Содержание
Планета Венера | New-Science.ru
Определения
28.05.2021
3 520 3 минут чтения
Венера является второй планетой от Солнца и вращается по почти круговой орбите со средним радиусом 108 миллионов километров. В результате Венера получает почти в два раза больше солнечной радиации, чем Земля, а период ее бокового вращения составляет 224,7 земных суток. Парадоксально, но вращение планеты чрезвычайно медленное (243 земных дня) и, следовательно, происходит в ретроградном направлении. Круговой характер и очень низкий наклон этой орбиты не вызывают очень заметных сезонных эффектов.
Из-за своего размера и массы Венеру часто считают сопоставимой с Землей. Его средняя плотность (5,25) указывает на то, что Венера, как и Земля, должна состоять из силикатных пород и быть дифференцированной планетой. В ее центре будет находиться ядро радиусом 2,900 км, состоящее из железа, отсутствие магнитного поля указывает на то, что оно находится в твердом состоянии. Это ядро было бы окружено силикатной мантией, внешние слои которой были бы достаточно горячими, чтобы вызвать состояние частичного слияния материалов, причем на значительной глубине. По данным петрохимических анализов, проведенных на поверхности советскими зондами («Венера-13» и «Венера-14» в 1982 году), его кора будет состоять из силикатов плотностью 2,8 (базальт), концентрирующих радиоактивные элементы, а толщина, определяемая моделями тектонических деформаций и моделями вязкой релаксации рельефа, оценивается между 10 и 30 километрами. Ее упругая литосфера будет иметь толщину, сравнимую с толщиной Земли, т.е. 35 км. Такая модель внутренней структуры была бы совместима с гипотезой о вулканической активности, связанной с некоторой тектонической деятельностью.
Поверхность Венеры, сделанная советским зондом «Венера-13» в 1982 г.
Венера, планета, скрытая облаками
Из-за непрозрачности атмосферы наблюдение за поверхностью Венеры могло осуществляться только с помощью радаров (наземных или установленных на борту космических зондов). Радиолокационные снимки показали, что венерианская поверхность весьма разнообразна по морфологии, что является результатом сложной вулканической и тектонической истории. Из-за небольшой популяции ударных кратеров, равномерно распределенных по поверхности, средний возраст венерианской коры оценивается примерно в 500 миллионов лет. Тектонические структуры, возникающие в результате экстенсивной или сжимающей деформации земной коры, имеют линейную (цепи пульсаций и разломов), дугообразную (горные цепи) и кольцевую (короны) морфологию. Они воздействуют на всю поверхность, распределяясь в виде мозаики крупных структур протяженностью около 100 км, разделяющих жесткие блоки такого же размера. Эти вулканические и тектонические особенности указывают на то, что внутренняя динамика Венеры проявляется на поверхности иначе, чем на Земле, для которой характерна тектоника плит.
Почва и атмосфера Венеры
Атмосфера Венеры горячая и массивная: давление на Венере примерно в сто раз превышает давление на Земле (9,5 МПа), а температура очень высока (460 °C). Только углекислый газ CO2 (96,5%) и азот N2 (3,5%) составляют более 99,9% атмосферы. Тепло на поверхности обусловлено не тем, что Венера находится ближе к Солнцу, чем Земля, а сильным парниковым эффектом, когда атмосфера экранирует инфракрасное тепловое излучение от поверхности планеты. Высокое давление обусловлено интенсивным газовыделением породы при высоких температурах. Соединения серы присутствуют в атмосфере в виде диоксида серы SO2 (0,015%) и, возможно, сероводорода h3S и оксисульфида углерода COS, питая толстый облачный слой между 50 и 70 километрами над поверхностью планеты, который состоит в основном из капель серной кислоты h3SO4. Облачный слой равномерно покрывает планету и скрывает ее поверхность, при этом только 5% солнечного света достигает поверхности.
Геологическая история Венеры
Согласно плотности идентифицированных ударных кратеров, поверхность Венеры относительно молодая, возрастом около 0,5 миллиарда лет. Похоже, что поверхность не была изменена эрозионными процессами, подобными земным, но, по-видимому, подверглась значительной переработке в результате вулканизма и тектоники. Большое разнообразие тектонических явлений и географическое распределение тектонической активности, кажется, указывают на то, что региональные деформации (сжатия и расширения), а также вертикальные и горизонтальные движения сыграли определяющую роль в геологической эволюции этой планеты. Однако глобальные механизмы, лежащие в основе этих деформаций и движений, еще не поняты, а также взаимосвязи, которые могут существовать между этими механизмами и вулканической активностью.
Наличие этих вулканических куполов на Венере, вероятно, объясняется выбросом очень вязкой лавы.
Характеристики Венеры
- Большая полуось в астрономических единицах (AU): 0,7233298
- Большая полуось в км: 108 208 601
- Эксцентриситет орбиты: 0,00677
- Наклонение орбиты по эклиптике: 3°,3947
- Период звездного обращения: 224,701 дня.
- Период вращения (ретроградный): 243,02 дня.
- Вращение атмосферы: 4 дня
- Орбитальная скорость: 35 км/с
- Экваториальный диаметр (Земля = 1): 0,9488
- Экваториальный диаметр: 12 103,6 км.
- Визуальная величина в а.е. (нулевая фаза): -4,4.
- Сглаживание: 0
- Объем (Земля = 1): 0,85
- Масса (Солнце = 1): 1/408 523,71
- Масса (Земля = 1): 0,815
- Плотность (Земля = 1): 0,95
- Плотность (вода = 1): 5,24
- Гравитация у поверхности (Земля = 1): 0,90
- Вторая космическая скорость: 10400 м/с
- Отражательная способность (геометрическое альбедо): 0,65
- Наивысшая точка: 11000 м.
- Самая глубокая яма: 2000 м
- Температура поверхности: 450 °C
- Атмосферное давление (Земля = 1): 90
- Атмосфера: 96% углекислого газа, 3% азота.
- Тип поверхности: базальтовые породы
Подпишитесь на нас:Дзен.Новости / Вконтакте / Telegram
Back to top button
Венера и вулканы. Скудные ответы на накопившиеся вопросы / Хабр
С тех пор, как в 1761 году Михаил Васильевич Ломоносов открыл, что Венера обладает плотной атмосферой, мы медленно избавлялись от иллюзий о «сестринской схожести» Венеры и Земли. Венера – это образец планетарной экологической катастрофы, значительно более многогранной, чем на Марсе. Если Марс является безжизненным из-за утраты магнитного поля, а впоследствии и большей части атмосферы, унесенной солнечным ветром, то Венера позволяет оценить результат запущенного парникового эффекта. Ломоносов, наблюдавший транзит Венеры по солнечному диску, указал, что «Планета Венера окружена знатною воздушною атмосферою, таковою (лишь бы не большею), какова обливается около нашего шара земного». Тем не менее, вряд ли он представлял, насколько «знатной» она окажется: атмосферное давление на поверхности Венеры в 92 раза выше, чем на поверхности Земли и примерно соответствует давлению морской воды на глубине 1000 метров. Таким образом, венерианская атмосфера подобна бушующему океану, температура которого составляет примерно 460℃. Не только сплошная облачность, но и такая густота атмосферы приводят к тому, что на Венере не бывает «светло» в нашем понимании, несмотря на близость к Солнцу – там в лучшем случае наблюдаются пасмурные сумерки.
Карта «Магеллана»
Венера была впервые подробно картирована в рамках миссии «Магеллан». Аппарат «Магеллан» был запущен в 1989 году, в 1990 году прибыл на орбиту Венеры – и после этого совершал витки в верхних слоях венерианской атмосферы, составив в радиодиапазоне карту поверхности, проделав метеорологические и химические наблюдения. Аппарат надолго заходил в сернокислые облака, поэтому подвергался коррозии и в 1994 году был потерян. При этом впервые космический аппарат успешно проник в верхние слои венерианской атмосферы еще в 1962 году: это был американский «Маринер-2». Первым аппаратом, достигшим поверхности Венеры, стала в ноябре 1965 года советская «Венера-3» (правда, она просто врезалась в поверхность и никаких данных не передала). Первую мягкую посадку на Венере (ее ночной стороне) совершила «Венера-7», успевшая измерить температуру и давление на поверхности: около 90 атмосфер и 475 ℃.
Венерианские облака
Отмечу, что экспедиция «Магеллана» пришлась на последние годы жизни Карла Сагана (1934-1996). Саган наиболее известен как популяризатор науки и научный консультант миссии «Аполлон», но строго научные достижения этого выдающегося человека связаны в первую очередь с характеристикой атмосфер Марса, Венеры и Титана. Саган умело экстраполировал на другие планеты те атмосферные явления, что происходят на Земле, поэтому одним из первых описал возможные характеристики ядерной зимы, возможные последствия парникового эффекта, а также пояснил, что именно парниковым эффектом (и содержанием углекислого газа до 96%) объясняются адские условия на Венере. Тема Венеры наиболее интересно затронута в его книгах «Космос» и «Голубая точка» (последняя вышла на русском языке в 2016 году в моем переводе и редакции Владимира Сурдина).
Один из важнейших парадоксов, связанных с ландшафтом и геологией Венеры, заключается в том, что на планете доминируют вулканические формы рельефа (лавовые поля, рифты), но активного вулканизма в настоящее время не наблюдается – по крайней мере, вулканизма земного типа. При этом имеющиеся данные о составе и динамике венерианской атмосферы позволяют заключить, что в атмосфере планеты наблюдаются всплески диоксида серы и фосфина, а также молнии – и все эти явления могут быть связаны с вулканической активностью.
У Венеры сразу несколько определяющих характеристик, указывающих на ее безусловную предрасположенность к вулканизму, но совсем не такому, как на Земле.
Поскольку по размеру Венера почти не отличается от Земли, она обладает литосферным и термическим потенциалом для поддержания длительной вулканической активности. Венера в этом отношении отличается от более мелких каменных тел, в частности, от Луны и от Марса, которые быстро остыли, их литосферы быстро затвердели, поэтому за последнюю треть времени в истории Солнечной системы вулканическая активность там практически отсутствовала. Тем не менее, и в ранней геологической истории Венеры и Земли быстро наметились серьезные отличия – в особенности это касается тектоники литосферных плит, которая на Земле началась и активно продолжается, а на всех прочих телах Солнечной системы не зафиксирована или по определению отсутствует.
Излившиеся вулканические породы покрывают до 80% венерианской поверхности. На Венере существуют разнообразные формы рельефа, в том числе, весьма экзотические по земным меркам. Там встречаются как сравнительно компактные вулканические постройки диаметром всего по несколько километров, так и морфологически однородные вулканические равнины, простирающиеся на тысячи километров. На Венере имеются и такие формы рельефа, которые кажутся похожими на земные. В первую очередь это немногочисленные крутосклонные потухшие вулканы (щитовые вулканы), в том числе, Маат, достигающая высоты до 9 км.
гора Маат
Во вторую очередь – это рифтовые долины.
Ниже я кратко охарактеризую основные сугубо венерианские формы рельефа, но предварительно отмечу, что щитовые вулканы на Земле встречаются не так часто, как стратовулканы. Самым известным архипелагом на Земле, ландшафт которого определяют щитовые вулканы, являются Гавайские острова:
Щитовые вулканы на Земле. Гавайские острова
Виды вулканического рельефа на Венере
Из всех планет Солнечной системы именно на Венере наблюдается наибольшее разнообразие вулканических форм рельефа. Большая часть планеты покрыта залежами вулканического происхождения, чей возраст составляет менее 300 миллионов лет – и не приходится сомневаться, что вулканическая активность сыграла определяющую роль в истории планеты. Тем не менее, судя по современным наблюдениям, активных вулканов на Венере или нет, или они могут быть очень немногочисленными (порядка нескольких десятков). Кроме типичных вулканов на Венере находятся:
Арахноиды – гористые структуры, напоминающие по форму паутину. Арахноид кольцевой, а во все стороны от него на несколько радиусов радиально расходятся трещины и горные гряды.
Каналы – подобны «каналам» на Марсе. Это длинные извилистые ущелья
Каньоны — глубокие линейные долины с крутыми склонами
Холмы – точнее, группы невысоких холмов или вулканических конусов
Венцы – круглые или эллиптические структуры, обрамленные кольцами концентрических гряд или разломов; в центре венца обычно находится несколько вулканических кратеров и других тектонических форм вулканического происхождения.
Купола – плосковершинные вулканические купола с крутыми склонами.
Потоки – области, подобные куполам, но протяженные на большие расстояния в форме лавового языка. Как и купол, поток обладает крутыми склонами, имеет края в форме гряд или гребней.
Магматические центры – компактные области, для которых характерны деформации, образованные излившейся и давно застывшей лавой.
Патеры – неглубокие кратеры неправильной формы.
Щитовые кластеры – локализованные скопления небольших щитовых или конусообразных вулканов, где ширина каждого вулкана – не более 20 км
Тессеры – возвышенности сложной формы, на которых формируется мозаичный узор из многочисленных трещин. Тессеры считаются древнейшими формами рельефа, сохранившимися на Венере.
Различные участки венерианской поверхности характеризуются разной излучательной способностью – соответственно, по этой характеристике можно судить об их геохимическом составе, реакциях поверхностных пород с атмосферой и скорости выветривания. Лавовые потоки, открытые на венерианских равнинах, состоят из базальта (на Земле лавовые потоки также, как правило, базальтовые). При том давлении и температуре, которые существуют на поверхности Венеры, на Земле активно образуются метаморфические горные породы; то есть, условия на Венере близки к условиям в кратере земного вулкана, с той оговоркой, что на Венере чрезвычайно сухо (вода в следовых количествах сохранилась в верхних слоях атмосферы, но, если бы ее можно было ровным слоем распределить по поверхности планеты, мощность этого слоя составила бы не более 3 см). На Земле вода является важнейшим фактором выветривания, так как проникает в трещины и стимулирует окисление пород. На Венере же, несмотря на коррозионный потенциал атмосферы, она разъедает минералы на считанные сантиметры в глубину, не считая проникновения в мелкие трещины. Иными словами, процесс выветривания вулканических пород на Венере очень медленный и равномерный, поэтому их возраст можно уверенно определить по одному лишь спектральному анализу. Согласно работе 2010 года, большинство лавовых структур на Венере образовались сравнительно недавно, причем, за относительно небольшой временной диапазон: их возраст составляет от 2,5 миллиона до 300-250 тысяч лет.
При этом на Венере почти нет ударных кратеров, они практически нигде не выделяются на фоне вулканических и тектонических форм рельефа. При всем разнообразии перечисленных форм, на Венере нет аналога «островных дуг», то есть, отсутствует тектоника плит, которая провоцировала бы образование цепочек стратовулканов – как на Курильских островах, в Японии, в Новой Зеландии. Но потухшие щитовые вулканы Венеры во многом напоминают рельеф Гавайских островов и Исландии – то есть, сближаются по форме с «вершинами» земных срединно-океанических хребтов.
Горячие точки
Поскольку земная суша исследована значительно лучше, чем дно океана, зачастую упускается из вида, что более 60% (подводной) поверхности Земли покрыто именно океанической корой. На дне океанов на Земле насчитывается порядка 100 000 вулканов, действующих по принципу «горячих» точек. Такие вулканы скорее не извергаются, а «текут» под водой, и вокруг них откладываются слои постепенно остывающей лавы. Вулканы такого типа образуются в ходе внутриплитных тектонических процессов и характерны именно для дна океана. На Венере известно около 70 000 вулканических построек, которые могли бы считаться потухшими «горячими точками». До недавнего времени подобная картина оставалась лишь правдоподобной гипотезой, которая подтверждалась косвенными химическими данными. В частности, с 1978 по 1986 год в атмосфере Венеры работал американский аппарат «Пионер-Венера», обнаруживший, что в районе горы Маат в атмосфере значительно снизилась концентрация диоксида серы и метана. Одним из объяснений такого явления могло бы быть недавнее извержение Маат или выход мантийного плюма или пирокластического потока на поверхность планеты. В таком случае, аппарат фиксировал постепенное исчерпание газов SO2 и CH4, вынесенных из недр планеты и вступающих в реакцию с приповерхностными породами.
Значительно более убедительные доказательства теплящейся вулканической активности на Венере были получены инфракрасной камерой VIRTIS с аппарата «Венера-Экспресс», действовавшего в атмосфере планеты в 2010 году. В каньоне Ганис в рифтовой зоне Атла было обнаружено четыре «горячих пятна», температура которых менялась каждый день и достигала 830℃ при средней температуре атмосферы в этом регионе около 480℃. Площадь «пятен» была невелика – около 1 км2 у каждого – и в инфракрасном диапазоне они заметно «вспыхивали».
Каньон Ганис в регионе Атла. Юго-западнее каньона расположена гора Сапас
В 2014 году исследовательская группа под руководством Евгения Шалыгина интерпретировала эти пятна как типичные горячие точки, подобные тем, что возникают в рифтовых зонах на дне земных океанов.
Другие химические исследования венерианской атмосферы выявляют еще одну аномалию, указывающую на малую тектоническую активность Венеры: изотопный состав аргона. На Венере, как и на Земле, на аргон приходится около 1% состава атмосферы. Известно, что аргон на Земле представлен тремя изотопами: аргон-36, аргон-38 и аргон-40. Аргон-36 и аргон-38 присутствовали в атмосферах Венеры и Земли с момента формирования планет, а аргон-40, напротив, имеет радиоактивное происхождение и образуется из калия-40 в толще земной коры. Такой калий-аргоновый цикл хорошо изучен и на Земле применяется для датировки горных пород. Но в атмосфере Венеры аргона-40 почти нет – и это означает, что весь он должен быть заключен в глубинах планеты, возможно, в мантии. А в атмосферу Венеры он не попадает, так как глубокие слои мантии на поверхность Венеры почти не прорываются.
Изотопы аргона на Земле и на Венере
Заключение
Изложенные здесь факты и противоречия позволяют сделать вывод, что атмосфера Венеры более напоминает не атмосферу, а углекислотно-сернокислый океан. Она настолько густая, что лишь верхние ее слои можно с уверенностью называть «атмосферой», а приповерхностные газообразные слои сближаются по свойствам с жидкостью; в таком случае венерианские «ветры» скорее являются «течениями». Соответственно, «континентальная кора» Венеры значительно больше похожа на океаническую, а не на континентальную кору Земли. Именно поэтому господствующими формами рельефа на Венере являются аналоги лавовых полей и рифтовых зон, сосредоточенных на Земле на дне океанов. Высокая и, вероятно, растущая температура приповерхностных слоев атмосферы на Венере мешает мантийной конвекции (переносу тепла из нижних областей в верхние) – и, соответственно, препятствует вулканизму земного типа. Внутреннее тепло Венеры, которое могло бы частично сбрасываться в атмосферу при извержениях вулканов, оказывается заперто в недрах планеты как в скороварке, поэтому температура атмосферы и верхних слоев литосферы на Венере постепенно сближаются. Вероятно, Венера может обладать заметной (повсеместной, но слабой) сейсмической активностью, но на вулканическую активность ее энергии уже не хватает.
Все эти выкладки, возможно, будут уточнены или опровергнуты, если на Венере удастся выполнить какое-либо терраформирование или хотя бы развернуть коррозиеустойчивую и жароустойчивую исследовательскую станцию в районе давно потухших вулканов Маат или Идунн. Тем не менее, вырисовывающаяся на данный момент адская венерианская картина подсказывает, что последствия парникового эффекта отражаются не только на атмосфере, но и даже на литосфере и тектонических процессах – а значит, такой эффект может быть значительно опаснее, чем мы сейчас представляем.
Возраст планет: сколько им лет?
Остается много загадок о происхождении нашей Солнечной системы, но у нас есть хорошее представление о том, как и когда она сформировалась вместе с астероидами и планетами в ней.
Солнечная система образовалась 4,568 миллиарда лет назад. Это началось как солнечная туманность, что является причудливым словом, чтобы сказать, что это была просто куча космической пыли и газа. Когда близлежащая звезда стала сверхновой, то есть сильно взорвалась, это облако частиц было разрушено и коллапсировало само на себя. В ядре начала формироваться протозвезда, и ее гравитация и импульс всего этого движения заставили остальные облака перестроиться в форму диска (читай, плоская ли Солнечная система? подробнее об этом) .
Когда пыль и газ начали сталкиваться друг с другом, начали формироваться маленькие кусочки камня. Эти части сформировали астероиды, а затем начали формироваться более крупные объекты, которые в конечном итоге стали планетами, которые мы знаем сегодня.
По астрономическим меркам все произошло довольно быстро. Это заняло всего 100 миллионов лет или около того.
Итак, теперь мы действительно можем ответить на вопрос.
Сколько лет планетам Солнечной системы?
Возраст планет Солнечной системы примерно 4,5 миллиарда лет. Все они образовались примерно в одно и то же время с небольшими отличиями.
В следующей таблице указан возраст планет Солнечной системы в наилучшем приближении, которое у нас есть для каждой из них.
Planet | Age |
---|---|
Mercury | 4.503 billion years |
Venus | 4.503 billion years |
Earth | 4. 503 billion years |
Mars | 4.503 billion лет |
Юпитер | 4.565 billion years |
Saturn | 4.543 billion years |
Uranus | 4.543 billion years |
Neptune | 4.543 billion years |
Age of the planets
It is important to note that это очень грубых оценок . Когда дело доходит до космических дат такой величины, очень сложно определить точный возраст каждой планеты. Еще одной проблемой является отсутствие данных по некоторым из них.
Как видите, большинство планет образовались примерно в одно и то же время. Это очевидно, поскольку все они происходят из одного и того же протопланетного диска.
Но если вы посмотрите на таблицу, вы увидите одно маленькое исключение.
Самая старая планета Солнечной системы?
Юпитер — самая старая планета
Юпитер немного старше всех других планет Солнечной системы примерно на 100 миллионов лет. Он начал формироваться всего через 3 миллиона лет после Солнца.
Этот газовый гигант образовался на окраинах ранней Солнечной системы, где уменьшенная гравитация Солнца и большее количество материалов позволили ему расти.
После того, как Юпитер приобрел значительные размеры, он начал приближаться к орбите, на которой находится сегодня. По пути он разрушал астероиды на своем пути, разбрасывая вокруг много материала. Его сильное гравитационное влияние является причиной того, что пояс астероидов никогда не сформировался как планета. Возможно, что несколько протопланет размером с Луну находились вокруг этой области, и гравитация Юпитера заставила их столкнуться друг с другом, создав пояс астероидов.
Следующими сформировавшимися планетами были другие газовые гиганты, Сатурн, Уран и Нептун. Теория предполагает, что из-за того, что эти газовые гиганты поглотили много материалов для формирования, осталось мало, и поэтому внутренние планеты намного меньше и вместо этого имеют каменистый состав. Нам все еще нужно изучить гораздо больше планетарных систем на их ранних стадиях, чтобы понять, как работает эта динамика и верны ли эти теории.
Откуда мы знаем возраст планет?
Метеорит Эрг Чеч 002
Очень интересен метод, с помощью которого все это выяснялось. И ответ: камни!
Точнее, метеориты.
Метеоры и астероиды были одними из первых строительных блоков Солнечной системы. Они существовали с самого начала, а это значит, что если мы сможем определить их возраст, мы также сможем узнать, сколько лет Солнечной системе.
У нас на Земле есть некоторые из тех метеоритов, которые мы называем метеоритами после того, как они разбиваются о планету (см.: где водятся метеориты?).
Ученые определили возраст этих метеоритов, измерив радиоактивный распад урана, калия, тория и других изотопов, обнаруженных в этих породах. Распад этих изотопов происходит с фиксированной скоростью, поэтому, если мы знаем, насколько сильно они распались, мы можем рассчитать, сколько лет метеориту. В принципе, это тот же метод, который используется для датирования по углероду для определения возраста археологических артефактов или в криминалистике, но углерод работает только для «более молодых» объектов.
Самый старый метеорит, найденный на Земле, был внесен в каталог как Erg Chech 002 (EC 002) и был найден в пустыне Сахара в 2020 году. Ему 4,566 миллиарда лет, что означает, что он образовался всего через 2 миллиона лет после Солнечной системы.
Сводка
- Все планеты Солнечной системы имеют более или менее одинаковый возраст, 4,5 миллиарда лет.
- Старшая планета — Юпитер, который образовался вскоре после создания Солнечной системы.
- Мы знаем возраст планет благодаря радиоактивному распаду элементов, обнаруженных на метеоритах.
Венера может иметь удивительно молодую кожу | Наука
Вулкан Сапас Монс возвышается над ландшафтом на компьютерном изображении Венеры, созданном на основе данных космического корабля «Магеллан».
НАСА/Лаборатория реактивного движения
Венера может иметь неожиданно молодое лицо, и это хорошая новость для ученых, интересующихся более современными недостатками планеты. Новый взгляд на кратеры Венеры предполагает, что поверхность может быть на 620 миллионов лет моложе, чем предыдущие оценки, и это открытие имеет значение для признаков относительно недавней вулканической активности.
Хотя ее обычно называют близнецом Земли из-за схожих размеров и объемного состава, Венера совсем не похожа на наш водный мир. Это жаркое пустынное место с более чем 1600 крупными вулканами или вулканическими образованиями — больше, чем на любой другой планете Солнечной системы. Однако долгое время предполагалось, что вся его вулканическая активность происходила в прошлом либо в виде одного крупного взрыва, либо в виде нескольких более мелких эпизодических спазмов.
Затем, в прошлом году, ученые, изучающие данные, полученные орбитальным аппаратом Venus Express Европейского космического агентства, обнаружили четыре ярких пятна в относительно молодом регионе, известном как Ganiki Chasma. Пятна, казалось, указывали на то, что вулканическая активность на планете еще не прекратилась.
По словам геолога Патрика Макговерна из Лунного и планетарного института в Техасе, считается, что поверхности вокруг вулканических гор Венеры моложе, чем общая поверхность планеты. Но с предполагаемым возрастом поверхности до 800 миллионов лет было неясно, извергали ли эти вулканы лаву миллионы лет назад или несколько месяцев назад.
Здесь на помощь приходит новая работа Билла Боттке из Юго-западного научно-исследовательского института в Колорадо.
На Земле постоянные отложения иридия, зажатые между геологическими слоями по всему миру, привели ученых к выводу, что удар Чиксулуб в Мексиканском заливе сыграл роль в уничтожении крупных динозавров 65 миллионов лет назад. Это связано с тем, что метеориты имеют гораздо более высокие уровни иридия, чем средние количества на нашей планете, поэтому катастрофическое столкновение должно было доставить дополнительный металл.
Но когда Боттке разговаривал со специалистами по столкновениям, он обнаружил, что отложения иридия в различных кратерах на Земле недостаточно велики, чтобы объяснить предполагаемые размеры вовлеченных астероидов.
«Почему-то мы упускаем из виду всю эту массу», — сказал Боттке на презентации Отдела планетарных наук Американского астрономического общества, собравшейся в прошлом месяце в Оксен-Хилл, штат Мэриленд.
Вместо того, чтобы искать на Земле пропавший материал, Боттке решил исследовать компьютерный код, отвечающий за предсказания. Текущие модели предполагают, что астероид, летящий к Земле, должен образовать кратер примерно в 10–20 раз больше. В своем повторном исследовании Боттке обнаружил, что кратеры должны быть примерно в 24 раза больше, чем объект, который их создал.
Астероид Чиксулуб, например, имел длину всего около 4 миль вместо обычно приводимых 6 миль.
Это важно для Венеры, потому что ученые используют размеры и количество кратеров для оценки возраста поверхностей планет. Подобно тому, как деревья образуют кольца по мере роста, планеты без активной геологии поверхности накапливают кратеры за тысячелетия ударов. Сопоставляя дефекты планеты с известной популяцией космических камней, ученые могут работать в обратном направлении, чтобы проследить историю ее ударов и получить приблизительную оценку возраста ее поверхности.
Предыдущие оценки Венеры основывались на нескольких объектах, вращавшихся вокруг внутренней части Солнечной системы несколько десятилетий назад. С 1998 года космическая гвардия НАСА работает над идентификацией и мониторингом более 90 процентов этих околоземных объектов размером более 0,6 мили. В сочетании с пересмотренным масштабированием между астероидами и кратерами Боттке обнаружил, что предполагаемый возраст кожи Венеры значительно изменится: примерно до 180 миллионов лет.
«Если у вас есть в среднем более молодой возраст поверхности планеты, это означает, что в целом вулканы будут моложе этого», — говорит Макговерн. «Это захватывающий результат, потому что он приближает нас к более активной планете».
Макговерн также указал на исследование 2011 года, в котором предполагалось, что дно кратеров на Венере заполнено базальтовой лавой, что побудило авторов оценить возраст поверхности планеты примерно в 150 миллионов лет, что близко к диапазону Боттке. По словам Макговерна, это исследование все еще обсуждается, что делает новые результаты еще более значимыми.
«Это жизненно важно, если подойти к этому с междисциплинарной точки зрения», — говорит он. «Вещи сближаются для молодой Венеры».
Результат, который Боттке сейчас представляет для публикации, очень удивителен, добавляет исследователь комет и астероидов Пол Вайсман, старший научный сотрудник Института планетарных наук в Калифорнии. Он был особенно заинтригован, узнав, что масштабирование остается постоянным по всей Солнечной системе, от безвоздушных тел, таких как Луна, до миров с более плотной атмосферой, таких как Венера.
«Было удивительно обнаружить, что все кратеры примерно в 24 раза [больше]», — говорит он, добавляя, что с нетерпением ждет новых работ по этой теме.
Но Венера не привлекла такого внимания, как такие планеты, как Марс, несмотря на предположения, что она может помочь исследователям понять, как на Земле возникла жизнь. Отчасти это связано с невыносимой жарой планеты и экстремальным поверхностным давлением, из-за чего исследование становится проблемой даже для самых выносливых роботов, которых мы можем бросить на нее.