Bản vẽ của một nghệ sĩ về bề mặt của sao Kim. (Shutterstock)

Chúng ta có thể học được nhiều điều về biến đổi khí hậu từ Sao Kim, hành tinh chị em của chúng ta. Sao Kim hiện có nhiệt độ bề mặt là 450? (nhiệt độ của chu trình tự làm sạch của lò nướng) và bầu khí quyển bị chi phối bởi carbon dioxide (96%) với mật độ gấp 90 lần so với Trái đất.

Sao Kim là một nơi rất kỳ lạ, hoàn toàn không thể ở được, ngoại trừ có lẽ trong những đám mây cách đó 60 km phát hiện gần đây về phosphine có thể cho thấy sự sống của vi sinh vật trôi nổi. Nhưng bề mặt là hoàn toàn không phù hợp.

Tuy nhiên, sao Kim đã từng có khí hậu giống như Trái đất. Theo mô hình khí hậu gần đây, trong phần lớn lịch sử của nó Sao Kim có nhiệt độ bề mặt tương tự như Trái đất ngày nay. Nó có thể cũng có đại dương, mưa, có thể có tuyết, có thể là lục địa và kiến ​​tạo mảng, và thậm chí có thể suy đoán hơn, thậm chí có thể có sự sống trên bề mặt.

Cách đây chưa đầy một tỷ năm, khí hậu đã thay đổi đáng kể do hiệu ứng nhà kính đang hoành hành. Có thể suy đoán rằng một giai đoạn mạnh của núi lửa đã bơm đủ carbon dioxide vào khí quyển để gây ra sự kiện thay đổi khí hậu lớn này. làm bốc hơi các đại dương và gây ra sự kết thúc của chu trình nước.

Bằng chứng về sự thay đổi

Giả thuyết này từ các nhà lập mô hình khí hậu đã truyền cảm hứng cho Sara Khawja, một học viên cao học trong nhóm của tôi (đồng giám sát với nhà khoa học địa lý Claire Samson), để tìm kiếm bằng chứng trong đá sao Kim cho sự kiện thay đổi khí hậu được đề xuất này.

Kể từ đầu những năm 1990, nhóm nghiên cứu của Đại học Carleton của tôi - và gần đây là nhóm ở Siberia của tôi tại Đại học Bang Tomsk - đã lập bản đồ và giải thích lịch sử địa chất và kiến ​​tạo của hành tinh chị em đáng chú ý của Trái đất.

Các sứ mệnh Venera và Vega của Liên Xô trong những năm 1970 và 1980 đã hạ cánh trên Sao Kim, chụp ảnh và đánh giá thành phần của đá, trước đó tàu đổ bộ thất bại do nhiệt độ và áp suất cao. Tuy nhiên, cái nhìn toàn diện nhất của chúng tôi về bề mặt sao Kim đã được cung cấp bởi Tàu vũ trụ Magellan của NASA vào đầu những năm 1990, sử dụng radar để nhìn xuyên qua lớp mây dày đặc và tạo ra hình ảnh chi tiết của hơn 98% bề mặt Sao Kim.

{vembed Y = yUrIzPRI4GE}
Hình ảnh bề mặt Sao Kim được tạo ra bởi radar trên tàu vũ trụ Magellan.

Đá cổ

Việc tìm kiếm bằng chứng địa chất về sự kiện biến đổi khí hậu lớn đã khiến chúng tôi tập trung vào loại đá lâu đời nhất trên sao Kim, được gọi là tesserae, có vẻ ngoài phức tạp gợi lên một lịch sử địa chất phức tạp, lâu dài. Chúng tôi nghĩ rằng những tảng đá lâu đời nhất này có cơ hội tốt nhất để lưu giữ bằng chứng về sự xói mòn do nước, đây là một quá trình quan trọng như vậy trên Trái đất và lẽ ra phải xảy ra trên sao Kim trước sự kiện biến đổi khí hậu lớn.

Do dữ liệu về độ cao có độ phân giải kém, chúng tôi đã sử dụng một kỹ thuật gián tiếp để cố gắng nhận ra các thung lũng sông cổ. Chúng tôi đã chứng minh rằng các dòng dung nham trẻ hơn từ các đồng bằng núi lửa xung quanh đã lấp đầy các thung lũng ở rìa của tesserae.

Trước sự ngạc nhiên của chúng tôi, các mô hình thung lũng tesserae này rất giống với các mô hình dòng chảy của sông trên Trái đất, dẫn đến đề xuất của chúng tôi rằng những thung lũng tesserae này được hình thành do xói mòn sông trong thời gian có điều kiện khí hậu giống Trái đất. Của tôi Các nhóm nghiên cứu sao Kim tại các trường đại học Bang Carleton và Tomsk đang nghiên cứu các dòng dung nham sau tesserae để tìm bất kỳ bằng chứng địa chất nào về sự chuyển đổi sang điều kiện cực nóng.

Một phần của Alpha Regio, một vùng địa hình trên bề mặt sao Kim, là đặc điểm đầu tiên trên sao Kim được xác định từ radar của Trái đất. (Phòng thí nghiệm Lực đẩy Phản lực, NASA)

Các phép loại suy trái đất

Để hiểu làm thế nào núi lửa trên sao Kim có thể tạo ra sự thay đổi khí hậu như vậy, chúng ta có thể nhìn vào lịch sử Trái đất để biết các điểm tương tự. Chúng ta có thể tìm thấy các phép loại suy trong các vụ siêu phun trào như vụ phun trào cuối cùng ở Yellowstone xảy ra 630,000 năm.

Nhưng núi lửa như vậy là nhỏ so với các tỉnh đá lửa lớn (LIP) xảy ra khoảng 20-30 triệu năm một lần. Những sự kiện phun trào này có thể giải phóng đủ carbon dioxide để gây ra biến đổi khí hậu thảm khốc trên Trái đất, bao gồm cả sự tuyệt chủng hàng loạt. Để cung cấp cho bạn cảm giác về quy mô, hãy xem xét rằng các LIP nhỏ nhất tạo ra đủ magma để bao phủ toàn bộ Canada ở độ sâu khoảng 10 mét. LIP lớn nhất được biết đến đã tạo ra đủ lượng magma có thể bao phủ một khu vực có diện tích bằng Canada đến độ sâu gần XNUMX km.

Các chất tương tự LIP trên sao Kim bao gồm các núi lửa riêng lẻ có chiều ngang lên đến 500 km, các kênh dung nham rộng lớn dài tới 7,000 km và cũng có các hệ thống rạn nứt liên quan - nơi lớp vỏ đang tách ra - dài tới 10,000 km.

Nếu núi lửa kiểu LIP là nguyên nhân của sự kiện biến đổi khí hậu lớn trên sao Kim, thì liệu sự biến đổi khí hậu tương tự có thể xảy ra trên Trái đất? Chúng ta có thể tưởng tượng một viễn cảnh hàng triệu năm trong tương lai khi nhiều LIP ngẫu nhiên xuất hiện cùng một lúc có thể khiến Trái đất xảy ra biến đổi khí hậu nhanh chóng dẫn đến các điều kiện như sao Kim ngày nay.

Lưu ý

Richard Ernst, Nhà khoa học sống trong nhà, Khoa học Trái đất, Đại học Carleton (đồng thời là giáo sư tại Đại học Bang Tomsk, Nga), Đại học Carleton

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.