Новое исследование показало, что на Венере, раскаленной пустоши планеты, по мнению ученых, когда-то могли наблюдаться движения тектонических плит, подобные тем, которые, как полагают, происходили на ранней Земле. Фото: НАСА/Лаборатория реактивного движения.
Новое исследование показало, что на Венере, раскаленной пустоши планеты, по мнению ученых, когда-то могли наблюдаться движения тектонических плит, подобные тем, которые, как полагают, происходили на ранней Земле. Это открытие открывает дразнящие сценарии относительно возможности ранней жизни на Венере, ее эволюционного прошлого и истории Солнечной системы.
В своей статье в журнале Nature Astronomy группа ученых под руководством исследователей из Университета Брауна описывает использование атмосферных данных Венеры и компьютерного моделирования, чтобы показать, что состав нынешней атмосферы планеты и поверхностное давление были бы возможны только в результате ранней формы плит. тектоника — процесс, критически важный для жизни, который включает в себя толкание, притягивание и скольжение нескольких континентальных плит друг под другом.
На Земле этот процесс усилился на протяжении миллиардов лет, образуя новые континенты и горы и приводя к химическим реакциям, которые стабилизировали температуру поверхности планеты, в результате чего окружающая среда стала более благоприятной для развития жизни.
Венера, с другой стороны, ближайший сосед и сестра Земли, пошла в противоположном направлении, и сегодня температура ее поверхности достаточно высока, чтобы расплавить свинец. Одно из объяснений состоит в том, что всегда считалось, что планета имеет так называемую «застойную крышку», то есть ее поверхность имеет только одну пластину с минимальным количеством поддачи, движения и газов, выбрасываемых в атмосферу.
В новой статье утверждается, что так было не всегда. Чтобы объяснить обилие азота и углекислого газа, присутствующих в атмосфере Венеры, исследователи пришли к выводу, что на Венере должна была возникнуть тектоника плит где-то после формирования планеты, примерно 4,5–3,5 миллиарда лет назад. В статье предполагается, что это раннее тектоническое движение, как на Земле, было ограничено с точки зрения количества движущихся плит и степени их смещения. Это также могло бы произойти на Земле и на Венере одновременно.
«Один из главных выводов заключается в том, что у нас, скорее всего, одновременно были две планеты в одной и той же солнечной системе, действовавшие в режиме тектоники плит — того же режима тектоники, который позволил существовать жизни, которую мы видим на Земле сегодня», — сказал он. Мэтт Веллер, ведущий автор исследования, который завершил работу, когда был постдокторантом в Брауне, а сейчас работает в Институте Луны и Планет в Хьюстоне.
Это подтверждает возможность существования микробной жизни на древней Венере и показывает, что в какой-то момент две планеты, которые находятся в одном солнечном районе, имеют примерно одинаковый размер и имеют одинаковую массу, плотность и объем, были более похожими, чем считалось ранее. прежде чем расходиться.
Работа также подчеркивает возможность того, что тектоника плит на планетах может зависеть только от времени, а следовательно, и от самой жизни.
«До сих пор мы думали о тектоническом состоянии с точки зрения бинарности: оно либо истинно, либо ложно, и оно либо истинно, либо ложно на протяжении всего существования планеты», — сказал соавтор исследования Александр Эванс, доцент кафедры Земли. , экологические и планетарные науки в Брауне.
«Это показывает, что планеты могут переходить в разные тектонические состояния и выходить из них, и что на самом деле это может быть довольно распространенным явлением. Земля может быть исключением. Это также означает, что у нас могут быть планеты, которые переходят в обитаемые состояния и выходят из них, а не просто постоянно пригодны для жизни. »
Эту концепцию будет важно учитывать, поскольку ученые стремятся понять близлежащие спутники (например, Европу Юпитера, которая продемонстрировала доказательства наличия земной тектоники плит) и далекие экзопланеты, согласно статье.
Первоначально исследователи начали работу как способ показать, что атмосферы далеких экзопланет могут быть мощными маркерами их ранней истории, прежде чем решили исследовать эту точку ближе к дому.
Они использовали текущие данные об атмосфере Венеры в качестве конечной точки для своих моделей и начали с предположения, что на протяжении всего своего существования Венера имела застойную крышку. Они быстро смогли увидеть, что моделирование, воссоздающее текущую атмосферу планеты, не соответствует тому, где сейчас находится планета, с точки зрения количества азота и углекислого газа, присутствующих в нынешней атмосфере, и полученного в результате давления на поверхности.
Затем исследователи смоделировали то, что должно было бы произойти на планете, чтобы оказаться там, где она находится сегодня. В конечном итоге они почти точно совпали с цифрами, когда учли ограниченное тектоническое движение в начале истории Венеры, за которым последовала модель застойной крышки, существующая сегодня.
В целом команда считает, что эта работа служит доказательством концепции атмосфер и их способности давать представление о прошлом.
«Мы все еще придерживаемся этой парадигмы, когда используем поверхности планет, чтобы понять их историю», — сказал Эванс. «Мы действительно впервые показываем, что атмосфера на самом деле может быть лучшим способом понять часть очень древней истории планет, которая часто не сохраняется на поверхности».
Предстоящие миссии НАСА DAVINCI, которые будут измерять содержание газов в атмосфере Венеры, могут помочь закрепить результаты исследования. Тем временем исследователи планируют углубиться в ключевой вопрос, который поднимает статья: что случилось с тектоникой плит на Венере? Теория, изложенная в статье, предполагает, что планета в конечном итоге стала слишком горячей, а ее атмосфера слишком плотной, что привело к высыханию необходимых ингредиентов для тектонического движения.
«На Венере в какой-то степени иссякли силы, и это затормозило процесс», — сказал Дэниел Ибарра, профессор факультета наук о Земле, окружающей среде и планетах Брауна и соавтор статьи.
Исследователи говорят, что детали того, как это произошло, могут иметь важные последствия для Земли.
«Это будет следующий важный шаг в понимании Венеры, ее эволюции и, в конечном итоге, судьбы Земли», — сказал Веллер. «Какие условия заставят нас двигаться по траектории, подобной Венере, и какие условия позволят Земле оставаться пригодной для жизни?»
Информация от: Университетом Брауна
