As nuvens de ácido de Venus - "Novas Descobertas fornecer pistas para a evolução da atmosfera da Terra"

Na superfície, assados ​​Venus em mais de 800 graus Fahrenheit sob um cobertor sufocante de nuvens de ácido sulfúrico e uma atmosfera de moagem superior a 90 vezes a pressão da Terra.Embora Vênus é muitas vezes referida como gémeo da Terra, uma vez que são quase do mesmo tamanho, ele acabou com um clima muito diferente da Terra. Uma compreensão mais profunda da atmosfera de Vênus permitirá aos pesquisadores comparar com a evolução da atmosfera da Terra , dando ideia segundo a qual a Terra agora está repleto de vida, enquanto Vênus sofreu um destino infernal.

"Qualquer variabilidade no tempo em Vênus é notável, porque o planeta tem tantos recursos para manter as condições atmosféricas o mesmo", diz o Dr. Tim Livengood, pesquisador da NASA com aUniversidade de Maryland . "Terra tem estações porque o seu eixo de rotação é inclinado por cerca de 23 graus, o que muda a intensidade da luz solar e da duração do dia em cada hemisfério ao longo do ano. No entanto, Vênus foi inclinado tanto, é quase completamente de cabeça para baixo, deixando com uma inclinação líquido inferior a três graus do sol, de modo que o efeito sazonal é insignificante ", explica Livengood, que está estacionado no Goddard Space Flight Center da NASA.

"Além disso, sua órbita é ainda mais circular que a da Terra, o que o impede de ficar significativamente mais quente ou mais fria, movendo para mais perto ou mais longe do sol E enquanto você pode esperar que as coisas esfriar à noite -. Especialmente porque Vênus gira de forma lentamente que a sua noite dura quase dois meses da Terra - a atmosfera espessa e nuvens de ácido sulfúrico age como um cobertor, enquanto ventos mover o calor ao redor, mantendo as temperaturas bastante mesmo fim, quase toda a água do planeta escapou para o espaço, para que você não faz. obter quaisquer tempestades ou precipitação, como na Terra, onde a água evapora e condensa como nuvens ".

Um conjunto de imagens do sul polar vórtice Vênus em luz infravermelha (a 3,8 microns) adquiridos pelo instrumento Espectrômetro Visível e Infravermelho Termografia em da ESA Venus Express nave espacial. As imagens mostram a temperatura do topo das nuvens a cerca de 65 km (40,4 milhas) de altitude.

A região mais escura corresponde a maior temperatura e, portanto, menor altitude. O centro do vórtice, a uma temperatura de cerca de 250 mil (cerca de menos 9,7 graus Fahrenheit), é a zona mais profunda, apresentando a mais elevada temperatura. Crédito: ESA / VIRTIS / INAF-IASF / Obs. de Paris-LESIA

No entanto, mais acima, o tempo fica mais interessante, de acordo com um novo estudo de dados antigos por NASA e cientistas internacionais. A equipe detectou coisas estranhas acontecendo em dados de observações telescópicas de Vênus em luz infravermelha em cerca de 68 milhas (110 quilômetros) acima da superfície do planeta, no frio, ar límpido acima das nuvens de ácido, em duas camadas chamado a mesosfera e termosfera.

"Embora o ar sobre as regiões polares nestas camadas atmosféricas superiores em Vênus estava mais frio do que o ar sobre o Equador na maioria das medições, às vezes parecia ser mais quente", disse o Dr. Theodor Kostiuk da NASA Goddard.

"Na atmosfera da Terra, um padrão de circulação chamado de" Hadley célula 'ocorre quando o ar quente sobe sobre o equador e flui em direção aos pólos, onde se resfria e pias. Desde a atmosfera é mais densa mais perto da superfície, o ar descendente é comprimido e . aquece a atmosfera superior sobre pólos da Terra Vimos o oposto em Vênus Além disso, embora a temperatura da superfície é bastante uniforme, temos visto mudanças substanciais -. até 54 graus Fahrenheit (cerca de 30 K mudança) - dentro de alguns dias da Terra na mesosfera -. camadas termosfera mais baixas latitudes em Vênus Os pólos parecia ser mais estável, mas ainda viu mudanças até 27 graus Fahrenheit (cerca de 15 K mudar) ".

"A mesosfera e termosfera de Vênus são dinamicamente ativa", disse o autor Dr. Guido Sonnabend, da Universidade de Colônia, na Alemanha. "Padrões de vento resultantes de aquecimento solar e de leste a oeste ventos zonais competir, possivelmente resultando em temperaturas locais alterados e sua variabilidade ao longo do tempo."

Esta variabilidade atmosférica superior pode ter muitas causas possíveis, de acordo com a equipe.Turbulência de correntes de ar globais em diferentes altitudes fluindo em mais de 200 quilômetros por hora em direções opostas poderia trocar o ar quente abaixo com o ar frio de cima para forçar mudanças na atmosfera superior. Além disso, vórtices gigantes giram em torno de cada pólo. Eles também poderia gerar turbulência e alterar a pressão, fazendo com que a temperatura varie.

Desde as camadas atmosféricas a equipe observou estão acima do cobertor nuvem, podem ser afetados por mudanças na intensidade da luz solar como transições dia para a noite, ou o aumento de latitude em direção aos pólos. Estas camadas são altos o suficiente para que eles poderiam até mesmo ser afetada pela atividade solar (o ciclo solar), como explosões solares chamados flares e erupções de material solar chamado de ejeções de massa coronal.

Alterações foram vistos ao longo de períodos que abrangem dias, ou semanas, para uma década.Temperaturas medidas em 1990-91 são mais quentes do que em 2009. As medidas obtidas em 2007 usando Heterodyne Instrumento de Goddard para Planetary vento e Composição (HIPWAC) observaram temperatura mais quente na região equatorial do que em 2009. Tendo visto que o ambiente pode mudar, muito mais observações são necessárias para determinar como tantos fenômenos podem afetar a atmosfera superior de Vênus em intervalos diferentes, de acordo com a equipe.

"Além de todas essas mudanças, vimos as temperaturas mais quentes do que as previstas para esta altitude pelo modelo aceita líder, o modelo de atmosfera de Vênus Internacional de Referência", disse Kostiuk. "Isso nos diz que temos muito trabalho a fazer atualizando nosso modelo de circulação atmosférica superior para Vênus."

A equipe mediu a temperatura e velocidade do vento na alta atmosfera de Vênus ao observar um brilho infravermelha emitida pelo dióxido de carbono (CO2) moléculas quando foram energizadas pela luz do sol. A luz infravermelha é invisível ao olho humano e é percebido por nós na forma de calor, mas isso pode ser detectado por instrumentos especiais. Na pesquisa, que apareceu como uma linha em um gráfico de um espectrómetro, um instrumento que separa a luz nas suas cores componentes, cada um dos quais corresponde a uma frequência específica. A largura da linha revelou a temperatura, enquanto que alterações na sua frequência deu a velocidade do vento.

O planeta Vênus é coberta por nuvens de alto nível. Em comprimentos de onda visíveis, características da nuvem individuais são difíceis de ver, mas observações feitas por instrumentos na sonda Venus Express, da ESA, revelaram muitos trens de ondas de pequena escala. A análise mostra que as ondas são encontrados principalmente em altas latitudes do norte, particularmente acima de Ishtar Terra, uma região de dimensões continentais, que inclui as montanhas mais altas do planeta. Vênus é um mundo de contrastes. Na superfície, a temperatura chega a 450 ° C (723,15 K), quente o suficiente para derreter chumbo, enquanto ventos na atmosfera densa explodir em um lento 3-4 km / h. No topo das nuvens, as temperaturas são um ° -70 frígida C (203,15 K), mas a velocidade do vento atingir 300-400 km / h, muito mais rápido do que os furacões na Terra.

Pode ser esperado, portanto, que há pouca ligação entre o cozimento atmosfera perto do solo e na atmosfera superior, alguns 60-70 km acima. No entanto, as observações de naves espaciais ao longo de várias décadas, indicam que a relação mais se assemelha a uma baixa atmosfera "oceano-like ', coberto por uma camada opaca nuvem que funciona como a superfície do oceano. Ripples e correntes de ar visíveis no topo das nuvens fornecer dicas sobre os processos e influências muito abaixo.

As primeiras evidências de ondas atmosféricas geradas pelo ar que flui sobre as principais características topográficas veio em 1985, quando dois balões Vega Soviética voando a uma altitude de 54 km experimentou uma difícil jornada acima das terras altas do sul de Aphrodite Terra.Quase três décadas mais tarde, observações feitas por instrumentos a bordo da Venus Express fornecem novas evidências de que confirma a propagação de ondas atmosféricas para cima a partir da superfície para o convés principal em nuvem e acima.

Esses chamados ondas de gravidade só pode existir em um ambiente estável estratificada. Eles podem ser desencadeada, por exemplo, por convecção (a ascensão do ar mais leve, mais quente) abaixo ou por fluxo horizontal que passa por cima de um obstáculo, tal como uma montanha. Este é o mesmo processo que cria ondulações na superfície de um rio, quando se escoa sobre uma pedra submersa.
ondas gravitacionais são muito importantes uma vez que podem transportar a energia e quantidade de movimento pela propagação vertical e horizontalmente pela atmosfera. Eles são uma característica comum nos ambientes superiores de planetas terrestres. Na Terra, as ondas de gravidade freqüentemente revelar a sua presença através de formações de nuvens, como no caso das ondas a sotavento das montanhas. Eles geralmente tomam a forma de trens de onda - uma série de ondas que viajam na mesma direção e espaçadas em intervalos regulares.

As provas para este processo de formação de ondas na atmosfera de Vênus foi relatada pela primeira vez em novembro de 2012, quando uma equipe internacional, liderada por Silvia Tellmann do Rheinisches Institut für Umweltforschung, da Universidade de Colônia, na Alemanha, usou o Experimento Venus Express Radio Science (Vera) obter perfis atmosféricos acima dos membros do planeta em altitudes de 40-90 km. Ao estudar as mudanças nas frequências dos sinais de rádio como eles foram refletidos e dobrados durante a sua passagem através da atmosfera de Vênus em rota para a Terra, a equipe obteve mais de 500 perfis atmosféricos entre a chegada da nave espacial em Vênus em 2006 e Julho de 2011. Os dados permitiram a calcular a pressão e temperatura em diferentes alturas e locais acima do planeta.

Estas vistas laterais da camada superior da atmosfera, foi possível estudar a dependência de pequena escala, as variações de temperatura verticais na hora local e latitude. As diferenças de temperatura de alguns graus Celsius e os comprimentos de onda verticais de 1-4 km foram extraídos a partir dos dados, revelando várias ondas de gravidade. Estes eram evidentes como distúrbios quase-periódicos sobre os perfis de temperatura atmosférica, muitas vezes centenas de quilômetros de diâmetro. As ondas foram encontrados para ser mais comum em latitudes 60-75 graus, com a maior atividade no lado de sotavento das montanhas no hemisfério norte.

"Acreditamos que essas ondas são, pelo menos em parte, associado com escoamento atmosférico sobre Ishtar Terra, uma região de terras altas, que inclui as montanhas mais altas de Vênus", disse Silvia Tellmann. "Nós ainda não entendemos completamente como tal topográfica forçando pode estender-se a níveis elevados, mas parece provável que seja um dos processos-chave para a geração de ondas de gravidade em altas latitudes do norte de Vênus. As ondas podem se formar quando um ar estável fluxo passa sobre as montanhas ".

Este resultado já foi confirmado por uma análise separada de ondas vistas no topo das nuvens de Vênus em imagens captadas pela Visible Monitoramento Camera (VMC) em Venus Express. O novo estudo, publicado na edição de janeiro 2014 Ícaro, foi realizado por uma equipe internacional liderada por Arianna Piccialli, pesquisador de pós-doutorado no Laboratoire Atmosferas, Milieux, Observações Espaciais (Latmos-UVSQ), Guyancourt, França. Ela foi baseada nas instalações da ESA ESTEC, na Holanda, quando a pesquisa foi realizada.

The Daily Galaxy via Goddard Space Flight Center da NASA e ESA

Crédito da imagem: Camadas de ventos de Vênus, R. Hueso (Universidad del PaaS Vasco)