Venus – en varm planet, der er bundet med titusinder af vulkaner – kan være endnu mere geologisk aktiv nær dens overflade end tidligere antaget. Nye beregninger fra forskere ved Washington University i St. Louis antyder, at planetens ydre skorpe konstant kan kløbe, et uventet fænomen kaldet konvektion, der kan hjælpe med at forklare mange af vulkanerne og andre træk i det venusiske landskab.
“Ingen havde virkelig overvejet muligheden for konvektion i skorpen af Venus før,” sagde Slava Solomatov, professor i jord, miljømæssige og planetariske videnskaber inden for Arts & Sciences. “Vores beregninger antyder, at konvektion er mulig og måske sandsynligvis. Hvis det er sandt, giver det os ny indsigt i planetens udvikling.”
Papiret blev offentliggjort i Fysik for jorden og planetarisk interiør. Chhavi Jain, en postdoktor ved Washu, er medforfatter.
Konvektion, en velkendt proces i geologi, opstår, når opvarmet materiale stiger mod en planetens overflade- og køligere materialer synker, hvilket skaber et konstant transportbånd af slags. På jorden giver konvektion dybt inde i mantlen den energi, der driver pladetektonik.
Jordens skorpe, ca. 40 kilometer tyk i kontinenter og 6 km i havbassiner, er for tynd og kølig til at understøtte konvektion, forklarede Salomatov. Men han havde mistanke om, at Venus skorpe kunne have den rigtige tykkelse (måske 30-90 km, afhængigt af placering), temperatur og klippesammensætning for at holde denne transportbånd i gang.
For at kontrollere denne mulighed anvendte Salomatov og Jain nye væskedynamiske teorier udviklet i deres laboratorium. Deres beregninger antydede, at Venus’s skorpe faktisk kunne støtte konvektion – en helt ny måde at tænke på geologien på planetens overflade.
I 2024 brugte de to forskere en lignende tilgang til at bestemme, at konvektion sandsynligvis ikke sker i mantlen af Merkur, fordi denne planet er for lille og har afkølet markant siden dens formation for 4,5 milliarder år siden.
Venus er på den anden side en varm planet både inde og ude. Overfladetemperaturer når 870 ° F, og dens vulkaner og andre overfladefunktioner viser klare tegn på smeltning. Forskere har længe spekuleret på, hvordan varme fra planetens indre kunne overføres til overfladen. “Konvektion i skorpen kan være en nøgle manglende mekanisme,” sagde Solomatov.
Konvektion nær overfladen kunne også påvirke typen og placeringen af vulkaner på den venusiske overflade, sagde Solomatov. I 2023 offentliggjorde Paul Byrne, lektor i jord, miljømæssige og planetariske videnskaber inden for Arts & Sciences, et atlas på 85.000 Venus -vulkaner baseret på radarbilleder fra NASAs Magellan -mission fra de tidlige 1990’ere.
Solomatov sagde, at han og Byrne har drøftet mulige fremtidige samarbejder, der ville kombinere matematisk modellering med observationer af Venus’s overflade for en bedre forståelse af planetens geologi.
Solomatov håber, at fremtidige missioner til Venus kunne give endnu mere detaljerede data om densitet og temperatur i skorpen. Hvis konvektion forekommer som forventet, skal nogle områder af skorpen være varmere og mindre tæt end andre, forskelle, der kan påvises ved hjælp af tyngdekraftsmålinger i høj opløsning.
Men måske er et endnu mere spændende mål Pluto, den frosne dværgplanet på det ydre rækkevidde af solsystemet. Billeder fra New Horizons -missionen afslørede bemærkelsesværdige polygonale mønstre på Plutos Sputnik Planitia -region, der ligner pladegrænser på Jorden. Disse polygoner dannes af langsomme konvektionsstrømme i et 4 km tyk lag med fast nitrogenis.
“Pluto er sandsynligvis kun det andet planetariske organ i solsystemet, bortset fra Jorden, hvor konvektion, der driver tektonik, er tydeligt synlig på overfladen,” sagde Solomatov. “Det er et fascinerende system, som vi stadig har brug for at finde ud af.”