地球とほぼ同じ大きさの金星は、どうして最も熱い惑星になったのか？
金星が太陽系で最も熱い惑星になった主な理由は、太陽に近いことだけではない。厚い二酸化炭素の大気が、地表から出る熱を宇宙へ逃げにくくしているからだ。金星は大きさや内部構造が地球とよく似ているが、現在の地表温度は約467°C、大気圧は地球の海面付近のおよそ93倍に達する。
金星と地球がなぜこれほど違う姿になったのかは、まだ完全には分かっていない。その違いを理解するには、現在の大気だけでなく、かつて水があったのか、火山がどのような気体を大気に加えたのかも一緒に調べる必要がある。
- 直径約12,104km 地球の直径のおよそ95%
- 約467°C 太陽系の惑星で最も高い地表温度
- 地球の約93倍 金星の地表にかかる大気圧
- 大部分が二酸化炭素 熱を逃げにくくする大気の主成分
明るい雲と厚い大気は別の働きをする
金星を覆う硫酸のしずくの雲は、太陽光の多くを反射する。そのため金星は夜空でとても明るく見える。一方、雲を通って地表を温めたエネルギーは赤外線として再び上へ向かい、厚い二酸化炭素の大気はその赤外線を何度も吸収して放出する。
この過程によって、地表のエネルギーは宇宙へ逃げにくくなる。温室効果は地球にもある自然現象だが、金星では大気の量と組成が大きく異なるため、極端な高温につながった。NASAは現在の金星を、暴走温室効果の結果だと説明している。
金星の雲は太陽光を反射するが、その下にある巨大な二酸化炭素の大気は、地表の熱が宇宙へ逃げるのを難しくしている。
金星にかつて海があったかどうかは、まだ分からない
金星の大気では、普通の水素に対する重水素の割合が地球よりはるかに高い。軽い水素ほど宇宙へ逃げやすいため、この割合は、過去の金星に現在より多くの水があった可能性を支える手がかりになる。しかし、この測定だけで地表に液体の海があったとは結論できない。
科学者たちは二つの異なる歴史を検証している。金星が十分に冷えて浅い海ができ、長い間おだやかな気候が続いた可能性を示す気候モデルがある一方、初めから暑すぎて水蒸気が雨にならず、海ができなかったとする研究もある。どちらが実際の歴史なのかを見分けるには、大気と岩石の成分をさらに詳しく測る必要がある。
「古代金星の海」は、考えられる歴史の一つである。高い重水素比は水が失われた手がかりだが、撮影された海岸線や海の直接的な証拠ではない。
雲の下の火山はレーダーで探す
厚い雲に遮られるため、可視光カメラでは金星の地表を見ることができない。NASAの探査機マゼランは電波を送り、戻ってきた信号を使って地表の98%を地図にした。そのデータから、金星表面の少なくとも85%が火山性の溶岩流に覆われていることが分かった。
研究者たちは1990年と1992年のレーダーデータを比べ、シフ山（Sif Mons）とニオベ平原（Niobe Planitia）の周辺で信号が変化した場所を見つけた。地形の傾斜や障害物まで考慮すると、探査期間中に流れ出して固まった新しい溶岩が最もよく合う説明だった。噴火そのものを直接撮影したわけではないが、1990年代初めに金星の地表が実際に変化した証拠である。
新しい探査機は大気と地表を分けて調べる
- 大気を降下しながら DAVINCIの探査プローブは気体の成分、圧力、温度、風を測り、雲の下にあるアルファ・レギオ（Alpha Regio）を撮影する予定だ。
- 軌道から地表を再び見ながら VERITASは2031年以降、新しいレーダー地図と重力・分光データを使って火山と内部構造を調べる計画だ。
- 地表の下まで調べながら ESAのEnVisionは2031年11月の打ち上げを目標に、レーダーと分光計で地下構造・地表・大気を一緒に観測する予定だ。
三つのミッションが異なる高度と物質を測るのは、一種類のデータだけでは金星の歴史を解けないからだ。大気中の気体は水が失われた時期を絞り込み、地表の岩石と火山は内部からどのような物質が上がってきたのかを教えてくれる。
金星は、大きさだけでは惑星の未来を予測できないことを示す
金星は地球の未来をそのまま映す惑星ではない。地球と似た大きさで始まっても、大気の量、水の状態、火山と岩石の変化が長い時間をかけて積み重なると、まったく違う環境になり得ることを示す比較対象である。
明るく滑らかに見える金星の外観は、固い地表ではなく高い雲がつくっている。最も熱い地面と火山の痕跡は、その下に隠れている。レーダーと大気探査機はこの二つの層を結びつけ、金星が現在の姿に至った順序を探っている。