Venera je po nekaterih značilnostih zelo podobna Zemlji. Vendar imata ta dva planeta tudi bistvene razlike zaradi posebnosti nastanka in razvoja vsakega od njiju, znanstveniki pa ugotavljajo vse več takšnih značilnosti. Tukaj bomo podrobneje obravnavali eno od značilnosti - posebno naravo magnetnega polja Venere, vendar se najprej obrnemo na splošne značilnosti planeta in nekatere hipoteze, ki vplivajo na vprašanja njegove evolucije.
Venera v sončnem sistemu
Venera je drugi najbližji planet Soncu, soseda Merkurja in Zemlje. Glede na našo svetilko se giblje po skoraj krožni orbiti (ekscentričnost Venerine orbite je manjša od zemeljske) na povprečni razdalji 108,2 milijona km. Treba je opozoriti, da je ekscentričnost spremenljiva vrednost, v daljni preteklosti pa je lahko bila drugačna zaradi gravitacijskih interakcij planeta z drugimi telesi sončnega sistema.
Venera nima naravnih satelitov. Obstajajo hipoteze, po katerih je planet nekoč imel velik satelit, ki je bil naknadno uničen zaradi delovanja plimskih sil oz.izgubljen.
Nekateri znanstveniki verjamejo, da je Venera doživela tangentni trk z Merkurjem, zaradi česar je bil slednji vržen v nižjo orbito. Venera je spremenila naravo vrtenja. Znano je, da se planet vrti izjemno počasi (kot mimogrede tudi Merkur) - z obdobjem približno 243 zemeljskih dni. Poleg tega je smer njegovega vrtenja nasprotna smeri drugih planetov. Lahko rečemo, da se vrti, kot da bi se obrnil na glavo.
Glavne fizične značilnosti Venere
Poleg Marsa, Zemlje in Merkurja Venera spada med zemeljske planete, torej je relativno majhno kamnito telo pretežno silikatne sestave. Po velikosti je podobna Zemlji (premer 94,9 % zemlje) in masi (81,5 % zemlje). Hitrost ubežanja na površini planeta je 10,36 km/s (na Zemlji je približno 11,19 km/s).
Od vseh zemeljskih planetov ima Venera najbolj gosto atmosfero. Tlak na površini presega 90 atmosfer, povprečna temperatura je približno 470 °C.
Na vprašanje, ali ima Venera magnetno polje, obstaja naslednji odgovor: planet praktično nima lastnega polja, a zaradi interakcije sončnega vetra z atmosfero nastane "lažno", inducirano polje nastane.
Nekaj o geologiji Venere
Veliko večino površine planeta tvorijo produkti baz altnega vulkanizma in je kombinacija polj lave, stratovulkanov, ščitnih vulkanov in drugih vulkanskih struktur. Najdenih je bilo nekaj udarnih kraterjev inna podlagi štetja njihovega števila je bilo ugotovljeno, da površina Venere ne more biti starejša od pol milijarde let. Na planetu ni znakov tektonike plošč.
Na Zemlji je tektonika plošč, skupaj s konvekcijskimi procesi plašča, glavni mehanizem za prenos toplote, vendar je za to potrebna zadostna količina vode. Pomisliti je treba, da se je na Veneri zaradi pomanjkanja vode tektonika plošč zgodaj ustavila ali pa sploh ni potekala. Torej bi se planet lahko znebil odvečne notranje toplote le z globalnim dovajanjem pregrete snovi plašča na površje, po možnosti s popolnim uničenjem skorje.
Prav tak dogodek bi se lahko zgodil pred približno 500 milijoni let. Možno je, da ni bila edina v zgodovini Venere.
Jedro in magnetno polje Venere
Na Zemlji globalno geomagnetno polje nastane zaradi dinamo učinka, ki ga ustvari posebna struktura jedra. Zunanja plast jedra je stopljena in zanjo je značilna prisotnost konvektivnih tokov, ki skupaj s hitrim vrtenjem Zemlje ustvarjajo dokaj močno magnetno polje. Poleg tega konvekcija prispeva k aktivnemu prenosu toplote iz notranjega trdnega jedra, ki vsebuje veliko težkih, vključno z radioaktivnimi elementi, glavni vir ogrevanja.
Očitno pri sosedu našega planeta ves ta mehanizem ne deluje zaradi pomanjkanja konvekcije v tekočem zunanjem jedru - zato Venera nima magnetnega polja.
Zakaj sta Venera in Zemlja tako različni?
Razlogi za resno strukturno razliko med planetoma, podobnima po fizikalnih značilnostih, še niso povsem jasni. Po enem nedavno zgrajenem modelu se notranja struktura skalnatih planetov oblikuje v plasteh, ko se masa povečuje, toga stratifikacija jedra pa preprečuje konvekcijo. Na Zemlji je bilo večplastno jedro verjetno uničeno na zori svoje zgodovine zaradi trka s precej velikim predmetom - Theia. Poleg tega se pojav Lune šteje za rezultat tega trka. Učinek plimovanja velikega satelita na Zemljin plašč in jedro ima lahko tudi pomembno vlogo pri konvektivnih procesih.
Druga hipoteza kaže, da je Venera prvotno imela magnetno polje, vendar ga je planet izgubil zaradi tektonske katastrofe ali serije zgoraj omenjenih katastrof. Poleg tega mnogi raziskovalci ob odsotnosti magnetnega polja "krivijo" prepočasno vrtenje Venere in majhno količino precesije rotacijske osi.
Značilnosti venerijske atmosfere
Venera ima izjemno gosto atmosfero, sestavljeno predvsem iz ogljikovega dioksida z majhno primesjo dušika, žveplovega dioksida, argona in nekaterih drugih plinov. Takšno ozračje služi kot vir nepopravljivega učinka tople grede, ki preprečuje, da bi se površina planeta na kakršen koli način ohladila. Morda je za stanje atmosfere "jutranje zvezde" odgovoren tudi zgoraj opisani "katastrofalni" tektonski režim njene notranjosti.
Največji del plinske ovojniceVenera je zaprta v spodnji plasti - troposferi, ki se razteza do nadmorske višine približno 50 km. Zgoraj je tropopavza, nad njo pa mezosfera. Zgornja meja oblakov, sestavljena iz žveplovega dioksida in kapljic žveplove kisline, se nahaja na nadmorski višini 60–70 km.
V zgornji atmosferi je plin močno ioniziran s sončnim ultravijoličnim sevanjem. Ta plast redke plazme se imenuje ionosfera. Na Veneri se nahaja na nadmorski višini 120–250 km.
Inducirana magnetosfera
Interakcija nabitih delcev sončnega vetra in plazme zgornje atmosfere določa, ali ima Venera magnetno polje. Silne linije magnetnega polja, ki jih nosi sončni veter, se ukrivljajo okoli venerine ionosfere in tvorijo strukturo, imenovano inducirana (inducirana) magnetosfera.
Ta struktura ima naslednje elemente:
- Udarni val premca, ki se nahaja na višini približno tretjine polmera planeta. Na vrhuncu sončne aktivnosti je območje, kjer se sončni veter sreča z ionizirano plastjo atmosfere, veliko bližje površini Venere.
- Magnetna plast.
- Magnetopavza je pravzaprav meja magnetosfere, ki se nahaja na nadmorski višini približno 300 km.
- Rep magnetosfere, kjer se raztegnjene linije magnetnega polja sončnega vetra izravnajo. Dolžina magnetosferskega repa Venere je od enega do nekaj deset planetarnih polmerov.
Za rep je značilna posebna aktivnost – procesi magnetnega ponovnega povezovanja, ki vodijo do pospeševanja nabitih delcev. V polarnih območjih lahko zaradi ponovne povezave nastanejo magnetni snopi,podobna zemlji. Na našem planetu je ponovna povezava linij magnetnega polja osnova za pojav aurore.
To pomeni, da ima Venera magnetno polje, ki ga ne tvorijo notranji procesi v črevesju planeta, temveč vpliv Sonca na ozračje. To polje je zelo šibko – njegova intenzivnost je v povprečju tisočkrat šibkejša od zemeljskega geomagnetnega polja, vendar ima določeno vlogo pri procesih, ki se dogajajo v zgornji atmosferi.
Magnetosfera in stabilnost plinske lupine planeta
Magnetosfera ščiti površino planeta pred udarci energijsko nabitih delcev sončnega vetra. Menijo, da je prisotnost dovolj močne magnetosfere omogočila nastanek in razvoj življenja na Zemlji. Poleg tega magnetna pregrada do neke mere preprečuje, da bi ozračje odpihnil sončni veter.
Ionizirajoči ultravijolični žarki prodirajo tudi v ozračje, ki ga magnetno polje ne zadrži. Po eni strani zaradi tega nastane ionosfera in nastane magnetni zaslon. Toda ionizirani atomi lahko zapustijo ozračje tako, da vstopijo v magnetni rep in tam pospešijo. Ta pojav se imenuje ionski pobeg. Če hitrost, ki jo pridobijo ioni, preseže ubežno hitrost, planet hitro izgubi svoj plinski ovoj. Takšen pojav opazimo na Marsu, za katerega je značilna šibka gravitacija in s tem nizka ubežna hitrost.
Venera s svojo močnejšo gravitacijo zadržuje ione svoje atmosfere učinkoviteje, kot jih potrebujejodvignite večjo hitrost, da zapustite planet. Inducirano magnetno polje planeta Venera ni dovolj močno, da bi bistveno pospešilo ione. Zato izguba atmosfere tukaj ni niti približno tako pomembna kot na Marsu, kljub temu, da je intenzivnost ultravijoličnega sevanja zaradi bližine Sonca veliko večja.
Tako je inducirano magnetno polje Venere en primer kompleksne interakcije zgornje atmosfere z različnimi vrstami sončnega sevanja. Skupaj z gravitacijskim poljem je dejavnik stabilnosti plinaste lupine planeta.
