10.2: Jiolojia ya Venus

Malengo ya kujifunza

Mwishoni mwa sehemu hii, utaweza:

• Eleza sifa za jumla za uso wa Venus
• Eleza kile utafiti wa craters kwenye Venus inatuambia kuhusu umri wa uso wake
• Linganisha shughuli za tectonic na volkano kwenye Venus na zile za Dunia
• Eleza kwa nini uso wa Venus hauna ukarimu kwa maisha ya binadamu

Kwa kuwa Venus ina takriban ukubwa na muundo sawa na Dunia, tunaweza kutarajia jiolojia yake kuwa sawa. Hii ni kweli kweli, lakini Venus haionyeshi aina hiyo ya tectonics ya sahani kama Dunia, na tutaona kwamba ukosefu wake wa mmomonyoko wa mmomonyoko husababisha kuonekana tofauti sana kwa uso.

Spacecraft Exploration ya Ven

Karibu 50 spacecraft kuwa ilizinduliwa kwa Venus, lakini nusu tu walikuwa na mafanikio. Ingawa 1962 Marekani Mariner 2 flyby ilikuwa ya kwanza, Umoja wa Kisovyeti ilizindua misioni nyingi zilizofuata kwa Venus. Mwaka 1970, Venera 7 ikawa uchunguzi wa kwanza wa kutua na kutangaza data kutoka kwenye uso wa Venus. Iliendeshwa kwa dakika 23 kabla ya kushindwa na joto la juu la uso. Vipimo vya ziada vya Venera na landers vilifuatiwa, kupiga picha uso na kuchambua anga na udongo.

Ili kuelewa jiolojia ya Venus, hata hivyo, tulihitaji kufanya utafiti wa kimataifa wa uso wake, kazi iliyofanywa vigumu sana na tabaka za wingu za daima zinazozunguka sayari. Tatizo linafanana na changamoto inayowakabili watawala wa trafiki ya hewa kwenye uwanja wa ndege, wakati hali ya hewa ni ya mawingu au ya kuvuta sigara kwamba hawawezi kupata ndege zinazoingia kwa macho. Suluhisho ni sawa katika matukio yote mawili: tumia chombo cha rada ili kuchunguza kupitia safu ya kuficha.

Ramani ya kwanza ya rada ya kimataifa ilifanywa na Orbiter ya Marekani Pioneer Venus mwishoni mwa miaka ya 1970, ikifuatiwa na ramani bora kutoka kwa mapacha ya Soviet Venera 15 na 16 ya rada katika miaka ya 1980 mapema. Hata hivyo, habari zetu nyingi juu ya jiolojia ya Venus zinatokana na spacecraft ya Marekani ya Magellan, ambayo ilipiga ramani ya Venus yenye rada yenye nguvu ya kupiga picha. Magellan alizalisha picha na azimio la mita 100, bora zaidi kuliko ile ya ujumbe uliopita, kutoa mtazamo wetu wa kwanza wa kina juu ya uso wa sayari yetu dada (Kielelezo). (Spacecraft Magellan akarudi data zaidi duniani kuliko misioni yote ya awali ya sayari pamoja; kila 100 dakika ya maambukizi ya data kutoka spacecraft ilitoa taarifa za kutosha, kama kutafsiriwa katika wahusika, kujaza mbili 30 kiasi encyclopedias.)

Kielelezo\(\PageIndex{1}\) Radar Ramani ya Venus. Picha hii ya composite ina azimio la kilomita 3. Rangi zimeongezwa ili kuonyesha mwinuko, na buluu maana ya chini na kahawia na nyeupe juu. Bara kubwa Aphrodite linazunguka karibu na ikweta, ambapo uso mkali (kwa hiyo mbaya) umeharibika na vikosi vya tectonic katika ukanda wa Venus.

Fikiria kwa muda jinsi azimio la Magellan la mita 100 ni kweli. Ina maana picha rada kutoka Venus inaweza kuonyesha kitu chochote juu ya uso kubwa kuliko uwanja wa mpira wa miguu. Ghafla, jeshi lote la vipengele vya topographic kwenye Venus lilipatikana kwa mtazamo wetu. Unapoangalia picha za rada katika sura hii, kumbuka kwamba haya yanajengwa kutoka kwa tafakari za rada, sio kutoka picha zinazoonekana. Kwa mfano, makala mkali juu ya picha hizi rada ni dalili ya ardhi ya eneo mbaya, wakati mikoa nyeusi ni laini.

Kuchunguza Kupitia Mawingu ya Venus

Ramani za rada za Venus zinaonyesha sayari inayoonekana sana jinsi Dunia inaweza kuangalia kama uso wa sayari yetu haukubadilishwa mara kwa mara na mmomonyoko wa mmomonyoko na utuaji wa sediment. Kwa sababu hakuna maji au barafu juu ya Venus na kasi ya upepo wa uso ni ya chini, karibu hakuna kitu kinachoficha au kufuta vipengele vingi vya kijiolojia zinazozalishwa na harakati za ukanda wa Venus, na mlipuko wa volkano, na kwa volkeno za athari. Baada ya hatimaye kupenya chini ya mawingu ya Venus, tunaona uso wake kuwa uchi, akifunua historia ya mamia ya mamilioni ya miaka ya shughuli za kijiolojia.

Kuhusu 75% ya uso wa Venus ina tambarare za lava za barafu. Kwa hakika, tambarare hizi zinafanana na mabonde ya bahari ya basaltic ya Dunia, lakini hayakuzalishwa kwa njia ile ile. Hakuna ushahidi wa maeneo ya subduction kwenye Venus, kuonyesha kwamba, tofauti na Dunia, sayari hii haijawahi uzoefu wa tectonics ya sahani. Ingawa convection (kupanda kwa vifaa vya moto) katika vazi lake ilizalisha mkazo mkubwa katika ukanda wa Venus, hawakuanza sahani kubwa za bara zinazohamia. Kuundwa kwa tambarare za lava za Venus karibu zaidi inafanana na ile ya maria ya mwezi. Wote wawili walikuwa matokeo ya mlipuko wa lava ulioenea bila kuenea kwa crustal kuhusishwa na tectoniki za sahani.

Kupanda juu ya tambarare za lava za barafu ni mabara mawili kamili ya ardhi ya milima. Bara kubwa zaidi kwenye Venus, inayoitwa Aphrodite, ni kuhusu ukubwa wa Afrika (unaweza kuona imesimama kwenye Mchoro\(\PageIndex{1}\)). Aphrodite inaenea kando ya ikweta kwa karibu theluthi moja ya njia inayozunguka sayari. Ifuatayo kwa ukubwa ni mkoa wa kaskazini mwa nchi ya Ishtar, ambayo ni kuhusu ukubwa wa Australia. Ishtar ina eneo la juu zaidi duniani, Milima ya Maxwell, ambayo huongezeka kilomita 11 juu ya visiwa vya chini vya jirani. (Milima ya Maxwell ni kipengele pekee kwenye Venus aitwaye baada ya mtu. Wanaadhimisha James Clerk Maxwell, ambaye nadharia yake ya electromagnetism ilisababisha uvumbuzi wa rada. Vipengele vingine vyote vinatajwa kwa wanawake, ama kutoka historia au hadithi.)

Craters na Umri wa uso wa Venus

Moja ya maswali ya kwanza wanaastronomia kushughulikiwa na picha ya juu ya azimio Magellan ilikuwa umri wa uso wa Venus. Kumbuka kwamba umri wa uso wa sayari ni mara chache umri wa dunia unaendelea. Umri mdogo unamaanisha tu jiolojia ya kazi katika eneo hilo. Miaka hiyo inaweza kupatikana kutokana na kuhesabu volkeno za athari. Kielelezo\(\PageIndex{2}\) ni mfano wa nini craters hizi kuangalia kama kwenye picha Venus rada. Zaidi ya uso uliojaa uso, zaidi ya umri wake. Volkeno kubwa zaidi kwenye Venus (inayoitwa Mead) ni kilomita 275 mduara, kubwa kidogo kuliko volkeno kubwa zaidi inayojulikana duniani (Chicxulub), lakini ndogo sana kuliko mabonde ya athari za mwezi.

Kielelezo\(\PageIndex{2}\) Athari Craters juu ya Venus (a) Hizi volkeno kubwa za athari ziko katika eneo la Lavinia la Venus. Kwa sababu ni mbaya, volkeno rims na ejecta kuonekana nyepesi katika picha hizi rada kuliko laini jirani tambarare lava. Kubwa kati ya volkeno hizi zina kipenyo cha kilomita 50. (b) Hii ndogo, tata volkeno ni jina la mwandishi Gertrude Stein. Athari tatu ilisababishwa na kuvunja mbali ya asteroid inayoingia wakati wa kifungu chake kupitia hali nyembamba ya Venus. Projectile ilikuwa na kipenyo cha awali cha kati ya kilomita 1 na 2.

Unaweza kufikiri kwamba hali nyembamba ya Venus ingekuwa kulinda uso kutokana na athari, kuchoma juu ya projectiles muda mrefu kabla ya kufikia uso. Lakini hii ndiyo kesi kwa projectiles ndogo tu. Takwimu za volkeno zinaonyesha volkeno chache sana chini ya kilomita 10 za kipenyo, zinaonyesha kuwa projectiles ndogo kuliko kilomita 1 (ukubwa ambao kwa kawaida huzalisha volkeno ya kilomita 10) zilisimamishwa na angahewa. Wale volkeno na kipenyo kutoka kilomita 10 hadi 30 ni mara nyingi potofu au nyingi, inaonekana kwa sababu projectile zinazoingia kuvunja mbali katika anga kabla inaweza kugonga ardhi kama inavyoonekana katika volkeno Stein katika Kielelezo\(\PageIndex{2}\). Ikiwa tunajiweka kwenye athari zinazozalisha craters na kipenyo cha kilomita 30 au kubwa, hata hivyo, basi hesabu za volkeno ni muhimu kwa Venus kwa kupima umri wa uso kama zilivyo kwenye miili isiyo na hewa kama vile Mwezi.

Craters kubwa katika tambarare za venusian zinaonyesha umri wa wastani wa uso ambao ni kati ya miaka milioni 300 na 600 tu. Matokeo haya yanaonyesha kwamba Venus ni kweli sayari yenye shughuli zinazoendelea za kijiolojia, kati ya ile ya mabonde ya bahari ya Dunia (ambayo ni mdogo na yenye kazi zaidi) na ile ya mabara yake (ambayo ni ya zamani na yasiyo ya kazi).

Karibu volkeno zote kubwa kwenye Venus zinaonekana safi, na uharibifu mdogo au kujaza kwa lava au vumbi vya upepo. Hii ni njia moja tunajua kwamba viwango vya mmomonyoko wa mmomonyoko au utuaji wa sediment ni duni sana. Tuna hisia kwamba kiasi kidogo kilichotokea tangu tambarare venusian walikuwa mwisho resurfaced na shughuli kubwa volkeno. Inaonekana Venus alipata aina fulani ya msukosuko wa volkeno duniani kote kati ya miaka milioni 300 na 600 iliyopita, tukio la ajabu ambalo ni tofauti na chochote katika historia ya duniani.

Volkano kwenye Venus

Kama Dunia, Venus ni sayari ambayo imepata volkano iliyoenea. Katika tambarare za barafu, mlipuko wa volkeno ni njia kuu ya uso upya, huku mtiririko mkubwa wa lava yenye maji yenye kuharibu volkeno za zamani na kuzalisha uso safi. Aidha, milima mingi ya volkeno ndogo na miundo mingine huhusishwa na maeneo ya moto ya uso—mahali ambapo convection katika vazi la sayari husafirisha joto la ndani hadi uso.

Volkano kubwa ya mtu binafsi kwenye Venus, inayoitwa Sif Mons, ni takriban kilomita 500 kote na kilomita 3 juu-pana lakini chini kuliko volkano ya Hawaii Mauna Loa. Juu yake ni volkeno ya volkeno, au caldera, takriban kilomita 40 kote, na mteremko wake unaonyesha lava ya mtu binafsi inapita hadi kilomita 500 kwa muda mrefu. Maelfu ya volkano ndogo hupanda uso, hadi kikomo cha kuonekana kwa picha za Magellan, ambazo zinahusiana na mbegu au domes kuhusu ukubwa wa kura ya maegesho ya maduka ya ununuzi. Zaidi ya hayo yanaonekana sawa na volkano duniani. Volkano nyingine na maumbo ya kawaida, kama vile “domes pancake” mfano katika Kielelezo\(\PageIndex{3}\).

Kielelezo Volkano za\(\PageIndex{3}\) Pancake-umbo kwenye Venus. Domes hizi za ajabu za mviringo, kila kilomita 25 kote na urefu wa kilomita 2, ni matokeo ya mlipuko wa lava yenye viscous (sludgy) ambayo huenea sawasawa katika pande zote.

Volkano yote ni matokeo ya mlipuko wa lava kwenye uso wa sayari. Lakini lava ya moto inayoongezeka kutoka kwa mambo ya ndani ya sayari haifai kila wakati. Katika Dunia na Venus, lava hii inayoongezeka inaweza kukusanya ili kuzalisha bulges katika ukanda. Mengi ya mlima wa granite duniani, kama vile Sierra Nevada huko California, huhusisha volkano hiyo ya chini. Vipande hivi ni vya kawaida kwenye Venus, ambapo huzalisha vipengele vikubwa vya mviringo au vya mviringo vinavyoitwa coronae (umoja: corona) (Kielelezo\(\PageIndex{4}\)).

Kielelezo\(\PageIndex{4}\) “Miss Piggy” Corona. Fotla Corona iko katika tambarare upande wa kusini wa Aphrodite Terra. Mwelekeo wa fracture uliojitokeza unaonyesha ambapo nyenzo zilizo chini zimeweka mkazo juu ya uso. Volkano kadhaa za pancake na dome zinaonekana pia. Fotla alikuwa mungu wa uzazi wa Celtic. Wanafunzi wengine wanaona kufanana kati ya corona hii na Miss Piggy wa Muppets (sikio lake la kushoto, juu ya picha, ni volkano ya pancake katikati ya picha).

Shughuli za Tectonic

Maji ya convection ya nyenzo zilizochombwa katika vazi la Venus kushinikiza na kunyoosha ukanda. Vikosi hivyo huitwa tectonic, na vipengele vya kijiolojia vinavyotokana na majeshi haya huitwa vipengele vya tectonic. Katika tambarare za chini za Venus, vikosi vya tectonic vimevunja uso wa lava ili kuunda mifumo ya ajabu ya matuta na nyufa (Kielelezo\(\PageIndex{5}\)). Katika maeneo machache, ukanda umekwisha kupasuka ili kuzalisha mabonde ya ufa. Vipengele vya mviringo vinavyohusishwa na coronae ni matuta ya tectonic na nyufa, na milima mingi ya Venus pia inadaiwa kuwepo kwao kwa nguvu za tectonic.

Kielelezo\(\PageIndex{5}\) Ridges na nyufa. Mkoa huu wa Plains Lakshmi kwenye Venus umevunjika na vikosi vya tectonic ili kuzalisha gridi ya kuvuka ya nyufa na matuta. Hakikisha kutambua vipengele vya mstari wa fainter ambavyo vinaendesha perpendicular kwa wale walio wazi. Kama hii ni picha ya rada, mwangaza wa vijiji huonyesha urefu wao wa jamaa. Picha hii inaonyesha eneo lenye upana wa kilomita 80 na urefu wa kilomita 37. Lakshmi ni mungu wa Kihindu wa ustawi.

Bara la Ishtar, ambalo lina mwinuko mkubwa juu ya Venus, ni bidhaa kubwa zaidi ya majeshi haya ya tectonic. Ishtar na milima yake mirefu ya Maxwell inafanana na Plateau ya Tibeti na Milima ya Himalaya duniani. Wote ni bidhaa ya ukandamizaji wa ukanda, na wote wawili huhifadhiwa na nguvu zinazoendelea za convection ya vazi.

Juu ya uso wa Venus '

Wafanyakazi wa Venera wenye mafanikio wa miaka ya 1970 walijikuta kwenye sayari isiyo ya kawaida isiyo na ukarimu, na shinikizo la uso la baa 90 na joto la joto la kutosha kuyeyuka risasi na zinki. Pamoja na hali hizi mbaya, spacecraft waliweza kupiga picha mazingira yao na kukusanya sampuli za uso kwa ajili ya uchambuzi wa kemikali kabla ya vyombo vyao kutoa nje. Jua lililoenea lililopiga uso lilikuwa limefunikwa nyekundu na mawingu, na kiwango cha kuangaza kilikuwa sawa na mawingu mazito duniani.

Probes iligundua kwamba mwamba katika maeneo ya kutua ni moto, hasa basalts. Mifano ya picha Venera ni inavyoonekana katika Kielelezo. Kila picha inaonyesha mazingira ya gorofa, yenye ukiwa na miamba mbalimbali, ambayo baadhi yake inaweza kuwa ejecta kutokana na athari. Maeneo mengine yanaonyesha mtiririko wa lava bapa, wenye layered. Hakukuwa na kutua tena kwenye Venus tangu miaka ya 1970.

Kielelezo\(\PageIndex{6}\) Surface ya Venus. Maoni haya ya uso wa Venus yanatoka kwenye spacecraft ya Venera 13. Kila kitu ni machungwa kwa sababu anga nyembamba ya Venus inachukua rangi ya bluu ya mwanga. Upeo wa macho unaonekana kwenye kona ya juu ya kila picha. (mikopo: NASA)

Dhana muhimu na Muhtasari

Venus imekuwa ramani na rada, hasa kwa spacecraft Magellan. Ukonde wake una tambarare za lava 75% za barafu, vipengele vingi vya volkeno, na coronae nyingi kubwa, ambazo ni usemi wa volkano ya subsurface. Sayari imebadilishwa na tectoniki zilizoenea zinazoendeshwa na convection ya vazi, kutengeneza mifumo tata ya matuta na nyufa na kujenga mikoa ya juu ya bara kama vile Ishtar. Upeo huo ni usio na ukarimu, na shinikizo la baa 90 na joto la 730 K, lakini wakulima kadhaa wa Kirusi wa Venera walichunguza kwa mafanikio.

faharasa

miamba ya dunia

vipengele vya kijiolojia vinavyotokana na matatizo na shinikizo katika ukubwa wa sayari; vikosi vya tectonic vinaweza kusababisha tetemeko la ardhi na mwendo wa ukanda