Birçok nedenden dolayı Venüs'e bazen “Dünya'nın İkizi” (ya da kime sorduğunuza bağlı olarak “Kardeş Gezegen”) denir. Dünya gibi, demir-nikel çekirdeği ile silikat manto ve kabuk arasında ayrım yapan silikat mineralleri ve metallerden oluşan doğada karasaldır (yani kayalık). Ancak, söz konusu atmosferleri ve manyetik alanları söz konusu olduğunda, iki gezegenimiz daha farklı olamazdı.
Bir süredir, gökbilimciler, Dünya'nın neden manyetik bir alana sahip olduğunu (bu da kalın bir atmosferi korumasına izin veriyor) cevap vermek için mücadele ettiler ve Venüs yok. Uluslararası bir bilim adamları ekibi tarafından yürütülen yeni bir araştırmaya göre, bunun geçmişte meydana gelen büyük bir etki ile ilgisi olabilir. Venüs hiç böyle bir etkiye sahip olmamış gibi göründüğü için, manyetik alan oluşturmak için gereken dinamoyu hiç geliştirmedi.
“Dünya ve Venüs göbeklerinin oluşumu, tabakalaşması ve karıştırılması” başlıklı çalışma geçtiğimiz günlerde bilimsel dergide yayınlandı Dünya ve Bilim Gezegen Mektupları. Çalışma Kuzeybatı Üniversitesi'nden Seth A. Jacobson tarafından yönetildi ve Observatory de la Côte d’Azur, Bayreuth Üniversitesi, Tokyo Teknoloji Enstitüsü ve Washington Carnegie Enstitüsü üyelerini içeriyordu.
Çalışmaları uğruna, Jacobson ve meslektaşları ilk etapta karasal gezegenlerin nasıl oluştuğunu düşünmeye başladılar. En yaygın olarak kabul edilen gezegen oluşumu modellerine göre, karasal gezegenler tek bir aşamada değil, gezegenlerin ve gezegenlerin embriyoları ile çarpışmaları ile karakterize edilen ve çoğu kendi çekirdeklerine sahip olan bir dizi birikim olayından oluşur.
Yüksek basınçlı mineral fiziği ve yörünge dinamikleri üzerine yapılan son çalışmalar da gezegen çekirdeklerinin toplanırken tabakalandırılmış bir yapı geliştirdiğini göstermiştir. Bunun nedeni, işlem sırasında sıvı metal ile daha fazla miktarda ışık elementinin nasıl dahil edildiği ile ilgilidir, bu da daha sonra sıcaklıklar ve basınç arttıkça gezegenin çekirdeğini oluşturmak için batar.
Böyle tabakalı bir çekirdek, Dünya'nın manyetik alanına izin veren olduğuna inanılan konveksiyon yapamaz. Dahası, bu modeller, Dünya'nın çekirdeğinin çoğunlukla demir ve nikelden oluştuğunu gösteren sismolojik çalışmalarla uyumsuzken, ağırlığının yaklaşık% 10'u silikon, oksijen, kükürt ve diğerleri gibi hafif elementlerden oluşuyor. Dış çekirdeği benzer şekilde homojendir ve hemen hemen aynı unsurlardan oluşur.
Jacobson'un Space Magazine'e e-posta ile açıkladığı gibi:
“Karasal gezegenler bir dizi çarpışma (darbe) olayından büyüdüler, böylece çekirdek de çok aşamalı bir şekilde büyüdü. Çok aşamalı çekirdek oluşumu, çekirdekte katmanlı katmanlı stabil bir tabakalandırılmış yoğunluk yapısı oluşturur, çünkü ışık elemanları daha sonra çekirdek eklemelerine giderek daha fazla dahil edilir. O, Si ve S gibi hafif elementler, basınçlar ve sıcaklıklar daha yüksek olduğunda çekirdek oluşumu sırasında çekirdek oluşturan sıvılara giderek ayrılırlar, bu nedenle daha sonra çekirdek oluşturma olayları, Dünya'nın daha büyük olması ve bu nedenle basınç ve sıcaklıkların daha yüksek olması nedeniyle bu elementlerin daha fazlasını çekirdeğe dahil eder .
“Bu, uzun süreli bir jeodinamoyu ve gezegensel bir manyetik alanı önleyen sabit bir tabakalaşma oluşturur. Bu bizim Venüs için hipotezimiz. Dünya örneğinde, Ay'ı oluşturan etkinin, Dünya'nın çekirdeğini mekanik olarak karıştıracak ve uzun ömürlü bir jeodynamo'nun bugünün gezegen manyetik alanını üretmesine izin verecek kadar şiddetli olduğunu düşünüyoruz. ”
Bu karışıklığa ek olarak, Dünya'nın manyetik alanının en az 4,2 milyar yıldır (oluştuktan yaklaşık 340 milyon yıl) var olduğunu gösteren paleomanyetik çalışmalar yapılmıştır. Bu nedenle, soru doğal olarak mevcut konveksiyon durumunu neyin açıklayabileceği ve nasıl ortaya çıktığı hakkında ortaya çıkmaktadır. Çalışmaları uğruna, Jacobson ve ekibi, büyük bir etkinin bunu açıklayabileceğini düşünüyor. Jacobson'un belirttiği gibi:
“Enerjik etkiler çekirdeği mekanik olarak karıştırır ve böylece kararlı tabakalaşmayı yok edebilir. Kararlı tabakalaşma, bir jeodinamayı engelleyen konveksiyonu önler. Tabakalaşmanın giderilmesi dinamo'nun çalışmasını sağlar. ”
Temel olarak, bu etkinin enerjisi çekirdeği sarsacak ve içinde uzun süreli bir jeodinamanın çalışabileceği tek bir homojen bölge yaratacaktır. Dünya'nın manyetik alanının yaşı göz önüne alındığında, bu, Mars boyutundaki bir nesnenin 4.51 milyar yıl önce Dünya ile çarpıştığına ve Dünya-Ay sisteminin oluşumuna yol açtığına inanılan Theia etki teorisi ile tutarlıdır.
Bu etki, Dünya'nın çekirdeğinin tabakalı hale gelmesinden homojen hale gelmesine neden olabilir ve önümüzdeki 300 milyon yıl boyunca, basınç ve sıcaklık koşulları, katı bir iç çekirdek ve sıvı dış çekirdek arasında ayrım yapmasına neden olabilirdi. Dış çekirdeğin dönüşü sayesinde sonuç, atmosferi oluşurken koruyan bir dinamo etkisi oldu.
Bu teorinin tohumları geçen yıl Teksas, Woodlands'daki 47. Ay ve Gezegen Bilimi Konferansı'nda sunuldu. “Gezegensel Çekirdeklerin Dev Etkilerle Dinamik Karışımı” başlıklı sunumda, bu son çalışmanın ortak yazarlarından Caltech'ten Dr. Miki Nakajima ve Washington Carnegie Enstitüsü'nden David J. Stevenson. O zaman, Dünya'nın çekirdeğinin tabakalaşmasının Ay'ı oluşturan etki ile sıfırlanmış olabileceğini belirttiler.
En şiddetli etkilerin gezegenlerin çekirdeğini biriktirdiklerinde nasıl karıştırabileceğini gösteren Nakajima ve Stevenson'ın çalışmasıydı. Buna dayanarak, Jacobson ve diğer yazarlar, Dünya ve Venüs'ün bir proto-Sun hakkında bir katı ve gaz diskinden nasıl toplandıklarına dair modeller uyguladılar. Ayrıca, her bir birikme olayı boyunca her gezegenin mantosunun ve çekirdeğinin kimyasına dayanarak Dünya ve Venüs'ün nasıl büyüdüğüne dair hesaplamalar uyguladılar.
Bu çalışmanın, Dünya'nın evrimi ve yaşamın ortaya çıkışı ile nasıl ilişkili olduğu açısından önemi göz ardı edilemez. Dünya'nın manyetosferi geç enerjik bir etkinin sonucuysa, bu etkiler gezegenimizin yaşanabilir olması veya çok soğuk ve kurak (Mars gibi) veya çok sıcak ve cehennem (Venüs gibi) arasındaki fark olabilir. Jacobson'un yaptığı gibi:
“Gezegensel manyetik alanlar gezegenleri ve dünyadaki yaşamı zararlı kozmik radyasyondan korur. Gezegensel bir manyetik alan için geç, şiddetli ve dev bir etki gerekiyorsa, böyle bir etki yaşam için gerekli olabilir. ”
Güneş Sistemimizin ötesine bakıldığında, bu yazının ekstra güneş gezegenleri üzerinde de etkileri vardır. Burada da gezegenin yaşanabilir olması ya da olmaması arasındaki fark, sistemin erken tarihinin bir parçası olan yüksek enerjili etkilere gelebilir. Gelecekte, ekstra güneş gezegenleri üzerinde çalışırken ve yaşanabilirlik belirtileri ararken, bilim adamları basit bir soru sormaya zorlanabilir: “Yeterince sert mi vuruldu?”
