Venera je po nekim karakteristikama vrlo slična Zemlji. Međutim, ova dva planeta također imaju značajne razlike zbog osobitosti formiranja i evolucije svakog od njih, a znanstvenici identificiraju sve više takvih značajki. Ovdje ćemo detaljnije razmotriti jednu od značajki razlikovanja - posebnu prirodu magnetskog polja Venere, ali prvo ćemo se osvrnuti na opće karakteristike planeta i neke hipoteze koje utječu na pitanja njegove evolucije.
Venera u Sunčevom sustavu
Venera je drugi planet najbliži Suncu, susjed Merkura i Zemlje. U odnosu na našu svjetiljku, kreće se po gotovo kružnoj orbiti (ekscentricitet orbite Venere manji je od Zemljine) na prosječnoj udaljenosti od 108,2 milijuna km. Treba napomenuti da je ekscentricitet promjenjiva vrijednost, a u dalekoj prošlosti mogao je biti drugačiji zbog gravitacijskih interakcija planeta s drugim tijelima Sunčevog sustava.
Venera nema prirodnih satelita. Postoje hipoteze prema kojima je planet nekada imao veliki satelit, koji je naknadno uništen djelovanjem plimnih sila iliizgubljeno.
Neki znanstvenici vjeruju da je Venera doživjela tangentni sudar s Merkurom, zbog čega je potonji odbačen u nižu orbitu. Venera je promijenila prirodu rotacije. Poznato je da planet rotira iznimno sporo (kao i Merkur, inače) - s periodom od oko 243 zemaljska dana. Osim toga, smjer njegove rotacije suprotan je smjeru rotacije drugih planeta. Može se reći da se okreće, kao da se okreće naopačke.
Glavne fizičke značajke Venere
Uz Mars, Zemlju i Merkur, Venera pripada zemaljskim planetima, odnosno relativno je malo kamenito tijelo pretežno silikatnog sastava. Slična je Zemlji po veličini (promjer 94,9% zemlje) i masi (81,5% zemlje). Brzina bijega na površini planeta je 10,36 km/s (na Zemlji je otprilike 11,19 km/s).
Od svih zemaljskih planeta, Venera ima najgušću atmosferu. Tlak na površini prelazi 90 atmosfera, prosječna temperatura je oko 470 °C.
Na pitanje ima li Venera magnetsko polje, postoji sljedeći odgovor: planet praktički nema vlastito polje, ali zbog interakcije Sunčevog vjetra s atmosferom nastaje "lažno", inducirano polje nastaje.
Nešto o geologiji Venere
Velika većina površine planeta formirana je produktima baz altnog vulkanizma i kombinacija je polja lave, stratovulkana, štitastih vulkana i drugih vulkanskih struktura. Pronađeno je nekoliko udarnih kratera, ina temelju prebrojavanja njihovog broja, zaključeno je da površina Venere ne može biti starija od pola milijarde godina. Nema znakova tektonike ploča na planetu.
Na Zemlji tektonika ploča, zajedno s konvekcijskim procesima plašta, glavni je mehanizam za prijenos topline, ali za to je potrebna dovoljna količina vode. Mora se misliti da je na Veneri, zbog nedostatka vode, tektonika ploča ili prestala u ranoj fazi, ili se uopće nije odvijala. Dakle, planet bi se mogao riješiti viška unutarnje topline samo globalnom opskrbom pregrijane materije plašta na površinu, moguće uz potpuno uništenje kore.
Baš se takav događaj mogao dogoditi prije otprilike 500 milijuna godina. Moguće je da nije bio jedini u povijesti Venere.
Jezgra i magnetsko polje Venere
Na Zemlji, globalno geomagnetno polje nastaje zbog dinamo efekta stvorenog posebnom strukturom jezgre. Vanjski sloj jezgre je otopljen i karakterizira ga prisutnost konvektivnih struja, koje zajedno s brzom rotacijom Zemlje stvaraju prilično snažno magnetsko polje. Osim toga, konvekcija doprinosi aktivnom prijenosu topline iz unutarnje čvrste jezgre, koja sadrži mnoge teške, uključujući radioaktivne elemente, glavni izvor grijanja.
Očigledno, na susjedu našeg planeta, sav ovaj mehanizam ne radi zbog nedostatka konvekcije u tekućem vanjskom jezgru - to je razlog zašto Venera nema magnetsko polje.
Zašto su Venera i Zemlja toliko različite?
Razlozi ozbiljne strukturne razlike između dva planeta sličnih fizičkih karakteristika još nisu potpuno jasni. Prema jednom nedavno izgrađenom modelu, unutarnja struktura stjenovitih planeta formira se u slojevima kako se masa povećava, a kruta slojevitost jezgre sprječava konvekciju. Na Zemlji je višeslojna jezgra, vjerojatno, uništena u zoru svoje povijesti kao rezultat sudara s prilično velikim objektom - Theia. Osim toga, izlazak Mjeseca smatra se rezultatom ovog sudara. Učinak plimovanja velikog satelita na Zemljin omotač i jezgru također može igrati značajnu ulogu u konvektivnim procesima.
Druga hipoteza sugerira da je Venera izvorno imala magnetsko polje, ali ga je planet izgubio zbog tektonske katastrofe ili niza gore spomenutih katastrofa. Osim toga, u nedostatku magnetskog polja, mnogi istraživači "krive" presporu rotaciju Venere i malu količinu precesije osi rotacije.
Obilježja atmosfere Venere
Venera ima izuzetno gustu atmosferu, koja se sastoji uglavnom od ugljičnog dioksida s malom primjesom dušika, sumporovog dioksida, argona i nekih drugih plinova. Takva atmosfera služi kao izvor nepovratnog efekta staklenika, sprječavajući na bilo koji način da se površina planeta ohladi. Možda je gore opisani "katastrofalni" tektonski režim njezine unutrašnjosti zaslužan i za stanje atmosfere "jutarnje zvijezde".
Najveći dio plinskog omotačaVenera je zatvorena u donjem sloju - troposferi, koja se proteže do visina od oko 50 km. Iznad je tropopauza, a iznad nje mezosfera. Gornja granica oblaka, koja se sastoji od sumporovog dioksida i kapljica sumporne kiseline, nalazi se na nadmorskoj visini od 60-70 km.
U gornjim slojevima atmosfere, plin je snažno ioniziran sunčevim ultraljubičastim zračenjem. Ovaj sloj razrijeđene plazme naziva se ionosfera. Na Veneri se nalazi na visinama od 120-250 km.
Inducirana magnetosfera
Međudjelovanje nabijenih čestica Sunčevog vjetra i plazme gornje atmosfere određuje ima li Venera magnetsko polje. Linije sile magnetskog polja koje nosi solarni vjetar savijaju se oko venerijske ionosfere i tvore strukturu koja se naziva inducirana (inducirana) magnetosfera.
Ova struktura ima sljedeće elemente:
- Pučani udarni val koji se nalazi na visini od oko trećine polumjera planeta. Na vrhuncu solarne aktivnosti, područje gdje se sunčev vjetar susreće s ioniziranim slojem atmosfere mnogo je bliže površini Venere.
- Magnetski sloj.
- Magnetopauza je zapravo granica magnetosfere, koja se nalazi na visini od oko 300 km.
- Rep magnetosfere, gdje se rastegnute linije magnetskog polja solarnog vjetra ispravljaju. Duljina magnetosferskog repa Venere je od jednog do nekoliko desetina planetarnih radijusa.
Rep karakterizira posebna aktivnost - procesi magnetskog ponovnog povezivanja koji dovode do ubrzanja nabijenih čestica. U polarnim područjima, kao rezultat ponovnog povezivanja, mogu se formirati magnetski snopovi,slično zemlji. Na našem planetu ponovno povezivanje linija magnetskog polja leži u osnovi fenomena aurore.
To jest, Venera ima magnetsko polje nastalo ne unutarnjim procesima u utrobi planeta, već utjecajem Sunca na atmosferu. Ovo polje je vrlo slabo - njegov je intenzitet u prosjeku tisuću puta slabiji od intenziteta Zemljinog geomagnetskog polja, ali igra određenu ulogu u procesima koji se odvijaju u gornjim slojevima atmosfere.
Magnetosfera i stabilnost plinske ljuske planeta
Magnetosfera štiti površinu planeta od utjecaja energetski nabijenih čestica sunčevog vjetra. Vjeruje se da je prisutnost dovoljno moćne magnetosfere omogućila nastanak i razvoj života na Zemlji. Osim toga, magnetska barijera u određenoj mjeri sprječava da atmosfera bude otpuhana solarnim vjetrom.
Ionizirajuće ultraljubičasto također prodire u atmosferu, koju magnetsko polje ne odgađa. S jedne strane, zbog toga nastaje ionosfera i formira se magnetski ekran. Ali ionizirani atomi mogu napustiti atmosferu ulaskom u magnetski rep i tamo ubrzavajući. Taj se fenomen naziva bježanjem iona. Ako brzina koju su stekli ioni premašuje brzinu bijega, planet brzo gubi svoj plinski omotač. Takav se fenomen opaža na Marsu, kojeg karakterizira slaba gravitacija i, sukladno tome, niska brzina bijega.
Venera, svojom jačom gravitacijom, učinkovitije drži ione svoje atmosfere, koliko im je potrebnopovećati brzinu da napusti planet. Inducirano magnetsko polje planeta Venere nije dovoljno snažno da značajno ubrza ione. Stoga gubitak atmosfere ovdje nije ni približno tako značajan kao na Marsu, unatoč činjenici da je intenzitet ultraljubičastog zračenja mnogo veći zbog blizine Sunca.
Dakle, inducirano magnetsko polje Venere je jedan primjer složene interakcije gornje atmosfere s raznim vrstama sunčevog zračenja. Zajedno s gravitacijskim poljem, on je faktor stabilnosti plinovite ljuske planeta.
