WACO, Texas (21 juni 2021) – Een nieuwe analyse van het oppervlak van Venus toont bewijs van tektonische beweging in de vorm van aardkorstblokken die als gebroken stukken pakijs tegen elkaar aan zijn geduwd. Gepubliceerd in de PNAS (Proceedings van de National Academy of Sciences), de studie – die bijdragen bevat van planetair natuurkundige Peter James, Ph.D. – ontdekte dat de beweging van deze blokken erop zou kunnen wijzen dat Venus nog steeds geologisch actief is en wetenschappers inzicht kan geven in zowel de tektoniek van exoplaneten als de vroegste tektonische activiteit op aarde.

“We hebben een voorheen niet herkend patroon van tektonische vervorming op Venus geïdentificeerd, een patroon dat net als op aarde wordt aangedreven door innerlijke beweging”, zegt Paul Byrne, Ph.D., universitair hoofddocent planetaire wetenschappen aan de North Carolina State University en hoofd en co - corresponderende auteur van het werk. “Hoewel het verschilt van de tektoniek die we momenteel op aarde zien, is het nog steeds een bewijs dat innerlijke beweging tot uiting komt op het oppervlak van de planeet.”

Er werd lang aangenomen dat Venus een onbeweeglijke vaste buitenschil of lithosfeer had, net als Mars of de maan van de aarde. De lithosfeer van de aarde is daarentegen opgedeeld in tektonische platen, die tegen, naast en onder elkaar schuiven bovenop een hete, zwakkere mantellaag.

James, assistent-professor in planetaire geofysica en oprichter van de Planetary Research Group van Baylor University, maakte deel uit van de internationale groep onderzoekers die bij het onderzoek betrokken waren. Hij heeft deelgenomen aan drie NASA-missies en is gespecialiseerd in het gebruik van ruimtevaartuiggegevens om de korsten en mantels van planeten en manen te bestuderen.

“De aarde is de enige planeet in het zonnestelsel met platentektoniek, dus onze planeet is wat dat betreft vrij uitzonderlijk,” zei James. “Dat is vooral interessant als het om Venus gaat: waarom gedraagt ​​een planeet als Venus – ongeveer even groot als de aarde en gemaakt van dezelfde soorten gesteenten – zich geologisch gezien niet op dezelfde manier als de aarde?”

Om die vraag te beantwoorden gebruikte het team radarbeelden van NASA's Magellan-missie om het oppervlak van Venus in kaart te brengen. Bij het onderzoeken van de uitgestrekte Venusiaanse laaglanden die het grootste deel van het planeetoppervlak uitmaken, zagen ze gebieden waar grote blokken van de lithosfeer lijken te zijn bewogen: uit elkaar getrokken, tegen elkaar gedrukt, ronddraaiend en langs elkaar heen glijdend als gebroken pakijs over een bevroren meer.

James leverde berekeningen van de verschillende mechanismen die verantwoordelijk zouden kunnen zijn voor de kracht die de geologische activiteit op Venus aandrijft. NASA's Magellan-ruimtevaartuig heeft het zwaartekrachtveld van Venus gemeten: de subtiele veranderingen in de zwaartekrachtsterkte op verschillende plaatsen op de planeet. James kon dit zwaartekrachtveld gebruiken om aan te tonen dat de stroperige mantelstroom, of het langzame karnen, sterk gekoppeld is aan de korst.

“De mantel in Venus duwt en trekt sterker aan het oppervlak van de planeet dan de aardmantel. Deze berekeningen van de drijvende krachten bevestigden de ontdekking van blokbeweging en hielpen ons een beter begrip te krijgen van hoe het werkt, ‘zei James.

De interne mantelstroom die door de berekeningen van het onderzoek wordt gevonden, is aanzienlijk omdat deze nog niet eerder op mondiale schaal is aangetoond. De beweging van deze aardkorstblokken zou er ook op kunnen wijzen dat Venus nog steeds geologisch actief is.

“We weten dat een groot deel van Venus in de loop van de tijd vulkanisch weer boven water is gekomen, dus sommige delen van de planeet kunnen geologisch gezien heel jong zijn”, zegt Byrne. ‘Maar verschillende van de verdringende blokken hebben zich in deze jonge lavavlaktes gevormd en vervormd, wat betekent dat de lithosfeer uiteenviel nadat die vlaktes waren aangelegd. Dit geeft ons reden om te denken dat sommige van deze blokken zich zeer recentelijk – misschien zelfs tot op de dag van vandaag – geologisch hebben verplaatst.”

De onderzoekers zijn optimistisch dat het nieuw ontdekte 'pakijs'-patroon van Venus aanwijzingen zou kunnen bieden voor het begrijpen van tektonische vervorming op planeten buiten ons zonnestelsel, maar ook op een veel jongere aarde.

“Een van de leuke dingen van dit soort planeetonderzoek is dat het ons helpt begrijpen waarom onze eigen planeet werkt zoals hij werkt,” zei James. “Het thema van onze Planetary Research Group in Baylor is een citaat uit Mere Christianity van CS Lewis: 'Richt op de hemel en je krijgt de aarde erin gegooid.' Dat citaat is bedoeld in een spirituele context: we moeten vóór alles het koninkrijk van God zoeken, en dan kan deze koninkrijksmentaliteit zelfs in seculiere zin vrucht dragen. Wij houden van de dubbele betekenis van het gebruik van ruimteonderzoek om onze eigen planeet beter te begrijpen.”

Wetenschap met betrekking tot Venus komt bijzonder op het juiste moment: NASA heeft onlangs aangekondigd dat het twee nieuwe ruimtevaartuigen naar Venus zou sturen, VERITAS en DAVINCI+. Dit zullen de eerste NASA-missies naar Venus zijn sinds de jaren tachtig. Bovendien kondigde de European Space Agency vorige week aan dat het zijn eigen ruimtevaartuig genaamd Envision naar Venus zou sturen.

“Strategisch gezien positioneert dit onderzoek Baylor om betrokken te zijn bij komende ruimtevaartuigmissies. Venus wordt een steeds grotere prioriteit voor ruimtevaartorganisaties over de hele wereld, en we zijn aangesloten op de opwindende wetenschappelijke mogelijkheden die aan de horizon liggen,” zei James.

Baylor zal via het laboratorium van James deel blijven uitmaken van het onderzoek naar Venus. Rudger Dame, een Ph.D. kandidaat in het laboratorium van James, concentreert zich op Venus voor zijn proefschriftonderzoek. Hij loopt deze zomer stage bij het NASA Jet Propulsion Laboratory, onder advies van Sue Smrekar, de hoofdonderzoeker van het onlangs aangekondigde VERITAS-ruimtevaartuig.

Daarnaast werkt James samen met NASA's Goddard Space Flight Center om de korst van de planeet Mercurius te bestuderen. Hij leidde ook een recente studie gepubliceerd in het tijdschrift Geophysical Research Letters over de ontdekking van een mysterieuze enorme massa materiaal aan de andere kant van de maan – onder de grootste krater in ons zonnestelsel. De massa – minstens vijf keer groter dan het Grote Eiland van Hawaï – kan metaal bevatten van een asteroïde die mogelijk op de maan is neergestort en de krater heeft gevormd.

Het Zuidpool-Aitken-bekken – vermoedelijk ongeveer 4 miljard jaar geleden ontstaan ​​– is “een van de beste natuurlijke laboratoria voor het bestuderen van catastrofale impactgebeurtenissen, een eeuwenoud proces dat alle rotsachtige planeten en manen heeft gevormd die we vandaag de dag zien.”

###

*Sean Solomon van Columbia University is co-corresponderend auteur. Richard Ghail van de Universiteit van Londen, Surrey; AM Celâl Öengör van de Technische Universiteit van Istanbul; en Christian Klimczak van de Universiteit van Georgia hebben ook bijgedragen aan het werk.

OVER BAYLOR UNIVERSITEIT
Baylor University is een particuliere christelijke universiteit en een nationaal gerangschikte onderzoeksinstelling. De universiteit biedt een levendige campusgemeenschap voor meer dan 19,000 studenten door interdisciplinair onderzoek te combineren met een internationale reputatie op het gebied van onderwijsexcellentie en een faculteitsbetrokkenheid op het gebied van onderwijs en wetenschap. Baylor, in 1845 gecharterd door de Republiek Texas dankzij de inspanningen van baptistenpioniers, is de oudste continu werkende universiteit in Texas. Baylor, gevestigd in Waco, verwelkomt studenten uit alle 50 staten en meer dan 90 landen om een ​​breed scala aan graden te studeren onder de 12 nationaal erkende academische afdelingen.