На венере вода: На Венере никогда не было океанов, выяснили учёные

На Венере никогда не было океанов, выяснили учёные

2091

Добавить в закладки

Астрофизики из Женевского и Бернского университетов (Швейцария) исследовали прошлое Венеры, чтобы выяснить, существовали ли когда-нибудь океаны на «сестринской» планете Земли. Результаты, опубликованные в журнале Nature, показывают, что нет. Новость появилась на сайте Женевского университета. 

Планета Венера считается «сестрой» Земли. На первый взгляд, она сопоставима по массе и размеру с нашей планетой, также состоит в основном из каменистого материала, содержит немного воды, у нее есть атмосфера. Тем не менее, при более внимательном изучении обнаруживаются разительные различия между ними: плотная атмосфера Венеры с углекислым газом, экстремальные температура и давление поверхности, а также облака серной кислоты действительно резко контрастируют с условиями на Земле, необходимыми для жизни. Однако, возможно, так было не всегда. Предыдущие исследования показали, что в прошлом Венера могла быть гораздо более гостеприимным местом с собственными океанами с жидкой водой. Группа астрофизиков исследовала, действительно ли у близнеца нашей планеты были более мягкие периоды.

Для этого исследователи смоделировали климат Земли и Венеры в самом начале их эволюции – то есть более четырех миллиардов лет назад, – когда поверхность планет еще была «расплавленной». «Связанные с этим высокие температуры означали, что любая вода должна присутствовать в виде пара, как в гигантской скороварке», – добавляют авторы работы. Используя сложные трехмерные модели атмосферы, подобные тем, с помощью которых ученые моделируют текущий и будущий климат Земли, команда изучила, как атмосферы двух планет будут эволюционировать с течением времени и могут ли при этом образовываться океаны.

Результаты показали, что климатические условия не позволяют водяному пару конденсироваться в атмосфере Венеры. Это означает, что температура на этой планете никогда не опускалась так низко, чтобы вода в ее атмосфере образовывала капли дождя, которые могли упасть на ее поверхность. Вместо этого вода осталась в атмосфере в виде газа, а океаны так и не образовались. Авторы называют облака, которые образуются преимущественно на ночной стороне планеты, одной из основных причин для этого. Облака вызывают очень мощный парниковый эффект, который не позволяет Венере охлаждаться так быстро, как считалось ранее. 

Также выяснилось, что Землю легко могла постичь та же участь, что и Венеру. Если бы наша планета была немного ближе к Солнцу или если бы Солнце сияло так же ярко в своей «юности», как сейчас, Земля сегодня выглядела бы совсем иначе, отмечают авторы работы. Вероятно, относительно слабое излучение молодого Солнца позволило Земле остыть достаточно, чтобы конденсировать воду, из которой состоят наши океаны. 

[Фото: ru.123rf.com]

Татьяна Матвеева

Венера
вода на венере
вода на земле
земля
океаны
солнечная система

Источник:
www. unige.ch

Информация предоставлена Информационным агентством «Научная Россия». Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано
Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.

НАУКА ДЕТЯМ

Президент РАН Геннадий Красников провел встречу с академиками-секретарями, на которой обсудили вопросы госзаданий и научно-методического руководства

18:00 / Наука и общество

ТАСС: Валерий Фальков назвал премию «За верность науке» ярким примером работы по популяризации науки

17:59 / Наука и общество, Образование

РИА Новости: Глава Минобрнауки В.Н. Фальков рассказал, как правильно популяризировать науку

17:53 / Наука и общество, Образование

Ученые определили, почему нейробластома бывает устойчивой к лечению

17:00 / Медицина

Генетики из Сколтеха узнали, что общего у куколки с эмбрионом

16:30 / Биология

Неандертальцы Кавказа использовали битум для крепления орудий к рукояткам

15:30 / Археология

Двигатели науки: члены Оргкомитета выбрали лауреатов премии «За верность науке»

15:30 / Наука и общество

Михаил Ковальчук: Премии за популяризацию науки ― это формирование идеологии страны

15:00 / Наука и общество

Генеральный директор АНО «ИРИ» Алексей Гореславский предложил объявить новую номинацию, посвященную роли продюсера в реализации проектов научной тематики

14:40 / Наука и общество, Экспертный разговор

Глава Минобрнауки РФ Валерий Фальков: популяризаторов науки нужно поощрять на самом высоком уровне

14:35 / Наука и общество, Образование

Памяти великого ученого. Наука в глобальном мире. «Очевиднное — невероятное» эфир 10.05.2008

04.03.2019

Памяти великого ученого. Нанотехнологии. «Очевидное — невероятное» эфир 3.08.2002

04.03.2019

Вспоминая Сергея Петровича Капицу

14.02.2017

Смотреть все

В исчезновении воды с Венеры обвинили «электрический ветер»

Геофизики из Европы и США объяснили, почему в верхних слоях атмосферы Венеры почти не наблюдается водяного пара, в то время как следы присутствия воды находят даже на более близких к материнским звездам горячих юпитерах. Работа ученых опубликована в журнале Geophysical Research Letters.

Хотя Венера и самая близкая к Земле планета, между ними наблюдаются существенные отличия. Атмосфера Венеры состоит в основном из углекислого газа (96,5 процентов) и азота (3,5 процентов), а также имеет более высокую температуру, чем Меркурий, который находится почти в два раза ближе к Солнцу. Содержание водяного пара в газовой оболочке планеты чрезвычайно мало — около двух тысячных процента.

Ранее ученые уже неоднократно говорили о том, что когда-то Земля и Венера в прошлом могли быть похожи друг на друга, так как обе планеты примерно одинакового размера, имеют похожие значения силы тяжести и основной химический состав. Следовательно, когда-то на Венере могла существовать вода, которая позже исчезла. Исследователи выдвигали теорию о том, что вода могла испариться с поверхности планеты в результате столкновения с небесным телом, размером около 400 километров, однако такое столкновение должно было происходить обязательно под углом, близким к прямому. Также было предположение о том, что под действием солнечного ультрафиолета молекулы воды распались на атомы водорода и кислорода, а потом были унесены фотонным ветром в межпланетное пространство.

В новой работе ученые проанализировали данные, полученные спектрометром ASPERA-4, который был установлен на космическом аппарате «Венера-экспресс» (последний сигнал был получен в январе 2015 года). Они изучали поток электронов, исходящий из верхних слоев атмосферы Венеры, и заметили, что ожидаемая скорость их «вылета» не совпадает с реальной. Исследователи предположили, что заряженные частицы могут удерживаться электрическим полем планеты, и рассчитали на основе изменения скорости электронов ее электрический потенциал.

Согласно расчетам ученых, электрический потенциал в ионосфере Венеры почти в пять раз выше предполагаемого Земного (9,9 вольт  ± 1,1 вольт, в то время как земной оценивается приблизительно в 2 вольта). Получив такую цифру, ученые решили проанализировать, как это будет влиять на атмосферу планеты.

Молекулы воды, как было упомянуто ранее, под действием ультрафиолета могут распадаться на атомы водорода и кислорода, из которых образуются ионы. Электрическое поле Венеры, согласно гипотезе ученых, способствует «выталкиванию» не только относительно легких ионов водорода, но и более тяжелых ионов кислорода — ученые называют это явление «электрическим ветром». По их мнению, даже если бы на планету не действовал такой сильный солнечный ветер, как сейчас, из ее ионосферы все равно бы «убегали» как легкие, так и более тяжелые заряженные частицы.

По словам ученых, их работа поможет лучше понять то, каким образом ионы покидают атмосферы других планет. Однако причину такого отличия между электрическими полями Земли и Венеры ученые на данный момент объяснить не могут.

Кристина Уласович

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Венера держалась на воде на удивление хорошо во время своей истории

Названная в честь древней богини плодородия, планета Венера не могла быть более враждебной к жизни, какой мы ее знаем. Помимо того, что Венера является самой горячей планетой Солнечной системы, ее атмосфера в 92 раза плотнее земной, и на ней регулярно выпадают сернокислотные дожди. Но, как мы узнали из многочисленных исследований, на Венере когда-то был гораздо более мягкий климат, и на ее поверхности даже были обширные океаны.

Как для астрономов, так и для геологов животрепещущий вопрос заключается в том, сколько воды удержала Венера во время этого масштабного перехода? Согласно исследованию, представленному Моа Перссоном из Шведского института космической физики (IRF), Венера фактически сохранила большую часть своей воды за последние 4 миллиарда лет. Вопреки тому, что ранее думали исследователи, Венера потеряла лишь небольшое количество воды из-за безудержного парникового эффекта.

Для своей диссертации Перссон проанализировала данные, собранные прибором IRF «Анализатор космической плазмы и энергетических атомов» (ASPERA-4), который изучал атмосферу Венеры в рамках миссии Европейского космического агентства (ESA) Venus Express. Этот прибор измеряет поток частиц, выходящих из атмосферы Венеры, чтобы узнать больше о том, как он взаимодействует с заряженными частицами Солнца (он же солнечный ветер).

Художественное представление Венеры-Экспресса, выполняющего аэродинамические маневры в атмосфере планеты в июне и июле 2014 года. Предоставлено: ESA-C. Карро

Опираясь на эти данные, Перссон попытался определить, какая часть заряженных частиц (ионов), вытекающих из атмосферы Венеры, представляет собой молекулы воды. Как объяснил Перссон в пресс-релизе IRF:

«Поверхность Венеры сегодня сравнима с адом. Он чрезвычайно сух и имеет температуру 460 градусов, но исторически поверхность была более гостеприимной с большим количеством воды, которая могла достигать глубины в несколько сотен метров, если равномерно распределяться по поверхности. Эта вода исчезла с Венеры. Мой тезис показывает, что лишь несколько дециметров этой воды утекло в космос».

В среднем два иона водорода (H + ) выходят из атмосферы Венеры на каждый один ион кислорода (O + ), что указывает на потерю воды. Перссон показал, что количество вылетающих ионов водорода меняется в течение 11-летнего солнечного цикла Солнца, при этом больше ионов теряется во время солнечного минимума, чем солнечного максимума (поскольку многие из них выталкиваются обратно в атмосферу солнечным ветром). .

Между тем было обнаружено, что скорости выхода ионов кислорода увеличиваются с увеличением энергии, присутствующей в восходящем солнечном ветре. Это указывает на то, что Венера эффективно препятствует солнечному ветру лишать свою атмосферу ее компонентов. Основываясь на этой связи между солнечным ветром и скоростью побега, Перссон затем рассмотрел, как активность Солнца развивалась с течением времени.

Художественное изображение поверхности Венеры с грозами и вулканом вдалеке. Авторы и права ©: Европейское космическое агентство/J. Whatmore

Исходя из этого, она смогла экстраполировать скорость выхода воды из атмосферы Венеры на 3,9 миллиарда лет назад и обнаружила, что от 0,02 до 0,6 метра (от 0,8 дюйма до 2 футов) воды было бы потеряно через вся поверхность Венеры. По оценкам ученых, Венера когда-то была покрыта океанами глубиной от десятков до сотен метров.

Другими словами, полученные ею результаты показывают, что нынешний процесс утечки ионов водорода и кислорода на Венере не может объяснить потерю ее поверхностной воды. Тем временем это исследование в сочетании с миссиями, изучающими влияние солнечного ветра на атмосферу Марса и Земли, дает более полную картину того, как солнечный ветер играет активную роль в эволюции атмосферы.

Это также поднимает важные вопросы о том, что могло случиться с любой жизнью, существовавшей на Венере давным-давно. Как объяснил Перссон:

«В своей диссертации я подсчитал, сколько воды утекло с Венеры в прошлом. Я наблюдал, как сегодняшние колебания солнечного ветра влияют на уход ионов и как солнечный ветер менялся с течением времени. Я надеюсь, что будут проведены дальнейшие сравнения атмосферных потерь Венеры, Земли и Марса. Это особенно интересно сейчас, когда на Венере могли быть обнаружены признаки жизни».

Самолеты, такие как атмосферная маневренная платформа Венеры (VAMP), могут исследовать вершины облаков Венеры в поисках возможных признаков жизни. Предоставлено: Northrop Grumman Corp.

С тех пор, как исследователи сообщили об обнаружении фосфена и глицина в атмосфере Венеры, ученые с нетерпением ждут, когда можно будет отправить еще одну миссию для более тщательного изучения. Хотя есть несколько предложений по исследованию поверхности с помощью специально разработанных марсоходов, возможность микробов и/или экстремофилов на верхушках облаков Венеры подчеркивает важность воздушных концепций.

Они могут иметь форму полуплавучего летательного аппарата, такого как Venus Atmospheric Maneuverable Platform 9.0009 (VAMP, показан выше) или планеры, такие как Bio-inspired Ray для экстремальных условий и зональных исследований (BREEZE). НАСА даже изучило возможность использования дирижаблей, таких как их операционная концепция высотной Венеры (HAVOC), которые могли бы просто парить над облаками и собирать всю необходимую информацию.

Изучая взаимодействие между солнечным ветром и атмосферными потерями на Венере, Земле и Марсе — с дополнительным преимуществом знания того, как это связано с потерей воды и влияет на обитаемость — ученые готовы раскрыть секрет того, как жизнь возникла в нашей Солнечной системе. Система и почему одни планеты смогли ее выдержать, а другие нет. Это может даже помочь, указав путь к свидетельствам прошлой жизни (или к тем, которые все еще существуют!)

Эти результаты были представлены Перссон в рамках ее докторской диссертации под названием «Побег в космос или возвращение на Венеру: потоки ионов, измеренные аппаратом Venus Express» в пятницу, 13 ноября, в Университете Умео, Швеция. Ее оппонентом по факультету был доктор Дмитрий Титов из Европейского центра космических исследований и технологий ЕКА (ESTEC). Полный текст ее диссертации можно посмотреть на сайте Университета Умео.

Дальнейшее чтение: IRF

Нравится:

Нравится Загрузка…

Круто! Вот как Венера будет выглядеть как будущий водный мир | Космос

Увеличить. | Карта, изображающая поверхность Венеры так, как будто на ней есть океаны. Изображение через Alexis Huet/Dragonite-2/ Reddit.

На поверхности Венеры достаточно жарко, чтобы расплавить свинец. Есть также сокрушительное поверхностное давление и облака, полные серной кислоты. Итак, сегодня на поверхности Венеры нет воды. Эта планета, вращающаяся по внутренней орбите от Земли вокруг Солнца, является одним из самых негостеприимных мест в нашей Солнечной системе. Но ученые считают, что несколько миллиардов лет назад на Венере могли быть океаны, возможно, очень похожие на земные. Венера когда-то могла быть обитаемой. Даже сейчас некоторые предлагают терраформировать Венеру, чтобы в будущем она снова могла стать водным миром. Как выглядела бы Венера с водой? Математик и специалист по данным Алексис Хьют первоначально разместила карту выше в Интернете в 2014 году. Она была повторно опубликована 20 августа 2020 года Dragonite-2 в сабреддите MapPorn. Он изображает Венеру, если бы она была терраформирована, чтобы стать более похожим на Землю миром с таким же количеством воды, что и Земля.

Карта стала вирусной.

Насколько он точен? И что он показывает?

Венера покрыта густыми облаками. Поэтому мы не можем видеть его поверхность. Но радар — от космического корабля, вращающегося вокруг этого мира, или (в первые дни) от Земли — может проникать сквозь облака планеты и позволяет ученым делать карты максимумов и минимумов на поверхности Венеры. Вот почему Венера имеет известную топографию, которую Юэ первоначально использовал для создания своей карты Венеры как водного мира. Радарные изображения показывают нам горные хребты Венеры, вулканы, квазиконтинентальные образования и другие, более плоские области.

Таким образом, мы знали — и теперь Алексис Хьюет и Драгонайт-2 помогли нам понять, — что если бы на Венере было столько воды, сколько на Земле, то в ее северном полушарии был бы один большой континент. Ученые уже назвали этот континент; они называют это Иштар Терра. Он размером с Австралию. Самая высокая точка Венеры, гора Максвелл Монтес, находится на Иштар Терра. Есть также второй большой континент, который ученые называют Террой Афродиты, расположенный вдоль экватора Венеры. Это размер Южной Америки (если бы Южная Америка была вытянута вдоль земного экватора, а не перпендикулярно ему). На карте Юэ также показаны более мелкие континенты и острова, которые были бы разбросаны по глобальным океанам Венеры, если бы Венера была водным миром.

Карта Алексис Хьюет, опубликованная на Reddit, основана на данных космического корабля. Большая часть нашей информации о том, что находится под плотными облаками Венеры, была получена советскими космическими аппаратами «Венера-15» и «Венера-16», а также американскими космическими аппаратами «Пионер Венера» и «Магеллан» в период с 1978 по 1994 год. Сегодня у нас есть достоверные сведения о 98% поверхность Венеры, согласно этой странице из ESO. Эта карта взята из журнала NOAA Science on a Sphere. Это компиляция данных радара Венеры, показывающая топографию Венеры в том виде, в каком она известна сегодня. NOAA пишет: «Большая часть Венеры, кажется, покрыта пологими равнинами. Две области возвышаются над остальной поверхностью и называются «континентами». Он показывает некоторые названные особенности на Венере сегодня, как показало радиолокационное изображение.

Написав Inverse 29 августа 2020 года, Майк Браун описал новую карту Венеры как водного мира. Он процитировал адъюнкт-профессора планетарных наук в Университете штата Северная Каролина Пола Бирна, который сказал Брауну, что в каком-то смысле карта довольно точна:

… в том смысле, что кто-то взял реальную цифровую модель возвышения Венеры. и добавил к нему «уровень моря».

Я не знаю, насколько реалистична часть «если бы на Венере было столько же воды, сколько на Земле», но я предполагаю, что тот, кто сделал эту карту, выбрал среднюю глубину океана для Земли и «затопил» топографию Венеры до той же глубины. .

Однако, как Бирн также отметил Брауну, поверхность будет выглядеть совершенно по-другому после эрозии дождями, реками и озерами. Карта изображает поверхность Венеры как есть, без тектоники плит. Но планета с океанами, вероятно, , будет иметь тектоники плит — постепенное движение наземных плит на коре планеты относительно друг друга — точно так же, как Земля.

И это движение плит земной коры, конечно же, повлияет на конфигурацию континентов и островов.

Венера в усиленном цвете с японского космического корабля Акацуки. Его поверхность нельзя увидеть одним глазом. Он полностью закрыт густыми облаками. В блоге Планетарного общества есть замечательная статья о реальных изображениях Венеры, сделанных японским космическим кораблем Акацуки. Акацуки начал вращаться вокруг Венеры в 2015 году. Изображения были подвергнуты специальной обработке и опубликованы в 2018 году. Представление художника о том, как может выглядеть терраформированная Венера, с земными океанами, континентами и облаками. Изображение взято с сайта Ittiz/Wikimedia Commons.

Но, конечно, в другом смысле карта Венеры как водного мира не рассчитывается в текущих условиях реального мира. Как отметил планетолог Бирн в статье Inverse :

На самом деле это нереально.

Это из-за экстремальных условий, существующих сегодня на Венере. Водянистый океан не может существовать в мире, достаточно горячем, чтобы расплавить свинец. Таким образом, карта не является точной с точки зрения реальной планеты Венера теперь . И теперь — вот что показывает эта карта. Видите противоречие?

Тем не менее, карта Юэта помогает нам использовать наше воображение и переносить мысли назад во времени — или вперед в будущее — когда, по мнению некоторых провидцев, Венера может быть совсем другим местом. Бирн говорил о прошлой Венере, когда сказал:

Хотя Венера с океанами не очень похожа на изображение Reddit, интересно подумать о том, как когда-то могла выглядеть голубая Венера и почему ее климат изменился. в адский мир сегодня.

И мы можем представить себе Венеру как терраформированный мир, специально сделанный, чтобы снова стать более пригодным для жизни и похожим на Землю. Это хорошо известная концепция Марса — превратить сухую холодную планету обратно в пригодную для жизни. Несмотря на то, что Марс является наиболее похожим на Землю миром в нашей Солнечной системе, по мнению большинства экспертов, терраформировать Марс будет сложно.

Но терраформировать Венеру — мир такого же размера и плотности, как Земля, но не похожий на Землю на своей поверхности — будет еще сложнее.

Однако это не помешало некоторым людям задуматься об этом. Знаменитый астроном Карл Саган был одним из первых, кто предложил способы терраформирования Венеры еще в 1961 году. Саган предложил засеять венерианские облака водорослями; позже было установлено, что это не сработает, потому что атмосфера оказалась слишком плотной. Астроном Джеффри Лэндис упомянул идеи Сагана и историю терраформирования в целом в статье 2011 года.0003

Конечно, самым большим препятствием для терраформирования Венеры будет попытка обратить вспять безудержный парниковый эффект, из-за которого планета нагревается до экстремальных температур, которые мы наблюдаем сегодня. Это было бы непросто. Это потребует огромного количества энергии и передовых технологий. Но, по словам Пола Бирна, терраформированная Венера может иметь некоторые преимущества перед терраформированным Марсом. Как указывает Бирн, Венера почти такого же размера, как Земля, с такой же гравитацией, и, возможно, было бы легче удалить углекислый газ, который составляет большую часть атмосферы планеты и вызывает парниковый эффект, из атмосферы, чтобы охладить планету. чем добавлять газы в разреженную атмосферу Марса, чтобы нагреть ее. Бирн прокомментировал:

Если бы нам нужно было где-нибудь терраформироваться, я бы выбрал Венеру, а не Марс. Но, чтобы было ясно: будет на порядки более достижимо перестать портить наш собственный климат здесь, на Земле, чем пытаться сделать что-то еще, даже отдаленно пригодное для жизни людей.

Хороший вопрос.

Таким образом, хотя карта Хьюэта в Reddit может быть не такой уж точной, по мнению ученых, она дает нам повод думать . Это дает интересный взгляд на Венеру такой, какой мы ее никогда не знали, но которая могла существовать в прошлом. И — возможно — это дает нам представление о мире, который может снова существовать в будущем.

Не готовы перестать думать о картах и ​​мирах, ставших обитаемыми с помощью терраформирования? Dragonite-2 опубликовал еще одну воображаемую карту водного мира на сабреддите MapPorn через несколько дней после карты Венеры. Это также из блога Алексис Хьюет, и оно опубликовано ниже. На нем показано, как выглядела бы Луна Земли, если бы она была покрыта водой. Наслаждаться!

Еще одна замечательная карта, на которой изображена Луна, если бы на ней было столько же воды, сколько на Земле, от r/MapPorn

Итог: классная карта показывает, как могла бы выглядеть Венера с океанами на ее поверхности.

через Alexis Huet

Via Reddit’s Mapporn

Via Inverse

Via Noaa’s Science на сфере

Пол Скотт Андерсон

Просмотр Статьи

О авторите началось, когда он был ребенком, когда смотрел «Космос» Карла Сагана. В школе он был известен своей страстью к исследованию космоса и астрономии. В 2005 году он начал свой блог The Meridiani Journal, который представлял собой хронику исследования планет. В 2015 году блог был переименован в Planetaria. Хотя он интересуется всеми аспектами освоения космоса, его главной страстью является планетарная наука.