■ 金星: 高温の惑星の大気

図14: ハッブル宇宙望遠鏡によって撮影された 1995 年 1 月 24 日の金星. 紫外線による撮像 [ NASA 惑星画像ホームページより取得].

図15: ガリレオによって撮影された金星雲頂の画像. 近赤外波長で撮影した画像に着色処理をしている [ NASA 惑星画像ホームページより取得].

金星は厚い CO₂大気と硫酸の雲に覆われた惑星である. 地表気圧は 90 気圧を超え, 大気と雲の温室効果によって地表気温は 750 K に達する. 大気中に液体の水は存在しない. 惑星の自転周期 (243 日) は公転周期 (224 日) にほぼ等しい. よって大気運動に対する自転の影響はほとんどないと考えてよい.

金星大気の特徴は以下の 3 つである.

1. 水はほとんど存在しない:
   金星は地球と質量, 大きさ, 軌道半径がほぼ同じであるため, 惑星の材料物質はほぼ同じと考えられる. しかし金星には水がほとんど存在しない. これは太陽定数(太陽光線に対して垂直な面が受ける, 1平方メートル あたり1秒あたりの太陽放射エネルギー) が地球に比べて大きいために温室効果が強く働き (暴走温室効果という), かつて存在した海が干上がったためと考えられている. 蒸発した水は紫外線によって分解され, 最終的には大気外へと 散逸した.
   
   海がある場合には, 火山活動などで放出された CO₂ は海に吸収され, 化学反応が起った結果, 岩石として再び惑星内部に取り込まれる(地球の大気の進化については このように考えられている). ところが海が干上がってしまうと, CO₂ はそのまま気体として大気中に存在 しつづけることになる. このように, 90 気圧に達する高圧の CO₂ 大気は, 海の蒸発と関係していると 考えられている.
• 暴走温室効果
2. 地面が見えない:
   高度 50 - 70 km 付近に分布する硫酸の雲に遮られるため, 地表面を可視光で見ることはできない. 金星の硫酸の雲は紫外線による光化学反応によって作られる. 地球大気のオゾン層のようなものと考えるとよい. (地球でよく見られる水雲は, 大気の循環に伴って 水蒸気が凝結することで作られる).

3. 雲層高度での高速東西風:
   可視, または紫外線で観測される雲の動きを追跡すると, 雲層高度における赤道付近の東西風は 4 日で金星を一周 することがわかる. この大気の流れは 4 日循環と呼ばれている. 雲頂付近の東西風の風速はおよそ 100 m/s で, 惑星の自転速度 (赤道付近で 1.5 m/s) に比べてとても大きい. 惑星の自転よりも速い東西風は, 太陽系の他の惑星には見られない.
   • 自転のない惑星大気の循環: 4 日循環

• 惑星画像
  • NASA 惑星画像ホームページ