Var Venus som jorden?

[Glasskonstruksjon]

Det sies at planeten Venus ble slik den er på grunn av en atmosfære som bare ble tettere og tettere, med tilsvarende stigende temperaturer. Er det ikke dette som er i ferd med å skje på jorden? Gjennomsnittstemperaturen stiger jo. Hvorfor er ikke folk mer redde for at planeten skal ende opp som vår nærmeste nabo Venus? Og var Venus en gang som jorden, full av liv?

[-trygve]

Venus var aldri slik som jorden er nå, men den har nok helt klart vært vesentlig likere enn den er i dag.

 

Jeg tror ikke man vet i særlig detalj hvordan Venus utviklet seg til å bli slik som den er i dag, men det er helt riktig at den tette atmosfæren som gir en sterk drivhuseffekt er avgjørende. Såvidt jeg vet er det ikke mulig at denne atmosfæren har vært slik helt siden planeten ble dannet, men må ha oppstått på et senere tidspunkt. Det snakkes ofte om "runaway" drivhuseffekt, der økende temperatur gir økt fordamping av vann og andre utslipp av gasser som skaper drivhuseffekt og dermed gir enda høyere temperatur som gir enda mer utslipp etc. 

 

Det som i hvert fall er helt klart er at atmosfæren til Venus gjør at den har høyere temperatur enn den ville hatt uten. Gjennomsnittstemperaturen på Venus er 467 grader. Til sammenligning er temperaturen på dagsiden til Merkur, som er vesentlig nærmere solen, 427 grader. Siden Venus er en større planet har den mer geotermisk (eller skulle jeg si venutermisk?) varme enn Merkur, men ikke i nærheten nok til å forklare hvorfor Venus er varmere. Temperaturen på Venus er dessuten ganske lik på dagsiden og på nattsiden, noe som bare kan forklares ved at atmosfæren utjevner temperaturen.

 

Når det gjelder sammenligning med jorden har jeg ikke sett noen seriøse fremskrivinger av klima som tyder på at Jorden kan ende opp i samme situasjon som Venus. Det man er redd for er at klimaendringen skal bli så store at det blir umulig å skaffe mat til alle menneskene som bor på jorden, samt at en rekke økosystemer blir ødelagt (disse to tingene henger tett sammen). Men at klimaendringer skal gjøre liv på jorden umulig virker helt usannsynlig.

[Noxhaven]

Du -trygve bør ikke atmosfæren til Venus bidra til å isolere planeten fra solens varme når atmosfæren isolerer inn varme? Eller kan det være kjernevarmen til Venus som bidrar til den høye overflate temperaturen?

[Simen1]

Ser vi i et perspektiv på milliarder av år så strålte sola ut ca 25% mindre energi i starten, noe som potensielt kunne gitt lavere overflatetemperatur på alle planetene, men vi må også ta med i beregningen at planetene genererte mer varme internt i starten sånn at overflatetemperaturen ikke nødvendigvis var lavere. I jordas tilfelle har sannsynligvis hele planeten vært omveltet minst en gang (tyngre stoffer sank når det ble varmt nok, lettere fløt opp). Jorda har sannsynligvis også støtt sammen med en annen planet og dannet månen som resultat av kollisjonen. Da ble nok hele planeten omveltet og flytende overflate en gang til. Videre har den størknet og skorpa blitt tykkere med mindre platetektonikk. Atmosfæren har endret seg kraftig gjennom jordas levetid hittil og vil i milliard år perspektiv fortsette å endre seg. Sola vil øke sakte i intensitet og gjøre planetene varmere. Om en milliard år har antagelig alt vann på jorda fordampet og ført videre med solvinden. Atmosfæretrykket reduseres. Venus vil også miste atmosfære. Den har ca 100 ganger mer atmosfære enn jorda, men ingen flytende vann. Venus vil altså få mer variabel temperatur, men ikke nødvendigvis gjennomsnittlig lavere, fordi drivhuseffekt erstattes med kraftigere solinnstråling. Venus var sikkert ned mot 2-300 grader kjøligere i solsystemets barndom, men det har neppe vært hav eller is der noen gang. Det blir det neppe i framtida heller. Mars derimot kan ha hatt mer drivhuseffekt før og dermed mer behagelige temperaturer. Atmosfæren ble praktisk talt ble tatt av solvinden grunnet manglende magnetfelt så temperaturen falt. Mars kan potensielt bli mer behagelig og beboelig i et milliard-år perspektiv, pluss beboelige menneskebygde kapsler allerede fra nåtiden. Men også Mars vil bli for varm når sola svulmer opp. Da må vi nok ut til månene til gassplanetene for å finne levelige forhold, inntil sola tar helt av og griller det som fins der også. Etter grillfesten er det ingenting å komme tilbake til så innen den tid må vi finne opp interstellare reiser og et annet beboelig sted om jordisk liv skal overleve.

[Simen1]

Du -trygve bør ikke atmosfæren til Venus bidra til å isolere planeten fra solens varme når atmosfæren isolerer inn varme? Eller kan det være kjernevarmen til Venus som bidrar til den høye overflate temperaturen?

Hvis jeg for lov til å svare så fungerer drivhuseffekten sånn at den slipper inn synlig lys (godt ned i skydekket) og konverterer det til varme der. Atmosfæren er ikke gjennomsiktig for varmestråling (lavere frekvens, lengre bølgelengde), slik at varmen blir stengt inne, drivhuseffekt. Akkurat som på jorda er både indre varme og sola betydelige varmekilder, men det er drivhuseffekten som gjør at varmen ikke slipper ut så lett og dermed gjør overflaten veldig varm. Som Trygve nevnte er gjennomsnittstemperaturen på Merkur lavere selv om den ligger nærmere sola.

[Noxhaven]

Bare fint at du svarer Simen

 

Joda en del stråling vil gå igjennom, men som skyene og atmosfæren på jorden så blir en god del av strålene blokkert og når aldri kloden.

 

Hadde jorden hatt noen hundre meter med konstant skydekke som dekket hele planeten så ville vel naturlig nok jorden ta til seg mindre varme fra solen men også blokkert ut mer kulde fra rommet / forhindret at varmen vi har ble sluppet ut - dermed blir strålevarmen fra jordkjernen en desto større faktor når det kommer til opphetingen av planeten.

 

UV-b og iallefall UV-c når jo nesten ikke gjennom jordens atmosfæren mens den høyere frekvensen til UV-a kommer seg inn. Ved en mye tykkere og mer konsentrert atmosfære så bør det blokkere ut ennå mer av strålevarmen fra solen samt holde på mer av varmen som kommer seg inn pluss varmen som planeten selv frigjør.

[Simen1]

Venus har aldri skyfri flekker noen steder. Skylaget og tåka er så tykk at det ikke skjer. Ca 80 km tykk, der mye av høyden har skyer som er mye tettere enn jordas skyer. Solstrålinga når altså aldri bakken direkte, men trenger ned i det øvre skydekket og konverteres til varme der. Det er skylagene over dette som er gjennomsiktig for synlig lys, men ugjennomsiktig for varmestråling. Det er denne enveistransporten av stråling som er drivhuseffekt.

 

I atmosfæren under der lyset konverterer til varme har oppadgående og nedadgående vinder som fordeler varmen utover planetens areal, helt fra overflaten og opp til dette sjiktet. Jeg vet ikke hvor høyt det skjer men så vidt jeg ser fra Wikipedia må det være i ca 50-80 km høyde. Årsaken til økende temperatur og trykk ved større dybder er den adiabatiske sammenhengen mellom trykk og temperatur som vi finner igjen på jorda (årsaken til at det er kaldere i fjellet enn ved sjøen selv om det er overskyet).

[Noxhaven]

Takker Simen det hjalp, vet ikke helt hvordan jeg tenkte.. kanskje at varmen ble reflektert og ikke absorbert.

[-trygve]

Det er riktig at atmosfæren hindrer både innkommende og utgående stråling, men i ulik grad avhengig av bølgelengden til lyset og atmosfærens sammensetning. Stråling som kommer til jorden (eller en annen planet) kan enten bli reflektert eller absorbert. Om absorpsjonen skjer i atmosfæren eller på bakken er ikke så viktig så lenge vi ikke skal se på en detaljert analyse, den bidrar uansett til oppvarmingen. Den delen av strålingen som blir reflektert bidrar ikke til oppvarmingen. Andelen som blir reflektert kalles albedo.

 

Jordens albedo gjennomsnittlige albedo er mellom 30 og 35% avhengig av hvor stort skydekket er til enhver tid. Tilsvarende tall for Venus er ca 75%. Venus absorberer altså langt mindre andel av solstrålingen enn jorden gjør. Til gjengjeld mottar Venus omtrent dobbelt så mye solstråling som jorden fordi den er nærmere solen. 

 

Endring av atmosfæren vil generelt også påvirke albedoen. Et varmere klima på jorden vil gi mer vanndamp i luften og dermed sannsynligvis mer skyer, og dermed økt albedo. Men den økte vanndampen i luften øker også absorpsjonen av utgående stråling, så det er ikke opplagt hvilken effekt som er størst. Såvidt jeg har fått med meg er effekten av skyer noe av det vanskeligste å få riktig i klimamodeller.