Venēra pēc dažām īpašībām ir ļoti līdzīga Zemei. Tomēr šīm divām planētām ir arī būtiskas atšķirības katras no tām veidošanās un evolūcijas īpatnību dēļ, un zinātnieki atklāj arvien vairāk šādu pazīmju. Šeit mēs sīkāk aplūkosim vienu no atšķirības pazīmēm - Veneras magnētiskā lauka īpašo raksturu, bet vispirms pievērsīsimies planētas vispārīgajām īpašībām un dažām hipotēzēm, kas ietekmē tās evolūcijas jautājumus.
Venēra Saules sistēmā
Venēra ir otra Saulei tuvākā planēta, Merkura un Zemes kaimiņš. Salīdzinot ar mūsu spīdekli, tas pārvietojas pa gandrīz apļveida orbītu (Venēras orbītas ekscentricitāte ir mazāka nekā Zemes) vidēji 108,2 miljonu km attālumā. Jāņem vērā, ka ekscentriskums ir mainīga vērtība, un tālā pagātnē tā varēja atšķirties planētas gravitācijas mijiedarbības dēļ ar citiem Saules sistēmas ķermeņiem.
Venērai nav dabisku pavadoņu. Pastāv hipotēzes, saskaņā ar kurām planētai kādreiz bija liels satelīts, kas pēc tam tika iznīcināts plūdmaiņu spēku vaipazaudēts.
Daži zinātnieki uzskata, ka Venera piedzīvoja tangentes sadursmi ar Merkuru, izraisot dzīvsudraba izmešanu zemākā orbītā. Venera mainīja rotācijas raksturu. Ir zināms, ka planēta griežas ārkārtīgi lēni (tāpat kā, starp citu, Merkurs) - ar periodu aptuveni 243 Zemes dienas. Turklāt tā rotācijas virziens ir pretējs citu planētu rotācijas virzienam. Var teikt, ka griežas, it kā apgriežoties otrādi.
Venēras galvenās fiziskās īpašības
Līdzās Marsam, Zemei un Merkūram Venera pieder pie sauszemes planētām, tas ir, tā ir salīdzinoši neliels akmeņains ķermenis ar pārsvarā silikātu sastāvu. Tas ir līdzīgs Zemei pēc izmēra (diametrs 94,9% no zemes) un masas (81,5% no zemes). Bēgšanas ātrums uz planētas virsmas ir 10,36 km/s (uz Zemes tas ir aptuveni 11,19 km/s).
No visām sauszemes planētām Venērai ir visblīvākā atmosfēra. Spiediens uz virsmas pārsniedz 90 atmosfēras, vidējā temperatūra ir aptuveni 470 °C.
Uz jautājumu, vai Venērai ir magnētiskais lauks, ir šāda atbilde: planētai praktiski nav sava lauka, bet saules vēja mijiedarbības ar atmosfēru dēļ "viltus", inducēts lauks. rodas.
Mazliet par Venēras ģeoloģiju
Lielāko daļu planētas virsmas veido baz alta vulkānisma produkti, un to veido lavas lauki, stratovulkāni, vairogvulkāni un citas vulkāniskas struktūras. Ir atrasti daži trieciena krāteri, unpamatojoties uz to skaita saskaitīšanu, tika secināts, ka Veneras virsma nevar būt vecāka par pusmiljardu gadu. Uz planētas nav plākšņu tektonikas pazīmju.
Uz Zemes plātņu tektonika kopā ar mantijas konvekcijas procesiem ir galvenais siltuma pārneses mehānisms, taču tam nepieciešams pietiekams ūdens daudzums. Jādomā, ka uz Veneras ūdens trūkuma dēļ plātņu tektonika vai nu apstājās agrīnā stadijā, vai arī nenotika vispār. Tātad planēta varētu atbrīvoties no liekā iekšējā siltuma, tikai globāli piegādājot virsmai pārkarsētu mantijas vielu, iespējams, pilnībā iznīcinot garozu.
Tikai šāds notikums varēja notikt pirms aptuveni 500 miljoniem gadu. Iespējams, ka tā nebija vienīgā Venēras vēsturē.
Venēras kodols un magnētiskais lauks
Uz Zemes globālais ģeomagnētiskais lauks tiek ģenerēts dinamo efekta dēļ, ko rada īpašā kodola struktūra. Kodola ārējais slānis ir izkusis, un to raksturo konvekcijas strāvu klātbūtne, kas kopā ar straujo Zemes rotāciju rada diezgan spēcīgu magnētisko lauku. Turklāt konvekcija veicina aktīvo siltuma pārnesi no iekšējā cietā serdeņa, kurā ir daudz smago, tostarp radioaktīvo elementu, kas ir galvenais apkures avots.
Acīmredzot uz mūsu planētas kaimiņa viss šis mehānisms nedarbojas, jo šķidrajā ārējā kodolā trūkst konvekcijas – tāpēc Venērai nav magnētiskā lauka.
Kāpēc Venera un Zeme ir tik atšķirīgas?
Iemesli nopietnajai strukturālajai atšķirībai starp divām planētām, kas līdzīgas fiziskajām īpašībām, vēl nav pilnībā skaidri. Saskaņā ar vienu nesen konstruētu modeli akmeņaino planētu iekšējā struktūra veidojas slāņos, palielinoties masai, un kodola stingrā noslāņošanās novērš konvekciju. Uz Zemes daudzslāņu kodols, domājams, tika iznīcināts savas vēstures rītausmā sadursmes rezultātā ar diezgan lielu objektu - Theia. Turklāt Mēness parādīšanās tiek uzskatīta par šīs sadursmes rezultātu. Liela satelīta paisuma ietekmei uz Zemes apvalku un kodolu var būt arī nozīmīga loma konvekcijas procesos.
Cita hipotēze liecina, ka Venērai sākotnēji bija magnētiskais lauks, taču planēta to zaudēja tektoniskas katastrofas vai iepriekš minētās katastrofu sērijas dēļ. Turklāt, ja nav magnētiskā lauka, daudzi pētnieki "vaino" pārāk lēno Veneras rotāciju un nelielo rotācijas ass precesiju.
Venēras atmosfēras iezīmes
Venērā ir ārkārtīgi blīva atmosfēra, kas galvenokārt sastāv no oglekļa dioksīda ar nelielu slāpekļa, sēra dioksīda, argona un dažu citu gāzu piejaukumu. Šāda atmosfēra kalpo kā neatgriezeniska siltumnīcas efekta avots, neļaujot planētas virsmai jebkādā veidā atdzist. Iespējams, iepriekš aprakstītais tās iekšpuses "katastrofālais" tektoniskais režīms ir atbildīgs arī par "rīta zvaigznes" atmosfēras stāvokli.
Lielākā gāzes apvalka daļaVenera ir ietverta apakšējā slānī - troposfērā, kas stiepjas līdz aptuveni 50 km augstumam. Virs ir tropopauze, un virs tās ir mezosfēra. Mākoņu augšējā robeža, kas sastāv no sēra dioksīda un sērskābes pilieniem, atrodas 60–70 km augstumā.
Atmosfēras augšējos slāņos gāzi spēcīgi jonizē saules ultravioletais starojums. Šo retinātās plazmas slāni sauc par jonosfēru. Uz Veneras tas atrodas 120–250 km augstumā.
Inducēta magnetosfēra
Tā ir Saules vēja lādēto daļiņu un atmosfēras augšējo slāņu plazmas mijiedarbība, kas nosaka, vai Venērai ir magnētiskais lauks. Saules vēja nestā magnētiskā lauka spēka līnijas liecas ap Venēras jonosfēru un veido struktūru, ko sauc par inducēto (inducēto) magnetosfēru.
Šai struktūrai ir šādi elementi:
- Lāga triecienvilnis, kas atrodas aptuveni trešdaļas augstumā no planētas rādiusa. Saules aktivitātes pīķa reģions, kur saules vējš saskaras ar atmosfēras jonizēto slāni, ir daudz tuvāk Veneras virsmai.
- Magnētiskais slānis.
- Magnetopauze patiesībā ir magnetosfēras robeža, kas atrodas aptuveni 300 km augstumā.
- Magnetosfēras aste, kur iztaisnojas saules vēja izstieptās magnētiskā lauka līnijas. Veneras magnetosfēras astes garums ir no viena līdz vairākiem desmitiem planētu rādiusu.
Astei ir raksturīga īpaša aktivitāte - magnētiskās atkārtotas savienošanās procesi, kas noved pie lādētu daļiņu paātrinājuma. Polārajos reģionos atkārtotas savienošanas rezultātā var veidoties magnētiskie kūlīši,līdzīgs zemei. Uz mūsu planētas magnētiskā lauka līniju atkārtota savienošana ir polārblāzmas fenomena pamatā.
Tas ir, Venērai ir magnētiskais lauks, ko veido nevis iekšējie procesi planētas zarnās, bet gan Saules ietekme uz atmosfēru. Šis lauks ir ļoti vājš – tā intensitāte ir vidēji tūkstoš reižu vājāka nekā Zemes ģeomagnētiskajam laukam, taču tam ir noteikta loma atmosfēras augšējos slāņos notiekošajos procesos.
Magnetosfēra un planētas gāzes apvalka stabilitāte
Magnetosfēra pasargā planētas virsmu no enerģētiski lādētu saules vēja daļiņu ietekmes. Tiek uzskatīts, ka pietiekami spēcīgas magnetosfēras klātbūtne padarīja iespējamu dzīvības rašanos un attīstību uz Zemes. Turklāt magnētiskā barjera zināmā mērā neļauj saules vējam aizpūst atmosfēru.
Jonizējošais ultravioletais starojums iekļūst arī atmosfērā, ko neaizkavē magnētiskais lauks. No vienas puses, pateicoties tam, rodas jonosfēra un veidojas magnētiskais ekrāns. Bet jonizētie atomi var atstāt atmosfēru, iekļūstot magnētiskajā astē un tur paātrinoties. Šo parādību sauc par jonu bēgšanu. Ja jonu iegūtais ātrums pārsniedz izplūdes ātrumu, planēta ātri zaudē savu gāzes apvalku. Šāda parādība ir novērojama uz Marsa, kam raksturīga vāja gravitācija un attiecīgi mazs bēgšanas ātrums.
Venēra ar savu spēcīgāko gravitāciju efektīvāk notur atmosfēras jonus, cik tiem nepieciešamsuzņemt lielāku ātrumu, lai atstātu planētu. Planētas Venēras inducētais magnētiskais lauks nav pietiekami spēcīgs, lai ievērojami paātrinātu jonus. Tāpēc atmosfēras zudums šeit ne tuvu nav tik nozīmīgs kā uz Marsa, neskatoties uz to, ka ultravioletā starojuma intensitāte ir daudz lielāka Saules tuvuma dēļ.
Tādējādi Veneras inducētais magnētiskais lauks ir viens no piemēriem atmosfēras augšējo slāņu sarežģītajai mijiedarbībai ar dažāda veida saules starojumu. Kopā ar gravitācijas lauku tas ir planētas gāzveida apvalka stabilitātes faktors.
