Воістину пекельна планета. Учені нарешті з’ясували, куди зникла вода на Венері

Чому на Венері зникла вода?

Земля і Венера колись були вельми схожими, вважають учені.

Обидві планети народилися в центрі хаотичної молодої зоряної системи близько 4,5 млрд років тому.

Оскільки планети-сусідки мають однаковий розмір і схожу структуру, вважається, що обидві планети, найімовірніше, зародилися з однаковою кількістю води.

Однак сьогодні Венера — це пекельний світ із сильною спекою та нищівним тиском, і більша частина води на ній зникла.

Земля ж, навіть незважаючи на різні кліматичні потрясіння, все ще має величезні запаси води. І це істотною мірою визначило її здатність стати колискою для зародження життя.

Дослідників давно цікавить питання про те, чому Венера позбулася своїх запасів води. Можливо, знайшовши відповідь на це питання, ми дізнаємося багато цікавого про природу еволюції планет.

Вельми аргументовану відповідь на це питання дає нове дослідження групи планетологів з університету штату Колорадо.

Вони вважають, що винуватцем може бути особливий тип молекул, який буквально полетів у космос і позбавив Венеру останніх залишків води.

Результати їхнього дослідження були опубліковані в авторитетному журналі Nature.

Автори роботи застосували низку комп’ютерних моделей для того, щоб детально розглянути хімічні реакції в атмосфері Венери на різних етапах еволюції планети.

Це дало змогу майже повністю спростувати найпоширенішу на поточний момент гіпотезу про те, що Венера позбулася води внаслідок якогось одноразового катаклізму7

Вважається, що на ранніх етапах історії Венери планета могла втратити більшу частину води внаслідок атмосферного викиду. Сонце постійно вивергає сонячний вітер — потік заряджених частинок — через усю Сонячну систему і повз планети. Землі пощастило, що магнітне поле захищає її від сонячного вітру, тоді як Венера потрапляє під його удар.

Можливо, якась серія особливо великих спалахів просто «випарувала» воду з поверхні Венери.

Але автори нового дослідження відкинули цю гіпотезу.

Такий процес може видалити більшу частину води, але він не враховує, скільки води Венера втратила до сьогоднішнього дня.

«Якщо я виливаю воду з пляшки, я позбуваюся більшої частини води, але в ній все одно залишається кілька крапель», — пояснює Ерін Кангі, провідний автор дослідження в інтерв'ю виданню Gizmodo. — Сьогодні ми бачимо на Венері таку малу кількість води, що це не зовсім відповідає дійсності".

У результаті свого моделювання вчені з’ясували, що молекула під назвою HCO+ (іон, що складається з одного атома водню, вуглецю і кисню), ймовірно, відповідальна за посушливі умови Венери.

Що за летюча молекула і як усе це працює

Дослідники пояснюють, що Венера втрачає воду через механізм, званий дисоціативною рекомбінацією, під час якої позитивні іони HCO+ змішуються з водою й утворюють позитивно заряджену молекулу.

Оскільки протилежності притягуються, молекула притягує негативно заряджений електрон, і вони з'єднуються.

Однак коли вони це зроблять, у отриманої молекули буде занадто багато енергії, щоб залишатися цілою, і вона розпадеться на частини.

Щойно це відбувається, водень, що має надлишки енергії внаслідок процесу поділу, випаровується з атмосфери планети.

«Це просто базова хімічна реакція, тож вона могла відбуватися на ранній Венері та триває досі, видаляючи останні залишки води», — каже Кангі.

Реакція постійно підтримується через неймовірно високу температуру на поверхні Венери.

За словами Кангі, поверхня Венери приблизно така ж гаряча, як піч для піци.

Однак, дослідники не вважають, що їхня робота ставить фінальну крапку в питанні зникнення води з поверхні Венери.

Незважаючи на всю переконливість розрахунків і висновків, хотілося б отримати ще одне, найважливіше підтвердження.

А саме — безпосередньо виявити молекули HCO+ в атмосфері Венери.

Річ тут не в тому, що молекулу поки що не знайдено. А скоріше в тому, що раніше ніхто не шукав її на Венері.

Попередні місії до сусідньої планети не мали приладів, призначених для пошуку цієї молекули в атмосфері. Однак дані попередніх місій показали наявність деяких молекул, які вступають у реакцію, утворюючи HCO+.

Майбутні місії до Венери, такі як VERITAS і DAVINCI, також не будуть оснащені відповідними приладами, тому вчені, що стоять за новим дослідженням, пропонують нову місію до Венери, яка виміряє молекули в її верхніх шарах атмосфери.

Якщо молекулу буде виявлено, це дасть нам змогу з високою ймовірністю стверджувати, що таємницю води на Венері розгадано.

А отже, однією загадкою в Сонячній системі буде менше.

«Венера і Марс — це два можливі кінці спектра населеності планет, — пояснює Кангі. — Ми знаємо, що Земля придатна для життя, що Венера занадто гаряча, а Марс занадто холодний, але обидві вони втратили воду». Так ми знатимемо, що саме сталося на Венері. Далі - черга таємниці Марса.

Колишні гіпотези про воду на Венері

Раніше вчені пропонували кілька гіпотез про зникнення води з Венери.

Про одну з них — сонячний вітер за відсутності магнітного поля — ми вже говорили вище.

Ось ще кілька популярних гіпотез.

Парниковий ефект

На Венері спостерігається екстремальний варіант парникового ефекту: густі хмари і щільна атмосфера, що складається в основному з вуглекислого газу. Це могло призвести до того, що температура поверхні була досить високою, щоб закип’ятити всю стоячу воду і загнати її в атмосферу, де вона була б вразлива для інших механізмів втрати, таких як фотодіссоціація і знесення сонячним вітром.

Хімічне поглинання

Деякі теорії припускають, що вода могла вбратися в кору планети або вступити в хімічну реакцію з поверхневими породами, заблокувавши її в мінералах.

Відсутність тектоніки плит

На відміну від Землі, на Венері немає активної тектоніки плит, яка на Землі допомагає переробляти вуглекислий газ і воду через геологічні процеси. Без цих процесів вода на Венері могла б бути втрачена.