Wetenschappers lijken een goede manier te hebben gevonden om het raadselachtige binnenste van Venus te bestuderen zonder dat er een ruimtevaartuig op het onherbergzame oppervlak hoeft te landen.

Halverwege 2019 werd de Amerikaanse staat Californië geteisterd door een reeks krachtige aardbevingen. Deze bevingen leidden tot meer dan 10.000 naschokken gedurende een periode van maar liefst zes weken. Wetenschappers grepen deze kans om ballonnen met daarop bevestigde instrumenten boven het gebied te laten zweven. Het doel? Het testen van een veelbelovende technologie die mogelijk toegepast kan worden op de buitengewoon onherbergzame planeet Venus.

Venus
Venus is momenteel een vrij helse wereld. Maar dat is waarschijnlijk niet altijd zo geweest. Veel wetenschappers denken dat Venus in beginsel veel meer van de aarde weghad en zelfs water herbergde. Als zij gelijk hebben, is de grote vraag wat ertoe geleid heeft dat de planeet op een gegeven moment zo’n andere richting in is geslagen en er vandaag de dag zo heel anders uitziet dan de aarde. Een belangrijke manier om te begrijpen hoe een rotsachtige planeet evolueert, is door te bestuderen wat erin zit. En één van de manieren om dat te doen, is door de seismische golven te meten die onder het oppervlak rondkaatsen (zie kader).

Op aarde breken verschillende materialen en structuren de ondergrondse golven op verschillende manieren. Door de sterkte en snelheid van de golven die worden geproduceerd door bijvoorbeeld een aardbeving te bestuderen, kunnen seismologen het karakter van rotsachtige lagen onder het oppervlak bepalen. Ook kunnen ze zelfs reservoirs met vloeistof zoals water lokaliseren. Deze metingen kunnen bovendien gebruikt worden om vulkanische en tektonische activiteit te detecteren. Veel van ons begrip over het binnenste van de aarde – hoe het afkoelt en de relatie met het oppervlak waar het leven zich bevindt – komt van de analyse van seismische golven die gebieden zo diep als de binnenkern van de aarde doorkruisen.

Op aarde meten we dergelijke seismische golven met behulp van grondseismometers. Maar op andere hemellichamen – en zeker op Venus – is dat een hele uitdaging. Zo heeft Venus een gemiddelde oppervlaktetemperatuur die ruim boven het smeltpunt van lood (rond de 327,5 graden Celsius) ligt. Een sonde op het oppervlak laten landen, lijkt daarom uitgesloten. “Waarnemingen van seismische activiteit aldaar zouden ons begrip over rotsachtige planeten uitbreiden,” zegt onderzoeker Jennifer Jackson. “Maar de extreme omgeving van Venus vereist dat we naar nieuwe technieken moeten zoeken.”

Ballon
Eén van de technieken die wetenschappers nu overwegen, is de inzet van heuse ballonnen. Hoe het werkt? Seismische golven produceren geluidsgolven. En deze zouden in theorie door middel van de ballonnen opgevangen kunnen worden. De onderzoekers besloten dit veelbelovende idee dan ook tijdens de Californische aardbevingen te testen.

Wetenschappers laten een ballon op in de buurt van de Californische plaats Ridgecrest. Door barometers aan de ballonnen te bevestigen, hoopten onderzoekers het geluid van één van de naschokken van de aardbeving te detecteren. Afbeelding: NASA/JPL-Caltech

De methode blijkt inderdaad te werken. Met behulp van hele gevoelige barometers (instrumenten die veranderingen in luchtdruk meten) bevestigd op één van de ballonnen, slaagden de onderzoekers erin om de laagfrequente geluidsgolven die veroorzaakt werden door een naschok op de grond, op te vangen.

Verfijnen
Hoewel het een hele prestatie is, zijn we er nog lang niet. De onderzoekers zijn dan ook van plan om hun methode verder te verfijnen. “Het is een grote uitdaging om natuurlijk voorkomende aardbevingen vanuit ballonnen te detecteren,” zegt onderzoeker Quentin Brissaud. “Als je voor het eerst naar de gegevens kijkt, kun je wellicht wat teleurgesteld zijn, omdat de meeste lichtere aardbevingen geen sterke geluidsgolven in de atmosfeer produceren. Bovendien wordt er allerlei omgevingsgeluid gedetecteerd, zelfs de ballonnen zelf maken geluid.” De onderzoekers zijn van plan meer ballonnen over seismisch actieve gebieden te laten vliegen om meer vertrouwd te raken met de geluiden die daarmee gepaard gaan. Bovendien willen ze proberen om meerdere barometers aan dezelfde ballon te bevestigen en meerdere ballonnen tegelijkertijd te laten vliegen. Vervolgens kunnen ze de kennis en kunde die ze op aarde opdoen, gebruiken voor het ontwikkelen van een vergelijkbare techniek die gebruikt kan worden op buurplaneet Venus.

Het oppikken van de geluidsgolven zou op Venus overigens een tikkie makkelijker moeten zijn: de atmosfeer van Venus heeft namelijk een hogere dichtheid dan de aardse atmosfeer, wat betekent dat geluidsgolven efficiënter reizen. Hierdoor is het waarschijnlijk iets eenvoudiger om ‘venusbevingen’ vanuit de koele lagen van de atmosfeer te detecteren. De vrij zwevende ballonnen beloven dan ook een vernuftige manier te worden om meer over het nog altijd raadselachtige binnenste van Venus te weten te komen en onze kennis over onze naaste buur verder uit te breiden.