Сегодня на поверхности Венеры нет океанов, однако если когда-то существовали, то вода могла остаться в ее недрах. Её количество можно оценить по вулканическим выбросам. В новой работе учёные рассчитали химические взаимодействия в атмосфере и пришли к выводу о том, что Венера давным-давно высохла.
Диапазон расстояний от звезды, где на поверхности планет земного типа вода может находиться в жидком состоянии, называется зоной жизни. Вода — необходимое условие для жизни, известной нам. Самые строгие требования включают лишь Землю в эту зону Солнечной системы. Более смелые расчеты расширяют зону жизни от 0,38 до 10 астрономических единиц, то есть от Меркурия до Сатурна. В процессе эволюции звезды и ее системы эта зона изменяется. История климата Венеры может помочь определить внутреннюю границу зоны жизни нашей Солнечной системы.
Венера и Земля образовались в похожих условиях. Теоретически у этой планеты могло быть достаточно воды для глобального океана глубиной три километра. Вероятно, океана не было: на поверхности нет явных следов водной эрозии, зато сохранились следы от метеоритов, хотя они немного затерты. обновлением поверхности от вулканической активности.
В настоящее время водоемов на Венере нет: средняя температура поверхности (находится на расстоянии 0,72 а. е. от Солнца) составляет около 465 градусов Цельсия, давление в 90 раз превышает земное на уровне моря. Тем не менее ученые все еще сомневаются в том, что там никогда не существовало жидкой воды.
Компьютерные моделирования выявили две возможные картины климата молодой планеты: «подобную Земле Венеру с умеренным и влажным климатом» и «сухую Венеру». В первом случае планета миллиарды лет была похожа на Землю. Она сформировалась прохладной с жидкой водой на поверхности, дневная сторона прикрывалась облаками. Резкое изменение климата, возможно, спровоцировали вулканы, насытившие атмосферу углекислым и сернистым газом.
Гипотеза о «влажной Венере» подтверждается большим количеством дейтерия в её атмосфере, однако это… нашлиЕсли бы воды было столько, то внутри планеты должно быть всё ещё много водорода.
По сценарию «сухой Венеры» первоначальный океан магмы на поверхности остывал медленно, вся вода испарялась, ее молекулы распадались в атмосфере, а водород улетал в открытый космос. По оценкам, даже при 10 раз большем количестве воды на Венере, чем в земных океанах, при медленном застывании магмы на планете могло остаться менее десятой доли массы земных океанов. В последующие миллиарды лет атмосфера растерялаТогда внутри этой планеты сейчас мало водорода.
Авторы нового исследования, опубликованного в журнале Nature AstronomyУчёные оценили количество водорода внутри Венеры, изучив баланс соединений в ее нынешней атмосфере при «поставке» от вулканической активности. Состав вулканических выбросов указывает на обилие водорода в глубинах планеты.
Ученые анализировали динамику воды (H2O), углекислого газа (CO2Изучение содержания двуокиси серы (SO2) и карбонилсульфида (OCS) в современной атмосфере Венеры: их образование, разрушение, влияние солнечного излучения и потенциальное взаимодействие с поверхностными породами показало, что учтены все возможные источники и потери этих соединений.
В настоящее время в атмосфере Венеры сохраняется баланс, значит, недостаток элементов в рассчитанной модели компенсируют вулканические выбросы. Магма Венеры богата серой и углеродом, но содержит мало воды.
Эта планета образовалась с атмосферой, богатой водяным паром. Пока океан лавы медленно остывал на поверхности, вода в атмосфере испарялась, и водород улетал. За несколько десятков миллионов лет Венера высохла. Значит, похожие на нее экзопланеты и планеты, оказавшиеся в «зоне Венеры» у своих звезд, вряд ли когда-либо охлаждались достаточно, чтобы удерживать на поверхности жидкую воду. Это маловероятные кандидаты на обнаружение жизни, такой, как мы ее знаем — существующей только при наличии жидкой воды.