Nhiều người cho rằng biến đổi khí hậu là mối đe dọa lớn nhất đối với nhân loại.
Viễn cảnh gia tăng lượng khí CO2 dẫn đến hiệu ứng nhà kính nhanh chóng đe dọa tất cả sự sống trên hành tinh quê hương của chúng ta, thẳng thắn mà nói, thật đáng sợ.
Có nhiều cách mà thiên văn học có thể giúp chúng ta bảo vệ Trái đất. Tất nhiên, một cách là phóng các vệ tinh theo dõi biến đổi khí hậu.
Nhưng chúng ta cũng có thể quan sát các hành tinh khác và tìm hiểu về điều kiện khí quyển của chúng.
Có lẽ điều quan trọng nhất là chúng ta có thể tìm hiểu về lịch sử của các hành tinh khác và tìm ra điều gì đã tạo ra những thế giới có thể ở được mà chúng ta thấy ngày nay.
Chẳng hạn, sao Hỏa từng ẩm ướt hơn và giống Trái đất hơn nhiều so với cảnh quan cằn cỗi mà chúng ta thấy ngày nay qua con mắt của tàu thám hiểm Perseverance và các sứ mệnh Hành tinh Đỏ khác (chẳng hạn như tàu thăm dò Hope của UAE).
Sao Kim là một hành tinh khác mà từ đó chúng ta có thể học hỏi được nhiều điều. Hàng xóm Hệ Mặt trời của chúng ta là một cảnh quan địa ngục: một thế giới thiêu đốt, độc hại, nơi ngay cả những người máy tự hành cũng phải vật lộn để hoạt động.
Vậy sao Kim có thể dạy chúng ta điều gì về Trái đất? Chúng ta có thể học được gì từ nó về biến đổi khí hậu, chủ nghĩa môi trường và học cách chăm sóc hành tinh quê hương của chúng ta tốt hơn.
Martin Turbet là một nhà khoa học nghiên cứu của Trung tâm Nghiên cứu Khoa học Quốc gia Pháp tại Đại học Geneva.
Chúng tôi đã nói chuyện với anh ấy để tìm hiểu thêm.
Khi chúng ta nghĩ về sự tiến hóa của các hành tinh, chúng ta hình dung chúng bắt đầu cuộc sống ở trạng thái nóng và nóng chảy, và khi chúng tiến hóa theo thời gian, chúng phát ra bức xạ vào không gian và nguội dần.
Vì vậy, câu hỏi quan trọng là liệu sao Kim có thể làm ngưng tụ nước có trong bầu khí quyển của nó lên bề mặt hay không bằng cách hạ nhiệt.
Nếu nước không ngưng tụ, thì không chắc các đại dương nước lỏng đã hình thành.
Suy nghĩ hiện tại là các đại dương nước lỏng có thể đã hình thành từ hơi nước vào thời điểm ban đầu trong quá trình tiến hóa của sao Kim, hơi nước ngưng tụ trên bề mặt hành tinh và chuyển từ hơi sang lỏng.
Đây có lẽ là điều đã từng xảy ra trên Trái đất trong quá khứ.
Tôi đã và đang sử dụng Mô hình Khí hậu Toàn cầu Ba Chiều được thiết kế để thể hiện tất cả các chiều của một hành tinh và các quá trình vật lý đang diễn ra trong bầu khí quyển của các hành tinh.
Chúng tôi đã mô phỏng cách khí và các đám mây tương tác với ánh sáng phát ra từ Mặt trời và đặc biệt là cách hơi nước sẽ ngưng tụ và bốc hơi khỏi các đám mây.
Chúng tôi cũng mô phỏng cách bầu khí quyển lưu thông.
Tất cả các phương trình này được kết hợp trong cùng một mô hình để thể hiện theo cách tốt nhất có thể một bầu khí quyển sẽ hoạt động như thế nào.
Loại mô hình này tương tự như mô hình mà các đồng nghiệp trong nhóm nghiên cứu của tôi đã sử dụng để đánh giá sự nóng lên toàn cầu trên Trái đất.
Các mô phỏng đưa ra bầu khí quyển không có mây ở các vùng trên Sao Kim nơi Mặt trời lên đến thiên đỉnh; các đám mây được hình thành chủ yếu ở các cực và ở phía đêm của hành tinh.
Sự phân bố đặc biệt của các đám mây này sẽ tạo ra sự nóng lên mạnh mẽ do hiệu ứng nhà kính, ngăn không cho nước lỏng hình thành trên bề mặt Sao Kim, điều có thể đã xảy ra kể từ giai đoạn đầu của quá trình phát triển hành tinh.
Nếu tại một thời điểm nào đó, Trái đất đủ ấm, nó sẽ kích hoạt hiệu ứng nhà kính nhanh chóng, dẫn đến việc các đại dương bốc hơi khỏi bề mặt và bay vào bầu khí quyển, và điều này có thể không thể đảo ngược.
Tuy nhiên, điều này sẽ xảy ra trong một thời gian dài trong quá trình tiến hóa của Trái đất.
Những gì chúng tôi đã tìm thấy là sự xấc xược của Trái đất – lượng bức xạ mặt trời mà một hành tinh nhận được trên bề mặt của nó – có lẽ là chìa khóa và có thể là lý do tại sao nó thoát khỏi số phận tương tự.
Đây là cách nó có thể cô đặc các đại dương của nó ngay từ đầu.
Cách duy nhất để nước có thể ngưng tụ trên bề mặt Trái đất là giảm lượng bức xạ mặt trời mà hành tinh nhận được.
Trên Trái đất, bốn tỷ năm trước, điều này đủ thấp vì độ sáng của Mặt trời thấp hơn trong quá khứ, được gọi là ‘nghịch lý Mặt trời trẻ mờ nhạt’.
Những gì chúng ta đang thấy từ kết quả mô phỏng của mình là đây là yếu tố chính cần xem xét trong quá trình tiến hóa của Trái đất và phần này vô cùng quan trọng trong lịch sử của hành tinh.
Một nhiệm vụ mà chúng ta có thể thấy trong những năm tới sẽ cho chúng ta cơ hội thăm dò các ngoại hành tinh có bầu khí quyển hơi nước và sử dụng các hành tinh đó để hiểu rõ hơn những gì nằm bên dưới và hỏi cách các đám mây của chúng hình thành.
Kính viễn vọng tốt nhất mà chúng ta có thể có để trả lời những câu hỏi này là Kính viễn vọng Không gian James Webb.
Cuộc phỏng vấn này ban đầu xuất hiện trong số tháng 5 năm 2022 của BBC Sky at Night Magazine .