В 1978 году НАСА Пионерка Венера Миссия (также известная как «Пионер 12») достигла Венеры («Сестра Земли») и обнаружила признаки того, что на поверхности Венеры, возможно, когда-то были океаны. С тех пор к Венере было отправлено несколько миссий и собраны данные о ее поверхности и атмосфере. Из этого возникла картина того, как Венера превратилась из «земной» планеты в жаркое и адское место, которым она является сегодня.
Все началось около 700 миллионов лет назад, когда масштабное событие всплытия на поверхность вызвало внезапный парниковый эффект, из-за которого атмосфера Венеры стала невероятно плотной и горячей. Это означает, что в течение 2–3 миллиардов лет после образования Венеры на планете могла быть обитаемая среда. Согласно недавнее обучение , этого было бы достаточно, чтобы на «Сестре Земли» появилась жизнь.
Исследование было представлено вчера (20 сентября) на Совместном заседании 2019 г. Европейский конгресс по планетарной науке (EPSC-DPS), который проходил с 15 по 20 сентября в Женеве, Швейцария. Именно здесь Майкл Уэй и Энтони Дель Генио из Институт космических наук имени Годдарда НАСА (GISS) поделился новым взглядом на климатическую историю Венеры, который может иметь значение для поиска обитаемых экзопланет.
Впечатление художника от поверхности Венеры, как она есть сегодня, с ее грозами и вулканом вдали. Предоставлено и ©: ESA / J. Что еще
Для своего исследования доктор Уэй и доктор Дель Генио создали серию из пяти симуляций, в которых рассматривалось, как будет выглядеть окружающая среда Венеры на основе различных уровней водного покрытия. Это состояло из адаптации трехмерной модели общей циркуляции, которая учитывала изменение состава атмосферы и постепенное увеличение солнечной радиации по мере того, как Солнце становилось теплее в течение его жизни.
В трех из пяти сценариев Уэй и Дель Генио предположили, что топография Венеры была такой же, как и сегодня, океан варьировался от минимальной глубины 10 м (~ 30 футов) до максимальной примерно 310 м ( ~ 1000 футов), и небольшое количество воды было заблокировано в почве. Они также рассмотрели сценарий с топографией Земли и 310-метровым океаном, а также другой сценарий, в котором Венера была полностью покрыта океаном на глубине 158 метров (~ 500 футов).
В конце концов, все пять симуляций показали одно и то же: Венера смогла бы поддерживать стабильные температуры - от 20 ° C (68 ° F) до максимума 50 ° C (122 ° F) в течение примерно три миллиарда лет. Если бы не серия событий, которые вызвали всплытие 80% поверхности планеты (что привело к выделению углекислого газа, содержащегося в земной коре), сегодня на ней можно было бы жить. Как путь объяснил Это:
«Наша гипотеза состоит в том, что на Венере мог быть стабильный климат в течение миллиардов лет. Возможно, что почти глобальное событие смены поверхности ответственно за его преобразование из земного климата в адские теплицы, которые мы видим сегодня.
Подобный образец суши и океана, подобный приведенному выше, был использован в модели климата, чтобы показать, как грозовые облака могли защитить древнюю Венеру от яркого солнечного света и сделать планету пригодной для жизни. Кредиты: НАСА
Все началось около 4,2 миллиарда лет назад, через несколько сотен миллионов лет после образования Венеры и только что завершилось периодом быстрого охлаждения. На этом этапе, если предположить, что Венера претерпела те же процессы, что и Земля, в ее атмосфере преобладает углекислый газ. Это медленно поглощалось силикатными породами с образованием карбонатов, которые затем были заблокированы в коре планеты.
Примерно 715 миллионов лет назад, согласно исследованию Уэй и Дель Генио, атмосфера была бы похожа на ту, что есть на Земле сегодня, - состоящая преимущественно из газообразного азота с незначительными количествами CO² и метана. Эти условия могли бы оставаться стабильными до настоящего времени, если бы не массовое газовыделение.
Причина этого остается загадкой; однако ученые считают, что это произошло из-за геологического события, которое вызвало всплытие 80% планеты. Это могло быть связано с всплыванием большого количества магмы и выбросом огромного количества CO² в атмосферу. Затем магма затвердела бы, не достигнув поверхности, создав таким образом барьер, препятствующий повторному поглощению CO². Как путь объяснил :
«Что-то произошло на Венере, где в атмосферу было выброшено огромное количество газа, который не мог быть повторно поглощен камнями. На Земле у нас есть несколько примеров крупномасштабной дегазации, например, создание сибирских ловушек 500 миллионов лет назад, связанное с массовым вымиранием, но ничего подобного. Он полностью изменил Венеру ».
Художественная концепция терраформированной Венеры с поверхностью, большей частью покрытой океанами. Предоставлено: Wikipedia Commons / Ittiz.
Это могло бы объяснить, как атмосфера Венеры стала плотнее до такой степени, что она была более чем в 90 раз плотнее Земли (92 бара по сравнению с 1 бар). В сочетании с высокими концентрациями CO² это привело бы к безудержному парниковому эффекту, который объяснил бы, как планета превратилась в то адское место, которое мы знаем сегодня, где температура поверхности в среднем составляет 462 ° C (864 ° F).
Это противоречит общепринятым представлениям об обитаемости, согласно которым орбита Венеры помещает ее за пределы внутренней границы обитаемой зоны нашего Солнца (HZ). Согласно общепринятому мнению, в пределах этой «зоны Венеры» планета поглощает слишком много солнечной радиации, чтобы когда-либо иметь возможность поддерживать жидкую воду на своей поверхности. Но как путь указал , все их модели показали иное:
«Сейчас на Венере почти вдвое больше солнечного излучения, чем на Земле. Однако во всех смоделированных нами сценариях мы обнаружили, что Венера может поддерживать температуру поверхности, приемлемую для жидкой воды ».
Эти выводы согласуются с подобное исследование that Way и Del Genio провели в 2016 году с коллегами из Центр космических полетов имени Годдарда НАСА , то Институт планетологии (PSI), Уппсальский университет и Колумбийский университет. Для этого исследования их команда создала набор 3D-моделирования климата с использованием данных из Магеллан миссия Это исследовало, как присутствие океана на древней Венере повлияет на ее обитаемость.
Исходя из этого, они определили, что если бы период вращения Венеры был меньше, чем примерно 16 земных дней, ее климат оставался бы обитаемым до 715 миллионов лет назад. Тем не менее, есть еще два основных неизвестных, которые необходимо решить, прежде чем ученые смогут с уверенностью сказать, что Венера была обитаемой до недавнего времени.
Планета Венера, полученная миссией Magellan 10. Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения.
Во-первых, ученым нужно будет определить, насколько быстро Венера остыла и могла ли она вообще конденсировать жидкую воду на своей поверхности. Во-вторых, остается неизвестным, было ли глобальное событие всплытия, которое привело к переходу Венеры, единичным событием или просто частью серии, которая происходила в течение миллиардов лет.
«Нам нужно больше миссий для изучения Венеры и получения более подробного понимания ее истории и эволюции», - сказал Уэй. «Однако наши модели показывают, что существует реальная возможность того, что Венера могла быть обитаемой и радикально отличаться от Венеры, которую мы видим сегодня. Это открывает всевозможные последствия для экзопланет, находящихся в так называемой «зоне Венеры», которая на самом деле может содержать жидкую воду и умеренный климат ».
Подумайте об этом ... если бы Венера не претерпела масштабного события всплытия на поверхность (или их серии), человечеству нужно было бы только поискать доказательства существования внеземной жизни по соседству. В этом отношении, если бы Марс не потерял свою магнитосферу 4,2 миллиарда лет назад, он мог бы произвести собственную жизнь, которая все еще существует сегодня. В нашей единой Солнечной системе могла быть не одна, а три планеты, несущие жизнь (причем соседние)!
Эти открытия, вероятно, воодушевят тех, кто считает, что когда-нибудь Венера должна быть терраформирована. Знание о том, что на планете когда-то был стабильный климат и что она могла поддерживать его, несмотря на свою орбиту, по сути означает, что любая экологическая инженерия, которую мы на ней делаем, останется неизменной.
Это означает, что Венера может когда-нибудь превратиться в мягкий мир, в основном покрытый океанами, с несколькими большими континентами и обширными архипелагами. Похоже на любое место, которое вы знаете?
Дальнейшее чтение: Европейское общество , EPSCoR