طبيعة الغلاف الجوي في كوكب الزهرة

ما هو الغلاف الجوي في كوكب الزهرة؟

يحتوي كوكب الزهرة على أضخم غلاف جوي للكواكب الأرضية بما في ذلك عطارد والأرض والمريخ، يتألف غلافه الغازي من أكثر من 96 بالمائة من ثاني أكسيد الكربون و 3.5 بالمائة من النيتروجين الجزيئي، كما توجد كميات ضئيلة من الغازات الأخرى بما في ذلك أول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت وبخار الماء والأرجون والهيليوم.

يختلف الضغط الجوي على سطح الكوكب باختلاف ارتفاع السطح؛ لذلك عند ارتفاع متوسط ​​نصف القطر للكوكب يكون حوالي 95 بار أو 95 ضعف الضغط الجوي على سطح الأرض، هذا هو نفس الضغط الموجود على عمق حوالي كيلومتر واحد (0.6 ميل) في محيطات الأرض.

خصائص الغلاف الجوي في كوكب الزهرة:

• يمتد الغلاف الجوي العلوي لكوكب الزهرة من أطراف الفضاء نزولاً إلى حوالي 100 كيلومتر (60 ميلاً) فوق السطح، هناك تختلف درجة الحرارة بشكل كبير، حيث تصل إلى حد أقصى يبلغ حوالي 300 إلى 310 درجة كلفن في النهار وتنخفض إلى حد أدنى من 100 إلى 130 كلفن في الليل.

• على ارتفاع 125 كم (78 ميلاً) فوق السطح (لكوكب الزهرة) توجد طبقة شديدة البرودة بدرجة حرارة تبلغ حوالي 100 كلفن وفي الغلاف الجوي الأوسط، تزداد درجة الحرارة بسلاسة مع انخفاض الارتفاع من حوالي 173 كلفن على ارتفاع 100 كم فوق السطح إلى ما يقرب من 263 كلفن في الجزء العلوي من سطح السحب المستمر، والذي يقع على ارتفاع أكثر من 60 كم (37 ميلاً).

• تحت قمم السحابة تستمر درجة الحرارة في الارتفاع بشكل حاد عبر الغلاف الجوي السفلي أو التروبوسفير لتصل إلى 737 كلفن على السطح عند متوسط ​​نصف قطر الكوكب، درجة الحرارة هذه أعلى من درجة انصهار الرصاص أو الزنك.

• الغيوم التي تحيط بكوكب الزهرة كثيفة للغاية، يرتفع سطح السحابة الرئيسي من ارتفاع 48 كم (30 ميلاً) إلى 68 كم (42 ميلاً)، بالإضافة إلى ذلك توجد ضباب خفيف فوق وتحت الغيوم الرئيسية وتمتد حتى 32 كم (20 ميلاً) وتصل إلى 90 كم (56 ميلاً) فوق السطح، يكون الضباب العلوي أكثر سمكاً إلى حد ما بالقرب من القطبين منه في المناطق الأخرى.

• لوحظت موجات الراديو المميزة للبرق في غيوم كوكب الزهرة، حيث تكون الغيوم ساطعة وصفراء عند النظر إليها من الأعلى وتعكس ما يقرب من 85 بالمائة من ضوء الشمس، الذي يضربهم لم يتم تحديد المادة المسؤولة عن اللون الأصفر بثقة.

• تتكون الجسيمات المجهرية التي تتكون منها سحب كوكب الزهرة من قطرات سائلة وربما بلورات صلبة أيضاً، المادة السائدة هي حمض الكبريتيك عالي التركيز، تشمل المواد الأخرى التي قد توجد هناك الكبريت الصلب وحمض النيتروزيل الكبريتيك وحمض الفوسفوريك، يتراوح حجم جزيئات السحب من أقل من 0.5 ميكرومتر (0.00002 بوصة) في الضباب إلى بضعة ميكرومتر في الطبقات الأكثر كثافة.

أهم المعلومات عن هبوب الرياح على سطح كوكب الزهرة:

إن دوران الغلاف الجوي لكوكب الزهرة رائع للغاية وهو فريد من نوعه بين الكواكب، على الرغم من أن الكوكب يدور ثلاث مرات فقط في عامين على الأرض، فإن السحابة تظهر في الغلاف الجوي حول كوكب الزهرة بالكامل في حوالي أربعة أيام، تهب الرياح على قمم السحابة من الشرق إلى الغرب بسرعة حوالي 100 متر في الثانية (360 كم في الساعة).

تتناقص هذه السرعة الهائلة بشكل ملحوظ مع انخفاض الارتفاع بحيث تكون الرياح على سطح الكوكب بطيئة جداً ولا تزيد عادةً عن متر واحد في الثانية (أقل من 4 كيلومترات في الساعة)، يمكن أن يُعزى الكثير من الطبيعة التفصيلية للتدفق باتجاه الغرب فوق قمم السحب إلى حركات المد والجزر الناجمة عن التسخين الشمسي، ومع ذلك فإن السبب الأساسي لهذا الدوران الفائق للجو الكثيف لكوكب الزهرة غير معروف، ولا يزال أحد الألغاز الأكثر إثارة في علم الكواكب.

تأتي معظم المعلومات حول اتجاهات الرياح على سطح الكوكب من ملاحظات المواد التي تهب عليها الرياح، على الرغم من انخفاض سرعات الرياح السطحية فإن الكثافة الكبيرة للغلاف الجوي لكوكب الزهرة تمكن هذه الرياح من تحريك المواد الدقيقة الحبيبية، مما ينتج عنه ميزات سطحية شوهدت في صور الرادار، بعض الميزات تشبه الكثبان الرملية في حين أن البعض الآخر عبارة عن خطوط رياح ناتجة عن الترسب التفضيلي أو التعرية في اتجاه الريح من السمات الطبوغرافية.

تشير الاتجاهات التي تفترضها السمات المتعلقة بالرياح إلى أن الرياح السطحية تهب في الغالب باتجاه خط الاستواء في نصفي الكرة الأرضية، يتوافق هذا النمط مع فكرة وجود أنظمة دوران بسيطة على نطاق نصف كروي تسمى خلايا هادلي في الغلاف الجوي للزهرة، وفقاً لهذا النموذج ترتفع غازات الغلاف الجوي إلى أعلى، حيث يتم تسخينها بواسطة الطاقة الشمسية عند خط الاستواء للكوكب، وتتدفق على ارتفاع عالٍ باتجاه القطبين وتغرق على السطح عندما تبرد عند خطوط العرض الأعلى، وتتدفق باتجاه خط الاستواء على طول سطح الكوكب حتى يسخنون ويرفعون من جديد.

التفاعل مع الرياح الشمسية في كوكب الزهرة:

على عكس معظم الكواكب (بما في ذلك الأرض) لا يُظهر كوكب الزهرة مجالاً مغناطيسياً جوهرياً، أظهرت القياسات الحساسة عن طريق دوران المركبات الفضائية أن أي مجال ثنائي القطب ينشأ من داخل كوكب الزهرة يجب ألا يزيد عن 1/8000 من المجال الأرضي، قد يكون عدم وجود مجال مغناطيسي مرتبطاً جزئياً بالدوران البطيء للكوكب؛ لأنه وفقاً لنظرية الدينامو التي تشرح أصل الحقول المغناطيسية الكوكبية، فإن الدوران يساعد في تحريك حركات السوائل داخل الكوكب الداخلية التي تنتج الحقل.

من الممكن أيضاً أن يفتقر كوكب الزهرة إلى مجال مغناطيسي؛ لأن جوهره مائع ولكنه لا يدور أو ببساطة لأن اللب صلب، وبالتالي غير قادر على دعم الدينامو، عندما تقصف الرياح الشمسية كوكباً بسرعات تفوق سرعة الصوت، فإنها تشكل عموماً صدمة قوسية على جانب الكوكب المواجه للشمس، أي موجة ثابتة من البلازما تبطئ وتسخن وتحرف التدفق حول الكوكب.

بالنسبة لبعض الكواكب تقع صدمة القوس على مسافة كبيرة من السطح ويؤثر عليها المجال المغناطيسي للكوكب، على سبيل المثال بسبب المجال المغناطيسي الهائل لكوكب المشتري توجد صدمة القوس على بعد حوالي 3،000،000 كيلومتر (1،900،000 ميل) من الكوكب بالنسبة للأرض تبلغ المسافة حوالي 65000 كم، ولأن كوكب الزهرة يفتقر إلى مجال يمكن اكتشافه فإن صدمته القوسية تقع على ارتفاع بضعة آلاف من الكيلومترات فقط فوق السطح ويصادفها الغلاف الجوي المتأين فقط.

تؤدي صدمة التقارب هذه من السطح إلى تفاعلات شديدة بشكل خاص بين الرياح الشمسية وجو الزهرة، في الواقع يقع الجزء العلوي من الأيونوسفير المعروف باسم الأيونوبوز على ارتفاع أقل بكثير على جانب كوكب الزهرة منه على الجانب الليلي بسبب الضغط الذي تمارسه الرياح الشمسية، كما أن كثافة طبقة الأيونوسفير أكبر بكثير على جانب النهار من الكوكب عنها في الجانب الليلي.