En konstnärs rendering av Venus yta. (Shutterstock)

Vi kan lära oss mycket om klimatförändringar från Venus, vår systerplanet. Venus har för närvarande en yttemperatur på 450? (temperaturen för en ugns självrengörande cykel) och en atmosfär som domineras av koldioxid (96 procent) med en densitet som är 90 gånger större än jordens.

Venus är en mycket konstig plats, helt obeboelig, förutom kanske i molnen cirka 60 kilometer där den senaste upptäckten av fosfin kan föreslå flytande mikrobiellt liv. Men ytan är helt ogästvänlig.

Men Venus hade en gång sannolikt ett jordliknande klimat. Enligt den senaste klimatmodelleringen, för mycket av dess historia Venus hade yttemperaturer som liknar dagens jord. Det hade sannolikt också hav, regn, kanske snö, kanske kontinenter och plåtektonik, och ännu mer spekulativt, kanske till och med ytliv.

För mindre än en miljard år sedan förändrades klimatet dramatiskt på grund av en skenande växthuseffekt. Man kan spekulera i att en intensiv period av vulkanism pumpade tillräckligt med koldioxid i atmosfären för att orsaka denna stora klimatförändringshändelse som avdunstade haven och orsakade slutet på vattencykeln.

Bevis på förändring

Denna hypotes från klimatmodellerna inspirerade Sara Khawja, en magisterstudent i min grupp (samhandledd med geovetenskapsmannen Claire Samson), att leta efter bevis i venusiska stenar för denna föreslagna klimatförändringshändelse.

Sedan början av 1990-talet har mitt Carleton University-forskargrupp - och nyligen mitt sibiriska team vid Tomsk State University - kartlagt och tolkat den geologiska och tektoniska historien om jordens anmärkningsvärda systerplanet.

Sovjetiska Venera- och Vega-uppdrag från 1970- och 1980-talet landade på Venus och tog bilder och utvärderade sammansättningen av klipporna, innan landarna misslyckades på grund av hög temperatur och tryck. Men vår mest omfattande bild av Venus-ytan har tillhandahållits av NASA: s rymdskepp Magellan i början av 1990-talet, som använde radar för att se igenom det täta molnskiktet och producera detaljerade bilder på mer än 98 procent av Venus yta.

{vembed Y=yUrIzPRI4GE}
En visualisering av Venus yta producerad av radar ombord på Magellan rymdfarkosten.

Forntida stenar

Vår sökning efter geologiska bevis på den stora klimatförändringshändelsen fick oss att fokusera på den äldsta typen av stenar på Venus, kallad tesserae, som har ett komplext utseende som tyder på en lång, komplicerad geologisk historia. Vi trodde att dessa äldsta stenar hade den bästa chansen att bevara bevis för vattenerosion, vilket är en så viktig process på jorden och borde ha inträffat på Venus före den stora klimatförändringshändelsen.

Med tanke på dålig upplösningshöjddata använde vi en indirekt teknik för att försöka känna igen gamla floddalar. Vi visade att yngre lavaströmmar från de omgivande vulkaniska slätterna hade fyllt dalar i kanten av tesserae.

Till vår förvåning liknade dessa tesserae-dalmönster mycket flodflödesmönster på jorden, vilket ledde till vårt förslag att dessa tesseraedaler bildades av floderosion under en tid med jordliknande klimatförhållanden. Min Venus forskargrupper vid Carleton och Tomsk State universitet studerar lavaströmmarna efter tesserae för geologiska bevis för övergången till extremt heta förhållanden.

En del av Alpha Regio, ett topografiskt högland på Venus yta, var den första funktionen på Venus som identifierades från jordbaserad radar. (Jet Propulsion Laboratory, NASA)

Jordanalogier

För att förstå hur vulkanism på Venus kan ge en sådan klimatförändring kan vi titta på jordens historia för analoger. Vi kan hitta analogier i superutbrott som det senaste utbrottet i Yellowstone som inträffade 630,000 XNUMX år.

Men sådan vulkanism är liten jämfört med stora vulkaniska provinser (LIP) som förekommer ungefär var 20-30 miljoner år. Dessa utbrott kan orsaka tillräckligt med koldioxid katastrofala klimatförändringar på jorden, inklusive massutrotning. För att ge dig en känsla av skala, överväga det de minsta LIP: erna producerar tillräckligt med magma för att täcka hela Kanada till ett djup av cirka 10 meter. Den största kända LIP producerade tillräckligt med magma som skulle ha täckt ett område på storleken av Kanada till ett djup av nästan åtta kilometer.

LIP-analogerna på Venus inkluderar enskilda vulkaner som är upp till 500 kilometer breda, omfattande lavakanaler som når upp till 7,000 kilometer och det finns också associerade rivsystem - där skorpan drar isär - upp till 10,000 kilometer lång.

Om vulkanism i LIP-stil var orsaken till den stora klimatförändringen på Venus, skulle då liknande klimatförändringar kunna ske på jorden? Vi kan föreställa oss ett scenario många miljoner år i framtiden när flera LIP som slumpmässigt inträffar samtidigt kan leda till att jorden får en sådan skenande klimatförändring som leder till förhållanden som dagens Venus.

Om författaren

Richard Ernst, hemvistforskare, geovetenskaper, Carleton University (även professor vid Tomsk State University, Ryssland), Carleton University

Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.