Несмотря на свои адские условия сегодня, Венера, возможно, когда-то была гостеприимным миром. Он немного меньше Земли, и если бы вода попала на обе планеты одинаковым образом, Венера могла бы однажды разместить океаны на своей поверхности. В какой-то момент, однако, его атмосфера взлетела в безудержном парниковом эффекте, и теперь температура поверхности достаточно высокая, чтобы расплавить свинец.
Связанный контент
- Японский космический корабль "Акацуки" может окончательно облететь Венеру
- Венера может иметь удивительно молодую кожу
Ученые-планетологи пытаются выяснить, что случилось с бедной Венерой, чтобы вызвать эту драматическую трансформацию. Теперь симуляции предложили интригующую, хотя и очень раннюю, теорию: Венера создала свою удушающую атмосферу после столкновения с объектом размером с Техас.
Седрик Гиллманн из Королевской обсерватории Бельгии и его коллеги симулировали, что произойдет, если объекты разных размеров упадут на Венеру. Они обнаружили, что непосредственные эффекты, такие как выброс части атмосферы в космос, вносят лишь небольшие изменения, от которых планета может быстро восстановиться. Но значительное влияние могло бы вызвать изменения в глубине мантии, которые могли бы изменить геологию и атмосферу планеты на протяжении сотен миллионов лет, особенно если бы это произошло, когда Венера была относительно молодой.
«Бывают периоды, когда достаточно сильного удара, чтобы переключить холодную поверхность на горячую и изменить историю планеты», - говорит Гиллманн.
Согласно их моделям, если сферический объект шириной от 500 до 1000 миль попадет на Венеру, энергия от сталкивающегося объекта нагреет верхнюю мантию настолько, чтобы растопить ее. Эта расплавленная часть поднялась бы на поверхность, распространившись в длинный неглубокий слой под коркой. Вода и углекислый газ в мантии могут затем выделяться на поверхность в виде газов, что могло бы вызвать значительное изменение в атмосфере планеты.
Если бы Венера пострадала от удара достаточно рано в течение своей жизни, вода, выпущенная из мантии, могла бы затем быть сорвана более сильным солнечным ветром, исходящим от более активного молодого солнца, оставив позади более сухую планету. Когда большая часть воды планеты будет извлечена из мантии на раннем этапе, мало что останется в ловушке в атмосфере, когда солнечная активность успокоится. Получающаяся плотная атмосфера, богатая углекислым газом, помогла бы резко нагревать планету, сообщает команда в апрельском выпуске Икара .
«Большое столкновение повлияет не только на образование больших кратеров на поверхности, но также может повлиять на атмосферу посредством ряда процессов», - говорит Симона Марчи из Юго-западного исследовательского института в Колорадо, которая не участвовала в исследовании., «[Новое исследование] фокусируется на эффекте, который, возможно, не был полностью исследован в прошлом - что происходит именно с внутренней эволюцией планеты».
Удары объектов такого размера редки. Согласно другим исследованиям, тела размером примерно с карликовую планету Церера, ширина которой составляет 590 миль, врезаются в планеты примерно один раз за всю свою жизнь. Большие объекты еще реже.
«Таких воздействий не должно было быть за последние 3 миллиарда лет», - говорит Гиллманн. Тем не менее, мы знаем, что ранняя солнечная система пережила период, называемый поздней тяжелой бомбардировкой, когда фрагменты протопланет врезались в скалистые миры около Солнца, оставляя множество кратеров. И есть много доказательств того, что Земля пережила значительное столкновение в молодости. Ученые считают, что тело размером с Марс врезалось в нашу планету, вырезая материал, из которого образовалась Луна.
Так почему же Земля не получила супер-парниковый эффект? По оценкам, сталкивающийся объект намного больше - около 4000 миль в ширину. Такое сильное воздействие полностью удалило бы и изменило бы поверхность Земли, по существу позволяя ей быть сброшенной. На Венере, однако, кора оставалась бы неповрежденной, и лишь небольшая часть мантии могла просочиться в атмосферу планеты.
Радарные карты поверхности Венеры показывают мир, в котором доминируют вулканические структуры. (NASA / JPL) Если сильное воздействие действительно поразило Венеру достаточно, чтобы изменить ее атмосферу, другие эффекты не будут очевидны. Поверхность планеты довольно молодая, покрыта лавой, которая могла возникнуть в результате удара или когда-то действующих вулканов. Но есть более косвенные подсказки. У планеты странно медленное вращение - день на Венере длиннее года, и она вращается в обратном направлении по сравнению с остальными планетами Солнечной системы.
Предыдущие исследования показали, что странное вращение Венеры могло быть вызвано серьезным ударом. Тем не менее, значительный удар не единственный способ нагреть атмосферу планеты. Вулканы, извергающиеся в течение миллиардов лет, могли также направить углекислый газ из мантии на поверхность, нагревая планету в течение всей ее истории.
Марчи добавляет, что он хотел бы видеть более подробные оценки количества и состава газов, удаляемых из различных столкновений, факторов, которые будут зависеть от того, когда в истории планеты произошло столкновение.
«Это очень фундаментальный процесс не только для Венеры, но и для всех планет земной группы», - говорит он.
Одна из самых больших трудностей в создании более детальных моделей связана с тем, что у нас очень мало данных для работы. В то время как Марс получил множество посетителей-роботов за последние 40 лет, «злой двойник» Земли привлек гораздо меньше внимания.
«В настоящее время у нас просто нет большой информации об истории Венеры, которая могла бы помочь нам найти доказательства воздействия», - говорит Гиллманн. «Мы надеемся, что дальнейшие миссии и наблюдения смогут найти некоторые области, которые могут быть старше».
