Wetenschappers hebben voor het eerst rechtstreeks bewijs gezien van actief vulkanisme op de tweelingbroer van de aarde, wat de weg vrijmaakt voor onderzoek door de VERITAS-missie van het agentschap. Voor het eerst zijn op het oppervlak van Venus directe geologische bewijzen van recente vulkanische activiteit waargenomen.
Wetenschappers deden deze ontdekking na het bestuderen van oude radarbeelden van Venus die meer dan dertig jaar geleden, in de jaren '90, werden genomen door NASA's Magellan missie. De beelden toonden een vulkaanopening die in minder dan een jaar tijd van vorm veranderde en aanzienlijk in omvang toenam.
Wetenschappers bestuderen actieve vulkanen om te begrijpen hoe het binnenste van een planeet zijn korst kan vormen, zijn evolutie kan sturen en zijn bewoonbaarheid kan beïnvloeden. Een van NASA's nieuwe missies naar Venus zal precies dat doen. VERITAS - kort voor Venus Emissivity, Radio science, InSAR, Topography, And Spectroscopy - wordt geleid door het Jet Propulsion Laboratory in Zuid-Californië en zal binnen tien jaar gelanceerd worden. De orbiter zal Venus van oppervlak tot kern bestuderen om te begrijpen hoe een rotsachtige planeet, ongeveer even groot als de aarde, een heel andere weg aflegde en zich ontwikkelde tot een wereld bedekt met vulkanische vlakten en vervormd terrein, verborgen onder een dikke, hete, giftige atmosfeer.
"NASA's selectie van de VERITAS-missie inspireerde me om in Magellan-gegevens te zoeken naar recente vulkanische activiteit", aldus Robert Herrick, onderzoeksprofessor aan de Universiteit van Alaska Fairbanks en lid van het VERITAS-wetenschapsteam, die de zoektocht in de archiefgegevens leidde. "Ik verwachtte niet echt succes, maar na ongeveer 200 uur handmatig de beelden van verschillende Magellan-banen te hebben vergeleken, zag ik twee beelden van hetzelfde gebied die acht maanden na elkaar waren genomen en die opvallende geologische veranderingen vertoonden als gevolg van een uitbarsting."
Een vulkaan modelleren
De geologische veranderingen die Herrick vond, vonden plaats in de Atla Regio, een uitgestrekt hooglandgebied nabij de evenaar van Venus dat twee van de grootste vulkanen van de planeet herbergt, Ozza Mons en Maat Mons. Er wordt al lang gedacht dat de regio vulkanisch actief is, maar er was geen direct bewijs van recente activiteit. Bij het bestuderen van Magellan radarbeelden ontdekte Herrick een vulkanische opening bij Maat Mons die tussen februari en oktober 1991 sterk veranderde.
In het beeld van februari leek de opening bijna cirkelvormig, met een oppervlakte van minder dan 2,2 vierkante kilometer. Hij had steile wanden aan de binnenkant en vertoonde tekenen van afgevoerde lava aan de buitenkant, factoren die wezen op activiteit. Op radarbeelden die acht maanden later werden gemaakt, was dezelfde opening twee keer zo groot en misvormd. Hij leek ook tot aan de rand gevuld met een lavameer.
Maar omdat de twee waarnemingen vanuit tegengestelde gezichtshoeken werden gedaan, hadden ze verschillende perspectieven, waardoor ze moeilijk te vergelijken waren. De lage resolutie van de drie decennia oude gegevens maakte het werk alleen maar ingewikkelder.
Herrick werkte samen met Scott Hensley van JPL, de projectwetenschapper voor VERITAS en specialist in het analyseren van radargegevens zoals die van Magellan. De twee onderzoekers maakten computermodellen van de opening in verschillende configuraties om verschillende scenario's voor geologische gebeurtenissen, zoals aardverschuivingen, te testen. Uit die modellen concludeerden zij dat alleen een uitbarsting de verandering kon hebben veroorzaakt.
"Slechts een paar simulaties kwamen overeen met de beelden, en het meest waarschijnlijke scenario is dat er vulkanische activiteit plaatsvond op het oppervlak van Venus tijdens de missie van Magellan", aldus Hensley. "Hoewel dit slechts één gegevenspunt is voor een hele planeet, bevestigt het dat er moderne geologische activiteit is."
De wetenschappers vergelijken de omvang van de lavastroom die door de Maat Mons activiteit werd gegenereerd met de Kilauea uitbarsting van 2018 op het Grote Eiland van Hawaï.
Magellan's erfenis
Herrick, Hensley en de rest van het VERITAS-team zijn benieuwd hoe het pakket geavanceerde wetenschappelijke instrumenten en hogeresolutiegegevens van de missie de opmerkelijke schat aan radarbeelden van Magellan, die de kennis van de mensheid over Venus veranderde, zal aanvullen. "Venus is een raadselachtige wereld, en Magellan bood zoveel mogelijkheden", zegt Jennifer Whitten, plaatsvervangend hoofdonderzoeker van VERITAS aan de Tulane University in New Orleans. "Nu we heel zeker weten dat de planeet slechts 30 jaar geleden een vulkaanuitbarsting heeft meegemaakt, is dit een klein voorproefje van de ongelooflijke ontdekkingen die VERITAS zal doen."
VERITAS zal geavanceerde synthetische apertuurradar gebruiken om globale 3D-kaarten te maken en een nabij-infraroodspectrometer om uit te zoeken waaruit het oppervlak bestaat. Het ruimteschip zal ook het zwaartekrachtveld van de planeet meten om de structuur van het inwendige van Venus te bepalen. Samen zullen de instrumenten aanwijzingen geven over de geologische processen van de planeet in het verleden en het heden.
En terwijl de gegevens van Magellan oorspronkelijk omslachtig te bestuderen waren - Herrick zei dat men in de jaren 90 afhankelijk was van dozen CD's met Venusgegevens die door NASA werden samengesteld en per post werden bezorgd - zullen de gegevens van VERITAS online beschikbaar zijn voor de wetenschappelijke gemeenschap. Dat zal onderzoekers in staat stellen om geavanceerde technieken, zoals machinaal leren, toe te passen om de planeet te analyseren en haar diepste geheimen te onthullen.
Deze studies zullen worden aangevuld door EnVision, een ESA (European Space Agency) missie naar Venus die begin 2030 gelanceerd zal worden. Het ruimtevaartuig zal zijn eigen synthetische apertuurradar (VenSAR genaamd) meenemen, die bij JPL wordt ontwikkeld, evenals een spectrometer die vergelijkbaar is met die van VERITAS. Zowel Hensley als Herrick zijn belangrijke leden van het VenSAR wetenschapsteam.
Bron: NASA
