Simular Venus en la Tierra

Muchos astrónomos piensan que existió vida anteriormente en Venus. Algunos incluso creen que hoy en día podrían existir organismos vivos a gran altura sobre la superficie de Venus.
Ahora los científicos están reproduciendo el ambiente de Venus para puedan comprender mejor los sistemas climáticos terrestres y la habitabilidad de los planetas rocosos. Los científicos pueden estudiar las atmósferas y las superficies planetarias mediante sus espectros. Sin embargo, cuando los investigadores estudian el espectro de Venus, el planeta más caliente del sistema solar, están en problemas. Las temperaturas y presiones de Venus afectan mucho los datos.

Imagen visible/infrarroja de los polos de Venus
Venus y la Tierra se describen con frecuencia como mundos hermanos. Sin embargo, evidentemente el segundo planeta desde el Sol ha evolucionado de una manera muy diferente de la Tierra. La superficie de Venus es muy caliente, con temperaturas que alcanzan los 480º C y su presión superficial es 90 veces mayor que en la Tierra. Estas condiciones extremas crean grandes dificultades para los científicos que tratan de desvelar los misterios de la atmósfera baja y de la superficie de Venus.
"La observación remota de la superficie y de la atmósfera, sobre todo en longitudes de onda infrarrojas, nos permite explorar las regiones más profundas de la atmósfera y de la superficie de Venus", explicó Hakan Svedhem, científico del proyecto Venus Express. "En la Tierra, entendemos las líneas espectrales de absorción en la atmósfera, por lo que podemos calcular sus efectos. Sin embargo, las altas temperaturas y presiones de Venus hacen que las observaciones sean mucho más complejas. No sabemos exactamente cómo cambian los espectros, por lo que es imposible interpretar los datos con precisión."
En un esfuerzo por superar este problema de interpretación, los equipos de científicos de varios países están tratando de reproducir el ambiente extremo de Venus para descubrir cómo afecta a los datos enviados por instrumentos como el espectrometro de imagen visible e infrarrojo (VIRTIS) a bordo de Venus de la ESA orbitador Express.
En el Laboratorio Planetario de Emisividad en Berlín, Joern Helbert y sus colegas están investigando al calentar muestras de rocas y polvo a 500° C. A medida que su temperatura aumenta, las muestras comienzan a brillar, en primer lugar en el infrarrojo y después en el visible. Puesto que la intensidad relativa de este resplandor en longitudes de onda diferentes (su emisividad) es única para cada material, que puede ser utilizada para identificar rocas en la superficie del planeta.
"Las altas temperaturas cambian la estructura interna de los minerales, por lo que algunos se vuelven más brillantes y otros son más oscuras", dijo Helbert. "Hemos estado trabajando en este problema desde hace tres años, usando un aparato único en el que calentamos muestras en vasos de acero inoxidable con un sistema de calentamiento por inducción. Esto nos permite llegar muy deprisa a altas temperaturas y mantener temperaturas muy estables. Estamos empezando a hacer mediciones reales del basalto, hematita y el granito en el laboratorio, para que podamos compararlos con los datos de la emisividad de VIRTIS."
Utilizando estas nuevas medidas del laboratorio, el equipo de tiene esperanzas de desentrañar la composición mineral y la historia de la superficie de Venus, como el rejuvenecimiento aparente del planeta por vastas coladas de lava durante los últimos 1000 millones años.
Comprender las propiedades de la atmósfera rica en dióxido de carbono presenta otro gran desafío. Las capas bajas de la atmósfera de Venus son como una una olla a gran presión, que es dos veces más caliente que un horno doméstico. Toda la luz que llega a la superficie debe pasar a través de esta densa atmósfera recalentada antes de llegar a los instrumentos de Venus Express.
El dióxido de carbono bloquea la mayor parte de la radiación infrarroja procedente de la superficie, sin embargo las propiedades ópticas de este gas no se comprenden del todo, especialmente en longitudes de onda donde el dióxido de carbono es casi "transparente". Los científicos quieren entender cómo la atmósfera absorbe la luz desde abajo, así como definir con precisión las ventanas espectrales que dan las vistas más claras de los espectros y que revelan la naturaleza del planeta que se halla oculto por debajo de este manto de nubes y de dióxido de carbono a alta presión.
Para llenar este vacío en el conocimiento, un equipo dirigido por Giuseppe Piccioni, investigador principal del instrumento VIRTIS, trata de reproducir las condiciones atmosféricas de Venus en el laboratorio. Su investigación en el Instituto Nacional de Astrofísica IASF-Roma, implica estudiar el espectro del dióxido de carbono a temperaturas y presiones similares a las de la superficie de Venus
"Nosotros utilizamos pequeñas células con muestras llenas de dióxido de carbono, que tienen que ser cuidadosamente construidas para resistir las condiciones extremas", explicó Piccioni. "A continuación, utilizamos espectrómetros de alta resolución para obtener medidas precisas de la absorción de luz por el gas."
Este minucioso trabajo de laboratorio está en desarrollo y cuando las ventanas espectrales estén relativamente claras y definidas será posible generar modelos tridimensionales precisos de la distribución de las temperaturas atmosféricas y gases de la atmósfera inferior.
Este descubrimiento abre la puerta a un análisis detallado de la dinámica y composición de la atmósfera de Venus. Esto incluye aspectos como los vórtices polares, la distribución del agua y otros componentes menores o el estudio de la superrotación de Venus, un fenómeno de circulación atmosférica global de cuatro días de duración.
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