Хотя сегодня они очень разные, Венера, Земля и Марс в молодости были очень похожи. Все три были теплыми, с плотной, богатой водой атмосферой. Но со временем Марс стал холодной, сухой планетой с тонкой атмосферой, а Венера стала перегретой, с сокрушительным, токсичным небом. Только Земля превратилась в теплый океанический мир, полный жизни. Но почему?
Мы знаем, что на Марсе когда-то были обширные моря. Вначале на нем были подходящие условия для жизни, но из-за меньшей гравитации, чем на Земле, и слабого магнитного поля Марс со временем потерял большую часть своей атмосферы, а большая часть его воды либо замерзла под поверхностью, либо химически заперлась в марсианской глине. Если бы Марс был больше и геологически более активным, возможно, он стал бы еще одним живым миром.
Что поднимает вопрос о Венере. По массе и составу Венера кажется почти близнецом Земли. Его поверхностная гравитация составляет 90% земной. Хотя у него нет сильного магнитного поля, как у нашего мира, он геологически активен. Мы даже можем увидеть свидетельства вулканической активности на его поверхности. Венера также сохранила плотную атмосферу, так почему же это адский мир по сравнению с Землей?
Самая распространенная модель ранней Венеры состоит в том, что когда-то планета была похожа на Землю. Его богатая водой атмосфера вылилась бы на поверхность дождем, создав теплые моря и реки, как на Земле и Марсе. Некоторые модели предполагают, что Венера могла быть земной еще 700 миллионов лет назад. Но в конце концов, то ли из-за близости к Солнцу, отсутствия магнитного поля, то ли какого-то геологического процесса, Венера претерпела парниковую трансформацию. Его океаны высохли, а атмосфера уплотнилась, превратившись в тот смертоносный мир, который мы видим сегодня. Возможно, нам на Земле следует смотреть на Венеру как на предостерегающую историю о том, что происходит, когда резко увеличивается количество парниковых газов.
Но новые исследования утверждают, что Венера никогда не была влажным миром. Хотя на раннем этапе у нее действительно была богатая водой атмосфера, она никогда не удерживала воду, и на нашей планетарной сестре никогда не образовывались моря.
Исследование начинается с расчета скорости разложения воды, углекислого газа и других молекул в атмосфере. Ультрафиолетовое излучение, попадающее в верхние слои атмосферы, а также химические взаимодействия могут разрушить эти молекулы. Например, чтобы поддерживать стабильный уровень воды, ее необходимо пополнять за счет вулканической активности.
На Земле высвобождаемые вулканические газы представляют собой в основном водяной пар, поскольку недра Земли богаты водой. Это позволяет нашей планете заменять воду, которая разлагается в верхних слоях атмосферы. Но внутренняя часть Венеры гораздо более сухая: только 6% газов составляют водяной пар. Остальное — это в основном углекислый газ и соединения серы. В этой модели основным фактором развития атмосферы планеты является состав вулканических газов, а не первоначальный состав атмосферы. Итак, при небольшой вулканической активности атмосфера Марса истончилась. Из-за сухих, богатых серой вулканических газов Венера превратилась в парниковый мир. Из-за богатых водой вулканических газов Земля оставалась планетой-океаном.
В настоящее время существуют доказательства обеих моделей эволюции Венеры, и ни одну из них нельзя исключать. Будущие проекты, такие как миссия НАСА DAVINCI, могли бы дать нам более полное представление об атмосфере Венеры, но до тех пор еще неизвестно, записана ли судьба планеты в ее скале или на ее небе.
Ссылка: Константину, Тереза, Оливер Шорттл и Пол Б. Риммер. «Сухой интерьер Венеры, ограниченный атмосферной химией». Природа Астрономия (2024): 1-10.
