Планета Венера. Что там происходит?

Венера

Венера

Не так давно была статья про планету Марс, теперь настала очередь Венеры. Почему же планета Венера до сих пор не остыла, как наша Земля?

Дело в том, что при обычных температурах воздуха твердая скалистая кора планет плохо проводит тепло, и лежащая ниже мантия все более разогревается за счет потоков тепла, непрерывно поступающих снизу, из ядра планеты. На Земле основная часть этого тепла выходит наружу благодаря тектоническому движению континентальных плит, но на Венере нет тектоники, и эти тепловые потоки, не имея выхода, прорываются в виде более мощных и длительных, чем на Земле, вулканических извержений, при которых в атмосферу выбрасываются огромные количества углекислого газа, сульфидов и водяных паров, создающих очень сильный парниковый эффект. Тектоники на Венере нет потому, что, хотя ее внутренняя структура сходна с внутренней структурой Земли (ядро-мантия-кора), в недрах и на поверхности этой планеты нет воды, и в результате ее мантия не имеет той вязкости, что нужна для движения континентальных плит.

И хотя на Земле тоже есть вулканическая активность, сопровождаемая о выбросом углекислого (парникового) газа (пусть и во много меньших количествах, чем на Венере), но у нас рост обусловленного этим выбросом парникового эффекта ограничен, потому что непрерывные подвижки континентальных плит и их вхождение друг под друга в местах стыков уносят значительную часть углерода в недра планеты, а растительность поглощает остальные излишки. На Венере же нет тектоники и подавно нет растительности, поэтому парниковый эффект не имеет контроля и постепенно ведет к сильнейшему разогреванию планеты — температура воздуха у ее поверхности может достигать в это время тысячи и более градусов Цельсия (сегодня она составляет 460 — 470 градусов при давлении в 92 атмосферы). В такие сверхжаркие эпохи поверхностные скалы, соприкасаясь с раскаленной атмосферой, сами раскаляются докрасна, и перенос тепла в них усиливается. Тогда они перестают играть роль теплоизолятора, мантия получает возможность отдать приходящее к ней снизу тепло и начинает остывать. Соответственно вулканическая активность спадает, и атмосфера остывает тоже до нынешних температур. Но тогда постепенно остывают и скалы, создаваемая ими термоизоляции восстанавливается, мантия опять начинает разогреваться, вулканическая активность возобновляется, и атмосфера разогревается снова. Эдакий периодический процесс — как если бы адское пекло то и дело слегка остужали, а потом разогревали снова.

Свой доклад немецкие исследовательницы завершили замечанием, что процесс «охлаждения», наблюдаемый сегодня, может идти неравномерно в разных местах планеты, так что кое-где на ней еще и сегодня вполне могут существовать действующие вулканы. Это могло бы объяснить недавние странные наблюдения зонда «Венус-экспресс», обращающегося вокруг Венеры уже с 2006 года. Зонд этот, запущенный в 2005 году с космодрома Байконур Европейским космическим агентством, снабжен приборами инфракрасного видения, которые позволяют вести наблюдения поверхности планеты. Обычный свет сквозь венерианскую атмосферу не проходит, и просто «увидеть», что происходит на поверхности Венеры, невозможно. Основные географические и геологические сведения о ней получены с помощью радаров и кое-что рассказали в 1960—1970-е годы советские спускаемые аппараты. Так вот в 2010 году приборы «Венус-экспресс» неожиданно зафиксировали усиление потоков инфракрасного излучения из некоторых областей Венеры, где расположены «кальдеры» — гигантские котловины, остающиеся после провала вулканических кратеров. По мнению некоторых исследователей, это тепло идет от потоков лавы, еще не успевших остыть после недавних извержений.

Говоря о «недавних» извержениях, исследователи Венеры обычно имеют в виду геологическую «недавность», то есть несколько миллионов лет. Однако другим специалистам и это кажется преувеличением. По их мнению, никакой серьезной вулканической активности на поверхности Венеры не было уже сотни миллионов лет, если не больше. Спор этот идет давно — с тех пор, когда радарные исследования впервые показали, что поверхность Венеры на удивление «гладка»: на ней нет тех многочисленных ударных кратеров, которыми испещрена поверхность других околосолнечных небесных тел. Справедливость требует сказать, что таких кратеров нет и на поверхности Земли, но в этом случае ученым понятно, что все эти кратеры попросту «затянулись» в результате многократных тектонических подвижек на протяжении прошедших миллиардолетий. Но на Венере, стало быть, кратеры должны были сохраниться. И их отсутствие — еще одна загадочная особенность нашей космической соседки.

Загадка эта объяснена учеными следующим образом. Была выдвинута гипотеза (она уже вошла во все стандартные энциклопедические справки о Венере, в том числе и в «Википедию»), что примерно 600 миллионов лет назад вулканическая активность на Венере стала нарастать и постепенно достигла гигантского размаха. Теперь мы понимаем, что это был, видимо, очередной пик того периодического процесса, о котором говорят Ноак и Бройер. Этот пик продолжался около 100 миллионов лет подряд и закончился примерно 300 миллионов лет назад. Излившиеся тогда гигантские количества лавы покрыли базальтами всю прежнюю поверхность планеты вместе с ее древними метеоритными кратерами. Температуры поднялись настолько, что кора планеты размягчилась, мантия отдала свое тепло в пространство, вулканическая деятельность затихла, и Венера стала остывать. С тех пор, говорит эта гипотеза, поверхность планеты Венера остается «гладкой», если не считать отдельных «молодых» кратеров, созданных недавно упавшими метеоритами, кометами или астероидами.

Это предположение, выдвинутое в 1994 году, хорошо согласовывалось с теми геологическими особенностями венерианской поверхности, которые были обнаружены радарами космического зонда «Магеллан», обращавшегося вокруг Венеры в 1989—1994 годах. Радарные исследования показали, что почти 80% поверхности Венеры действительно представляют собой бесконечную базальтовую равнину, слегка изборожденную «морщинами» неглубоких долин (остальные 20% — это два континента, северный, Иштар и южный, Афродита), и по этой равнине разбросаны (почти равномерно) вулканические кальдеры размером от 100 километров и выше. Многочисленность этих громадных кальдер свидетельствует о том, что венерианская поверхность не подвергалась никакому вулканическому воздействию со времен их образования, то есть уже 300 миллионов лет подряд. Поэтому сохранились почти нетронутыми также около тысячи «молодых» метеоритных кратеров размером до 300 километров в диаметре.

Гипотеза «катастрофического реструктурирования» поверхности Венеры продержалась около полутора десятков лет, и вот теперь она впервые стала подвергаться сомнению и критике. Начали появляться новые факты. Сначала в атмосфере на высоте порядка 45 километров были обнаружены странные полосы, которые не          которыми планетологами были истолкованы как следы вулканического пепла, несомого ветрами (в атмосфере   Венеры — и это еще одна ее странная, пока не объясненная особенность — несутся безумной скорости ветры; как говорит один из российских исследователей, «практически вся ее атмосфера вовлечена в один гигантский ураган: она вращается вокруг планеты со скоростью, достигающей 120—140 метров в секунду у верхней границы облаков»).

Затем было подмечено, что сульфиды в атмосфере Венеры имеют такую концентрацию, которая трудно объяснима без подпитки ее — даже сейчас — непрерывным вулканизмом. Атмосфера Венеры на 96,5% состоит из углекислого газа и на 3,5% из азота; двуокиси серы там 0,015, а воды нет совсем, потому что в отсутствие магнитного поля поток частиц от Солнца беспрепятственно разрушает молекулы воды и уносит образовавшиеся кислород и водород в космическое пространство; именно так Венера и потеряла всю свою первичную воду.

И наконец, совсем недавно, как об этом говорилось, были найдены загадочные потоки инфракрасного излучения из кальдер, тоже вроде бы говорящие о продолжающемся и сегодня вулканизме. На этом основании одни критики считают, что вулканическая активность на Венере продолжается и поныне, через много сотен миллионов лет после «катастрофического реструктурирования», причем не в отдельных местах и не спорадически, как говорят Ноак и Бройер, а повсеместно и в значительных масштабах. Другие же ученые высказывают мысль, что гипотезу «катастрофического реструктурирования» нужно отбросить вообще и заменить картиной постепенного, «гладкого», идущего по сей день затухания вулканизма.

Призыв к пересмотру геологического прошлого Венеры нашел неожиданную поддержку, когда планетологи, руководящие обработкой и анализом, полученных приборами «Венус-экспресс», завершили составление новой карты южного полушария планеты, снятого в инфракрасных лучах. Оказалось, что некоторые места на плато Феб и Альфа Регио излучают не так, как обычно излучают базальтовые породы, а так, как излучает гранит. Раньше считалось надежно доказанным, что гранита на Венере нет и быть не может, и вот почему. Гранит образуется, когда базальтовые (лавовые) породы уносятся в недра планеты тектоническим движением и там вступают в химические реакции с водой. Образовавшийся таким путем гранит выносится затем на поверхность планеты во время новых вулканических извержений. Если сегодня на поверхности Венеры есть гранит, значит, в прошлом на планете имелись тектоника и вода, то есть тогдашняя Венера была много более похожа на сегодняшнюю Землю. В высшей степени интересно.

Увы, все эти новые открытия пока являются недостаточно надежными, а приведенные выше «революционные» трактовки прошлого и настоящего Венеры все еще остаются недостаточно однозначными. Как говорят более осторожные исследователи, выбор между конкурирующими картинами венерианского настоящего и прошлого можно будет сделать только после высадки на планете спускаемых аппаратов и более длительного и широкого ее изучения с их помощью. Но хотя к Венере уже должен прибыть на помощь «Венус-экспресс» японский орбитальный зонд «Акатсуки», а Россия готовится в 2016 году запустить туда же свою новую космическую миссию «Венера-Д», но никто, даже НАСА и ЕСА, пока не планирует дорогостоящий спуск на планету.

А это значит, что мы еще долго вынуждены будем называть Венеру «нашей загадочной соседкой».

Нет комментариев : “Планета Венера. Что там происходит?”

Trackbacks/Pingbacks

  1. Научно-познавательный блог » Blog Archive » Читая руны - [...] до сих пор не остыла планета Венера и произойдёт ли это [...]

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>