硫酸の濃い雲で知られる金星の大気は、地球上の予想外の水の分布に重要な役割を果たしている可能性があります。この興味深い発見は、欧州宇宙機関 (ESA) のビーナス エクスプレス ミッションからのデータを使用して、高高度で異常な濃度の水と重水素 (水素の同位体) を観測した研究者によって行われました。
この観測は、金星の歴史が私たちの想像よりもはるかに複雑である可能性を示唆しており、おそらく金星がかつて地球と同様の化学組成を持っていたことさえ示しています。
劣悪な環境
金星は、その大きさから「 地球の双子」と呼ばれることが多いですが、今日では非常に厳しい環境にあります。惑星の表面は、鉛が溶けるほどの温度と地球上のほぼ 100 倍の圧力を記録しています。
さらに、厚い硫酸雲は乾燥した水分の少ない大気を作り出し、主にこれらの雲層の下および中に集中しています。しかし、新しい発見は、過去のある時点で、金星には地球に匹敵する量の水があった可能性があることを示唆しています。
この研究は、金星大気中の 2 種類の水の分子、つまり普通の水 (H 2 O) と、水素原子の 1 つが重水素に置き換わった「半重」水 (HDO) に焦点を当てました。金星の H 2 O と HDO の比率は地球上の比率と同様であると予想されていましたが、測定結果は驚くべき結果となりました。
高度 70 ～ 110 キロメートルにある金星の上層大気では、HDO の量は地球の海洋の最大 1,500 倍です。この重水素の濃縮は太陽放射によって引き起こされ、水分子が分解され、軽い水素が重水素よりも容易に宇宙に逃げやすくなります。
硫黄サイクル
疑問は残ります。なぜ高高度では HDO の割合がこれほど増加するのでしょうか?答えは、金星の大気中の硫酸サイクルにあるかもしれません。水和硫酸のエアロゾルはすぐ上で形成され、より高い高度に浮遊するにつれて、最終的により多くの HDO を放出します。この蒸気は下層に戻ると凝縮してサイクルを再開し、さまざまな形で動的かつ複雑な水の分布を作り出します。
これらの発見は、地球の進化とその水の歴史について新たな疑問を引き起こします。もし金星と地球が同じような HDO/H 2 O 比で始まったとしたら、金星が水分を失った一方で、地球はどのようにしてこれほど多くの水を保持することができたのでしょうか?科学者たちは、これは大気とそれに影響を与えるプロセスの違いによるものではないかと推測しています。金星は太陽に近く、より強力な太陽放射にさらされており、それが水の損失を加速させた可能性があります。
これらのプロセスを理解することは、金星の歴史を再構築するだけでなく、地球の将来を予測するためにも重要です。私たちの惑星と非常に多くの特徴を共有している金星が、 これほど住みにくい世界に変わり得るとしたら、これは地球の将来に何を意味するのでしょうか?
高度が金星の大気と重水素と水素の比率にどのような影響を与えるかを研究すれば、重要な疑問に答えることができるかもしれない。 NASA の DAVINCI+ や ESA の EnVision などの今後のミッションは、この知識を拡大する上で極めて重要であり、地球の保存に貴重な洞察を提供する可能性があります。