Ученые узнали, откуда на Венере столько дейтерия
Международная группа ученых провела исследование количества дейтерия в атмосфере Венеры с помощью инструмента Solar Occultation in the Infrared на зонде Venus Express Европейского космического агентства. Полученные данные позволили построить модель механизма протекания водного цикла планеты и указали на важность включения в модели процессов, зависящих от высоты, для точных прогнозов эволюции соотношения дейтерий/водород.
Сегодня Венера — сухой, враждебный мир. Давление на ней почти в 100 раз выше, чем на Земле, а температура поверхности — приблизительно 460 °C. Атмосфера планеты чрезвычайно сухая и скрыта под облаками серной кислоты и водяных капель. Большая часть воды находится под этими слоями облаков и внутри них. Однако Венера, возможно, когда-то была похожа на Землю по распространенности воды.
Изучение полутяжелой и обычной воды на Венере помогает ученым восстановить ее водную историю. Полутяжелая вода, гидроксид дейтерия, имеет ту же химическую формулу, что и обычная вода H2O, но вместо двух атомов протия, самого распространенного изотопа водорода с атомной массой один, кислород соединен с одним атомом водорода и одним атомом дейтерия, тяжелого изотопа водорода, обозначаемого D. У атома дейтерия в ядре есть дополнительный нейтрон, его атомная масса — два, а полутяжелая вода имеет обозначение HDO.
Соотношение HDO/H2O в основной атмосфере Венеры в 120 раз больше, чем на Земле, что указывает на значительное обогащение дейтерием с течением времени. Этот факт может говорить о существовании большого количества влаги на поверхности Венеры в прошлом. Сухость планеты в настоящем в первую очередь связана с тем, что солнечная радиация разрушает оба варианта воды в верхних слоях атмосферы, образуя атомы водорода (H) и дейтерия (D).
Поскольку атомы H чрезвычайно легки, они не удерживаются в атмосфере и улетают в космос, а соотношение HDO/H2O постепенно растет. Чтобы определить, сколько H и D улетучивается, исследователи измеряют количество вариантов воды на высотах, где солнечный свет может их разрушать. Фиксацию количественных значений проводят в мезосфере, над облаками на высотах более 70 километров.
При измерениях с помощью зонда Venus Express исследователи обнаружили две неожиданные закономерности: концентрации H2O и HDO увеличиваются с высотой на уровне 70-110 километров, а соотношение HDO/H2O становится на порядок больше и достигает показателей, более чем в 1500 раз превышающих земные.
Большое количество дейтерия может объяснить поведение аэрозолей гидратированной серной кислоты (H2SO4), которая образуется в области с температурами ниже точки выпадения росы сернистой воды. Такая среда приводит к образованию аэрозолей с участием уже находящегося в прохладной области дейтерия. Получившиеся частицы поднимаются на высоту, где повышенные температуры заставляют их испаряться, высвобождая более значительную долю HDO по сравнению с H2O. Затем пар переносится обратно вниз, в сравнительно холодные условия, перезапуская цикл.
Самыми важными исследователи назвали два вывода. Во-первых, изменения высоты играют решающую роль в определении местоположения запасов дейтерия и водорода. Во-вторых, повышенное соотношение HDO/H2O в итоге увеличивает выброс дейтерия. Эти результаты предполагают, что включение в модели процессов, зависящих от высоты, необходимо для точных прогнозов изменения соотношения D/H в атмосфере Венеры.
Понимание эволюции природных условий Венеры и истории воды на ней поможет нам понять, что делает планету пригодной для жизни. Это знание, в свою очередь, укажет на то, как не позволить Земле переродиться в неприветливую Венеру.
Исследование опубликовано в издании Proceedings of the National Academy of Sciences.
Telegram 
Дзен 
VK Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Новая находка доказывает, что эволюция изобрела как минимум два независимых способа бороться с вирусами. Это открытие кардинально меняет представления о развитии иммунитета и расширяет горизонты для поиска новых лекарств.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии