Воистину адская планета. Ученые наконец выяснили, куда пропала вода на Венере

Почему на Венере пропала вода?

Земля и Венера когда-то были весьма схожи, считают ученые.

Обе планеты родились в центре хаотичной молодой звездной системы около 4,5 млрд лет назад.

Поскольку планеты-соседки имеют одинаковый размер и схожую структуру, считается, что обе планеты, скорее всего, зародились с одинаковым количеством воды.

Однако сегодня Венера — это адский мир с сильной жарой и сокрушительным давлением, и большая часть воды на ней исчезла.

Земля же, даже несмотря на различные климатические потрясения, все еще обладает огромными запасами воды. И это в существенной степени определило ее способность стать колыбелью для зарождения жизни.

Исследователей давно интересует вопрос о том, почему Венера лишилась своих запасов воды. Возможно, найдя ответ на этот вопрос, мы узнаем много интересного о природе эволюции планет.

Весьма аргументированный ответ на этот вопрос дает новое исследование группы планетологов из университета штата Колорадо.

Они считают, что виновником может быть особый тип молекул, буквально улетевший в космос и лишивший Венеру последних остатков воды.

Результаты их исследования были опубликованы в авторитетном журнале Nature.

Авторы работы применили ряд компьютерных моделей для того, чтобы детально рассмотреть химические реакции в атмосфере Венеры на разных этапах эволюции планеты.

Это позволило почти полностью опровергнуть наиболее распространенную на текущий момент гипотезу о том, что Венера лишилась воды вследствие какого-то одноразового катаклизма7

Считается, что на ранних этапах истории Венеры планета могла потерять большую часть воды в результате атмосферного выброса. Солнце постоянно извергает солнечный ветер — поток заряженных частиц — через всю Солнечную систему и мимо планет. Земле повезло, что магнитное поле защищает ее от солнечного ветра, в то время как Венера попадает под его удар.

Возможно, какая-то серия особо крупных вспышек попросту «испарила» воду с поверхности Венеры.

Но авторы нового исследования отбросили эту гипотезу.

Такой процесс может удалить большую часть воды, но он не учитывает, сколько воды Венера потеряла до сегодняшнего дня.

«Если я выливаю воду из бутылки, я избавляюсь от большей части воды, но в ней все равно остается несколько капель», — поясняет Эрин Канги, ведущий автор исследования в интервью изданию Gizmodo. —  Сегодня мы видим на Венере такое малое количество воды, что это не совсем соответствует действительности".

В результате своего моделирования ученые выяснили, что молекула под названием HCO+ (ион, состоящий из одного атома водорода, углерода и кислорода), вероятно, ответственна за засушливые условия Венеры.

Что за летучая молекула и как все это работает

Исследователи поясняют, что Венера теряет воду через механизм, называемый диссоциативной рекомбинацией, при которой положительные ионы HCO+ смешиваются с водой и образуют положительно заряженную молекулу.

Поскольку противоположности притягиваются, молекула притягивает отрицательно заряженный электрон, и они соединяются.

Однако когда они это сделают, у получившейся молекулы будет слишком много энергии, чтобы оставаться в целости, и она распадется на части.

Как только это происходит, водород, имеющий излишки энергии в результате процесса разделения, улетучивается из атмосферы планеты.

«Это просто базовая химическая реакция, так что она могла происходить на ранней Венере и продолжается до сих пор, удаляя последние остатки воды», — говорит Канги.

Реакция постоянно поддерживается из-за неимоверно высокой температуры на поверхности Венеры.

По словам Канги, поверхность Венеры примерно такая же горячая, как печь для пиццы.

Однако, исследователи не считают, что их работа ставит финальную точку в вопросе исчезновения воды с поверхности Венеры.

Несмотря на всю убедительность расчетов и выводов, хотелось бы получить еще одно, важнейшее подтверждение.

А именно — напрямую обнаружить молекулы HCO+ в атмосфере Венеры.

Дело тут не в том, что молекула пока не найдена. А скорее в том, что прежде никто не искал ее на Венере.

Предыдущие миссии к соседней планете не имели приборов, предназначенных для поиска этой молекулы в атмосфере. Однако данные предыдущих миссий показали наличие некоторых молекул, которые вступают в реакцию, образуя HCO+.

Предстоящие миссии к Венере, такие как VERITAS и DAVINCI, также не будут оснащены соответствующими приборами, поэтому ученые, стоящие за новым исследованием, предлагают новую миссию к Венере, которая измерит молекулы в ее верхних слоях атмосферы.

Если молекула будет обнаружена, это позволит нам с высокой вероятностью утверждать, что тайна воды на Венере разгадана.

А значит, одной загадкой в Солнечной системе будет меньше.

«Венера и Марс — это два возможных конца спектра обитаемости планет, — поясняет Канги. — Мы знаем, что Земля пригодна для жизни, что Венера слишком горячая, а Марс слишком холодный, но обе они потеряли воду». Так мы будем знать, что именно случилось на Венере. Дальше — очередь тайны Марса.

Прежние гипотезы о воде на Венере

Ранее ученые предлагали несколько гипотез об исчезновении воды с Венеры.

Об одной из них — солнечный ветер в отсутствие магнитного поля — мы уже говорили выше.

Вот еще несколько популярных гипотез.

Парниковый эффект

На Венере наблюдается экстремальный вариант парникового эффекта: густые облака и плотная атмосфера, состоящая в основном из углекислого газа. Это могло привести к тому, что температура поверхности была достаточно высокой, чтобы вскипятить всю стоячую воду и загнать ее в атмосферу, где она была бы уязвима для других механизмов потери, таких как фотодиссоциация и снос солнечным ветром.

Химическое поглощение

Некоторые теории предполагают, что вода могла впитаться в кору планеты или вступить в химическую реакцию с поверхностными породами, заблокировав ее в минералах.

Отсутствие тектоники плит

В отличие от Земли, на Венере нет активной тектоники плит, которая на Земле помогает перерабатывать углекислый газ и воду через геологические процессы. Без этих процессов вода на Венере могла бы быть потеряна.