VERITAS -tehtävä: Venuksen syvien totuuksien tutkiminen

Sisällysluettelo:

VERITAS -tehtävä: Venuksen syvien totuuksien tutkiminen
VERITAS -tehtävä: Venuksen syvien totuuksien tutkiminen
Anonim

VERITAS -tehtävä, joka tarkkailee Venusta, voi auttaa ymmärtämään planeettamme kehitystä ja jopa muita tähtiä kiertäviä kiviplaneettoja.

Kuvitellaan maapalloa. Täytä nyt taivas paksuilla, auringon varjostamilla rikkihapon pilvillä; höyrystä valtameret, nosta lämpötila 500 celsiusasteeseen ja lisää ilmanpainetta niin, että se litistää meidät pannukakuksi. Meillä on nyt Venus, kivinen planeetta, joka on kooltaan samanlainen kuin maapallo, mutta erilainen lähes kaikissa muissa merkeissä.

Kuinka eri tavalla nämä sisarplaneetat ovat kehittyneet, on ollut kuuma tieteellinen kysymys vuosikymmenien ajan, ja ehdotettu tehtävä, nimeltään VERITAS, pyrkii antamaan vastauksia parantamalla ymmärrystämme toisen planeetan muodostaneesta sisäisestä geodynamiikasta.

VERITAS (lyhenne sanoista Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography & Spectroscopy) harkitaan valintaa NASAn Discovery -ohjelman puitteissa, ja sitä operoi NASAn Jet Propulsion Laboratory (JPL) Etelä -Kaliforniassa. Hankekumppanit ovat Lockheed Martin, Italian avaruusjärjestö, Saksan avaruusjärjestö ja Ranskan avaruusjärjestö.

"Venus on kuin avaruushäviäjä", sanoi Suzanne Smrekar, VERITAS -tutkija JPL: stä. "On olemassa kaksi planeettakappaletta, Maa ja Venus, jotka alkoivat kehittyä lähes samalla tavalla, mutta kulkivat kahta täysin erilaista kehityspolkua, emmekä tiedä miksi."

Viimeinen tehtävä tutkia planeetan pintaa oli NASAn Magellan -avaruusalus, joka valmistui vuonna 1994. Avaruusalus tarjosi houkuttelevia vihjeitä Venuksen geologiasta, mutta instrumentit eivät voineet varmasti arvata monien Venuksen pintaominaisuuksien alkuperää.

VERITAS on suunniteltu käynnistettäväksi vuonna 2026, ja se kiertää planeettaa ja tarkkailee varjoisten pilvien läpi käyttämällä tehokasta huipputeknistä tutkajärjestelmää 3D-globaalien karttojen ja lähi-infrapunaspektrometrin määrittämiseksi pinnan koostumuksesta. Se mittaa myös planeetan painovoimakentän määrittääkseen Venuksen sisäosan rakenteen. Yhdessä työkalut tarjoavat vihjeitä planeetan menneistä ja nykyisistä geologisista prosesseista sen ytimestä pintaan.

Ikkuna varhaiselle Maalle

Maapallolla on kova kuori, joka ympäröi planeetan, joka hajoaa vaipan yläosassa olevista tektonisten levyjen mosaiikista. Vaipan konvektio auttaa hallitsemaan pintalevyjen liikettä. Kun jotkut laatat uppoavat sisäänpäin (prosessi, jota kutsutaan subduktioksi), ne sulavat ja vulkaanisen aineen kaasunpoisto vapauttaa haihtuvia elementtejä (kuten vettä, typpeä, hiilidioksidia ja metaania) ilmakehään.

Kun opit lisää Venuksen geologisista prosesseista, joissa lämmin kuori on hyvä vertaus varhaiselle Maalle, kun levyt olivat vasta alkamassa, saat arvokkaan käsityksen näiden prosessien alkuperästä maan päällä.

"Suurin mysteeri minulle on Venuksen muodonmuutosrakenteiden laajuus (pinnalla olevat kivialueet, jotka ovat loukkaantuneet valtavan geologisen paineen alla), joita voidaan tutkia ymmärtämään planeetan tektonisen toiminnan luonne", sanoo tiimin jäsen Joan Stoke, geologian ja geofysiikan professori, Caltech Seismological Laboratory Pasadenassa.

VERITASin korkean resoluution 3D-topografisten karttojen luominen tuo fokusrakenteet, jotka olivat aiemmin liian pieniä näkemään. Näihin rakenteisiin voi kuulua helpotuksen topografia vikojen molemmilla puolilla, kuten San Andreasin vika, joka osoittaa suurta tektonista toimintaa. VERITAS etsii myös aktiivista pinnan tuhoamista interferometristen muodonmuutoskarttojen avulla ensimmäistä kertaa maan ulkopuolella.

Image
Image

VERITAS tutkii laajoja muodonmuutosrakenteita - tesseraa. Nämä tasangon kaltaiset piirteet voivat olla samanlaisia kuin maanosat. Johtava teoria on, että maanosat muodostuivat, kun rautarikas valtamerikuori alistui ja sulasi veden läsnä ollessa, jolloin syntyi valtavia määriä uutta, vähemmän rautapitoista mannermaista kuorta, joka nousi meren yläpuolelle.

Selvittääkseen, muodostuiko Venuksen tasangon tessera maapallon mantereiden kaltaisella tavalla, VERITAS luo ensimmäiset maailmanlaajuiset monitieteelliset koostumuskartat Venuksen pinnasta. Jos niiden koostumus muistuttaa mantereen kuorta, saamme myös tietoa Venuksen kosteammasta menneisyydestä.

Tulivuoren maailma

Maan levyteknologia ja tulivuori kulkevat käsi kädessä. Mutta entä Venus?

"Sen selvittäminen, onko Venus aktiivisesti tulivuorenpurkaus ja ymmärrys siitä, mikä johtaa tätä prosessia, on yksi todella jännittävistä kysymyksistä, joihin haluaisin saada vastauksia", sanoo planeetatieteilijä Jennifer Whitten, yliopiston VERITAS -tutkimusryhmän jäsen. New Orleans.

VERITAS määrittää spektrometrin avulla, mitkä kivet ovat äskettäin muodostuneet magmanpurkausten seurauksena ennen kuin vuorovaikutus ilmakehän kanssa on ehtinyt muuttaa niiden kemiallista koostumusta. Lisäksi spektrometri etsii kuumia pisteitä aktiivisista purkauksista, kun taas tutkalaite etsii aktiivisia vikoja, jotka osoittavat tektonista aktiivisuutta.

Tutkittuaan Venuksen tulivuoret ja niitä aiheuttavat geofysikaaliset prosessit tiedemiehet voivat myös arvioida niiden vaikutuksia planeetan ilmastoon ja ehkä vastata toiseen avainkysymykseen: sisältääkö planeetan sisätilat suuria määriä vettä, kuin Maa?

Asuttavien planeettojen luominen

Levyteknologia ja tulivuori eivät vaikuta vain planeetan muotoon; ne liittyvät läheisesti planeetan asumiskykyyn. Levyteknologia vaikuttaa voimakkaasti maapallon pitkän aikavälin ilmastoon vaikuttamalla prosesseihin, jotka pitävät ilmakehän tasapainossa: tulivuoreen, joka vapauttaa haihtuvia aineita ilmakehään, ja subduktioon, joka kierrättää haihtuvat aineet takaisin. Lisäksi maanosien muodostumisella ja eroosialla on suuri vaikutus valtamerien koostumukseen ja ilmakehään. Yhdessä nämä prosessit tarjoavat ravinteita ja suotuisan ympäristön elämälle.

Mutta mikä on herkkä geodynaaminen tasapaino, joka lopulta tekee planeetasta asumiskelpoisen? Kun otetaan huomioon tuhansien muiden tähtien kuin auringon ympäri kiertävien eksoplaneettojen löytyminen, vastaus voi auttaa meitä ymmärtämään niiden luonteen.

”Venuksen salaisuuksien paljastamiseksi meidän on tutkittava Venuksen sisäosia. se on globaalin geologisen ja ilmakehän evoluution moottori”, Smrekar sanoi. "Ovatko Venus ja Maa olennaisesti ainutlaatuisia maailmoja? Vai ovatko erot näiden "kaksosten" välillä puhtaasti kosmeettisia? Vastaus tähän kysymykseen on avain ymmärtämään, mikä tekee muista kallioplaneetoista asuttavia ja lopulta elämän syntymistä."

Suositeltava: