Venus elää
Viime viikkojen tehokkaimmin vaiettu mutta erittäin suuri planeettageologian uutinen on, että Venuksella on tälläkin hetkellä aktiivista sisäsyntyistä geologista toimintaa. Tämä on niin iso asia, että se on syytä toistaa: Venus on geologisesti aktiivinen planeetta. En ole huomannut, että Suomessa asiasta olisi mikään suurempi mediatalo maininnut mitään. Ainoastaan Ursan Tähdet ja Avaruus -lehden verkkouutiset ja Geologia.fi -sivusto uutisoivat aiheesta lyhykäisesti. No, tiedotusvälineiden toimintaa on pelkällä luonnontieteilijän koulutuksella ja pikkukaupunkilaisjärjellä useimmiten aika hankala ymmärtää.
Kyseessä on siis merkittävä uutinen, mutta yllätyksenä sitä ei voi pitää. Itsekin olen Venuksen mahdolliseen geologiseen aktiivisuuteen viitannut aiemmin tässä blogissa. Viimeksi helmikuussa kirjoitin Venuksen ”lumirajasta”, josta tehdyt havainnot viittaavat aktiiviseen kaasukehän ja pinnan vuorovaikutukseen. Tällainen aktiivisuus on kuitenkin pohjimmiltaan lähinnä Auringosta saadun energian varassa. Puolentoista viikon takaisessa uutisessa kuitenkin oli kyse huomattavasti merkittävämmästä asiasta, eli Venuksen sisäisen energian pyörittämästä geologisesta toiminnasta.
Ennen tuoreisiin löytöihin perehtymistä voi kuitenkin olla paikallaan luoda pikainen silmäys aiempien vuosikymmenten havaintoihin, jotka ovat viitanneet käynnissä olevaan tuliperäiseen toimintaan Venuksessa. Hätäisimmät Venus-historiansa tuntevat lukijat voivat hyvillä mielin hypätä tämän kappaleen yli ja siirtyä itse asian ytimeen eli uusiin todisteisiin.
Varhaisemmat viitteet aktiivisesta vulkanismista
NASAn Pioneer Venus 1 eli Pioneer Venus Orbiter tutki Venusta suunnitellun kahdeksan kuukauden sijasta peräti 14 vuotta 1970-luvun lopulta 1990-luvun alkuun saakka. Heti kiertolaisen saavuttua sen mittalaitteet rekisteröivät erittäin runsaasti rikkidioksidia Venuksen pilvikerroksen yläosasta. Lisäksi Pioneer Venus näki huomattavasti oletettua enemmän utua pilvien yläpuolella. Erityisen kiehtovaa oli, että vuosien kuluessa utu hälveni ja rikkidioksidin määrä laski. Havaintojen luonnollisin selitys oli suuri tulivuorenpurkaus, joka oli tapahtunut juuri ennen aluksen saapumista ja pruutannut korkealle Venuksen kaasukehään rikkidioksidia yli kymmenkertaisen määrän normaaliin nähden.
Euroopan avaruusjärjestön Venus Express -luotain (VEx) puolestaan tutki Venusta vuosina 2006–2014. Se tarjosi useampiakin epäsuoria havaintoja hyvin tuoreesta tai parhaillaan käynnissä olevasta tuliperäisestä toiminnasta. Esimerkiksi vuonna 2011 raportoitiin hyvin paljon Pioneer Venus Orbiterin havaitseman kaltaisesta rikkidioksidipiikistä kaasukehässä. Vuonna 2010 julkaistut VExin VIRTIS-spektrometrin (Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer) tulokset Venuksen pinnan paikoin korkeasta emissiivisyydestä taas viittasivat siihen, että Venuksella on samankaltaista hot spot -vulkanismia kuin Maassakin. Meillä tunnetuimpia esimerkkejä sellaisesta ovat Havaiji ja Islanti.
VIRTIS-mittausten tulokset raportoitiin puolentoista vuoden keskiarvoina, eikä tulkittu lämpötilaero ympäristön ja havaittujen poikkeamien välillä ollut kuin alle 20°C. Niinpä tutkijat eivät pitäneet käynnissä olevia tulivuorenpurkauksia perustelluimpana selityksenä VIRTIS-mittauksille. Sen sijaan parhaiten havaintoihin sopivat joskus viimeisen 2,5 miljoonan vuoden aikana, ja mieluiten vain joitain satoja tai kymmeniä tuhansia vuosia sitten tapahtuneet purkaukset, joiden synnyttämien laavavirtojen pinta-aines ei vielä ollut ennättänyt rapautua. Idunn Mons -tulivuoren tapauksessa tutkijat tosin eivät voineet sulkea käynnissä olevaa purkausta pois.
Kun vuonna 2021 Venus Expressin mittausaineistoja käytiin vielä kattavammin läpi, Idunn Monsin mahdollinen nykyhetken aktiivisuus sai vahvaa tukea sen kohdalla havaituista merkillisistä kaasukehän virtauksista. Ne sopivat yhteen käynnissä olevan tulivuorenpurkauksen kanssa. Lisäksi tarkemmat laboratoriomittaukset ja mallinnukset Venuksen basalttien koostumusta vastaavien kivien rapautumisesta ja spektroskooppisista ominaisuuksista viittasivat siihen, että Idunn Monsin laavavirrat voisivat olla vain muutamien vuosien, eivät muutamien kymmenien tuhansien vuosien ikäisiä.
Idunn Mons ei kuitenkaan välttämättä edes Venus Expressin mittausten perusteella ollut ainut parhaillaan aktiivinen paikka Venuksen pinnalla. Vuonna 2015 VExin Venus Monitoring Cameran (VMC) aivan erotuskyvyn rajamailla olleista mittauksista saatiin puristettua tieto, jonka mukaan hyvin nuoren Ganis Chasman1 repeämävyöhykkeellä tapahtui useita infrapuna-alueen kirkastumisia. Kirkastumat muuttuivat vain päivien kuluessa. Ainoa järkeenkäypä selitys näille oli käynnissä ollut vulkaaninen toiminta, esimerkiksi laavajärvet.
Vanha aineisto, uudet havainnot
Ainakin oman etänäppituntumani perusteella viime vuosina Venus-tutkijoiden parissa vallitsevaksi onkin muodostunut vahva usko siihen, että Venus on geologisesti elävä planeetta, jonka sisäinen energia pitää käynnissä jatkuvaa tuliperäistä toimintaa. Se muokkaa ja uudistaa pintaa ja on luonnollisesti vuorovaikutuksessa Venuksen massiivisen kaasukehän kanssa.
Geologien näkökulmasta Pioneer Venus Orbiterin ja Venus Expressin havainnoissa Venuksen aktiivisesta geologiasta on kuitenkin yksi paha puute: ne kaikki ovat epäsuoria todisteita. Kiihkein paholaisen asianajaja voi aina sanoa, että VMC:n rekisteröimät vain päivien kuluessa tapahtuneet muutokset olivat ainoastaan kaasukehän oikkuja ja äärimmilleen revitellyn mittausaineiston virhetulkintoja. Venuksen kaasukehä on niin erikoinen, että Pioneer Venus Orbiterin havainnot rikkidioksidista voisivat selittyä ties millä eksoottisella kemialla. Ja kymmenestä enemmän tai vähemmän onnistuneesta Venera- ja Vega-laskeutujasta huolimatta tietomme Venuksen pinnan koostumuksesta ovat niin rajalliset, että VIRTIS-havaintojen innoittamista laboratorikokeista ja mallinnuksista saadaan sopivalla parametrien valinnalla sellaisia tuloksia kuin halutaan. Tällaisia väitteitä ei kukaan toki ole esittänyt, mutta noin periaatteessa sellaisille on ollut tilaa.
Jo Pioneer Venus Orbiter ja Neuvostoliiton Venera 15 ja 16 -luotaimet kartoittivat 1970- ja 80-luvuilla tutkillaan Venuksen pintaa. Nykyiset tietomme Venuksen pinnanmuodoista ja topografiasta perustuvat kuitenkin suurimmalta osin NASAn Magellan-luotaimen mittauksiin. Magellan kartoitti synteettisen apertuurin tutkallaan (SAR) lähes koko Venuksen pinnan noin sadan metrin erotuskyvyllä vuosina 1990–1994.
Magellanin SAR-tutka ei ampunut signaalejaan suoraan luotaimen alapuolelle, vaan jonkin verran vinoon. Tämän merkitys hahmottuu ehkä helpoimmin, kun vertaa sitä Kuun pintaan täysikuulla ja puolen kuun tienoilla: pinnanmuodot erottuvat kunnolla vain, kun valo (tai tutkasäde) tulee kohteeseen vinosti. Magellanin ensimmäisen tutkakartoitusjakson aikana tutka ”katsoi” itään ja kartoitti 84 % pinnasta, toisen jakson aikana länteen kartoittaen 55 % pinnasta. Kolmannella jaksolla katsottiin taas itään, mutta hieman eri geometrialla. Täten kaikkiaan noin 42 % Venuksen pinnasta on kuvattu tutkalla kahteen tai paikoin kolmeenkin kertaan.
Nykyisin tutkimusprofessorina Alaskan yliopistossa Fairbanksissa toimiva Robert R. Herrick on pitkän linjan planeettatutkija, joka on erikoistunut Venukseen. Käytännössä kaikki Venus-tutkijat tuntevat esimerkiksi Herrickin luoman Venuksen törmäyskraatterien tietokannan. Se oli aikoinaan omassakin väitöskirjatutkimuksessani välttämätön lähdeaineisto.
Toisin kuin moni muu Magellan-aikakaudella Venuksen viettelemäksi joutunut tukija, Herrick ei missään vaiheessa hylännyt Venusta. Kun NASA hyväksyi VERITAS-luotaimen rahoituksen2 vajaat kaksi vuotta sitten, Herrick – joka on mukana luotainhankkeen tiederyhmässä – päätti taas palata Venuksen pariin ihan tosissaan. Hän alkoi käydä Magellan-aineistoa läpi etsien nuorilta vulkaanisilta alueilta muutoksia eri tutkakartoitusjaksojen kuvien välillä. Hän ei edes varsinaisesti uskonut löytävänsä mitään, mutta noin 200 tunnin manuaalisen kuvien vertailun jälkeen eräästä kuvaparista yllättäen pomppasikin esiin selvä muutos. Tästä kertoo Science-lehdessä viime viikolla ilmestynyt tutkimusartikkeli Surface changes observed on a Venusian volcano during the Magellan mission.
Maat Monsia pidetään yleensä Venuksen korkeimpana tulivuorena. Se kohoaa noin 8 km Venuksen vertailutason yläpuolelle ja noin 5 km ympäristön tasankoja ylemmäs. Maat Mons on osa Atla Region monimuotoista ja laajaa vulkaanistektonista kokonaisuutta. Maat Monsin pohjoiskyljellä on vähäisempi nimetön tulivuori, jonka pohjoisosassa on pieni purkausaukko. Helmikuun 1991 tutkakuvassa se oli melko pyöreä, kooltaan noin 1,5 × 1,8 km (pinta-ala 2,2 km2) ja jyrkkäreunainen. Saman vuoden lokakuussa sen koko oli kuitenkin liki tuplaantunut (4,0 km2) ja muoto muuttunut epämääräisemmäksi. Samalla se näytti olevan täyttynyt eli aukon pohja oli aiempaa lähempänä yläreunaa. Lokakuun kuvassa erottuu aukon pohjoispuolella alarinteessä myös laavavirtoja, jotka eivät näy helmikuun kuvassa. Kuvien erilaisesta geometriasta johtuen on kuitenkin mahdotonta sanoa, ovatko laavavirrat todella uusia vai eikö niitä erottunut helmikuussa kuvausteknisten syiden vuoksi.
Purkausaukon muodon muuttuminen kahdeksan kuukauden aikana on täysin ilmeistä. Sen syyksi on kuitenkin tarjolla kaksi vaihtoehtoa. Joko kyseessä on purkausaukon täyttyminen magmalla, jolloin olisi muodostunut laavajärvi ja samalla purkausaukko olisi laajentunut, tai vaihtoehtoisesti magmasäiliö olisi tyhjentynyt, jolloin purkausaukko olisi romahtaessaan laajentunut ja osittain täyttynyt reunoilta romahtaneella aineksella. Tutkakuvien eikä vallankaan topografisen aineiston erotuskyky ei kuitenkaan mahdollista valintaa näiden eri vaihtoehtojen välillä.
Mikäli lokakuun kuvassa purkausaukon pohjoispuolella erottuvat rakenteet ovat uusia laavavirtoja, Herrickin tulkinnan mukaan ne eivät luultavasti syntyneet suoraan muotoaan muuttaneen purkausaukon laavoista vaan pienemmän kuvissa erottumattoman purkausaukon kautta.
Saadakseen paremmin tolkkua joskus hieman hankalasti tulkittavista tutkakuvista Herrick pyysi kollegaansa Scott Hensley’ä simuloimaan kuvien tilanteet. Simulaatiot varmistivat Herrickin päätelmät siitä, että kuvissa näkyvä toinen purkausaukko ei muuttunut kuvien välillä, mutta toisen erittäin ilmeiset muutokset eivät mitenkään selity kuvausgeometrian vaihtumisella ja tutkakuvien omituisuuksilla. Muutos on siis todellinen geologinen tapahtuma. Hensleyn simulaatioiden mukaan helmikuun kuvassa purkausaukon syvyys on 175 m, pohjan halkaisija 1250 m, ja se sijaitsee 5° länteen viettävässä rinteessä.
Aurinkokunnan ainokaiset
Herrick arvioi käyneensä läpi noin 1,5 % pinnasta etsien Magellan-kuvapareista muutoksia. Niitä ei kuitenkaan löytynyt kuin tuo yksi. Se ei tilastollisen tarkastelun kannalta ole järin kattava otos, mutta jotain Venuksen tällä hetkellä käynnissä olevasta tuliperäisestä toiminnasta senkin perusteella voi jo sanoa. On selvää, ettei Venus ole niin aktiivinen kuin Jupiterin kuu Io, jossa on havaittu toista sataa muuttuvaa kohtaa eli purkautuvaa tulivuorta. Toisaalta vaikuttaa epätodennäköiseltä, että Venuksen vulkanismi olisi hiipunut vain murto-osaan Maan vulkaanisesta aktiivisuudesta. Herrickin ja Hensleyn johtopäätös onkin, että heidän havaintonsa sopii hyvin yhteen sen kanssa, että Atla Region alueella olisi käynnissä suurin piirtein Havaijin nykyiseen aktiivisuuteen verrattavissa olevaa vulkaanista toimintaa. Kuten kaikki tietävät, tulivuorenpurkaukset Havaijilla eivät ole millään muotoa harvinaisia. Ja Atla Regio on vain yksi Venuksen monista alueista, joilla on havaittu hot spot -tyyppisiä vulkaanisia rakenteita.
Herrick ja Hensley eivät asiaa jutussaan maininneet, mutta kannattaa huomata, että Venus Expressin VMC-kameran näkemät päivien ajanjaksolla eläneet lämpimät läiskät havaittiin Ganis Chasman alueella. Se sijaitsee myös Atla Regiolla Maat Monsista pohjoiseen. Atla Regiolla on siis varmasti kuukausien jaksolla muotoaan muuttanut vulkaaninen pinnanmuoto ja – sikäli kun VMC-havainnot pätevät – päivien jaksolla eläviä infrapunaläiskiä. Looginen johtopäätös tästä on, että Atla Regiolla on vähän väliä vulkaanista toimintaa. Eikä tarvitse järin suurta älyllistä loikkaa tehdä, jos kaiken vuosikymmenten varrella kertyneen todistusaineiston valossa väittää, että Venuksessa on luultavasti lukuisia alueita, joilla on merkittävää aktiivista vulkanismia. Ei ole poissuljettua, että jossain päin Venusta voisi olla koko ajan käynnissä jonkinlaista tulivuoritoimintaa.
Herrickin ja Hensleyn löydön merkittävyyttä kannattaa tuumailla ihan rauhassa koko aurinkokunnan mittakaavassa ja sen kappaleiden pintoja muokkaavien prosessien näkökulmasta. Maapallon moninaista geologista toimintaa pyörittää sen sisäinen energia. Marsissa puolestaan emme sitkeästä yrityksestä huolimatta ole nähneet pinnalla sellaisia muutoksia, jotka olisivat peräisin Marsin sisäisestä energiasta, vaikka seismisten mittausten perusteella Marsin pinnan alla vielä toimintaa onkin.
Merkuriuksen pinnalla on havaittu muutoksia, joista osa voi hyvin olla tektonista alkuperää, mutta niissä on kyse planeetan jäähtymisestä ja kutistumisesta eli sisäisen energian hiipumisesta. Kuussa lienee käynnissä samankaltainen prosessi.
Ulompaa aurinkokunnasta tunnetaan kolme kappaletta, joiden aktiivisuudesta ei planeeettatutkijoiden parissa kiistellä. Enceladuksen ja Ion räiskähtelevän elämänilon taustalla on kuitenkin Saturnuksen ja Jupiterin sekä niiden muiden kuiden Enceladukseen ja Ioon jatkuvasti kohdistama vuorovesivatkaus. Ne siis ovat aktiivisia lähinnä siksi että ne ovat siellä missä ovat, eivät siksi millaisia ne syvällä sisimmässään ovat. Neptunuksen kuun Tritonin purkaukset taas voivat olla viimeisiä henkäyksiä Tritonin siepatuksi joutumisen aiheuttamasta vuorovesisulamisesta.
Sisarplaneettamme Venus on kuitenkin toista maata. Sitä eivät vuorovesivoimat kurita eikä sen kaunis pinta ole kauttaaltaan vanhuuttaan rypistymässä. Sen sijaan Venuksen sisuksissa olevat radioaktiiviset aineet tuottavat vielä lämpöä ja pitävät yllä pinnan jatkuvaa uusiutumista tuliperäisen toiminnan seurauksena. Nyt, vuosikymmenten vihjailujen jälkeen, meillä lopultakin on siitä konkreettinen todiste. Tämä nostaa Venuksen Maan rinnalle aurinkokuntamme ainoiksi aidosti sisäisen energian ansiosta aktiivisiksi planeetoiksi.
1Itse tutkimusartikkelissa puhutaan otsikossa ja muutenkin koko ajan Ganiki Chasmasta, mutta sellaista ei ole olemassakaan. Ympäröivä tasanko tosin on nimeltään Ganiki Planitia. Tämä kuvastaa ainoastaan sitä, että vaikka artikkeleissa ns. kirjoittajia on vaikka kuinka ja artikkelien vertaisarviointi on periaatteessa hyvä järjestelmä, hyvin harva kuitenkaan loppujen lopuksi lukee tutkimuksia huolella läpi ennen kuin ne julkaistaan. Tosin eipä niitä tietysti moni lue sen jälkeenkään.
2Pari viikkoa sitten julkistetussa NASAn budjettiehdotuksessa VERITAS-luotaimen rahoitus tosin vedettiin pois käytännössä kokonaan. Niinpä sosiaalisessa mediassa onkin näkynyt runsaasti planeettatutkijoiden viestejä tunnisteella #SaveVERITAS. Jo aiemmin Jet Propulsion Laboratoryn ja Psyche-luotaimen hallinnoinnin sössimisen takia VERITASta oli lykätty muutamalla vuodella, joten luotainhankkeen jatko näyttää tällä hetkellä erittäin huonolta. Saa nähdä, saavatko uudet havainnot Venuksen aktiivisuudesta NASAn pyörtämään tai ainakin lieventämään lyhytnäköistä päätöstään.
Jaoin tekstin Ursan sivulla Facebookissa, ja siihen tuli tällainen kommentti:
”Totta kai Venus on tuliperäinen. Kaikki kaasukehän ympärillään säilyttäneet aurinkokuntamme planeetat ovat geologisesti aktiivisia, koska se on pysyvän kaasukehän edellytys.”
Miten vastaisit?
Kiittäisin hyvin mielenkiintoisesta kommentista ja pyytäisin vähän täsmennystä sekä mielellään jonkinlaisia lähteitä.
Venuksen kaasukehä voisi olla olematta pysyvä kahdesta syystä, eli kaasun (käytännössä siis hiilidioksidin) pitäisi joko keveytensä vuoksi karata avaruuteen tai sen pitäisi säteilyn vaikutuksesta hajota (ja sitten hiilen ja hapen pitäisi karata avaruuteen – ja happea karkaakin). Venus on kuitenkin iso ja hiilidioksidi on raskas molekyyli, joten ei se herkästi ole mihinkään häipymässä. Hiilidioksidi on myös paitsi raskas myös jämäkkä molekyyli, joten tuskinpa se ensimmäisenä on hajoamassakaan siinä mittakaavassa, että kaasukehä kokonaan katoaisi. Itselläni eivät kyvyt alkuunkaan riitä yrittämäänkään tuollaisten laskemista, mutta todettakoon, etteivät nuo yksinkertaisia asioita ole, sen takiahan MAVEN lähetettiin Marsin kiertoradalle asiaa tutkimaan.
Mikäli tuo esitetty ajatus pätisi, vaatisi se, että myös Titanilla olisi sellaista geologista aktiivisuutta, joka pumppaisi koko ajan typpeä kaasukehään (metaanin jatkuvasta tihkumisesta on puhuttu). Titanin mahdollisesti vanhoista kryovulkaanisista piirteistä on käyty kovastikin keskustelua. Titanilla sellaisia on, mutta tietääkseni yhteisymmärrystä ei ole siitä, kuinka paljon. Ja vaikka Titanilla on aktiivisia eksogeenisia prosesseja muokkaamassa pintaa (tuuli, sade, virtaava neste), aktiivinen endogeeninen geologia on huomattavasti kiistanalaisempaa. Joitain väitteitä aktiivisesta kryovulkanismista on esitetty, mutta käsittääkseni skeptikot ovat niskan päällä. Ehkäpä tuo Dragonflyn myötä aikanaan ratkeaa.
Asia siis voi olla, vähintään osittain, noin kuten kommentoija esittää, mutta ilman perusteita en ajatusta niele, ja ainakaan se ei noin yksioikoisena mallina ole tällä hetkellä valtavirtaa. Tunnustan kuitenkin, että kaasukehien kehitys ja vallankin nuo plasmapuolen hommat (eli kaasukehän karkaaminen aurinkotuulen vaikutuksesta) ovat harrasteita, joihin ei itselläni riitä ymmärrys, aika eikä myöskään yleiskäsityksen saamisen jälkeen kiinnostus.
Mahtavaa, kiitos.
Nyt kun Venuksesta puhutaan, niin esitän tähän varsin spekulatiivisen ajatuksen, joka on joskus käynyt mielessä. Nimittäin että voisiko Merkurius olla Venuksen ”Theia”. Eli että Venukselle olisi käynyt samoin kuin Maalle Kuun syntyessä, paitsi että törmääjäplaneetta ei ollut hajonnut vaan vain menettänyt vaippansa, mutta ydin oli säilynyt ehjänä. Se oli kiertänyt Venusta, mutta etääntynyt nopeammin kuin Kuu Maasta, koska Venuksen paksuun ilmakehään (ehkä silloin nykyistä paksumpi ja vesipitoinen(?)) syntyi nopeammin (?) energiaa dissipoiva vuoksiaalto kuin Maan meriin. Lopulta Venuksen pyöriminen oli hidastunut lukkiutumiseen asti, ja kiertäjä eli Merkurius oli karannut kiertämään Aurinkoa itsenäisenä planeettana. Tämä koittaisi siis selittää Merkuriuksen suuren ytimen / ohuen vaipan sekä Venuksen hitaan pyörimisen. Heikkoja kohtia varmaan useita, mutta yksi ainakin on millä mekanismilla Merkuriuksen radan apheli olisi pienentynyt nykyiselleen.
Olisi mukava käydä tästä vähän keskustelua.
Kieltämättä villi ja kiehtova ajatus. Tähän kyllä tarvitsisit keskustelukumppaniksi sekä todella isojen törmäysten mallintajan että ratadynamiikan mallintajan. Mutta minä nyt tässä flunssan entisestään sumentamana maallikkona yritän heitellä muutamia koekapuloita tuonne rattaisiin.
Silmäilin juuri päivä–pari sitten jotain juttua, jossa syynättiin keveiden isotooppien suhteita, en nyt muista mitä. Pointti oli kuitenkin se, että havaittu ero Maan ja Venuksen suhteissa selittyisi nimenomaan sillä, että Maalla oli Kuun synnyttänyt törmäys, Venuksella ei. Juttu tosin oli VExiä ja Akatsukia edeltävältä ajalta, joten tämän nykytilanne pitäisi tarkistaa, koska jos isotooppisuhteita ei saa pelaamaan, menee homma todella hankalaksi. (Silmäily ei paljastanut, millä ilveellä he sitten olisivat Venuksen kääntäneet, jos törmäys ei kerran sopinut.)
Sen perusteella, mitä tässä vuosikymmenten varrella olen lueskellut ja katsellut todella isojen törmäysten simulaatioita, tuo kuvaamasi tilanne vaikuttaa näppituntumalta erittäin vaikealta. Kun Merkurius on törmäävä kappale, millä ilveellä estät sen ytimen valumisen Venuksen ytimeen? No, ehkä homma toimii erittäin loivalla törmäyksellä, mutta silloin taas tuntuu äkkiseltään kovin hankalalta saada niin paljon energiaa siirtymään, että Venus törmäyksen vaikutuksesta kiepsahtaisi ylösalaisin.
Tällä hetkellä Venuksen ydin lienee halkaisijaltaan noin 1,5-kertainen Merkuriuksen ytimen halkaisijaan. Onko hypoteesissa ideana, että proto-Merkurius olisi ollut vaipan ja ytimen kokosuhteeltaan jotakuinkin ”normaali”? Jos, niin proto-Merkurius oli todellakin iso kappale. Näin ollen vaippa-ainesta oli myös rutosti. Mikä sen kohtalo oli? Yhdistyi Venukseen, vai muodosti kuun jonka dynamiikkaflipperi sitten jotenkin sopivasti nakkasi mäkeen? No, dynamiikkapeleillä saa kaiken aina hävitettyä ja niin tietysti pitääkin, oli Venuksen ja Merkuriuksen syntymalli sitten mikä hyvänsä, koska jonnekin se Merkuriuksen vaippa joka tapauksessa pitää siivota (samoin kuin Venuksen kääntäneen törmäyksen synnyttämä heittele, jos siis perinteisesti kahdella eri törmäyksellä ajatellaan).
Ja joo, voisin kuvitella, että dynaamikot joutuvat useammankin kerran raapimaan päätään, että saavat Merkuriuksen radan sitten tuon törmäyksen jälkeen siirrettyä nykypaikalleen. Tai no, varmasti senkin saa muljautettua jollain Nizzan mallin / Grand Tackin versiolla, mutta eri asia sitten on, kuinka epätodennäköinen sellainen tapahtuma on.
Vaan siis tosiaankin mielenkiintoinen idea, mutta ihan näin vähällä minusta ei saa tuon kannattajaa. Voisin kyllä helposti kuvitella, että tuollaisen selvittelyyn saisi jonkun törmäys- ja jonkun dynamiikkamallintajan puhuttua mukaan. Kyllä ne paljon pöllömpiäkin ideoita mallintelee.
Merkuriuksen massa on 6.8 prosenttia Venuksesta. Jos proto-Merkuriuksen ytimen osuus oli 33% kuten Maalla, poistunut vaipan massa oli luokkaa 8.4 prosenttia nyky-Venuksesta, eli aika vähän.
Venuksen ytimen massaosuuden arviohaarukka on laaja, eräässä lähteessä 23-36 prosenttia. Tuon haarukan keskiarvo (geometrinen tai aritmeettinen) on noin 29 prosenttia, eli jonkin verran Maan arvoa (33 %) pienempi. Näiden lukujen valossa ajatus että Merkuriuksen puuttuva vaipan osuus olisi osa nykyistä Venusta ei näytä mahdottomalta, vaan jopa helpottaisi selittämään miksi Venuksen ytimen osuus planeetan massasta näyttäisi todennäköisesti olevan nykyisellään jonkin erran pienempi kuin Maalla.
Ajatus siis on, että törmäyksessä jollain mekanismilla Merkuriuksen vaippa siirtyy Venuksen vaippaan? Planeettakokoluokan törmäyksissä kyllä tapahtuu kaikenlaista kummallista ja parametrien sopivalla valinnalla pääsee pitkälle, enkä myöskään alkuunkaan väitä olevani sen (jos minkään muunkaan) asiantuntija, mutta kyllä tuo vaan tuntuu törmäysmekaniikan kannalta todella oudolta.
Kyllä, tuo on ajatus (paitsi ei tietysti ihan koko vaippa, kun 1/4 nyky-Merkuriuksen massasta on vaippaa edelleen). Perustelu olisi siis ytimen suurempi tiheys, jolloin se tunkeutuu helpommin vähemmän tiheän vaipan läpi. Ajankohtaista esimerkkiä käyttääkseni, vähän kuin uraaniluoti tunkeutuu teräspanssarin läpi väitetysti melko hyvin.
Juuri niin, se ydin puskee vaipan läpi. Se minua tässä ihmetyttääkin, eli millä estät Merkuriuksen ja Venuksen ytimiä yhdistymästä? Kun normaalisti – jos tuota ilmausta voi ylipäätään käyttää – ytimet yhtyvät ja roippeiksi kiertämään jää vaippamateriaalia. Kuun vähäinen rautapitoisuus oli pitkään ongelma, kunnes Theiasta saatiin pelastus. Rauta meni Maan ytimeen ja vaippojen heitteleistä syntyi Kuu. Nyt sitä rautaa kuitenkin on Merkuriuksessa aika isonlainen möykky vielä jäljellä.
Ajattelin sivuosumaa. Ehkä törmäysnopeus oli myös suurempi kuin Maan tapauksessa. Mitä lähempänä Aurinkoa ollaan, sitä suurempia ovat ratanopeudet.
Ytimen täytyy menettää riittävästi nopeutta jotta se ei karkaa systeemistä, mutta ei niin paljon ettei se jää planeettaan kiinni. Lisäksi sen täytyy uloslentämisen jälkeen heti ensi kierroksella vaihtaa sopivasti liikemäärää vaipan riekaleiden kanssa, koska kahden kappaleen ongelmassa se putoaisi takaisin jollei lennä pakoradalle.
Vaipan riekaleita on voinut jäädä kiertämään Venusta ja niistä on ehkä muodostunut pienempi kuu tai kuita, mutta raskain kuu eli ”Merkurius” on siivonnut pienemmät kappaleet pois ennemmin tai myöhemmin. Pois siivoamisella tarkoitan kolmea kohtaloa eli putoamista Venukseen tai ”Merkuriukseen” tai sinkoutumista ulos. Kuten Maankin Kuu tekee ennen pitkää satelliiteille.
Ilman simulaatioita en uskalla tai osaa arvioida skenaarion todennäköisyyttä. Arvelisin että skenaario on periaatteessa mahdollinen, mutta kysymys on millä todennäköisyydellä. Parametriavaruus on aika moniulotteinen.
No juu, tuo on sitten se vaihtoehto jota tarjosin ekassa(?) vastauksessani. Kuten silloinkin sanoin, tuollaisessa hipaisussa minua eniten arveluttaa se, kuinka tehokas tuollainen on kiepauttamaan Venuksen pyörimään ylösalaisin.
Ajattelin että pyörimisasia hoituu ”merkuriuksen” etääntyessä, kun vuorovesivoima hidastaa molempien pyörimistä ja lopulta lukitsee ne synkroniseksi. Retrogradinen lopputulos saadaan kaiketi, jos törmäys tapahtui niin että ”merkurius” meni retrogradiselle radalle. Silloin ei ole väliä mikä Venuksen pyörimistila oli välittömästi törmäyksen jälkeen.
Sori, edellinen kommenttini taisi mennä metsään. Jos kuu kiertää planeettaa eri suuntaan kuin planeetta pyörii, silloin taitaa olla niin että vuorovesivoima ei karkuuta kuuta kauemmas vaan päinvastoin vetää lähemmäksi, koska planeetassa ei ole senmerkkistä pyörimismäärää joka karkuuttaisi kuuta kauemmas. Rehellisesti sanoen en ole vielä juurikaan miettinyt miksi Venus pyörii retrogradisesti. Yritän ymmärtää tässä vaiheessa vain, miksi se pyörii hitaasti.