A Holdon és Marson már végeztek szeizmológiai méréseket leszállóegységekkel, így vizsgálva és elemezve belső szerkezetüket. A Vénusz belső összetétele azonban továbbra is rejtély, hiszen a bolygóra jellemző viharos szelek és extrém forró hőmérséklet jelentősen megnehezítik a helyszíni méréseket. Egy friss tanulmányban háromféle módszert járnak körül, amelyekkel megvalósítható lehetne a Vénusz rengéseinek észlelése.

A Holdon és a Marson már korábban alkalmazott felszíni szenzorokkal közvetlenül lehetne szeizmikus hullámokat mérni. A Vénusz magas felszíni hőmérséklete és a limitált beeső napfény miatt viszont nehéz feladat a felszínre bármilyen eszközt küldeni. A korábban sikeresen landolt, hagyományos elektronikával felszerelt eszközök átlagosan kevesebb mint 2 órát bírtak ki. Az elmúlt években kifejlesztettek extrém hőmérsékleteket is kibíró, szilícium karbid (SiC) szeizmométereket, amik akár 60 napon keresztül működőképesek maradtak szimulált vénuszi felszíni körülmények között. A kapcsolódó elektronikai alkatrészek viszont még nem vészelnék át a vénuszi napokat, problémák vannak például a memóriával, adattárolással és az adattovábbítással is. Az elmúlt években több bíztató fejlesztés látott napvilágot, de egyelőre úgy tűnik, hogy a közeljövő küldetéseinek felszíni szenzorai hőszigetelt egységben lesznek, ami egyben limitálja a megfigyelésre fordítható időt. A Vénusz felszínén elhelyezett szenzorokkal 4,0 magnitúdónál gyengébb rengéseket is lehetne észlelni, viszont a jelenleg hozzáférhető felszíni technológiai eszközök valószínűleg kevesebb, mint egyetlen vénuszi napot bírnának ki.

A Vénusz északi féltekéjének felszíne a Magellán radarmérései alapján (Forrás: NASA/JPL)

Egy másik módszer lehetne a ballonos nyomásmérők használata. A szovjet VEGA küldetések során már több mint 45 órát töltöttek körülbelül 54 km-es magasságban a Vénusz légkörében, ahol légnyomást, hőmérsékletet és szélsebességet is mértek. Ilyen ballonos eszközökkel észlelni lehetne a rengések keltette légköri infrahanghullámokat, amik úgy haladnak felfelé a légkörben, hogy közben megőrzik a felszíni szeizmikus hullámok jellemzőit. A ballonok magasságában a földiével összemérhető a hőmérséklet és a légnyomás is, ezért nem volna szükség extrém körülmények közt is működő eszközök kifejlesztésére. A Vega programban használt ballonokhoz hasonló eszközök hónapokat is kibírnának, és a Földön már bizonyították, hogy alkalmasak a szeizmikus hullámok detektálására és karakterizálására. Ugyanakkor csak 4,0 – 4,5 magnitúdó (az epicentrumhoz közel), de inkább 7 magnitúdónál erősebb rengéseket képesek észlelni.

A harmadik koncepció keringőegyésekre szerelt érzékelőkkel a légköri fénylést, avagy a felső légkör molekuláinak fénykibocsátásának megfigyelése. A felső légkörben megjelenő fénylés az éjszakai oldal molekuláinak rekombinációja következtében jön létre, amiket a napfény korábban szétbontott (például az éjszakai oldalon 1,27 mikrométeren figyelhető meg az oxigénatomok rekombinációja miatt). A kilépő fotonok hullámhosszát az adott molekuláris mechanizmus határozza meg. A Vénusz légköri fénylése viszont érzékeny az akusztikus hullámok (például infrahanghullámok) okozta légnyomás-, hőmérséklet- és sűrűségváltozásokra, így a fénylés finom változásainak megfigyelésével közvetetten mérhetők a rengések. Ez a módszer a ballonos észlelést egészíthetné ki, mert ugyanazt a szeizmológiai eseményt így több különböző frekvenciatartományon is megfigyelhetnénk.

A Vénusz szeizmikus és akusztikus hullámainak mérésének különböző módszerei: szeizmométer a felszínen, ballonokra szerelt nyomásérzékelők és infravörös képalkotó eszközök keringőegységeken. (Forrás: Fabio Crameri, Magyarítás: Pál Bernadett)

A szerzők következtetése szerint jelenleg a légköri molekulák fénylésének monitorozása tűnik a legígéretesebb módszernek a Vénusz szeizmológiai aktivitásának detektálására. A légköri fénylés megfigyelését a ballonos szenzorok három hónapnál hosszabb ideig tartó méréseivel kombinálva még megbízhatóbb és pontosabb eredményeket kaphatnánk. Egy korábbi tanulmány alapján, amelyben különböző tektonikus aktivitási szinteket feltételeztek, évente legalább 1–4, de akár néhány száz, 4 magnitúdónál erősebb rengés is bekövetkezhet a Vénuszon.

Szeizmológiai mérésekkel jobban megismerhetnénk a Vénusz belső szerkezét, amelyről egyelőre keveset tudunk. Ez elengedhetetlenül fontos bolygószomszédunk kialakulásának és fejlődéstörténetének megértéséhez. A friss tanulmányban bemutatott koncepciók nemcsak a jövő küldetéseinek tervezését támogatják, hanem a mérésekhez szükséges eszközök finomhangolásában is segítenek, például a várható zajszintek vagy a rengések várható helyszíneinek előrejelzésével.

Bár több küldetést is terveznek a Vénuszra – mint például a NASA VERITAS és DAVINCI, vagy az ESA EnVision küldetéseit – ezek mind a 2030-as évek elejére várhatók, és egyelőre egyik sem célozza a szeizmikus hullámok detektálását vagy elemzését. A következő évtizedben így a tanulmányban részletezett eszközöket valószínűleg plusz hasznos teherként (piggyback) juttathatnánk el a Vénuszra valamelyik nagyobb küldetés részeként.

Forrás: EOS, AGU