Stel je de aarde voor. Vul nu de lucht met dikke, zonverduisterende wolken van zwavelzuur; de oceanen afkoken door de temperatuur te verhogen tot 900 graden Fahrenheit (bijna 500 graden Celsius), en verhoog de luchtdruk hoog genoeg om je plat te drukken als een pannenkoek. Wat je nu hebt is Venus, een rotsachtige planeet die qua grootte vergelijkbaar is met de aarde, maar op bijna elke andere manier anders is.

Hoe deze "zusterplaneten" zo verschillend evolueerden, is al tientallen jaren een brandende wetenschappelijke vraag. en een voorgestelde missie genaamd VERITAS probeert antwoorden te geven door ons begrip van de interne geodynamica die de planeet heeft gevormd te transformeren. De missie zou inzicht kunnen geven in de evolutie van onze eigen planeet en ons zelfs helpen om rotsachtige planeten die om andere sterren draaien beter te begrijpen.

Afkorting van Venus-emissiviteit, Radio Wetenschap, inSAR, Topografie &Spectroscopie, VERITAS wordt overwogen voor selectie in het kader van NASA's Discovery Program en zou worden beheerd door NASA's Jet Propulsion Laboratory in Zuid-Californië. De partners van het project zijn Lockheed Martin, de Italiaanse ruimtevaartorganisatie, het Duitse ruimteagentschap, en het Franse ruimteagentschap.

"Venus is als deze kosmische gave van een ongeluk, " zei Suzanne Smrekar, hoofdonderzoeker van VERITAS bij JPL. "Je hebt deze twee planetaire lichamen - Aarde en Venus - die bijna hetzelfde begonnen, maar twee totaal verschillende evolutionaire paden zijn ingeslagen, maar we weten niet waarom."

De laatste missie om het oppervlak van de planeet te bestuderen, NASA's Magellan-ruimtevaartuig, eindigde in 1994. Hoewel het verleidelijke aanwijzingen opleverde over de geologie van Venus, de instrumentatie kon geen zekerheid bieden over de oorsprong van veel van de oppervlaktekenmerken van de planeet.

Voorgesteld voor een lancering in 2026, VERITAS zou rond de planeet cirkelen en door de verduisterende wolken turen met een krachtig ultramodern radarsysteem om 3D-wereldkaarten en een nabij-infraroodspectrometer te maken om erachter te komen waaruit het oppervlak bestaat. Het zou ook het zwaartekrachtveld van de planeet meten om de structuur van het binnenste van Venus te bepalen. Samen, de instrumenten zouden aanwijzingen geven over de vroegere en huidige geologische processen van de planeet, van de kern tot het oppervlak.

Een venster op de vroege aarde

Hier op aarde, de stijve korst die de planeet omhult, wordt opgebroken in een legpuzzel van tektonische platen bovenop de mantel. Convectie in de mantel helpt de beweging van de oppervlakteplaten aan te drijven. Terwijl sommige platen naar het binnenste afdalen - een proces dat bekend staat als subductie - smelten ze, en vulkanische ontgassing geeft vluchtige stoffen vrij (zoals water, stikstof, kooldioxide, en methaan) in de atmosfeer.

Meer leren over de geologische processen op Venus - waar de warme korst een goede analogie is voor die van de vroege aarde, toen de platen zich net begonnen te vormen, zou een waardevolle blik kunnen werpen op hoe deze processen op aarde begonnen.

"Het grootste mysterie voor mij is de omvang van de vervormingsstructuren op Venus" - rotsgebieden op het oppervlak die onder immense geologische druk zijn bezweken - "die kunnen worden bestudeerd om de aard van tektonische activiteit op de planeet te begrijpen, " zei wetenschappelijk teamlid Joann Stock, een professor in geologie en geofysica aan het seismologisch laboratorium van Caltech in Pasadena.

Het produceren van 3D-topografische kaarten met hoge resolutie VERITAS zou structuren in beeld brengen die voorheen te klein waren om op te lossen, toegevoegde voorraad. Deze structuren kunnen een verhoogde topografie omvatten aan beide zijden van strike-slip fouten, zoals de San Andreas-breuk, wat een indicator is van grote tektonische activiteit. VERITAS zou ook voor het eerst buiten de aarde op zoek gaan naar actieve oppervlaktefouten met behulp van zogenaamde interferometrische vervormingskaarten.

In aanvulling, VERITAS zou enorme vervormingsstructuren bestuderen die tessera worden genoemd. Deze plateau-achtige kenmerken kunnen analoog zijn aan de continenten van de aarde. Een leidende theorie is dat de continenten van de aarde werden gevormd toen de ijzerrijke oceanische korst onderging en smolt in de aanwezigheid van water, grote hoeveelheden nieuwe, minder ijzerrijke continentale korst die boven de oceaan uitstak.

Om te bepalen of de tessera-plateaus van Venus op dezelfde manier zijn gevormd als de continenten van de aarde, VERITAS zou de eerste wereldwijde multispectrale kaarten maken van de oppervlaktesamenstelling van Venus. Als hun samenstelling lijkt op die van continentale korst, we zouden ook informatie krijgen over het nattere verleden van Venus.

Een vulkanische wereld

Op aarde, platentektoniek en vulkanisme gaan hand in hand. Maar hoe zit het op Venus?

"Bepalen of Venus actief vulkanische activiteit ondergaat en begrijpen welk proces dit aanstuurt, is een van de echt opwindende vragen die ik graag beantwoord zou zien, " zei planetaire wetenschapper Jennifer Whitten, een VERITAS-wetenschappelijk teamlid aan de Tulane University in New Orleans.

Met behulp van zijn spectrometer, VERITAS zou bepalen welke rotsen recentelijk zijn gevormd door uitbarstend magma, voordat interacties met de atmosfeer tijd hebben gehad om hun chemische samenstelling te veranderen. In aanvulling, de spectrometer zou zoeken naar hotspots van actieve uitbarstingen, terwijl het radarinstrument zou zoeken naar actieve fouten, een indicatie van tektonische activiteit.

Om de vulkanen van Venus en de geofysische processen die ze veroorzaken te leren kennen, wetenschappers konden ook hun impact op het klimaat van de planeet meten en, misschien, beantwoord een andere belangrijke vraag:bevat het binnenste van de planeet nog steeds grote hoeveelheden water zoals dat van de aarde?

Planeten bewoonbaar maken

Platentektoniek en vulkanisme hebben niet alleen invloed op hoe een planeet vorm krijgt; ze zijn nauw verbonden met de bewoonbaarheid van een planeet. Platentektoniek heeft een sterke invloed op het klimaat op de lange termijn door de processen te beïnvloeden die de atmosfeer in evenwicht houden:vulkanisme, die vluchtige stoffen in de atmosfeer afgeven, en subductie, die vluchtige stoffen terug in het interieur recyclet. Ook, de vorming en erosie van de continenten op aarde hebben een grote invloed op de samenstelling van de oceanen en de atmosfeer. Samen, deze processen zorgen voor de voedingsstoffen en een leefbaar klimaat voor het leven om te gedijen.

Maar wat is het delicate geodynamische evenwicht dat een planeet uiteindelijk bewoonbaar maakt? Gezien de ontdekking van duizenden exoplaneten die om andere sterren dan onze zon draaien, het antwoord zou ons begrip van hun aard kunnen verschaffen.

"Om de mysteries van Venus te ontrafelen, moeten we onder de motorkap kijken naar het interieur van Venus; het is de motor voor wereldwijde geologische en atmosferische evolutie, " zei Smrekar. "Zijn Venus en de aarde fundamenteel unieke werelden? Of zijn de verschillen tussen deze 'tweeling' alleen cosmetisch? Het beantwoorden van deze vraag is essentieel om te begrijpen wat andere rotsachtige planeten bewoonbaar maakt en, uiteindelijk, komen met het leven."