02.12.2024, 19:01
Дарья Губина
5
2,4 тыс

Ученые лишили молодую Венеру океанов, насытив паром ее атмосферу

❋ 5.8

Сегодня на поверхности Венеры нет океанов, но если они когда-то были, то в недрах планеты должна была остаться вода. Оценить ее количество можно по вулканическим выбросам. В новой работе исследователи рассчитали химические взаимодействия в атмосфере и пришли к выводу, что Венера давным-давно иссохла.

Венера
Венера в представлении художника / © ESO/M. Kornmesser & NASA/JPL/Caltech

Зона жизни — диапазон расстояний от звезды, где на поверхности планет земного типа вода может удерживаться в жидком состоянии, а вода — необходимое условие жизни, какой мы ее знаем. Если следовать самым строгим требованиям, в нашей системе сегодня в эту зону попадает лишь Земля. По более смелым расчетам, зона жизни Солнечной системы тянется от 0,38 до 10 а. е. (астрономическая единица — среднее расстояние от Земли до Солнца), то есть от Меркурия до Сатурна. Конечно, в процессе эволюции звезды и ее системы эта зона смещается. История климата Венеры поможет понять, где проходила внутренняя граница нашей зоны жизни.

Венера и Земля сформировались в схожих условиях. Теоретически после формирования у нашей «соседки» по системе было достаточно воды для глобального океана глубиной в три километра. Вряд ли океан существовал: на поверхности нет явных следов водной эрозии, зато сохранились следы от метеоритов, хотя они чуть «затерты» обновлением поверхности от вулканической активности.

Сегодня водоемов на Венере нет: средняя температура на поверхности (0,72 а. е. от Солнца) — около 465 градусов Цельсия, а давление в 90 раз больше, чем на Земле на уровне моря. Тем не менее ученые по-прежнему не уверены, что там совсем уж никогда не было жидкой воды.

По результатам компьютерных моделирований сформировались две «картины» климата на молодой планете: «умеренной и влажной Венеры» и «сухой Венеры». В первом сценарии она на протяжении миллиардов лет была похожа на Землю. Планета сформировалась прохладной, на поверхности были жидкая вода, дневную строну прикрывали облака. Резкое изменение климата, вероятно, спровоцировали вулканы, насытившие атмосферу углекислым и сернистым газом.

Версия о «влажной Венере» подкрепляется обилием дейтерия в атмосфере, но этому уже нашли другое объяснение. Главное, если воды было так много, то внутри планета должна быть по-прежнему насыщена водородом.

По сценарию «сухой Венеры», изначальный океан магмы на поверхности остывал медленно, вся вода испарилась, ее молекулы распались в атмосфере, и водород улетел в открытый космос. По оценкам, даже если у Венеры было в 10 раз больше воды, чем в океанах Земли, если магма застывала медленно, на планете могло остаться лишь менее десятой доли массы земных океанов. В последующие миллиарды лет атмосфера растеряла и эту воду. Тогда и внутри планеты сегодня должно быть мало водорода.

Иллюстрация двух сценариев климата на молодой Венере: «сухой Венеры» (наверху) и «умеренной и влажной Венеры» (внизу)
Иллюстрация двух сценариев климата на молодой Венере: «сухой Венеры» (наверху) и «умеренной и влажной Венеры» (внизу) / © Tereza Constantinou et al. Nature Astronomy (2024)

Авторы нового исследования, опубликованного в журнале Nature Astronomy, оценили содержание водорода внутри Венеры по тому, как в ее современной атмосфере поддерживается баланс соединений при «подпитке» от вулканической активности, ведь состав вулканических выбросов отражает обилие водорода в недрах.

Ученые анализировали динамику воды (H2O), углекислого газа (CO2) и карбонилсульфида (OCS) в современной атмосфере Венеры: их формирование, распад, влияние солнечного излучения и потенциальное взаимодействие с породами на поверхности. Так они убедились, что учли все возможные источники и потери этих соединений и элементов. Сегодня в атмосфере Венеры сохраняется баланс, значит, всю нехватку элементов в рассчитанной модели компенсируют вулканические выбросы. Оказалось, магма Венеры богата серой и углеродом, но в ней очень мало воды.

Получается, эта планета сформировалась с насыщенной водяным паром атмосферой. Пока океан магмы медленно остывал на поверхности, вода в атмосфере распадалась, и водород «улетал». За несколько десятков миллионов лет Венера «высохла». Значит, похожие на нее экзопланеты и планеты, оказавшиеся в «зоне Венеры» у своих звезд, вряд ли когда-либо охлаждались достаточно, чтобы удерживать на поверхности жидкую воду. В общем, это маловероятные кандидаты на обнаружение жизни, какой мы ее знаем, то есть существующей лишь при наличии жидкой воды.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl (Cmd) + Enter.
Дарья Губина
Автор специализируется на популяризации астрономии и астрофизики. Пишет о строении Вселенной, космологических теориях и новых открытиях, раскрывая суть явлений и идей современного научного знания.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Дзен и в последнюю очередь на VK
Предстоящие мероприятия
21 сентября, 16:52
Редакция Naked Science

Всего 20-30 лет назад большинство женщин ходили на каблуках, а большинство мужчин — в обуви, подошва которой серьезно нагружала позвоночник и мышцы спины. Если задуматься, факт поразительный: 20 тысяч лет назад, в палеолите, таких проблем человечество вообще не испытывало. Как так получилось и что новые материалы делают, чтобы все эти сложности стали прошлым?

22 сентября, 12:52
Марк Чернов

Американские исследователи впервые смогли напрямую увидеть «квантовый скачок» звука — скачкообразный переход фонона, минимальной единицы звуковой энергии, между энергетическими уровнями в реальном времени. Это наблюдение завершило столетнюю историю поисков, начатую еще на заре квантовой физики, и открыло дорогу к созданию устойчивых квантовых компьютеров и сверхчувствительных датчиков.

22 сентября, 08:31
Марк Чернов

Человеческий мозг оказался двумя разными органами, которые объединились в процессе эволюции сотни миллионов лет назад. Исследователи доказали, что передняя и задняя части мозга формируются из совершенно разных стволовых клеток. Это открытие опровергло давнюю научную теорию и позволило впервые вырастить нейроны ствола мозга в лаборатории.

16 сентября, 14:29
Татьяна Зайцева

Анализ данных о почти 300 тысячах километров римских дорог, проложенных по территории бывшей империи, показал, что они вовсе не были такими прямыми, как принято считать. Кроме того, выяснилось, что известная поговорка «Все дороги ведут в Рим» тоже не соответствует истине.

21 сентября, 09:24
Елизавета З.

Европейское космическое агентство опубликовало снимок галактики NGC 4698, расположенной в созвездии Дева. Хотя на фотографии, сделанной телескопом «Хаббл», галактика кажется безмятежной, она хранит удивительную тайну: находящиеся в центре звезды и газ вращаются под прямым углом по отношению к остальной части диска.

21 сентября, 16:52
Редакция Naked Science

Всего 20-30 лет назад большинство женщин ходили на каблуках, а большинство мужчин — в обуви, подошва которой серьезно нагружала позвоночник и мышцы спины. Если задуматься, факт поразительный: 20 тысяч лет назад, в палеолите, таких проблем человечество вообще не испытывало. Как так получилось и что новые материалы делают, чтобы все эти сложности стали прошлым?

9 сентября, 22:44
Александр Березин

Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?

28 августа, 15:43
Татьяна Зайцева

Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.

29 августа, 16:51
Александр Березин

Госдолг США достиг 40 триллионов долларов и растет все быстрее и быстрее. На Западе переполох: при таких размерах его не выплатить. Следовательно, полагают многие, надо решить проблему как древние шумеры — долг обнулить и начать занимать заново. Рецепт кажется здравым, но есть нюансы. Причем поучительнее всего они даже не для Штатов, а, как ни странно, именно для России.

[miniorange_social_login]

Комментарии

5 Комментариев
Венера была пригодной для проживания но встретившись с Тейей они срезали друг у друга защитные вращающиеся диски перестали вращаться и попали под давление солнечной системы что и привело к такой большой плотности.Тея -Луна когда под воздействие Земли у нее изменилось плотность так как эти диски служат как амортизаторы для зашиты от давления системы они сжимаются создавая элипс
72 а. е., чёт далековато Венера, в данной статье, оказалась от Солнца). Правильно должно быть 0.72. "Ctrl + Enter" не работает!
Эта статья хочет сказать, что на Венере может быть подземный океан, как у Марса? кстати эта возможно.
1 2
02.12.2024
Хорошая статья, но заголовок уровня N+1. Осталось добавить "уличили". Комплимент? Не думаю.