr schwierig, einen Planeten zu beobachten, der Lichtjahre entfernt ist, geschweige denn, zu studieren. Das bisher zwei- oder dreimal verzögerte James Webb-Weltraumteleskop könnte mit besseren Beobachtungen der Atmosphären von Exoplaneten den Stein ins Rollen bringen, aber es ist noch lange nicht gut verstanden. Der James Webb ST ist ein enorm schwieriges Unterfangen, also sollten wir geduldig sein. Mit etwas Glück wird es in ein paar Jahren fertig sein und Bilder aufnehmen.
Würde schließlich die Rotation der Venus, wenn sie schneller wäre, andere Planeten beeinflussen? Im Grunde gar nicht. Die Rotation des Jupiters hat keinen Einfluss auf die Erde. Die Rotationsrate beeinflusst andere Objekte in großen Entfernungen nicht.
Ich glaube nicht, dass sich etwas Wesentliches geändert hätte. Vor vier Milliarden Jahren war die Venus der Erde ähnlich, aber heißer. Es hatte Meere und wie die Erde eine sehr substanzielle Atmosphäre, die hauptsächlich aus CO2 bestand. Die Rotationsrate war wahrscheinlich nicht ganz dieselbe wie heute, aber für Ihr Szenario nehmen wir an, sie wäre einmal alle 24 Stunden. Aufgrund der größeren Nähe zur Sonne und des Treibhauseffekts einer CO2-Atmosphäre mit starkem Methangeschmack wären die Meere unabhängig von einer 24-Stunden-Rotationsrate schließlich verdunstet und hätten den Treibhauseffekt verstärkt. Unterdessen hätte das Ausgasen von Vulkanen dem giftigen Gemisch mehr CO2 und Schwefeldioxid hinzugefügt und in Kombination mit dem Wasserdampf schweflige Säure gebildet. Bei einer Schätzung würde ich denken, dass dies etwa eine Milliarde Jahre gedauert hat, vielleicht etwas schneller als eine erdähnliche Rotation. Die 8-monatige Rotationsrate der Venus hätte bedeutet, dass eine Seite des Planeten den Sonnenstrahlen viel länger ausgesetzt war als dies auf der Erde der Fall war, also auch sehr lange Nächte hatte.
Die Situation heute ist, dass trotz der sehr langen Tage und sehr langen Nächte die Atmosphäre so dick ist, dass es keinen signifikanten Temperaturunterschied zwischen der Nachtseite des Planeten und der Tagseite gibt. Wäre es alle 24 Stunden rotiert worden, hätte es in den ersten paar Millionen Jahren vielleicht einen Temperaturunterschied zwischen Tag und Nacht gegeben, aber dieser wäre zurückgegangen, als sich die Treibhausatmosphäre zu einer effektiveren Decke aufbaute. Mit anderen Worten, wäre die Erde 30 Millionen Meilen näher an der Sonne gewesen, wäre hier dasselbe passiert. Die Antwort auf Ihre Frage lautet, dass eine schnellere Rotationsrate keinen großen Unterschied gemacht hätte.
Die Theorie schlägt vor, dass die Venus bewohnbar gewesen sein könnte, aber ein großer Ozean verlangsamte seine Rotation und tötete sie
Es macht keinen Sinn es zu beschönigen – Venus ist ein höllischer Ort! Es ist der heißeste Planet im Sonnensystem mit atmosphärischen Temperaturen, die heiß genug sind, um Blei zu schmelzen. Die Luft ist auch eine giftige Wolke, die hauptsächlich aus Kohlendioxid und schwefelsauren Regenwolken besteht. Und doch vermuten Wissenschaftler, dass die Venus einst ein ganz anderer Ort war, mit einer kühleren Atmosphäre und flüssigen Ozeanen auf ihrer Oberfläche.
Leider änderte sich dies alles vor Milliarden von Jahren, als die Venus einen außer Kontrolle geratenen Treibhauseffekt erlebte und die Landschaft in die höllische Welt verwandelte, die wir heute kennen. Laut einer von der NASA unterstützten Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams könnte es tatsächlich die Anwesenheit dieses Ozeans gewesen sein, die Venus zu diesem Übergang veranlasst hat.
Abgesehen davon, dass sie extrem heiß ist, erfährt die Venus auch praktisch keine Temperaturschwankungen zwischen Tag und Nacht oder im Laufe eines Jahres. Dies wird auf seine extrem dichte Atmosphäre (das 93-fache des Drucks der Erdatmosphäre) und die langsame Rotation des Planeten zurückgeführt. Verglichen mit der relativ schnellen Rotation der Erde von 23 Stunden, 56 Minuten und 4 Sekunden benötigt die Venus etwa 243 Tage, um eine einzige Rotation um ihre Achse zu vollenden.
Künstlerische Darstellung der Venus. Bildnachweis: Blobbie244/Wikipedia Commons Es ist auch erwähnenswert, dass sich die Venus in die entgegengesetzte Richtung der Erde und der meisten anderen Planeten dreht (retrograde Rotation). Zwischen dieser mühsam langsamen Rotation, der dicken isolierenden Atmosphäre des Planeten und der Wärmeübertragung durch Winde in der unteren Atmosphäre weichen die Temperaturen auf der Venusoberfläche nie viel vom Durchschnitt von 462 ° C (864 ° F) ab.
Astronomen vermuteten schon seit einiger Zeit, dass sich die Venus schneller und in die gleiche Richtung wie die Erde gedreht haben könnte, was ein Schlüsselfaktor dafür gewesen wäre, einen flüssigen Ozean auf seiner Oberfläche zu unterstützen (und möglicherweise sogar Leben zu beherbergen). Was dazu führte, dass sich dies änderte, ist eine populäre Theorie, dass ein massiver Einschlag die Rotation der Venus verlangsamte und sogar umkehrte.
Für ihre Studie, die kürzlich in Die Briefe des Astrophysikalischen Journalsuntersuchte das Team um Dr. Mattias Green (ein physikalischer Ozeanograph von der Bangor University) mit Kollegen der NASA und der University of Washington die Möglichkeit, dass ein Ozean auf der frühen Venus dafür verantwortlich war.
Um es einfach auszudrücken: Gezeiten wirken als Bremse für die Rotation eines Planeten aufgrund der Reibung, die zwischen Gezeitenströmungen und dem Meeresboden erzeugt wird. Auf der Erde verändert dieser Effekt die Länge eines Tages alle Millionen Jahre um etwa 20 Sekunden. Um zu quantifizieren, wie stark ein früher Ozean auf der Venus bremsen würde, führten Green und seine Kollegen eine Reihe von Simulationen mit einem speziellen numerischen Gezeitenmodell durch.
Künstlerische Vorstellung einer terraformierten Venus, die eine Oberfläche zeigt, die größtenteils mit Ozeanen bedeckt ist. Bildnachweis: Wikipedia Commons/Ittiz
Das Team simulierte, wie die Venus mit Ozeanen unterschiedlicher Tiefe und einer Rotationsperiode von 243 bis 64 siderischen Erdtagen aussehen würde. Anschließend berechneten sie die Gezeitendissipationsraten und das damit verbundene Gezeitendrehmoment, das sich daraus ergeben würde. Sie fanden heraus, dass die Gezeiten des Ozeans ausgereicht hätten, um ihn alle Millionen Jahre um bis zu 72 Erdtage zu verlangsamen, abhängig von seiner anfänglichen Rotationsgeschwindigkeit.
Dies deutet darauf hin, dass die Gezeitenbremse die Venus in nur 10 bis 50 Millionen Jahren auf ihre aktuelle Rotation verlangsamt haben könnte. In dieser Hinsicht könnten die Meeresgezeiten auf einer alten Venus einen sehr deterministischen Einfluss auf die Rotationsgeschichte des Planeten gehabt haben. Diese Studie bietet nicht nur eine alternative Erklärung dafür, warum sich die Venus so dreht, wie sie es tut, sondern hat auch Implikationen, die einen großen Beitrag zur Beantwortung einiger der tiefsten Geheimnisse der Venus leisten könnten.
Wie Dr. Green in einer Pressemitteilung der Bangor University sagte:
“Diese Arbeit zeigt, wie wichtig Gezeiten sein können, um die Rotation eines Planeten umzugestalten, selbst wenn dieser Ozean erst seit einigen 100 Millionen Jahren existiert, und wie entscheidend die Gezeiten sind, um einen Planeten bewohnbar zu machen.“
Mit anderen Worten, die Gezeitenbremsung könnte ein wichtiger Aspekt dessen gewesen sein, was die Venus ursprünglich bewohnbar machte. Dies wird durch frühere Forschungen unter der Leitung von Dr. Michael Way (ein Forscher am Goddard Institute of Space Studies der NASA und Co-Autor dieser Studie) unterstützt, die darauf hindeuteten, dass die Venus früher möglicherweise viel mehr Krankenhauszustände hatte, als Folge von mit einer prograden Rotation, die langsamer als 16 Erdtage ist.
Künstlerische Darstellung eines venusähnlichen Exoplaneten, der in der Nähe seines Wirtssterns kreist. Bildnachweis: CfA/Dana Berry Diese Ergebnisse könnten auch Auswirkungen auf die Erforschung extrasolarer Planeten haben, auf denen bereits viele “Venus-ähnliche” Welten gefunden wurden. Ergo konnten Astronomen mit einiger Sicherheit davon ausgehen, dass Exoplaneten, die sich in der Nähe des inneren Randes ihrer zirkumstellaren bewohnbaren Zonen befinden, ähnliche Rotationsperioden haben, die darauf zurückzuführen sind, dass ihre Ozeane sie verlangsamen.
Vielleicht, nur vielleicht, könnte diese Studie auch dazu beitragen, mögliche zukünftige Bemühungen zur Wiederherstellung der Venus wiederherzustellen, wie sie vor Milliarden von Jahren aussah, d. h. sie zu terraformen! Unter den vielen Szenarien, die vorgeschlagen wurden, um die Venus wieder lebenswert zu machen, ist der Plan, ihre Rotation zu beschleunigen, was einen kürzeren Tag-Nacht-Zyklus und Temperaturschwankungen ermöglicht, die denen der Erde ähneln.
Aber wenn die Venus wieder in ihren bewohnbaren Zustand zurückversetzt werden soll, müssen die neuen Bewohner natürlich die Gezeiten sorgfältig beobachten. Andernfalls könnten sie in wenigen Äonen wieder Tage haben, die etwa so lange wie ein Venusjahr dauern!
Venus’ Atmosphäre
Immenser Druck der Atmosphäre.
Der atmosphärische Druck der Venus ist größer als der jedes anderen Planeten – mehr als das 90-fache des Erddrucks’. Dieser Druck entspricht fast einem Kilometer unter der Oberfläche der Ozeane der Erde. Die Atmosphäre ist auch sehr dicht und besteht hauptsächlich aus Kohlendioxid mit winzigen Mengen an Wasserdampf und Stickstoff. Es hat viel Schwefeldioxid an der Oberfläche. Dies erzeugt einen Treibhauseffekt und macht die Venus zum heißesten Planeten im Sonnensystem. Seine Oberflächentemperatur beträgt auf dem gesamten Planeten 461 Grad Celsius, während sich Merkur (der sonnennächste Planet) nur auf der der Sonne zugewandten Seite auf 426 Grad Celsius erwärmt.
Beschleunigen Sie die Venus-Rotation
Ich denke, wenn die Venus schneller rotiert, werden alle Kolonisierungsherausforderungen viel einfacher. Wie könnten wir es tun?
Erstens halte ich das nicht für praktikabel, sondern nur, weil ich mir keine Möglichkeit vorstellen kann, dies zu tun.
Aber ich glaube auch nicht, dass es hilfreich wäre. Eine nicht verankerte Kolonie würde auf den Winden der Venus reiten, die in idealer Höhe etwa 210 km / h betragen. Das reduziert den Tag-Nacht-Zyklus auf 100 Stunden, wenn Sie nur mit dem Wind fahren.
Natürlich ist es auch keine gute Idee, auf dem Wind zu reiten, denn dann ist Ihre Kolonie den Turbulenzen ausgeliefert. Das ist kein so großes Problem wie bei so schnellen Winden auf der Erde, da sie relativ gleichmäßig um den Planeten peitschen, aber immer noch ein Problem. Die beste Lösung, die mir einfällt, ist, Ihre Kolonie schneller als die Windgeschwindigkeit in Bewegung zu halten. Dadurch wird der Tag/Nacht-Zyklus weiter reduziert, obwohl es immer noch unrealistisch erscheint, dass Sie nahe genug an 24 Stunden herankommen, damit sich der Mensch anpassen kann. (Wenn Sie die Kolonie näher an den Wahllokalen platzieren, könnten Sie vielleicht dorthin gelangen. Ich weiß es nicht.)
Aber die Kolonie anzutreiben scheint viel einfacher zu sein, als die Rotationsgeschwindigkeit des Planeten zu ändern, und ich sehe keinen Vorteil darin, es anders zu machen, solange wir über schwimmende Kolonien sprechen.
Ich denke, Terraforming ist interessant, aber es sind so viele Schritte über die Kolonisierung hinaus, dass ich nicht sicher bin, was meine Spekulationen wert wären.
Neues Papier erklärt, wie eine bewohnbare Venus zur Höllenlandschaft werden könnte, die wir heute sehen
Es macht keinen Sinn, es zu beschönigen – die Venus ist ein höllischer Ort! Es ist der heißeste Planet im Sonnensystem mit atmosphärischen Temperaturen, die heiß genug sind, um Blei zu schmelzen.
Die Luft ist auch eine giftige Wolke, die hauptsächlich aus Kohlendioxid und schwefelsauren Regenwolken besteht. Wissenschaftler vermuten jedoch, dass die Venus einst ein ganz anderer Ort war, mit einer kühleren Atmosphäre und flüssigen Ozeanen auf ihrer Oberfläche.
Leider änderte sich dies alles vor Milliarden von Jahren, als die Venus einen außer Kontrolle geratenen Treibhauseffekt erlebte und die Landschaft in die höllische Welt verwandelte, die wir heute kennen.
Laut einer von der NASA unterstützten Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams könnte es tatsächlich die Anwesenheit dieses Ozeans gewesen sein, die Venus zu diesem Übergang veranlasst hat.
Abgesehen davon, dass sie extrem heiß ist, erfährt die Venus auch praktisch keine Temperaturschwankungen zwischen Tag und Nacht oder im Laufe eines Jahres. Dies wird auf seine extrem dichte Atmosphäre (93-facher Druck der Erdatmosphäre) und die langsame Rotation des Planeten zurückgeführt.
Verglichen mit der relativ schnellen Erdrotation von 23 Stunden, 56 Minuten und 4 Sekunden benötigt die Venus etwa 243 Tage, um eine einzige Rotation um ihre Achse zu vollenden.
Es ist auch erwähnenswert, dass sich die Venus in die entgegengesetzte Richtung der Erde und der meisten anderen Planeten dreht (retrograde Rotation). Zwischen dieser mühsam langsamen Rotation, der dicken isolierenden Atmosphäre des Planeten und der Wärmeübertragung durch Winde in der unteren Atmosphäre weichen die Temperaturen auf der Venusoberfläche nie viel von den durchschnittlichen 462 ° C (864 ° F) ab.
Astronomen vermuteten schon seit einiger Zeit, dass sich die Venus schneller und in die gleiche Richtung wie die Erde gedreht haben könnte, was ein Schlüsselfaktor dafür gewesen wäre, einen flüssigen Ozean auf seiner Oberfläche zu unterstützen (und möglicherweise sogar Leben zu beherbergen). Was dazu führte, dass sich dies änderte, ist eine populäre Theorie, dass ein massiver Einschlag die Rotation der Venus verlangsamte und sogar umkehrte.
Für ihre Studie, die kürzlich in Die Briefe des Astrophysikalischen Journals, das Team um Mattias Green (ein physikalischer Ozeanograph von der Bangalore University) mit Kollegen der NASA und der University of Washington testete die Möglichkeit, dass ein Ozean auf der frühen Venus dafür verantwortlich war.
Einfach ausgedrückt bremsen Gezeiten die Rotation eines Planeten aufgrund der Reibung zwischen den Gezeitenströmungen und dem Meeresboden.
Auf der Erde verändert dieser Effekt die Länge eines Tages alle Millionen Jahre um etwa 20 Sekunden. Um zu quantifizieren, wie stark ein früher Ozean auf der Venus bremsen würde, führten Green und seine Kollegen eine Reihe von Simulationen mit einem speziellen numerischen Gezeitenmodell durch.
(Ittiz/Wikimedia Commons CC BY 3.0)
Das Team simulierte, wie die Venus mit Ozeanen unterschiedlicher Tiefe und einer Rotationsperiode von 243 bis 64 siderischen Erdtagen aussehen würde. Anschließend berechneten sie die Gezeitendissipationsraten und das damit verbundene Gezeitendrehmoment, das sich daraus ergeben würde. Sie fanden heraus, dass die Gezeiten des Ozeans ausgereicht hätten, um ihn alle Millionen Jahre um bis zu 72 Erde zu verlangsamen, abhängig von seiner anfänglichen Rotationsgeschwindigkeit.
Dies deutet darauf hin, dass die Gezeitenbremse die Venus in nur 10 bis 50 Millionen Jahren auf ihre aktuelle Rotation verlangsamt haben könnte. Da es diese reduzierte Rotationsrate war, die dazu führte, dass die Ozeane der Venus auf ihrer der Sonne zugewandten Seite verdunsten, was zu einem außer Kontrolle geratenen Treibhauseffekt führte, beraubte diese Gezeitenstörung die Venus in einer (aus geologischer Sicht) ziemlich kurzen Zeit effektiv ihrer Bewohnbarkeit Rahmen.
Diese Studie bietet nicht nur eine alternative Erklärung dafür, warum sich die Venus so dreht, wie sie es tut, sondern hat auch Implikationen, die einen großen Beitrag zur Beantwortung einiger der tiefsten Geheimnisse der Venus leisten könnten. Wie Green in einer Pressemitteilung der Bangor University sagte:
"Diese Arbeit zeigt, wie wichtig Gezeiten sein können, um die Rotation eines Planeten umzugestalten, selbst wenn dieser Ozean erst seit einigen 100 Millionen Jahren existiert, und wie entscheidend die Gezeiten sind, um einen Planeten bewohnbar zu machen."
Mit anderen Worten, Gezeitenbremsung könnte der Grund dafür sein, dass die Venus von einer von Ozeanen bedeckten Welt, die sehr gut Leben hätte erhalten können, zu einer heißen, höllischen Umgebung wurde, in der nichts überleben konnte – und das innerhalb weniger Äonen. Diese Erkenntnisse könnten auch Auswirkungen auf die Erforschung extrasolarer Planeten haben, auf denen bereits viele "venusähnliche" Welten gefunden wurden.
Astronomen konnten daher mit einiger Sicherheit davon ausgehen, dass Exoplaneten, die sich in der Nähe des inneren Randes ihrer zirkumstellaren bewohnbaren Zonen befinden, ähnliche Rotationsperioden haben, die auf ihre Verlangsamung durch ihre Ozeane zurückzuführen sind.
Vielleicht, nur vielleicht, könnte diese Studie auch dazu beitragen, mögliche zukünftige Bemühungen um die Wiederherstellung der Venus so zu informieren, wie sie vor Milliarden von Jahren aussah – d. h. sie zu terraformen!
Durch die Beschleunigung der Planetenrotation könnten wir den Treibhauseffekt des Planeten deutlich reduzieren. Dann pumpen Sie Tonnen von Wasserstoff ein, um die dichten Wolken aus atmosphärischem CO2 in Wasser (und Graphit) zu verwandeln, und die Venus hat ihre Ozeane zurück und die Menschen haben einen anderen Planeten zum Leben!
Aber natürlich müssen die neuen Bewohner die Gezeiten sorgfältig beobachten, um zu verhindern, dass der Planet wieder zur Hölle wird.
Dieser Artikel wurde ursprünglich von Universe Today veröffentlicht. Lesen Sie den Originalartikel.
Was würde sich ändern, wenn sich die Venus mit einer ähnlichen Geschwindigkeit und Richtung wie die Erde drehen würde? - Astronomie
Hallo. Ich versuche, eine Liste zu finden, in welcher Richtung sich Planeten (insbesondere in diesem Sonnensystem) drehen. Jede Hilfe wird sehr geschätzt.
Jeder Planet in unserem Sonnensystem außer Venus und Uranus dreht sich vom Nordpol aus gesehen gegen den Uhrzeigersinn, also von West nach Ost. Dies ist die gleiche Richtung, in der alle Planeten die Sonne umkreisen. Uranus wurde wahrscheinlich zu Beginn seiner Geschichte von einem sehr großen Planetoiden getroffen, was dazu führte, dass er sich "auf der Seite" drehte, 90 Grad von seiner Bahnbewegung entfernt. Die Venus dreht sich im Vergleich zu den anderen Planeten rückwärts, wahrscheinlich auch aufgrund eines frühen Asteroideneinschlags, der ihre ursprüngliche Rotation störte.
Über den Autor
Dave Kornreich
Dave war der Gründer von Ask an Astronomer. 2001 promovierte er an der Cornell University und ist heute Assistenzprofessor am Department of Physics and Physical Science der Humboldt State University in Kalifornien. Dort betreibt er seine eigene Version von Ask the Astronomer. Er hilft uns auch bei der ein oder anderen kosmologischen Frage.
Die Rotation ist nicht nur langsam, sondern auch rückläufig, dreht sich also in die entgegengesetzte Richtung zu den anderen Planeten - was möglicherweise mit der langsamen Rotation zusammenhängt. Die Atmosphäre dreht sich auch viel schneller.
Es gibt mehrere Theorien, warum Venus eine langsame retrograde Rotation hat, laut Why Venus Spins the Wrong Way (Franzen, 2001), dass eine Theorie dieses Phänomens besagt, dass
Venus drehte sich anfangs in die gleiche Richtung wie die meisten anderen Planeten und tut es in gewisser Weise immer noch: Sie drehte ihre Achse irgendwann einfach um 180 Grad. Mit anderen Worten, es dreht sich in die gleiche Richtung, die es immer hat, nur auf den Kopf gestellt, so dass es von anderen Planeten aus betrachtet rückwärts erscheint.
Der Mechanismus dahinter ist laut Theorie, dass
Die Anziehungskraft der Sonne auf die sehr dichte Atmosphäre des Planeten könnte starke atmosphärische Gezeiten verursacht haben. Solche Gezeiten, kombiniert mit Reibung zwischen dem Mantel und dem Kern der Venus, könnten den Umschwung überhaupt verursacht haben.
Im selben Artikel argumentieren jedoch einige Forscher, dass der Planet aufgrund der gleichen Faktoren wie bei der vorherigen Theorie wie bei den Gezeiteneffekten anderer Planeten einfach zum Stillstand gekommen und umgekehrt wurde - dass er sich einfach in seiner eigenen stabilen Rotation niedergelassen hat.
Um das Mysterium zu verschärfen, deutet der Artikel Venus Spinning Slower Than Thought – Scientists Stumped (Major, 2012) darauf hin, dass die Rotation noch weiter verlangsamt, mit
Laut den neuen Daten rotiert die Venus 6,5 Minuten langsamer als vor 16 Jahren, ein Ergebnis, das mit langfristigen Radarbeobachtungen von der Erde korreliert.
2 mögliche Mechanismen für diese Verlangsamung sind:
Reibung aus der dicken Atmosphäre
ein Drehimpulsaustausch mit der Erde
Mit den neuen Daten gibt es noch keine definitiven Antworten, aber sehr interessante Theorien.
Niemand weiß es wirklich genau. Und es gibt noch zwei, ja drei weitere seltsame Dinge an seiner Drehung um die eigene Achse, nämlich:
- Es ist der einzige Planet im Sonnensystem, der sich retrograd, dh im Uhrzeigersinn dreht, wenn alle anderen Planeten sich prograd oder gegen den Uhrzeigersinn um ihre Achsen drehen (vor nur einem guten Monat, als diese Antwort geschrieben wurde) hat gezeigt, dass seine Rotationsperiode tatsächlich zunimmt , dh seine axiale Rotationsgeschwindigkeit verlangsamt sich, und
- Seine siderische Rotationsperiode oder die Dauer eines Venustages ist länger, als es für eine Umlaufbahn um die Sonne oder ein Venusjahr braucht.
Venus ist in der Tat ein Sonderling. Einige Theorien, die diesen seltsamen Venus-Tageszyklus erklären, gehen wie folgt:
Astronomen gehen davon aus, dass die Venus zu Beginn ihrer Geschichte, vor Milliarden von Jahren, von einem anderen großen Planeten beeinflusst wurde. Der kombinierte Impuls zwischen den beiden Objekten wird auf die aktuelle Rotationsgeschwindigkeit und -richtung gemittelt. Quelle
Eine Möglichkeit ist, dass sich die Venus normal drehte, als sie sich zum ersten Mal aus dem Sonnennebel bildete, und dann könnten die Gezeiteneffekte ihrer dichten Atmosphäre ihre Rotation verlangsamt haben. Quelle
„Es ist schwierig, einen Mechanismus zu finden, der dazu führt, dass sich die durchschnittliche Rotationsrate in nur 16 Jahren so stark ändert“, sagte Håkan Svedhem, Wissenschaftler des Venus Express-Projekts. „Der Ursprung dafür könnte im Sonnenzyklus oder in langfristigen Wettermustern liegen, die die atmosphärische Dynamik verändern. Aber dieses Rätsel ist noch nicht gelöst.“ Quelle
Die Rotationsperiode der Venus kann einen Gleichgewichtszustand zwischen der Gezeitenbindung an die Gravitation der Sonne, die zu einer langsameren Rotation neigt, und einer atmosphärischen Flut darstellen, die durch die solare Erwärmung der dicken Venusatmosphäre erzeugt wird. Das durchschnittliche Intervall von 584 Tagen zwischen aufeinanderfolgenden Annäherungen an die Erde entspricht fast genau 5 Venus-Sonnentagen, aber die Hypothese einer Spin-Bahn-Resonanz mit der Erde wurde verworfen. Quelle
Venus: Der glühend heiße und bizarre Zwilling der Erde
Nach dem Mond ist die Venus das zweithellste natürliche Objekt am Nachthimmel. Doch dieser Planet ist von reflektierenden Wolken bedeckt, die mit bloßem Auge und optischen Teleskopen nicht durchdringen können. Da die venusianische Oberfläche nicht sichtbar war, spekulierten Generationen von Romanautoren wie verrückt über das mysteriöse Terrain unter diesen Wolken. Der Schöpfer von "Tarzan" Edgar Rice Burroughs seinerseits porträtierte die Venus in einem Roman von 1934 als eine Welt mit üppigen Wäldern und baumbewachsenen Städten.
Doch dann griff die Wissenschaft ein. Die Idee, dass die Venus bewohnbar ist, ist während des Kalten Krieges ziemlich implodiert. Im Jahr 1956 zeigten Radioteleskop-Beobachtungen, dass der Planet Oberflächentemperaturen von über 618 Grad Fahrenheit (326 Grad Celsius) hatte!
Ob Sie es glauben oder nicht, die Werte von '56 waren ziemlich niedrig. Wir wissen jetzt, dass die durchschnittliche Oberflächentemperatur auf der Venus 462 Grad Celsius beträgt. Tatsächlich ist es der heißeste Planet in unserem Sonnensystem – obwohl Merkur näher an der Sonne ist.
Auf der Venus ist der atmosphärische Druck erdrückend extrem und Blei würde zu einer Pfütze schmelzen. So höllisch dieser Ort auch klingen mag, tatsächlich hat er viel mit der Erde gemeinsam.
Die Venus ins Rollen bringen
Die beiden Welten sind ziemlich ähnlich groß. Die Erde hat eine Oberfläche von rund 197 Millionen Quadratmeilen (510 Millionen Quadratkilometer). Im Vergleich dazu liegt die Oberfläche der Venus näher bei 177 Millionen Quadratmeilen (460 Millionen Quadratkilometer). Und wenn Sie die Venus in Puppenform in unseren Planeten Matrjoschka stopfen würden, würde sie ungefähr 86 Prozent des Gesamtvolumens der Erde einnehmen.
Venus hat die Erde jedoch in einigen wichtigen Punkten geschlagen. Die Erde weist eine leichte Wölbung in der Mitte auf, die um ihren Äquator breiter ist als von einem Pol zum anderen. Umgekehrt ist die Venus eine fast perfekte Kugel.
Was gibt? Nun, wenn sich ein massiver Himmelskörper (wie ein Stern oder Planet) schnell um seine Achse dreht, wird ihm die Zentrifugalkraft eine dramatischere Ausbuchtung um den Äquator verleihen. Venus hat jedoch eine ultralangsame Rotationsgeschwindigkeit.
Die Venus braucht 243 Erdentage, um eine volle Umdrehung um ihre Achse zu vollenden – und nur 225 Erdentage, um eine neue Runde um die Sonne zu drehen. Mit anderen Worten, ein Tag auf der Venus dauert länger als ein Venusjahr!!
Und verstehen Sie Folgendes: Aus unserer egozentrischen Perspektive dreht sich die Venus rückwärts. Die meisten Planeten in diesem Sonnensystem rotieren von West nach Ost. Uranus und Venus widersetzen sich dem Trend. Auf diesen beiden Welten scheint die Sonne im Westen auf- und im Osten unterzugehen.
Niemand weiß, wie es dazu kam. Astronomen denken Venus benutzt gegen den Uhrzeigersinn wie die Erde zu bewegen. Aber irgendwann könnte sich der Spin umgekehrt haben. Alternativ dazu führte vielleicht der Gravitationseinfluss der Sonne – oder eine Kollision mit einem großen Objekt – dazu, dass der gesamte Planet auf den Kopf gestellt wurde.
Venus ist ein planetarisches Treibhaus
Im Dezember 1962 erhielt die Venus als erster Planet einen Vorbeiflug von einer künstlichen Raumsonde. Die Mariner 2-Sonde der NASA nutzte ein kurzes Zeitfenster und untersuchte diese Welt aus der Nähe, aus Entfernungen von bis zu 21.606 Meilen (34.773 Kilometer).
Die Bordinstrumente haben uns viel gelehrt. Mariner 2 bestätigte, dass die Venus kein erdähnliches Magnetfeld hat und zeichnete Oberflächentemperaturen von 300 bis 400 Grad Fahrenheit (149 bis 204 Grad Celsius) auf.
Als Mariner 2 gestartet wurde, wussten die Wissenschaftler bereits, dass in der Venusatmosphäre ein hoher CO2-Gehalt vorhanden war. Und diese Komposition sollte uns innehalten.
Kohlendioxid macht satte 96 Prozent der Atmosphäre der Venus aus. Wissenschaftler führen dies auf einen außer Kontrolle geratenen Treibhauseffekt zurück. Theoretisch hatte der Planet früher ein gemäßigteres Klima, das über Milliarden von Jahren hätte stabil bleiben können. Damals könnten Ozeane mit flüssigem Wasser seine Oberfläche bedeckt haben (obwohl wir es nicht genau wissen).
Die Dinge änderten sich, als unsere wachsende Sonne heißer wurde. Alle Ozeane wären während dieser Zeit verdunstet – und Astronomen glauben, dass ein Großteil des Kohlenstoffs in den Gesteinen der Venus ausgewaschen und himmelwärts gewandert ist. Während sich die Atmosphäre veränderte, wurde sie besser darin, Wärme einzufangen, wodurch ein Teufelskreis entstand, der das Problem verschlimmerte. Zwangsläufig stiegen die Temperaturen.
Venus hat ein Treibhausgasproblem
Da unser eigener Planet ein großes Treibhausgasproblem hat, könnte uns die Venus wichtige Erkenntnisse zum Klimawandel liefern. Aber das Senden von Sonden, um es zu erkunden, war schon immer große Herausforderungen.
Auf der Venus ist die Oberflächengravitation vergleichbar mit dem, was Sie und ich auf der Erde erleben. Was ist nicht vergleichbar ist der atmosphärische Druck, der auf der Venus 92 mal höher ist als hier.
Angesichts der extremen Temperaturen und des hohen Drucks ist es kein Wunder, dass von Menschenhand geschaffene Objekte in der Umwelt des Planeten nicht lange überleben. Als die sowjetische Sonde Venera 13 1982 auf der Venus landete, blieb sie 127 Minuten lang intakt, bevor sie zerstört wurde.
Wohlgemerkt, dies war nicht das erste Rodeo der UdSSR. Frühere Venera-Raumsonden hatten erfolgreich die Atmosphäre des Planeten besucht und auf seiner äußeren Kruste aufgesetzt. Obwohl ihre Besuche kurz waren, nahmen diese Sonden die allerersten Fotos der Venusoberfläche auf. Die Magellan-Raumsonde der NASA lieferte weitere Erkenntnisse, da sie 98 Prozent des Gesichtes des Planeten kartierte.
Insgesamt verfügt die Venus über mehr als 16.000 Vulkane und vulkanische Merkmale – aber wir wissen nicht, ob diese noch aktiv sind. Auch Hochlandplateaus, tiefe Canyons und Meteoriteneinschlagskrater wurden dort entdeckt. Obwohl die Venus etwa 4,6 Milliarden Jahre alt ist, wird ihre Kruste mit einem geschätzten Alter von nur 300 bis 600 Millionen Jahren für viel jünger gehalten.
Der Venus fehlen tektonische Platten, wie wir sie auf der Erde kennen. Dennoch glauben einige Geologen, dass Magmaauftriebe gelegentlich Teile der Kruste recyceln.
Lange bevor sie Gegenstand wissenschaftlicher Studien war – oder Edgar Rice Burroughs Romane – faszinierte die Venus unsere Vorfahren. Hell und schön, der wolkenverzierte Planet leitet seinen Namen von der römischen Göttin der Liebe ab. Antike Mathematiker kartierten seinen Fortschritt am Himmel und Galileo Galilei machte sich detaillierte Notizen über seine mondähnlichen Phasen.
Irgendwie schmälert das Wissen, dass die Venus ein erstickendes Treibhaus ist, ihren Reiz nicht. Mit jeder neuen Entdeckung weckt es Neugier und Ehrfurcht.
Ein junger Carl Sagan half beim Design der Mariner 2-Sonde. Er setzte sich erfolglos dafür ein, die Raumsonde mit einer Kamera auszustatten, weil Nahaufnahmen der Venus "Fragen beantworten könnten, für die wir zu dumm waren, um sie überhaupt zu stellen".
Terraforming Venus
Terraforming is the process of changing the global environment of a planet in such a way as to make it suitable for human habitation. Because it is so far beyond our current technological capabilities, most articles about terraforming have been written by science fiction writers rather than scientists. For example, there is an entry for a terraformed Venus in the science fiction work “Encyclopaedia Galactica” which is set thousands of years in the future.
Originally a hot dry greenhouse world, (Cytherian Type) with an atmosphere consisting mostly of carbon dioxide with a surface pressure 94 times greater than that of Earth. The planet was shrouded with clouds of sulphuric and hydrochloric acid and the mean surface temperature was 480 C, making the world extremely hostile to terragen and carbon-based life. Because of this the planet was sparsely populated for many thousands of years recently it has been successfully terraformed.
So far there has been very little detailed scientific research on terraforming Venus. Most papers on terraforming have focussed on Mars. Even so, there is no reason why – given enough resources and time – an advanced human civilisation would not be able to terraform Venus.
It has to be said at this point that the international willingness to commit to a project like this is much harder to imagine than the existence of the technical ability to do so. There would have to be fundamental changes in the way in which human beings work together on a global scale, and the conditions of life for the whole of humanity would have to be considerably better than they are now, were such vast amounts of time and money to be committed to a project like this.
However, setting that aside, it is interesting to consider the various challenges to making Venus habitable, so that humans can live and work on the planet without any need for protective equipment, such as space suits or oxygen supplies.
What a terraformed Venus might look like – Image from Wikimedia Commons
High Temperatures and Pressures.
The surface temperature of Venus is around 500 degrees Celsius and the atmospheric pressure is a crushing 92 times that of the Earth. The atmosphere consists of 97% carbon dioxide (Williams 2015), a powerful greenhouse gas which traps the Sun’s heat. In order to make the planet habitable the surface temperature would need to be around 0 to 35 degrees and the atmospheric pressure similar to that on the Earth.
One way to cool Venus would be to build a giant sunshade to block most of the Sun’s rays from hitting the planet. This was described in detail in a paper written by the late British science writer Paul Birch (1991).
The shade would orbit the Sun at a specific point about 1 million km above the planet’s surface called the L1 Lagrange point, shown as L in the diagram above (see note 1). It would need to be slightly larger than the diameter of Venus, 12,100 km, to fully shade the planet. The cost and technological challenge of building such a shade would enormous. It would need to be 100 billion times larger in surface area than the International Space station, shown below, which is the largest object ever built in space.
It is likely that such a shade would be built up from thousands or even millions of smaller individual shades and would take many decades to complete from start to finish. As the shade neared completion, and most of the Sun’s rays were blocked from hitting the planet, the surface of Venus would begin to cool. Interestingly, when the shade was complete, because Venus would no longer be lit up by the Sun, to an observer on Earth Venus would go from being the third brightest object in the sky (after the Sun and the Moon) to being invisible.
After about 100 years the temperature of Venus would drop to 31 degrees (see note 2). At this temperature, known as the critical point of carbon dioxide, some of the carbon dioxide in the atmosphere would start to condense from gas to liquid and the low-lying areas of the surface of Venus would begin to be covered in seas and oceans of liquid carbon dioxide, in the same way that much of the Earth’s surface is covered by seas and oceans of water. As it condensed into liquid, the amount of carbon dioxide left in the atmosphere would start to fall and with it the atmospheric pressure.
Eventually the temperature would drop to the freezing point of carbon dioxide (-57 degrees) and the seas, oceans and lakes of liquid carbon dioxide would begin to freeze. Much of the remaining carbon dioxide in the atmosphere would fall as snow.
This entire cooling process would take hundreds of years from start to finish. When it had completed the next step would be to ensure that when the shade was removed, allowing the planet to warm up, the frozen carbon dioxide wasn’t released back into the atmosphere. One way this could be achieved would be to cover up the frozen carbon dioxide oceans with an insulating material and provide some sort of refrigeration system to keep it cool. Once the carbon dioxide was safely locked away the sunshade could then be removed to allow the planet to warm up again. Because nearly all the carbon dioxide would have been removed from the atmosphere it would no longer provide such a powerful greenhouse gas.
Venus is a very dry planet. Its atmosphere contains only a small trace of water and there is no water on its surface. By comparison, on Earth 71% of the planet’s surface is covered by water and there are about 1.39 billion cubic kilometers of water on the planet. The breakdown of how this water is distributed is shown in the tables below (U.S. Department of the Interior 2015)
As water is essential for life, it would be necessary to import water to Venus to make the entire planet habitable for plant and animal life. A lot of water would be needed, but it would not be necessary to have most of the planet covered with deep oceans of water. Probably around 30-50 million cubic kilometres of water would be sufficient. Even so, this is a still a huge amount of water to shift.
How could we get a large amount of water to Venus?
It would undoubtedly be necessary to import a huge amount of water to Venus to make the entire planet habitable for plant and animal life, but it would not be necessary to have most of the planet covered with deep oceans. Probably around 30 million cubic kilometres of water (roughly 2% of the amount found on Earth) would be sufficient.
There various ways of transporting this water to Venus. One obvious option would be to transport the water from the seas and oceans of Earth by cargo-carrying spacecraft. One cubic kilometre of water weighs one billion tonnes, so 30 million cubic kilometres of water weighs 30 thousand trillion (30,000,000,000,000,000) tonnes. If we had a massive fleet of one thousand spacecraft, each of which could carry a payload of one thousand tonnes would need 30 billion missions to carry this amount of material. This is clearly not feasible!!
Another possibility would be to transport only hydrogen, and not necessarily from the Earth. A water molecule consists of two hydrogen atoms and one atom of oxygen, but the latter is sixteen times heavier than a hydrogen atom. The mass of material taken to Venus would therefore be reduced by 90%. Water could be produced by chemical reaction of the transported hydrogen with the remaining carbon dioxide in Venus’s atmosphere. The hydrogen could be created on Earth by splitting water molecules into their component elements, or it could be sourced elsewhere. For example, it could be collected by scooping it up on an orbiting ring from the atmosphere of one of the giant planets in the outer Solar System and transporting it to Venus by spacecraft. Regardless of where the hydrogen is sourced, this method of providing Venus with water would still be prohibitively expensive.
A fascinating alternative way of getting all the water needed to Venus was suggested in Birch’s paper. It involves moving one of Saturn’s ice moons into orbit around Venus and then breaking it up, thus releasing all the water needed onto the planet.
Saturn has a number of ice moons such as Hyperion (shown below), an irregularly shaped object 360 by 260 km which consist mainly of ice, covered in a thin layer of rock.
Image from NASA
The proposal is that we could build a huge structure on Hyperion which would use the Sun’s heat, concentrated by mirrors, to put out a jet of steam into space in the same direction as it orbits Saturn. This is shown in the diagram below.
This jet of steam will provide a force which will gradually slow down Hyperion in its orbit causing it to gradually spiral inwards towards Saturn. After about 30 years Hyperion will be in an oval-shaped orbit which will cause it to pass close to the giant moon Titan.
Titan is much larger than Hyperion and the near collision between the two objects will give Hyperion so much speed that it will be ejected from orbit around Saturn. If the speed and angle are just right, after it escapes from Saturn it will be on a path which will take it close to the giant planet Jupiter. This technique is known as a slingshot and NASA uses it to send spacecraft to the outer Solar System.
As Hyperion passes Jupiter, the giant planet’s gravity will hurl it into the inner Solar System. If the angle of approach to Jupiter is just right it will be possible to send it on such a path that it will approach Venus slowly enough to be captured by Venus’s gravity and go into orbit around the planet. Once in orbit Hyperion would be gradually broken up and its water transferred to the planet’s surface.
Although this somewhat convoluted plan might appear to be something out of an exotic science fiction story, it obeys all the laws of physics and could potentially be achieved by an advanced human civilisation which devoted the resources to do it.
In order to be habitable Venus would need a similar level of oxygen in its atmosphere to that on the Earth. On Earth oxygen makes up about 21% of the atmosphere, whereas Venus’s atmosphere has almost no oxygen. Compared to the other challenges this would be relatively easy to resolve. The oxygen concentration could be increased by plant life which, uses a process called photosynthesis to convert carbon dioxide and water into carbohydrates and oxygen.
Image from Wikimedia Commons
Long day/night cycle
On Venus the slow rotation of the planet means that a day lasts 116.8 Earth days. Most Earth lifeforms would struggle to adapt to such a long day/night cycle. A shorter day could be created by means of orbiting shades and mirrors.
No magnetic field
On the Earth its magnetic field forms a protective shield around the planet which protects its surface from electrically charged particles from the Sun (the solar wind) and from outer space (cosmic rays). Without a magnetic field there would be an increased risk of cancer for anyone who ventured outdoors for any significant period of time. To make Venus completely habitable it would need to be given an artificial magnetic field. I will discuss this in a later post
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Post updated and revised 5 November 2018
1) At this point the shade would orbit the Sun in exactly the same time, 224.7 days, that it takes Venus to orbit the Sun. Therefore it would always be shading the planet once it was put in place.
2) Any timescales here should be treated as very approximate. The actual values depend on the properties of the Venusian atmosphere during the cooling scenario.
