Несколько видов облаков высокого уровня Венеры. Фото: НАСА/Лаборатория реактивного движения. Фото: НАСА/Лаборатория реактивного движения.
Из чего состоят облака Венеры? Ученые знают, что он состоит в основном из капель серной кислоты с небольшим количеством воды, хлора и железа. Их концентрации меняются с высотой в плотной и враждебной атмосфере Венеры. Но до сих пор им не удалось идентифицировать недостающий компонент, который мог бы объяснить пятна и полосы облаков, видимые только в УФ-диапазоне.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, исследователи из Кембриджского университета синтезировали железосодержащие сульфатные минералы, которые стабильны в суровых химических условиях венерианских облаков. Спектроскопический анализ показал, что сочетание двух минералов, ромбоклаза и кислого сульфата железа, может объяснить загадочную особенность поглощения ультрафиолета на нашей соседней планете.
«Единственные доступные данные о составе облаков были собраны зондами и выявили странные свойства облаков, которые до сих пор мы не смогли полностью объяснить», — сказал Пол Риммер из Кавендишской лаборатории и соавтор исследования. «В частности, при исследовании в УФ-свете венерианские облака показали особую картину поглощения УФ-излучения. Какие элементы, соединения или минералы ответственны за такое наблюдение?»
Созданная на основе химии атмосферы Венеры, команда синтезировала несколько железосодержащих сульфатных минералов в лаборатории водной геохимии Департамента наук о Земле.
Суспендируя синтезированные материалы в серной кислоте различных концентраций и отслеживая химические и минералогические изменения, команда сузила список потенциальных минералов до ромбоклаза и кислого сульфата железа, спектроскопические характеристики которых были изучены под источниками света, специально разработанными для имитации спектра солнечные вспышки (FlareLab Пола Риммера и Саманты Томпсон в Кавендишской лаборатории).
Лаборатория фотохимии в Гарварде участвовала в исследовании, предоставив измерения структуры поглощения УФ-излучения трехвалентного железа в экстремально кислых условиях, пытаясь имитировать еще более экстремальные венерианские облака. Ученые входят в недавно созданную Федерацию происхождения, которая продвигает такие совместные проекты.
«Схемы и уровень поглощения, показанные комбинацией этих двух минеральных фаз, согласуются с темными ультрафиолетовыми пятнами, наблюдаемыми в венерианских облаках», — сказал соавтор Клэнси Чжицзян Цзян из Департамента наук о Земле в Кембридже. «Эти целенаправленные эксперименты выявили сложную химическую сеть в атмосфере и пролили свет на круговорот элементов на поверхности Венеры».
«Венера — наш ближайший сосед, но она остается загадкой», — сказал Риммер. «У нас будет шанс узнать гораздо больше об этой планете в ближайшие годы благодаря будущим миссиям НАСА и ЕКА, которые будут исследовать ее атмосферу, облака и поверхность. Это исследование подготавливает почву для этих будущих исследований».
Информация от: Кембриджским университетом
