Nach dem Zeugnis der sowjetischen Sonde "Vega-2" kamen Wissenschaftler zu dem Schluss, dass die untere Atmosphäre der Venus eine überkritische Flüssigkeit ist

Am 15. Juni 1985 landete das Abstiegsmodul des sowjetischen Raumfahrzeugs Vega-2 auf der Oberfläche der Venus in der Nähe des Rusalka-Tals (7,14 ° S lat. 117,67 ° O) und sendete 56 Minuten lang ein Signal. Als er durch die Atmosphäre ging, sammelte er das einzige vollständige Temperaturprofil für heute.

Wie erwartet war die Atmosphäre sehr dicht und schwer. Der atmosphärische Druck auf der Oberfläche beträgt 92 bar, d. H. Ungefähr 92-mal höher als auf der Erde, und die Temperatur beträgt 464 ° C. Die Dichte der Atmosphäre an der Oberfläche beträgt ungefähr 6,5% der Dichte von flüssigem Wasser. Bei 96,5% besteht es aus CO ₂ , bei 3,5% - aus N ₂ (nach Volumen).

Die Dichte der Atmosphäre der Venus ist so hoch, dass ihre Bewegung sogar dazu führen kann, dass sich die Venus nicht mehr dreht und sich dann langsam in die entgegengesetzte Richtung dreht (es gibt eine solche Theorie). Jetzt dreht sich die Venus langsam in die entgegengesetzte Richtung zur irdischen und macht in 243.02 irdischen Tagen eine Umdrehung um ihre Achse.

Für Wissenschaftler war nicht zu erwarten, dass sich die Atmosphäre der Venus laut Vega-2 in einer Höhe von weniger als 7 km als ziemlich instabil herausstellte - diese Schicht ist viel heißer als die darüber liegende Schicht. Tatsächlich bleiben diese Messwerte der sowjetischen Sonde immer noch unerklärlich. Wissenschaftler haben nun eine neue Erklärung für diese ungewöhnlichen Sensorwerte vorgeschlagen. Sie glauben, dass die untere Atmosphäre tatsächlich eine überkritische Flüssigkeit ist .

Die wissenschaftliche Arbeit mit der Analyse von Sensorwerten durch die sowjetische Sonde wurde von einigen Wissenschaftlern veröffentlicht - Sebastien Lebonnois vom Labor für meteorologische Dynamik der Universität Pierre und Marie Curie (Frankreich) und Gerald Schubert vom Department of Earth, Planetary and Space Sciences der University of California in Los Angeles (USA).

Die vertikale Struktur der Venusatmosphäre gemäß den Simulationsergebnissen ist im Diagramm dargestellt. Vertikale Profile zeigen Änderungen der Temperatur, Dichte und Stabilität der Atmosphäre in Abhängigkeit von der Höhe und dem Anstieg des atmosphärischen Drucks. Die Position der Wolken wird ebenfalls angezeigt. Hier werden Informationen gesammelt, unter anderem über die Ergebnisse jahrzehntelanger Beobachtungen mit anderen Orbitalfahrzeugen (sowjetische „Venus-15“ und „Venus-16“, amerikanische „Pioneer-Venus-1“ und „Magellan“, europäische „Venus-Express“, japanische „Akatsuki“). »), Andere Sonden, Ballons und Erdteleskope.



Alle gesammelten Daten zeigen, dass es auf der Venus wie auf der Erde eine Troposphäre gibt, die sich von der Oberfläche bis zur oberen Wolkenschicht in einer Höhe von etwa 60 bis 65 km erstreckt, und in der Troposphäre nimmt die Temperatur mit der Höhe ab. Die untere Wolkenschicht mit Schwefelsäure endet in einer Höhe von ca. 48 km. Dort entsprechen Temperatur und Druck ungefähr Temperatur und Druck auf der Erdoberfläche.

Unmittelbar unter den Wolken ist die Atmosphäre bis zu einer Höhe von etwa 7 km relativ stabil, und die unterste Schicht ist ein Rätsel. Es konzentriert sich auf 37% der Masse der gesamten Atmosphäre der Venus, dort ist der maximale Druck und die maximale Temperatur. Dort einzudringen und atmosphärische Indikatoren zu messen, ist äußerst schwierig. Nur der sowjetische Vega-2-Lander konnte 1985 die Temperatur in geringer Höhe zuverlässig messen.


Das Modell des Raumfahrzeugs "Vega-2" in der Zweigstelle des National Museum of Aviation and Cosmonautics der Vereinigten Staaten. Das Abstiegsmodul ist in einer Kugelschale versteckt

Die Messungen wurden mit zwei Platindrähten durchgeführt, einer blank und der andere in Keramikisolierung mit einer Genauigkeit von ± 0,5 K im Bereich von 200 bis 800 K. Wie bereits erwähnt, konnten die Wissenschaftler die Temperatur unter 7 km immer noch nicht zu stark anheben zu erklären.

Die Autoren der wissenschaftlichen Arbeit machen darauf aufmerksam, dass wir keine genauen Informationen über die chemische Zusammensetzung der unteren Schicht haben. Sie legen nahe, dass es einen unterschiedlichen Anteil an CO ₂ und N _{2 gibt} . Insbesondere fällt die Konzentration von N ₂ an der Oberfläche auf Null. Genauer gesagt werden CO ₂ und N ₂ aufgrund des ultrahohen Drucks an der Oberfläche getrennt. Das heißt, das leichtere N ₂ steigt in der oberen Atmosphäre an. Daher kann die wahre Konzentration von N ₂ in der Atmosphäre 15% niedriger sein als bisher angenommen.


Vertikales Profil der potentiellen Temperatur gemäß Vega-2

Wissenschaftler ziehen solche Schlussfolgerungen auf der Grundlage der Ergebnisse ihrer Experimente mit überkritischen Flüssigkeiten. Tatsache ist, dass bei hohem Druck und hoher Dichte der Unterschied zwischen der flüssigen und der gasförmigen Phase der Substanz verschwindet. Dementsprechend kann das Gasgemisch teilweise fraktioniert werden, wie dies in einer Flüssigkeit der Fall ist. Beispielsweise beträgt für CO _{2 die} kritische Temperatur 303,9 K, der kritische Druck 72,8 atm und die kritische Dichte 0,468 g / cm ³ . Wie Sie sehen können, können die Bedingungen an der Oberfläche der Venus durchaus die Bedingungen für den Übergang der Atmosphäre in einen überkritischen Zustand schaffen.

Die Autoren halten es für notwendig, weitere Untersuchungen der Atmosphäre der Venus durchzuführen. Wenn die Sonde nicht dorthin gesendet werden kann, können Sie versuchen, die klimatischen Bedingungen im NASA-Labor wiederherzustellen.

Die wissenschaftliche Arbeit wurde am 26. Juni 2017 in der Zeitschrift Nature Geoscience veröffentlicht (doi: 10.1038 / ngeo2971, pdf ).