Венеру иногда называют сестрой Земли из-за их общих физических, геологических и атмосферных особенностей. Ученые обнаружили нечто новое в геологии Венеры, что напоминает нам о сходстве между двумя планетами. Нам нужно заглянуть глубоко внутрь обеих планет, чтобы увидеть, что обнаружили исследователи.
Есть несколько причин, по которым пару планет иногда называют близнецами. У них есть несколько общих характеристик:
- Они являются внутренними соседями Солнечной системы.
- Они оба непростые.
- Они примерно одинакового размера и массы.
- На обоих планетах мало кратеров, что говорит о молодости их поверхности.
- У обеих планет есть атмосфера и плотные облака.
- У них обоих есть геологическое сходство и особенности поверхности, такие как вулканы, горы, плато и равнины.
Новое исследование, опубликованное в Nature Geoscience, посвящено последнему пункту в этом списке. Его название — «Высокогорья Иштар Терра на Венере, поднятые кратоноподобными механизмами формирования». Ведущий автор — Фабио Капитанио, доцент Школы Земли, атмосферы и окружающей среды Университета Монаша.
Ishtar Terra — один из трех крупных высокогорных регионов на Венере. Его топография включает горы, равнины и плато. Горная цепь Максвелл Монтес находится в Ishtar Terra, и ее высота составляет около 11 км (6,8 миль), по сравнению с горой Эверест, высота которой составляет 8,8 км (5,5 миль).
Терра Иштар имеет очень сложный рельеф и, по-видимому, сильно деформирована. Это указывает на то, что Венера в прошлом подвергалась мощной геологической активности.
Ishtar Terra также содержит Lakshmi Planum, плато площадью два миллиона квадратных километров высотой около четырех километров, окруженное чрезвычайно деформированным рельефом. Оно состоит из гладких потоков лавы и имеет два больших щитовых вулкана. Colette Patera имеет диаметр около 130 км, а Sacajawea Patera имеет ширину около 200 км и глубину 1-2 км. Хотя Венера сейчас тектонически неактивна, ученые полагают, что древняя тектоническая активность ответственна за дикую топографию региона.
Новое исследование в Nature Geoscience фокусируется на определенной части геологии, называемой кратонами. Кратоны — это древние геологические ядра континентов Земли. Это стабильные части литосферы Земли, которые обычно находятся в центре континентальных плит планеты. Кратоны пережили обширную историю континентального рифтинга и слияния Земли. Они, как правило, состоят из чрезвычайно прочной фундаментальной породы и имеют глубокие корни, которые могут уходить на несколько сотен километров в мантию планеты.
Некоторые кратоны датируются докембрийской эрой, более 2,5 млрд лет назад. Другие могут быть еще старше и могут датироваться ранними днями Земли во время гадейского и архейского эонов.
В этой новой работе Капитанио и его коллеги-исследователи использовали данные с космического корабля НАСА Magellan и высокопроизводительные компьютерные симуляции для более глубокого изучения формирования Ishtar Terra. Они обнаружили, что Ishtar Terra могла образоваться таким же образом, как могли образоваться кратоны Земли.
«Структуры, возникающие в этой модели, обеспечивают топографию, гравитацию и толщину земной коры, удивительно сопоставимые с плато Венеры».
Из «Высокогорья Земли Иштар на Венере, поднятые механизмами формирования, подобными кратонам».
На Земле плато и пояса гор, такие как Ishtar Terra, явно возникли бы в результате столкновения континентальных плит. Ishtar Terra похожа на Тибетское плато, и столкновение континентов является основным фактором ее формирования. Что-то еще должно быть за Ishtar Terra и другими террасами Венеры, потому что на планете отсутствует тектоника плит. Но Ishtar Terra имеет нечто общее с Землей. У нее толстый слой коры, похожий на кратоны Земли.
Это говорит о том, что у планет есть или были общие процессы. Земля Иштар и другие террасы Венеры могли подняться из горячих недр планеты. Хотя существует несколько конкурирующих объяснений образования кратонов Земли, одно из них — модель расплавленного плюма. Она утверждает, что поднимающиеся плюмы расплавленной породы вышли из глубин мантии Земли и образовали толстые слои с кратонами наверху.
«Исследование бросает вызов нашему пониманию того, как развиваются планеты», — сказал ведущий автор Капитанио. «Мы не ожидали, что Венера с ее палящей температурой поверхности в 460°C и отсутствием тектоники плит будет обладать такими сложными геологическими особенностями».
Хотя на Венере нет тектоники плит, у нее есть горячая литосфера. Температура поверхности планеты составляет около 460 °C (860 °F). Тепло распространяется в литосферу, которая горячее земной из-за неконтролируемого парникового эффекта Венеры. Поверхность просто не может сбрасывать тепло так, как это делает Земля. Высокая температура означает, что литосфера Венеры, вероятно, тоньше земной. В то время как литосфера Земли может достигать толщины 200 км, а может быть, и больше, толщина литосферы Венеры составляет всего около 50–100 км. Поскольку она намного тоньше, она также слабее.
«Горячая литосфера Венеры может сделать ее хорошим аналогом ранней Земли и может обеспечить те же типы процессов формирования континентов, которые происходили на Земле», — пишут исследователи в брифинге для Nature. «Мы сосредоточились на Иштар Терра, самом широком из плато, для которого мы обнаружили, что топография, толщина коры и гравитационные сигналы соответствуют нашим расчетам, когда смоделированная литосфера примерно в 10–50 раз слабее земной».
Венера», — объясняют исследователи. Кредит изображения: Capitiano et al. 2024.
Тонкая литосфера благоприятствует «размещению толстой магматической коры поверх глубокой остаточной
истощенная мантия», — пишут авторы в своем исследовании.
«Эта находка открывает захватывающий новый взгляд на Венеру и ее потенциальные связи с ранней Землей», — сказал Капитанио. «Особенности, которые мы обнаружили на Венере, поразительно похожи на ранние континенты Земли, что позволяет предположить, что динамика прошлого Венеры могла быть более схожа с динамикой Земли, чем считалось ранее».
Исследование показывает, что, несмотря на свои различия, расходящиеся скалистые планеты могут разделять базовые механизмы. Обнаружение этих кратонов или связанных с кратонами механизмов на другой планете может помочь ученым понять Землю. «Изучая схожие особенности на Венере, мы надеемся раскрыть секреты ранней истории Земли», — сказал доцент Капитанио.
Венера — это как план Б Солнечной системы. Если жизнь не смогла зародиться на Земле, возможно, она смогла бы зародиться на Венере. Есть свидетельства того, что на Венере когда-то могла быть жидкая вода и она находилась в обитаемой зоне, хотя это не точно. В любом случае, в то время как на Земле процветает жизнь, на Венере слишком жарко.
Древние кратоны Земли являются частью истории Земли. На нашей планете геология, жизнь и атмосфера планеты тесно связаны. Осознавая, что общего у Земли и Венеры и в чем их различия, исследователи могут узнать больше о траектории Земли к живой планете.
Будущие миссии на Венеру находятся в разработке, и они должны предоставить еще больше объяснений различных результатов планет-сестер.
«Наши исследования проложили путь для будущих миссий на Венеру, таких как DAVINCI, VERITAS и EnVision», — сказал Капитанио. «Эти миссии предоставят более глубокое понимание геологической истории Венеры и ее связи с Землей».
