ดาวศุกร์มีความคล้ายคลึงกับโลกมากในบางลักษณะ อย่างไรก็ตาม ดาวเคราะห์สองดวงนี้มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญเนื่องจากลักษณะเฉพาะของการก่อตัวและวิวัฒนาการของดาวเคราะห์แต่ละดวง และนักวิทยาศาสตร์กำลังระบุลักษณะดังกล่าวมากขึ้นเรื่อยๆ เราจะพิจารณารายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับคุณลักษณะเด่นประการหนึ่ง นั่นคือ ลักษณะพิเศษของสนามแม่เหล็กของดาวศุกร์ แต่ก่อนอื่น เราจะพิจารณาลักษณะทั่วไปของโลกและสมมติฐานบางประการที่ส่งผลต่อประเด็นการวิวัฒนาการของมัน
ดาวศุกร์ในระบบสุริยะ
ดาวศุกร์เป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดเป็นอันดับสอง เพื่อนบ้านของดาวพุธและโลก เมื่อเทียบกับแสงสว่างของเรา มันเคลื่อนที่เป็นวงโคจรเกือบเป็นวงกลม (ความเยื้องศูนย์กลางของวงโคจรของดาวศุกร์น้อยกว่าโลก) ที่ระยะทางเฉลี่ย 108.2 ล้านกม. ควรสังเกตว่าความเยื้องศูนย์กลางเป็นค่าที่แปรผันได้ และในอดีตอันไกลโพ้น มันอาจจะแตกต่างออกไปเนื่องจากปฏิสัมพันธ์ของแรงโน้มถ่วงของโลกกับวัตถุอื่นๆ ในระบบสุริยะ
ดาวศุกร์ไม่มีบริวารธรรมชาติ มีสมมติฐานว่าดาวเคราะห์ดวงนี้เคยมีดาวบริวารขนาดใหญ่ซึ่งต่อมาถูกทำลายโดยการกระทำของแรงน้ำขึ้นน้ำลงหรือแพ้
นักวิทยาศาสตร์บางคนเชื่อว่าดาวศุกร์ประสบกับการสัมผัสสัมผัสกันของดาวพุธ ทำให้ดาวพุธตกในวงโคจรที่ต่ำกว่า ดาวศุกร์เปลี่ยนธรรมชาติของการหมุน เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าดาวเคราะห์โคจรช้ามาก (เช่นเดียวกับดาวพุธ) โดยมีระยะเวลาประมาณ 243 วันของโลก นอกจากนี้ ทิศทางการหมุนของมันกลับตรงกันข้ามกับทิศทางของดาวเคราะห์ดวงอื่น พูดได้เลยว่าหมุนเหมือนพลิกคว่ำ
ลักษณะทางกายภาพหลักของดาวศุกร์
ร่วมกับดาวอังคาร โลก และดาวพุธ ดาวศุกร์เป็นของดาวเคราะห์ภาคพื้นดิน กล่าวคือ เป็นร่างหินที่มีขนาดค่อนข้างเล็กและมีองค์ประกอบซิลิเกตเป็นส่วนใหญ่ มีขนาดใกล้เคียงกับโลก (เส้นผ่านศูนย์กลาง 94.9% ของโลก) และมวล (81.5% ของโลก) ความเร็วหลบหนีบนพื้นผิวโลกคือ 10.36 km/s (บนโลกคือ 11.19 km/s)
ดาวศุกร์มีชั้นบรรยากาศที่หนาแน่นที่สุดในบรรดาดาวเคราะห์ทั้งหมด ความดันบนพื้นผิวเกิน 90 บรรยากาศ อุณหภูมิเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 470 °C
สำหรับคำถามที่ว่าดาวศุกร์มีสนามแม่เหล็กหรือไม่ มีคำตอบดังนี้ ดาวเคราะห์แทบไม่มีสนามของตัวเอง แต่เนื่องจากปฏิกิริยาของลมสุริยะกับชั้นบรรยากาศ จึงเกิดสนามแม่เหล็ก "เท็จ" เกิดขึ้น
เกี่ยวกับธรณีวิทยาของดาวศุกร์
พื้นผิวส่วนใหญ่ของโลกเกิดจากผลิตภัณฑ์ของภูเขาไฟบะซอลต์และเป็นการรวมกันของทุ่งลาวา stratovolcanoes โล่ภูเขาไฟ และโครงสร้างภูเขาไฟอื่นๆ พบหลุมอุกกาบาตน้อยและจากการนับจำนวนแล้วสรุปได้ว่าพื้นผิวของดาวศุกร์มีอายุไม่เกินครึ่งพันล้านปี ไม่มีสัญญาณของการแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลกบนโลกใบนี้
บนโลก การแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลกร่วมกับกระบวนการพาความร้อนปกคลุมเป็นกลไกหลักในการถ่ายเทความร้อน แต่สิ่งนี้ต้องการน้ำในปริมาณที่เพียงพอ ต้องคิดว่าบนดาวศุกร์เนื่องจากขาดน้ำ แผ่นธรณีสัณฐานจึงหยุดลงในระยะแรกหรือไม่เกิดขึ้นเลย ดังนั้น ดาวเคราะห์สามารถกำจัดความร้อนภายในส่วนเกินได้โดยผ่านการจัดหาสสารที่มีความร้อนยวดยิ่งสู่พื้นผิวโลกเท่านั้น ซึ่งอาจเป็นไปได้ด้วยการทำลายเปลือกโลกอย่างสมบูรณ์
เหตุการณ์แบบนี้อาจเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 500 ล้านปีก่อน เป็นไปได้ว่าไม่ใช่คนเดียวในประวัติศาสตร์ของดาวศุกร์
แกนและสนามแม่เหล็กของดาวศุกร์
บนโลก สนามแม่เหล็กโลกถูกสร้างขึ้นเนื่องจากเอฟเฟกต์ไดนาโมที่สร้างโดยโครงสร้างพิเศษของแกนกลาง ชั้นนอกของแกนกลางละลายและมีลักษณะเป็นกระแสหมุนเวียนซึ่งเมื่อรวมกับการหมุนอย่างรวดเร็วของโลกทำให้เกิดสนามแม่เหล็กที่ค่อนข้างทรงพลัง นอกจากนี้ การพาความร้อนยังก่อให้เกิดการถ่ายเทความร้อนเชิงแอคทีฟจากแกนด้านในที่เป็นของแข็ง ซึ่งมีองค์ประกอบหนักมาก รวมทั้งธาตุกัมมันตภาพรังสี ซึ่งเป็นแหล่งความร้อนหลัก
เห็นได้ชัดว่าบนดาวเคราะห์เพื่อนบ้านของเรา กลไกทั้งหมดนี้ใช้งานไม่ได้เนื่องจากขาดการพาความร้อนในแกนของเหลวด้านนอก - นี่คือสาเหตุที่ดาวศุกร์ไม่มีสนามแม่เหล็ก
ทำไมดาวศุกร์และโลกถึงแตกต่างกันมาก
สาเหตุของความแตกต่างเชิงโครงสร้างที่ร้ายแรงระหว่างดาวเคราะห์สองดวงที่มีลักษณะทางกายภาพที่คล้ายคลึงกันนั้นยังไม่ชัดเจนนัก ตามแบบจำลองที่สร้างขึ้นเมื่อเร็วๆ นี้ โครงสร้างภายในของดาวเคราะห์หินจะก่อตัวเป็นชั้นๆ เมื่อมีมวลเพิ่มขึ้น และการแบ่งชั้นที่เข้มงวดของแกนกลางจะป้องกันการพาความร้อน บนโลก แกนที่มีหลายชั้นน่าจะถูกทำลายในตอนรุ่งสางของประวัติศาสตร์อันเป็นผลมาจากการชนกับวัตถุที่ค่อนข้างใหญ่ - Theia นอกจากนี้ การเกิดขึ้นของดวงจันทร์ยังถือว่าเป็นผลมาจากการชนกันครั้งนี้ ผลกระทบจากกระแสน้ำของดาวเทียมขนาดใหญ่บนเสื้อคลุมและแกนกลางของโลกก็มีบทบาทสำคัญในกระบวนการพาความร้อนเช่นกัน
อีกสมมติฐานหนึ่งระบุว่าดาวศุกร์มีสนามแม่เหล็กแต่เดิมดาวเคราะห์สูญเสียมันไปเนื่องจากภัยพิบัติจากเปลือกโลกหรือชุดของภัยพิบัติที่กล่าวถึงข้างต้น นอกจากนี้ ในกรณีที่ไม่มีสนามแม่เหล็ก นักวิจัยหลายคน "ตำหนิ" การหมุนของดาวศุกร์ที่ช้าเกินไปและการเคลื่อนตัวของแกนหมุนเพียงเล็กน้อย
คุณสมบัติของบรรยากาศวีนัส
ดาวศุกร์มีบรรยากาศหนาแน่นมาก ซึ่งประกอบด้วยคาร์บอนไดออกไซด์เป็นส่วนใหญ่ โดยมีส่วนผสมของไนโตรเจน ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ อาร์กอน และก๊าซอื่นๆ เล็กน้อย บรรยากาศดังกล่าวทำหน้าที่เป็นแหล่งกำเนิดของปรากฏการณ์เรือนกระจกที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ ซึ่งทำให้พื้นผิวของดาวเคราะห์ไม่เย็นลงไม่ว่าในทางใด บางทีระบอบการแปรสัณฐาน "หายนะ" ที่อธิบายข้างต้นของภายในก็อาจเป็นสาเหตุของบรรยากาศของ "ดาวรุ่ง" ด้วย
ซองแก๊สที่ใหญ่ที่สุดดาวศุกร์ถูกล้อมรอบด้วยชั้นล่าง - ชั้นโทรโพสเฟียร์ซึ่งขยายไปถึงระดับความสูงประมาณ 50 กม. ด้านบนคือโทรโพพอส และด้านบนคือชั้นมีโซสเฟียร์ ขอบบนของเมฆ ซึ่งประกอบด้วยซัลเฟอร์ไดออกไซด์และละอองกรดซัลฟิวริก ตั้งอยู่ที่ระดับความสูง 60–70 กม.
ในบรรยากาศชั้นบน ก๊าซจะถูกแตกตัวเป็นไอออนอย่างแรงโดยรังสีอัลตราไวโอเลตจากแสงอาทิตย์ ชั้นของพลาสมาแรร์ไฟด์นี้เรียกว่าไอโอโนสเฟียร์ บนดาวศุกร์ ตั้งอยู่ที่ระดับความสูง 120–250 กม.
สนามแม่เหล็กเหนี่ยวนำ
มันเป็นปฏิกิริยาระหว่างอนุภาคที่มีประจุของลมสุริยะและพลาสมาของบรรยากาศชั้นบนที่กำหนดว่าดาวศุกร์มีสนามแม่เหล็กหรือไม่ เส้นแรงของสนามแม่เหล็กที่พัดพาโดยลมสุริยะจะโค้งงอรอบชั้นไอโอโนสเฟียร์ของดาวศุกร์และสร้างโครงสร้างที่เรียกว่าสนามแม่เหล็กเหนี่ยวนำ (เหนี่ยวนำ)
โครงสร้างนี้มีองค์ประกอบดังต่อไปนี้:
- คลื่นกระแทกโค้งที่ความสูงประมาณหนึ่งในสามของรัศมีโลก ที่จุดสูงสุดของกิจกรรมสุริยะ บริเวณที่ลมสุริยะมาบรรจบกับชั้นบรรยากาศที่แตกตัวเป็นไอออนจะอยู่ใกล้พื้นผิวดาวศุกร์มากขึ้น
- ชั้นแม่เหล็ก
- แมกนีโตพอสเป็นขอบเขตของสนามแม่เหล็กซึ่งอยู่ที่ระดับความสูงประมาณ 300 กม.
- ส่วนท้ายของแมกนีโตสเฟียร์ซึ่งเส้นสนามแม่เหล็กที่ยืดออกของลมสุริยะจะยืดออก ความยาวของหางแมกนีโตสเฟียร์ของดาวศุกร์มีตั้งแต่หนึ่งถึงหลายสิบรัศมีของดาวเคราะห์
หางมีกิจกรรมพิเศษ - กระบวนการเชื่อมต่อใหม่ด้วยแม่เหล็กซึ่งนำไปสู่การเร่งอนุภาคที่มีประจุ ในบริเวณขั้วโลกอันเป็นผลมาจากการเชื่อมต่อใหม่สามารถสร้างมัดแม่เหล็กได้คล้ายกับโลก บนโลกของเรา การกลับมาเชื่อมต่อของเส้นสนามแม่เหล็กรองรับปรากฏการณ์ออโรร่า
นั่นคือ ดาวศุกร์มีสนามแม่เหล็กซึ่งไม่ได้เกิดจากกระบวนการภายในในลำไส้ของโลก แต่เกิดจากอิทธิพลของดวงอาทิตย์ที่มีต่อชั้นบรรยากาศ สนามนี้อ่อนแอมาก - ความเข้มของมันโดยเฉลี่ยแล้วอ่อนแอกว่าสนามแม่เหล็กโลกพันเท่า แต่มีบทบาทบางอย่างในกระบวนการที่เกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศชั้นบน
สนามแม่เหล็กและความเสถียรของเปลือกก๊าซของดาวเคราะห์
สนามแม่เหล็กปกป้องพื้นผิวของดาวเคราะห์จากผลกระทบของอนุภาคประจุพลังของลมสุริยะ เป็นที่เชื่อกันว่าการปรากฏตัวของสนามแม่เหล็กที่มีพลังเพียงพอทำให้เกิดการเกิดขึ้นและการพัฒนาของสิ่งมีชีวิตบนโลก นอกจากนี้ แถบแม่เหล็กยังช่วยป้องกันบรรยากาศไม่ให้พัดหายไปจากลมสุริยะ
รังสีอัลตราไวโอเลตที่แตกตัวเป็นไอออนยังแทรกซึมสู่ชั้นบรรยากาศซึ่งไม่ถูกหน่วงด้วยสนามแม่เหล็ก ในอีกด้านหนึ่ง ด้วยเหตุนี้ ไอโอโนสเฟียร์จึงเกิดขึ้นและเกิดหน้าจอแม่เหล็กขึ้น แต่อะตอมที่แตกตัวเป็นไอออนสามารถออกจากชั้นบรรยากาศได้โดยเข้าไปที่หางแม่เหล็กและเร่งขึ้นที่นั่น ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าไอออนหนี หากความเร็วที่ไอออนได้รับนั้นสูงกว่าความเร็วหลบหนี ดาวเคราะห์ก็จะสูญเสียเปลือกก๊าซไปอย่างรวดเร็ว ปรากฏการณ์ดังกล่าวพบได้บนดาวอังคารซึ่งมีแรงโน้มถ่วงต่ำและความเร็วหลบหนีต่ำ
ดาวศุกร์ที่มีแรงโน้มถ่วงแรงกว่า ช่วยกักเก็บไอออนในบรรยากาศได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นตามที่ต้องการรับความเร็วมากขึ้นเพื่อออกจากโลก สนามแม่เหล็กเหนี่ยวนำของดาวศุกร์ไม่มีพลังเพียงพอที่จะเร่งไอออนได้อย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้นการสูญเสียชั้นบรรยากาศที่นี่จึงไม่มีความสำคัญเท่ากับบนดาวอังคาร แม้ว่าข้อเท็จจริงที่ว่าความเข้มของรังสีอัลตราไวโอเลตจะสูงกว่ามากเนื่องจากอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์
ดังนั้น สนามแม่เหล็กเหนี่ยวนำของดาวศุกร์จึงเป็นตัวอย่างหนึ่งของปฏิสัมพันธ์ที่ซับซ้อนของบรรยากาศชั้นบนกับรังสีดวงอาทิตย์ประเภทต่างๆ ร่วมกับสนามโน้มถ่วงเป็นปัจจัยในความเสถียรของเปลือกก๊าซของโลก
