В 1978 году миссия НАСА «Pioneer Venus» (также известная как «Pioneer 12») достигла Венеры и обнаружила признаки того, что у Венеры когда-то были океаны на ее поверхности. С тех пор несколько миссий были отправлены на Венеру и собрали данные о ее поверхности и атмосфере. Из этого возникла картина того, как Венера совершила переход от «подобной Земле» планеты к горячему и адскому месту, которым она является сегодня.

Все началось около 700 миллионов лет назад, когда массовое изменение поверхности вызвало безудержный парниковый эффект, в результате которого атмосфера Венеры стала невероятно плотной и горячей. Это означает, что в течение 2-3 миллиардов лет после образования Венеры планета могла поддерживать обитаемую среду. Согласно недавнему исследованию, этого было бы достаточно, для появления жизни.

Исследование было представлено 20 сентября на Совместном совещании Европейского конгресса по планетарной науке (EPSC-DPS) в 2019 году, которое состоялось с 15 по 20 сентября в Женеве, Швейцария. Именно здесь Майкл Уэй и Энтони Дель Дженио из Института космических наук имени Годдарда (GISS) НАСА поделились своим новым взглядом на климатическую историю Венеры, который может иметь значение для поиска обитаемых экзопланет.

Для своего исследования доктор Уэй и доктор Дель Дженио создали серию из пяти симуляций, в которых рассматривалось, на что была похожа среда Венеры, основываясь на разных уровнях водного покрытия планеты. Оно состояло из адаптации трехмерной модели, которая учитывала изменение состава атмосферы и постепенное увеличение солнечного излучения по мере того, как Солнце становилось теплее в течение своей жизни.

В трех из пяти сценариев Вей и Дель Дженио предполагали, что топография Венеры была почти такой же, как и сегодня, океан варьировался от минимальной глубины 10 метров до максимальной около 310 метров. Они также рассмотрели сценарий с топографией Земли и 310-метровым океаном, а также другой сценарий, в котором Венера была полностью покрыта океаном в 158 метров.

В конце концов, все пять симуляций показали одно и то же: что Венера могла бы поддерживать стабильные температуры - от низких 20° C до высоких 50° C - в течение примерно трех миллиардов лет. Если бы не серия событий, которые привели к тому, что 80% поверхности планеты было изменено (что привело к выделению CO2, содержащегося в коре).

Как объяснил Вэй: «Наша гипотеза состоит в том, что Венера могла иметь стабильный климат в течение миллиардов лет. Возможно, что глобальное событие изменило поверхность и превратило ее климат из подобного Земле, в адскую теплицу, которую мы видим сегодня.

Все началось около 4,2 миллиарда лет назад, через несколько сотен миллионов лет после образования Венеры, которая только что закончила период быстрого охлаждения. В этот момент, если предположить, что Венера прошла процесс, аналогичный Земле, в ее атмосфере преобладает углекислый газ. Он был медленно поглощено силикатными породами, что сформировало карбонаты, которые были тогда заперты в коре планеты.

Около 715 миллионов лет назад, согласно исследованию Уэя и Дель Дженио, атмосфера была бы такой же, как сегодня, на Земле, состоящей преимущественно из газообразного азота с следовыми количествами СО2 и метана. Эти условия могли бы оставаться стабильными до настоящего времени, если бы не массовое дегазационное событие.

Причина этого остается загадкой; однако, ученые полагают, что это произошло из-за геологического события, которое привело к тому, что 80% планеты вышло на поверхность. Это могло привести к образованию большого количества магмы, которая пузырилась и выделяла огромное количество СО2 в атмосферу. Потом магма затвердела создав барьер, который препятствовал повторному поглощению СО2.

Как объяснил Вэй: «Что-то случилось на Венере, где огромное количество газа было выпущено в атмосферу и не могло быть повторно поглощено. На Земле у нас есть несколько примеров крупномасштабного дегазации, например, создание Сибирских траппов 500 миллионов лет назад, что связано с массовым вымиранием. Этот процесс полностью преобразовал Венеру».

Это объясняет, как атмосфера Венеры была сгущена до такой степени, что она была более чем в 90 раз плотнее земной (92 бара по сравнению с 1 баром). В сочетании с высокими концентрациями CO2 это привело бы к безудержному парниковому эффекту, который объяснил бы, как планета стала адским местом, которое мы знаем сегодня, где температура поверхности в среднем составляет 462° C.

Это противоречит общепринятым представлениям о обитаемости, которые утверждают, что орбита Венеры размещена за внутренним краем обитаемой зоны нашего Солнца (HZ). В этой «зоне Венеры», согласно общепринятому мнению, планета поглощает слишком много солнечного излучения, чтобы когда-либо поддерживать жидкую воду на своей поверхности. Но, как указывает Вэй, все их симуляции указывали иначе:

«Венера в настоящее время получает почти вдвое больше солнечного излучения, чем Земля. Однако во всех смоделированных нами сценариях мы обнаружили, что Венера все еще может поддерживать температуру поверхности для поддержания воды в жидком виде».

Эти результаты соответствуют аналогичному исследованию, которое Уэй и Дель Дженио провели в 2016 году с коллегами из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА , Института планетарных наук (PSI), Упсальского университета и Колумбийского университета. Для этого исследования их команда создала набор трехмерных климатических симуляций, используя данные миссии Магеллана, которые исследовали, как присутствие океана на древней Венере повлияет на ее обитаемость.

Исходя из этого, они определили, что если бы у Венеры период вращения был медленнее, ее климат оставался бы пригодным для жизни до 715 миллионов лет назад. Тем не менее, есть еще два основных неизвестных, которые необходимо устранить, прежде чем ученые смогут с уверенностью сказать, что Венера была обитаемой до самого недавнего времени.

Во-первых, ученым нужно будет определить, насколько быстро Венера охладилась и удалось ли ей в первую очередь конденсировать жидкую воду на ее поверхности. Во-вторых, остается неизвестным, было ли глобальное выделение CO2 отдельным быстрым событием или частью долгой серии, которая происходила в течение миллиардов лет.

«Нам нужно больше миссий, чтобы изучить Венеру и получить более подробное понимание ее истории и эволюции», - сказал Уэй. «Однако наши модели показывают, что существует реальная возможность того, что Венера могла бы быть обитаемой и радикально отличаться от той, которую мы видим сегодня. Это открывает всевозможные последствия для экзопланет, обнаруженных в так называемой «зоне Венеры», которая может фактически содержать жидкую воду и умеренный климат».

Это означает, что когда-нибудь Венеру можно превратить в мягкий мир, который в основном покрыт океанами с несколькими большими континентами и обширными архипелагами. Звучит как любое место, которое вы знаете?

• • 100
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5