: دسته: فیزیک; بازدید: 1059

سیاره زهره

ناهید (زهره یا ونوس) به ترتیب فاصله از خورشید، دومین سیاره منظومه شمسی است كه میان زمین و عطارد قرار دارد. این سیاره نزدیکترین سیاره به زمین می‌باشد و بعد از ماه ، درخشان‌ترین جرم آسمانی طبیعی است ، که به هنگام شب از زمین رؤیت می‌شود. ناهید داغ ترین سیاره در منظومهٔ خورشیدی است.

سیاره ناهید (زهره) ، فاقد قمر است و از بسیاری جهات (مانند اندازه ، جرم ، جاذبه و ترکیبات ساختاری) به زمین شباهت دارد و به همین دلیل به آن لقب «خواهر زمین» را داده‌اند. این سیاره را جزو سیاره‌های زمین‌مانند و متراکم طبقه‌بندی کرده‌اند ، که دارای آتشفشان‌های فعال و کوهواره است. زمان لازم برای یک بار گردش این سیاره به دور خورشید ۲۲۵ روز زمینی می‌باشد.

گرمای به دام افتاده در جو سیاره زهرهتفاوت بزرگ سیاره ناهید با زمین ، جو آن است ، که بیشتر آن را دی‌اکسید کربن تشکیل داده و در ابرهای فوقانی آن قطرات ریز اسید سولفوریک وجود دارد. وجود دی‌اکسیدکربن در جو این سیاره دمای آن را به مقدار بسیار چشمگیری افزایش داده است (۴۶۴ درجه سانتیگراد نزدیک سطح سیاره).

نور آفتاب پس از نفوذ در جو این سیاره و جذب شدن توسط سطح آن ، به صورت گرما از سطح بازتاب داده می‌شود ، اما انبوه دی‌اکسید کربن در جو ناهید ، این گرمای بازتابیده را به دام انداخته و از رها شدن آن در فضا جلوگیری می‌کند. این جذب اضافی گرما - که به پدیده گلخانه‌ای معروف است - میانگین گرمای ناهید (زهره) را بیشتر از هر سیاره دیگری در سامانه خورشیدی بالا برده است ، به طوری که این حرارت برای ذوب کردن فلز سرب کافیست. از اینرو پیدایش زندگی در این سیاره ، غیر ممکن است. « چنگ‌زن » نام ادبی ناهید است.

وضعیت مداری و هلالی

سیاره ناهید (زهره) در مداری که از همه سیارات دایره‌ای‌تر است ، به دور خورشید می چرخد و کمترین خروج از مرکز را دارد ، به طوری که فاصله آن با خورشید طی یک دوره تنها بین 107 تا 108 میلیون کیلومتر تغییر می‌کند. نزدیکترین فاصله‌ی آن با زمین 42 میلیون کیلومتر و دورترین فاصله آن (یعنی زمانی که در سمت دیگر خورشید است) به 257 میلیون کیلومتر می‌رسد؛ بنابراین تغییرات اندازه ظاهری آن بسیار زیاد است و در حالت نزدیکی ، قطر ظاهری آن 6 برابر بزرگتر از زمانی که از ما خیلی دور است ، به نظر می‌رسد. علاوه بر مدار دایروی ٬ شکل ظاهری آن نیز به دلیل چرخش خیلی کـُندش ، بسیار دایروی است ، برخلاف دیگر سیارات که قطر استوایی بیشتری دارند (سرعت وضعی ناهید تنها 6.5 کیلومتر در ثانیه است ، در حالیكه سرعت وضعی زمین 30 کیلومتر در ثانیه می‌باشد).

چرخش این سیاره به دور محور خود ، معکوس است و یک دور آن 243 روز زمینی طول می‌کشد ، در حالی که در 225 روز ، یک بار خورشید را دور می‌زند؛ یعنی هر سال آن دو شبانه‌روز طول می‌کشد.

بیشترین فاصله زاویه‌ای سیاره زهره با خورشید (یا همان بیشترین کشیدگی) به 46 درجه می‌رسد؛ به همین دلیل حداکثر سه ساعت قبل از طلوع و یا سه ساعت بعد از غروب خورشید ، قابل مشاهده است و هنگامی که زیاد به خورشید نزدیک نیست ، به هنگام روز ، به صورت یک نقطه‌ی سفیدرنگ مایل به زرد در پهنه‌ی آسمان آبی مشاهده می‌شود.

زاویه‌ی مداری ناهید به دور خورشید با صفحه‌ی مداری زمین ، تنها 3.394 درجه است. سرعت متوسط مداری آن 35 کیلومتر بر ثانیه و گرانش سطحی آن ۸۸۷Cm/S2 (یعنی ۰.۹۰۴ برابر شتاب گرانشی سطح زمین) است.

دمای سیاره

میانگین دمای سطحی آن 464 درجه سانتیگراد و میانگین دمای ابرهای بالایی 43- است. به دلیل جریان‌های همرفتی جو و سرعت شدید بادها ، تفاوت دما در شبانه‌روز زیاد تغییر نمی‌کند. بدون وجود پدیده گلخانه‌ای دمای آن تقریبا مانند زمین بود.

وضعیت جو

سیاره ناهید (زهره) در میان سیارات منظومه شمسی، دارای غلیظ ترین جو است. حدو 90 درصد از جرم کلی جو سیاره ، در فاصله‌ی سطح تا ارتفاع 28 کیلومتری می‌باشد كه در این فاصله مانند یک اقیانوس رفتار می‌کند. بررسی‌ها نشان می‌دهد كه به خاطر این جو غلیظ ، تنها 2 درصد از نور خورشید به سطح سیاره می‌رسد. 96.5 درصد جو ناهید از دی‌اکسید کربن ، و 3.5 درصد باقیمانـــده از گاز نیتــروژن و مقداری هم مونوکسید کربن ، دی اکسید گوگرد ، اسید سولفوریک ، بخار آب ، آرگون ، هلیوم ، کریپتون ، گزنون ، هیدروکلریک ، هیدروفلوریک ، سولفید هیدروژن و کاربونیل سولفید تشکیل شده است.

جالب است بدانید زمین تقریبا همین مقدار دی‌اکسید کربن دارد ، که البته به صورت سنگ‌های آهکی در Trust وجود دارد. دی‌اکسید کربن ابتدا در جو زمین بوده ، سپس با آب اقیانوس‌ها ترکیب شده و به صورت سنگ‌های آهکی درآمده است. همچنین گیاهان نیز دی‌اکسید کربن را جذب می‌کنند. گفتنی است در حال حاضر مقدار دی‌اکسید کربن اقیانوس‌های زمین 60 برابر موجودی آن در جو زمین می‌باشد.

فشار جو سیاره ناهید (زهره) با تغییر ارتفاع ، تغییر می‌کند. فشار سطحی این سیاره به حدود 90 برابر جو زمین می‌رسد که این مقدار با فشار در عمق یک کیلومتری اقیانوس‌های زمین برابر است. جو ناهید از دو لایه‌ی اصلی با نامهای تروپوسفر و تروموسفر تشکیل شده است. در قسمت روز سیاره ٬ لایه ترموسفر (که شبیه ترموسفر زمین است) وجود دارد ، که دما در آن از 180درجه کلوین در ارتفاع صد کیلومتری به دمای 300 در جه در ناحیه Exosphere می رسد. این لایه در قسمت تاریک سیاره ناپدید می شود. شب هنگام دما از 180 درجه در ارتفاع 100 کیلومتری به 100 درجه در ارتفاع 150 کیلومتری می‌رسد. (تغییرات دمایی ، درست از بالای ابرهای سیاره در ارتفاع 75 تا 100 کیلومتری بسیار زیاد می‌باشد و تغییرات روزانه به اندازه 25 درجه در ارتفاع 95 کیلومتری نیز ثبت شده است.)

پاپین‌تر از این لایه‌ی مغشوش ، یعنی از ارتفاع حدود 75 کیلومتری ، لایه‌ی دوم (یعنی لایه‌ی ابرآلود تروپوسفر) قرار دارد. سه لایه‌ی مجزا که از لحاظ اندازه‌ی ذرات و غلظت متفاوت هستند ، در لایه‌ی ترپوسفر (در فاصله 50 تا 70 کیلومتری) وجود دارد. قطرات اسید سولفوریک ، اجزای اصلی ابرهای سیاره هستند. این قطرات از واکنش مولکول‌های آب و دی‌اکسید گوگرد در نواحی بالایی جو و تحت تأثیر تابش پرتوهای ماوراء بنفش نور خورشید به وجود آمده‌اند. در نواحی پایینی ابرها احتمال بارش نیز مطرح شده است (همان چیزی که به باران‌های اسیدی سطح ناهید (زهره) معروف شده است). دمای ۳۰۰ درجه‌ی كلوینی از بالای ابرها شروع شده و به دمای 750 درجه‌ی كلوین در سطح سیاره می‌رسد. این مقدار دما ، بالاترین دمای سطحی در میان اجرام منظومه شمسی می‌باشد و حتی از دمای ذوب سرب نیز بیشتر است. دلیل این دمای زیاد همان چیزی است که ما آن را با نام پـدیـده‌ی گلخانه‌ای می‌شناسیم. سیاره ناهید از زمین به خورشید نزدیکتر است ، بنابراین مقدار انرژی دریافتی آن نیز بیشتر است.

تابشی که به سطح سیاره می‌رسد (با وجود لایه ابری از جنس دی‌اکسیدکربن) توانایی برگشت به فضا را نداشته و در میان لایه ابری و سطح سیاره به دام می‌افتد. البته تا حدودی وجود بخار آب و دی‌اکسید گوگرد نیز در بروز چنین پدیده‌ای مؤثر می‌باشد. گفتنی است دمای سیاره از این مقدار کنونی بیشتر نخواهد شد ، چرا که جو سیاره و سطح آن در حالت موازنه شیمیایی هستند.

وضعیت ابرهای سیاره

مهمترین پدیده در جو سیاره که ظاهرا کل سیاره را تحت تأثیر قرار داده ، ابرهای آن می‌باشد. ابرها 76 درصد از نور خورشید را بازتاب می‌کنند. بررسی ویژگی‌های ظاهری ابرها کمک بزرگی در جهت شناخت جو سیاره بوده‌اند. بادهایی که به این ابرها شکل می‌دهند در تمام مناطق سیاره در حال وزیدن هستند. چرخش جو سیاره در میان سیارات منظومه شمسی همتا ندارد. علیرغم چرخش کند خود سیاره ، ابرهای آن هر 4 روز یک بار سیاره را دور می‌زنند. سرعت در نواحی بالای ابرها ، که از شرق به غرب می‌وزند ، به 100 متر بر ثانیه یا 360 کیلومتر در ساعت هم می‌رسد (حرکت ابرها از سمت دو قطب به سوی استوا می‌باشد). مقدار سرعت با کاهش ارتفاع ، به طور قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌یابد. سرعت در ارتفاع ده کیلومتری به حدود 18 کیلومتر در ساعت و در سطح به کمتر از یک متر بر ثانیه یا 4 کیلومتر در ساعت می‌رسد.

دلیل سرعت زیاد ابرها در نواحی بالایی جو هنوز به خوبی روشن نیست ، ولی احتمالا ناشی از انتقال اندازه‌ی حرکت از خود سیاره (که دارای حرکت کـُندی است) و همین طور اندازه‌ی حرکت لایه‌های پایینی جو به لایه‌های بالایی جو (که دارای وزن بسیار کمتری هستند) می‌باشد. بنابر نظرات دیگر تقریبا تمام انرژی دریافتی از خورشید ، در نواحی بالای ابرها جذب می‌شود ، كه این انرژی بسیار زیاد موجب حرکت ابرها به شکل اَبــَرچرخش (Super–Rotation) شده است. چنین ابرچرخشی در بالای ابرهای قمر زحل و نواحی بالایی جو زمین نیز مشاهده شده است.

اطلاعاتی که از جو سیاره داریم بیشتر توسط مدارگرد « پایونیر ناهید » که هر روز از میان آن می‌گذشت ، بدست آمده است.

عوارض سطحی

عوارض سطحی سیاره ، دوره‌های بسیار متفاوتی را طی نموده است و ظاهرا این تغییرات قبل از به وجود آمدن جو غلیظ آن بوده‌اند. تصاویر به دست آمده از سطح نورد ونرا (متعلق به شوروی سابق) نشان از صحراهایی پوشیده از سنگلاخ است و در بعضی نواحی نیز نقاط تیره‌رنگی مشاهده می‌شوند که احتمالا نشان از تغییرات شمیایی و خوردگی بوده‌اند. مطالعات رادیواکتیویته نیز نشان داده‌اند که ترکیبات آن بسیار شبیه بازالت می‌باشد ، با این تفاوت که مقدار عنصر پتاسیم در آن از حد معمول اندکی بیشتر بوده است.

مواد بازالتی سطح سیاره بسیار شبیه نمونه‌های مشابه در کف دریاهای زمین می‌باشد. ۷۰ درصد از نواحی سطحی به صورت فلات ، 20 درصد به صورت نواحی پست و 10 درصد باقیمانده به صورت نواحی مرتفع هستند که در دو منطقه‌ی اصلی قاره‌مانند پراکنده شده‌اند (و با پسوند ترا (Terra) شناخته می‌شوند) و نواحی فلات‌مانند (Planitia) آن‌ها را از هم جدا می‌كنند. ناحیه‌ی بزرگ نیمکره‌ی شمالی ، ایشتارترا (Ishtar Terra) نام دارد و دارای کوه‌هایی بلند است ، که ارتفاع بلندترین آنها با نام ماکسول به 10 کیلومتر می‌رسد. مساحت ایشتارترا در حدود استرالیا می‌باشد.

مهمترین فلات در نیمکره‌ی شمالی ، آتالانتا نام دارد که بلندی آن از سطح متوسط سیاره 1400 متر بیشتر است و مساحت آن به اندازه مساحت خلیج مکزیکو است. فلات دیگری در نیمکره شمالی وجود دارد که نام آن بتا رجیو (Beta Regio) است و از جنس مواد آتشفشانی بوده كه طول آن در حدود 2500 کیلومتر است. در این منطقه دو آتشفشان پوسته‌ای (با نامـــهای Rhea Mons و Theia Mons) وجود دارد. بلندی آنها در حدود 4 کیلومتر است و احتمال فعالیت نیز دارند. بقیه قسمت‌های نیمکره شمالی از سرزمین‌هایی پست (مانند دریاها در سطح ماه) می‌باشد.

دشت‌ها و كوه‌های سطح سیاره زهره

سطح سیاره‌ی زهره چندان مسطح نیست!

ارتفاع بعضی از كوه‌های زهره ، بیشتر از ارتفاع بلندترین كوه زمین (اورست) است.

منطقه قاره‌مانند مرتفع دیگر ، که در عرض‌های جنوبی‌تر نسبت به ایشتارترا وجود دارد ، آفــرودیت‌تـــرا (Aphrodite Terra) نام دارد. مساحت این منطقه نیز در حدود نصف مساحت آفریقا می‌باشد. علاوه بر دو منطقه‌ی نامبرده ، منطقه سومی نیز با کمک اطلاعات مدارگرد ماژلان کشف شده است که نام آن را لداترا (Leda Terra) گذاشته‌اند. این منطقه در عرض‌های جنوبی‌تر از عرض 50 درجه بوده و در شمال آن فلات آلفا رجیو (Alpha Regio) قرار دارد.

میدان مغناطیسی

یک هسته آهن - نیکل (که قسمتی از آن مایع است) در مقایسه با زمین ، دلالت بر این دارد که بایستی سیاره ناهید یک میدان مغناطیسی داشته باشد. چون زهره 43 مرتبه آهسته‌تر از زمین می‌چرخد ، انتظار داریم که دیناموی ذاتی آن ضعیف‌تر و شدت میدان مغناطیسی آن کمتر از زمین باشد ، اما تا به امروز هیچ وسیله‌ای وجود میدان مغناطیسی را در آن آشکار نکرده است. اگر میدان مغناطیسی وجود داشته باشد ، اندازه‌گیری‌ها دلالت می‌کنند که بایستی حداقل ۱۰ تا 14 برابر ضعیف‌تر از میدان مغناطیسی زمین باشد؛ اما این مقدار خیلی ضعیف‌تر از میدان مغناطیسی است که از یک مدل دیناموی ساده انتظار می‌رود.

یک توضیح : می‌دانیم که میدان مغناطیسی ضرورتا در بعضی از زمان‌ها صفر است؛ بنابراین ممکن است وضعیت کنونی ناهید نیز چنین باشد (معکوس شدن اخیر قطب‌های مغناطیسی زمین تقریبا هر یک میلیون سال اتفاق افتاده است).

تحول سطح

پوسته‌ی سیاره ناهید (زهره) همانطور که تحت تأثیر ظهور دره‌های تنگ و عمیق (جایی که صفحات کمی ‌جدا شده‌اند) و نیز جلگه‌های کوهستانی مرتفع (محلی که صفحات با هم تصادم کرده‌اند) قرار گرفته است. این صفحات مقداری جابه‌جایی‌های سطحی نیز دارند. ناحیه‌ی حفره‌ای پراکنده شده‌ی زمینی بر این دلالت دارد که حرکات صفحات سطحی یک فرآیند گسترده‌ی سیاره‌ای نبوده‌اند.

تاریخ اولیه سیاره ناهید (دیرتر از چهار میلیارد سال قبل) بایستی از تاریخ زمین پیروی کرده باشد؛ زیرا این دو سیاره ، چگالی ، جرم و اندازه‌های مشابهی دارند. حدس می‌زنیم که ناهید (زهره) در حدود 4.6 میلیارد سال قبل با سایر سیارات خاکی شکل گرفته باشد. لایه‌های داخلی این سیاره ، همانطور که برای زمین اتفاق افتاده است ، به سبب گرمای داخلی تشکیل شده‌اند.

رصد ناهید

فضاپیماها توانسته‌اند با استفاده از رادار ، نقشه 98 درصد سطح سیاره ناهید را ترسیم کنند. روی هم رفته ، سطح ناهید صاف‌تر از سطح زمین است و صحراهای داغ و دشت‌های وسیع آتشفشانی حدود دو سوم سیاره را پوشانده‌اند. نواحی فلاتی متعددی نیز به ارتفاع چند کیلومتر در دشت‌ها وجود دارند. ناحیه کوهستانی ماکسول مونته با ارتفاعی حدود 11 کیلومتر (6.8 مایل) بیش از حد متوسط ارتفاع ، مرتفع‌ترین نقطه سیاره ناهید است. آتشفشان‌ها در تمام سطح سیاره پراکنده شده‌اند که وسعت بعضی‌ها به 160 کیلومتر (10 مایل) می‌رسد.

اگر از بالای قطب شمال نگاه کنیم خواهیم دید که اکثر سیارات و قمرهای منظومه شمسی به دور محور خود چرخیده و در جهت عکس عقربه‌های ساعت به دور خورشید در حال گردشند؛ اما جهت چرخش سیاره ناهید (زهره) برخلاف سایر سیارات ، در جهت عقربه‌های ساعت است. دلیل قطعی این امر هنوز مشخص نیست ، اما به نظر بعضی ستاره‌شناسان جهت چرخش سیاره ناهید نیز زمانی مانند سایر سیارات بوده ، اما بر اثر تصادم با یک سیاره یا سیارک دیگر ، این جهت معکوس شده است.

روند شبیه‌سازی سایر سیارات به زمین ، زمین‌سازی نامیده می‌شود. به نظر بعضی دانشمندان این روند می‌تواند با کاشت هاگ‌های گیاهی در جو سیاره ناهید (زهره) شروع شود. در مورد اینکه یک موجود زمینی بتواند در دمای سیاره ناهید زنده بماند تردید وجود دارد؛ ولی فرض بر این است که هاگ‌ها دی‌اکسید کربن موجود در جو ناهید را جذب کرده و از طریق فتوسنتز ، اکسیژن آزاد خواهند کرد. این کار منجر به زنجیره‌ای از حوادث شده و احتمالا شرایط حیاتی مناسب‌تری از آنچه که ما از آن مطلع هستیم به وجود خواهد آورد.

گردآورنده: دنیاها، دانشنامۀ فارسی | www.donyaha.ir