Новые данные показывают, что на Венере не было океанов — условий, необходимых для жизни.

Это изображение, показывающее ночную сторону Венеры, светящуюся в тепловом инфракрасном диапазоне, было получено японским космическим кораблем Акацуки. Предоставлено: JAXA / ISAS / DARTS / Damia Bouic.

Астрофизики под руководством UNIGE и NCCR PlanetS исследуют прошлое Венера Чтобы узнать, есть ли на нашей сестре планете Земля океаны.

Венеру можно считать злым близнецом Земли. На первый взгляд, он имеет такую ​​же массу и размер, что и наша родная планета, также состоит в основном из каменистого материала, вмещает немного воды и имеет атмосферу. Однако при более внимательном рассмотрении обнаруживаются поразительные различия между ними: плотная атмосфера Венеры, состоящая из углекислого газа, максимальная температура и давление на поверхности, а также сера. кислый Облака действительно резко контрастируют с условиями, необходимыми для жизни на Земле. Однако так бывает не всегда.

Предыдущие исследования показали, что Венера могла быть более гостеприимным местом в прошлом с ее жидкими водянистыми океанами. Команда астрофизиков во главе с Женевским университетом (UNIGE) и Национальным центром эффективности исследований (NCCR) PlanetS, Швейцария, исследовала, действительно ли близнец нашей планеты переживает более мягкие периоды. Результаты опубликованы в журнале. закаливать природу, указывает на то, что это не так.

Взгляд художника на поверхность и атмосферу ранней Венеры более 4 миллиардов лет назад. На переднем плане таинственный исследователь, который с удивлением видит, как океаны полностью исчезают в небе. Кредит: © Маньчжурский

Венера в последнее время стала важной темой исследований астрофизиков. ЕКА и НАСА В этом году я решил отправить по крайней мере три космические миссии в течение следующего десятилетия на вторую ближайшую к Солнцу планету. Один из основных вопросов, на который направлены эти миссии, — были ли на Венере ранние океаны. Астрофизики во главе с Мартином Турбетом, исследователем из отдела астрономии на факультете естественных наук UNIGE и членом NCCR PlanetS, попытались ответить на этот вопрос с помощью инструментов, доступных на Земле.

«Мы смоделировали климат Земли и Венеры в начале их эволюции, более четырех миллиардов лет назад, когда поверхность планет все еще таяла», — объясняет Мартин Турбет. «Сопутствующие высокие температуры означают, что любая вода присутствует в виде пара, как в гигантской скороварке».

Используя сложные трехмерные модели атмосферы, аналогичные тем, которые ученые используют для моделирования текущего климата Земли и будущей эволюции, команда изучила, как атмосферы двух планет эволюционировали с течением времени и могли ли при этом образовываться океаны.

«Благодаря нашему моделированию мы смогли показать, что климатические условия не позволяют водяному пару конденсироваться в атмосфере Венеры», — говорит Мартин Турбет. Это означает, что температура никогда не падала настолько, чтобы вода в ее атмосфере образовывала капли дождя, которые могли упасть на ее поверхность. Вместо этого вода оставалась в атмосфере в виде газа, а океаны так и не образовались. «Одна из основных причин этого — облака, которые образуются преимущественно на ночной стороне планеты. Эти облака вызывают очень сильный парниковый эффект, который не позволяет Венере охлаждаться так быстро, как считалось ранее», — продолжает женевский исследователь.

Небольшие различия имеют большие последствия

Удивительно, но моделирование астрофизиков также показывает, что Землю легко могла постичь та же участь, что и Венеру. Если бы Земля была немного ближе к Солнцу или если бы Солнце было таким же ярким в своей «юности», как сейчас, наша планета сегодня выглядела бы совсем иначе. Вполне вероятно, что относительно слабое излучение молодого Солнца позволило Земле достаточно остыть, чтобы конденсировать воду, из которой состоят наши океаны. Эмелин Болмонт, профессор UNIGE, член PlaneS и соавтор исследования: «Это полное отражение нашего взгляда на то, что долгое время называлось« парадоксом слабого молодого солнца ». главное препятствие для возникновения жизни на Земле! »Аргумент состоит в том, что если бы солнечное излучение было намного слабее, чем сегодня, оно превратило бы Землю в ледяной шар, враждебный жизни. «Но оказывается, что для очень горячей молодой Земли это слабое Солнце могло быть неожиданной возможностью», — продолжает исследователь.

«Наши результаты основаны на теоретических моделях и являются важным строительным блоком в ответе на вопрос об истории Венеры», — говорит соавтор исследования Дэвид Эренрайх, профессор кафедры астрономии UNIGE и член NCCR PlanetS. «Но мы не сможем окончательно судить об этом на наших компьютерах. Наблюдения за тремя будущими космическими полетами к Венере будут необходимы, чтобы подтвердить — или опровергнуть — нашу работу». Эта перспектива восхищает Эмлина Полмонта, для которого «эти замечательные вопросы могут быть решены Центром жизни в Новой Вселенной, недавно созданным при факультете естественных наук UNIGE».

Справка: «Асимметрия дневных и ночных облаков предотвращает появление океанов на Венере, но не на Земле», Мартин Турбет, Эмелин Полмонт, Гийом Шаверо, Давид Эренрайх, Джереми Леконт и Эммануэль Марк, 13 октября 2021 г., закаливать природу.
DOI: 10.1038 / s41586-021-03873-w