Venere è molto simile alla Terra in alcune caratteristiche. Tuttavia, questi due pianeti presentano anche differenze significative dovute alle peculiarità della formazione e dell'evoluzione di ciascuno di essi e gli scienziati stanno identificando sempre più tali caratteristiche. Considereremo qui più in dettaglio una delle caratteristiche distintive: la natura speciale del campo magnetico di Venere, ma prima passiamo alle caratteristiche generali del pianeta e ad alcune ipotesi che influenzano i problemi della sua evoluzione.
Venere nel sistema solare
Venere è il secondo pianeta più vicino al Sole, vicino a Mercurio e alla Terra. Rispetto al nostro luminare, si muove in un'orbita quasi circolare (l'eccentricità dell'orbita venusiana è inferiore a quella della terra) ad una distanza media di 108,2 milioni di km. Va notato che l'eccentricità è un valore variabile, e in un lontano passato potrebbe essere diverso a causa delle interazioni gravitazionali del pianeta con altri corpi del sistema solare.
Venere non ha satelliti naturali. Ci sono ipotesi secondo cui il pianeta avesse un tempo un grande satellite, successivamente distrutto dall'azione delle forze di marea operso.
Alcuni scienziati ritengono che Venere abbia subito una collisione tangente con Mercurio, provocando il lancio di quest'ultimo in un'orbita inferiore. Venere ha cambiato la natura della rotazione. È noto che il pianeta ruota molto lentamente (come fa Mercurio, tra l' altro) - con un periodo di circa 243 giorni terrestri. Inoltre, la direzione della sua rotazione è opposta a quella di altri pianeti. Si può dire che ruota, come se fosse capovolto.
Caratteristiche fisiche principali di Venere
Insieme a Marte, Terra e Mercurio, Venere appartiene ai pianeti terrestri, cioè è un corpo roccioso relativamente piccolo di composizione prevalentemente silicatica. È simile alla Terra per dimensioni (diametro 94,9% della terra) e massa (81,5% della terra). La velocità di fuga sulla superficie del pianeta è di 10,36 km/s (sulla Terra è di circa 11,19 km/s).
Di tutti i pianeti terrestri, Venere ha l'atmosfera più densa. La pressione sulla superficie supera le 90 atmosfere, la temperatura media è di circa 470 °C.
Alla domanda se Venere abbia un campo magnetico, c'è la seguente risposta: il pianeta non ha praticamente alcun campo proprio, ma a causa dell'interazione del vento solare con l'atmosfera, un campo indotto "falso" sorge.
Un po' sulla geologia di Venere
La stragrande maggioranza della superficie del pianeta è formata dai prodotti del vulcanismo bas altico ed è una combinazione di campi di lava, stratovulcani, vulcani a scudo e altre strutture vulcaniche. Sono stati trovati pochi crateri da impatto esulla base del conteggio del loro numero, si è concluso che la superficie di Venere non può essere più vecchia di mezzo miliardo di anni. Non ci sono segni di tettonica a placche sul pianeta.
Sulla Terra, la tettonica a placche, insieme ai processi di convezione del mantello, è il principale meccanismo di trasferimento del calore, ma ciò richiede una quantità sufficiente di acqua. Bisogna pensare che su Venere, a causa della mancanza d'acqua, la tettonica a placche si è interrotta in una fase iniziale o non ha avuto luogo affatto. Quindi, il pianeta potrebbe sbarazzarsi del calore interno in eccesso solo attraverso la fornitura globale di materia del mantello surriscaldata alla superficie, possibilmente con la completa distruzione della crosta.
Solo un evento del genere potrebbe aver avuto luogo circa 500 milioni di anni fa. È possibile che non fosse l'unico nella storia di Venere.
Il nucleo e il campo magnetico di Venere
Sulla Terra, il campo geomagnetico globale è generato dall'effetto dinamo creato dalla speciale struttura del nucleo. Lo strato esterno del nucleo è fuso ed è caratterizzato dalla presenza di correnti convettive, che, insieme alla rapida rotazione della Terra, creano un campo magnetico abbastanza potente. Inoltre, la convezione contribuisce al trasferimento di calore attivo dal nucleo solido interno, che contiene molti elementi pesanti, compresi gli elementi radioattivi, la principale fonte di riscaldamento.
Apparentemente, sul vicino del nostro pianeta, tutto questo meccanismo non funziona a causa della mancanza di convezione nel nucleo esterno liquido - ecco perché Venere non ha campo magnetico.
Perché Venere e la Terra sono così diverse?
Le ragioni della grave differenza strutturale tra due pianeti simili nelle caratteristiche fisiche non sono ancora del tutto chiare. Secondo un modello di recente costruzione, la struttura interna dei pianeti rocciosi si forma a strati all'aumentare della massa e la rigida stratificazione del nucleo impedisce la convezione. Sulla Terra, il nucleo multistrato, presumibilmente, è stato distrutto all'alba della sua storia a causa di una collisione con un oggetto abbastanza grande: Theia. Inoltre, l'emergere della Luna è considerato il risultato di questa collisione. Anche l'effetto delle maree di un grande satellite sul mantello e sul nucleo terrestre può svolgere un ruolo significativo nei processi convettivi.
Un' altra ipotesi suggerisce che Venere avesse originariamente un campo magnetico, ma il pianeta lo perse a causa di una catastrofe tettonica o di una serie di catastrofi sopra menzionate. Inoltre, in assenza di un campo magnetico, molti ricercatori "accusano" la rotazione troppo lenta di Venere e la piccola quantità di precessione dell'asse di rotazione.
Caratteristiche dell'atmosfera venusiana
Venere ha un'atmosfera estremamente densa, costituita principalmente da anidride carbonica con una piccola miscela di azoto, anidride solforosa, argon e alcuni altri gas. Tale atmosfera funge da fonte di un effetto serra irreversibile, impedendo in alcun modo il raffreddamento della superficie del pianeta. Forse il regime tettonico "catastrofico" sopra descritto del suo interno è anche responsabile dello stato dell'atmosfera della "stella del mattino".
La parte più grande dell'involucro del gasVenere è racchiusa nello strato inferiore - la troposfera, che si estende ad altitudini di circa 50 km. Sopra c'è la tropopausa e sopra c'è la mesosfera. Il limite superiore delle nuvole, costituito da anidride solforosa e goccioline di acido solforico, si trova a un' altitudine di 60–70 km.
Nell' alta atmosfera, il gas è fortemente ionizzato dalla radiazione ultravioletta solare. Questo strato di plasma rarefatto è chiamato ionosfera. Su Venere si trova ad altitudini di 120–250 km.
Magnetosfera indotta
È l'interazione delle particelle cariche del vento solare e del plasma dell' alta atmosfera che determina se Venere ha un campo magnetico. Le linee di forza del campo magnetico trasportate dal vento solare si piegano attorno alla ionosfera venusiana e formano una struttura chiamata magnetosfera indotta (indotta).
Questa struttura ha i seguenti elementi:
- Un'onda d'urto di prua situata a un' altezza di circa un terzo del raggio del pianeta. Al culmine dell'attività solare, la regione in cui il vento solare incontra lo strato ionizzato dell'atmosfera è molto più vicina alla superficie di Venere.
- Strato magnetico.
- La magnetopausa è in re altà il confine della magnetosfera, situata ad un' altitudine di circa 300 km.
- La coda della magnetosfera, dove le linee del campo magnetico allungate del vento solare si raddrizzano. La lunghezza della coda magnetosferica di Venere va da una a diverse decine di raggi planetari.
La coda è caratterizzata da un'attività speciale: i processi di riconnessione magnetica, che portano all'accelerazione delle particelle cariche. Nelle regioni polari, a seguito della riconnessione, possono formarsi fasci magnetici,simile alla terra. Sul nostro pianeta, la riconnessione delle linee del campo magnetico è alla base del fenomeno delle aurore.
Cioè, Venere ha un campo magnetico formato non da processi interni alle viscere del pianeta, ma dall'influenza del Sole sull'atmosfera. Questo campo è molto debole - la sua intensità è in media mille volte più debole di quella del campo geomagnetico terrestre, ma gioca un certo ruolo nei processi che avvengono nell' alta atmosfera.
La magnetosfera e la stabilità del guscio di gas del pianeta
La magnetosfera protegge la superficie del pianeta dall'impatto delle particelle cariche di energia del vento solare. Si ritiene che la presenza di una magnetosfera sufficientemente potente abbia reso possibile l'emergere e lo sviluppo della vita sulla Terra. Inoltre, la barriera magnetica in una certa misura impedisce che l'atmosfera venga spazzata via dal vento solare.
L'ultravioletto ionizzante penetra anche nell'atmosfera, che non viene ritardata dal campo magnetico. Da un lato, a causa di ciò, sorge la ionosfera e si forma uno schermo magnetico. Ma gli atomi ionizzati possono lasciare l'atmosfera entrando nella coda magnetica e accelerando lì. Questo fenomeno è chiamato ion runaway. Se la velocità acquisita dagli ioni supera la velocità di fuga, il pianeta perde rapidamente il suo involucro di gas. Un tale fenomeno si osserva su Marte, che è caratterizzato da una debole gravità e, di conseguenza, da una bassa velocità di fuga.
Venere, con la sua maggiore gravità, trattiene gli ioni della sua atmosfera in modo più efficace, di cui hanno bisognoprendere più velocità per lasciare il pianeta. Il campo magnetico indotto del pianeta Venere non è abbastanza potente per accelerare significativamente gli ioni. Pertanto, la perdita di atmosfera qui non è neanche lontanamente significativa come su Marte, nonostante il fatto che l'intensità della radiazione ultravioletta sia molto più alta a causa della vicinanza al Sole.
Così, il campo magnetico indotto di Venere è un esempio della complessa interazione dell' alta atmosfera con vari tipi di radiazione solare. Insieme al campo gravitazionale, è un fattore di stabilità del guscio gassoso del pianeta.
