Венера, часто называемая «горячим близнецом» Земли из-за схожести в размерах и составе, продолжает преподносить сюрпризы для ученых-планетологов. Недавнее исследование, поддержанное NASA, подробно изучило толщину и поведение венерианской коры, создав модель, которая пересматривает общепринятые представления о геологической истории планеты.
Исследование показало, что средняя толщина коры Венеры составляет приблизительно 40 км, а максимальная достигает 65 км. Эти показатели оказались меньше, чем предполагалось ранее, поскольку Венера не проявляет выраженных признаков тектоники плит, в отличие от Земли. На Земле движение плит способствует обновлению коры, регулируя ее толщину и поддерживая геодинамический цикл благодаря процессам субдукции. Венера же характеризуется монолитной корой, на которой отсутствуют значительные структуры, связанные со сближением плит.
Согласно новой гипотезе, предложенной в исследовании, увеличение толщины коры приводит к уплотнению ее основания, что может вызывать погружение в мантию или плавление. Этот процесс, приводящий к метаморфизму, способен возвращать материал обратно в недра планеты и, возможно, является альтернативным способом поддержания активной геологии Венеры.
Планета без плит, но не без внутренней динамики
Исследование направлено на выявление механизма, способного поддерживать активный внутренний цикл Венеры, даже если на ней отсутствует тектоника плит. На Земле погружение одной плиты под другую приводит к повышению давления и температуры глубинных пород, что вызывает их трансформацию – метаморфизм, часто сопровождаемый вулканической активностью. На Венере аналогичный процесс реализуется не через субдукцию, а посредством уплотнения и последующего разрушения основания коры.
С ростом толщины венерианой коры наступает момент, когда материал, расположенный в ее основании, становится неустойчивым. Моделирование показывает, что этот материал может либо отколовшись погрузиться в мантию, либо расплавиться из-за высоких внутренних температур планеты. В обоих случаях происходит высвобождение веществ и воды, которые, возвращаясь в мантию, способны вызвать образование магмы и, возможно, спровоцировать вулканическую активность.
Внутренний механизм «самообновления» ставит под сомнение концепцию, согласно которой геодинамика каменистой планеты определяется исключительно тектоникой плит. Вулканическая активность Венеры, которая пока изучена недостаточно, но предположительно существует на основе тепловых и спектроскопических данных, возможно, поддерживается этим внутренним процессом, аналогичным метаморфизму земной коры.
На пути к новым миссиям на Венеру
Подтверждение гипотез, сформулированных новой геологической моделью, требует получения непосредственных данных с поверхности и из недр Венеры. В связи с этим, несколько космических агентств в ближайшие годы планируют запустить новые миссии, направленные на изучение этой планеты.
Миссия NASA DAVINCI (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging) станет первой, предназначенной для исследования венерианской атмосферы с помощью зонда, который пересечет ее целиком. В ходе спуска планируется провести анализ химического состава атмосферных газов и получить изображения высокого разрешения, что позволит восстановить связь между атмосферой и поверхностью планеты.
Одновременно с этим миссия VERITAS (Венера: Излучение, Радио, Интерферометрия, Топография и Спектроскопия) займется картографированием поверхности Венеры с использованием радиолокатора с синтезированной апертурой и спектрометрических инструментов. Полученные данные позволят выявить области недавней вулканической активности, изменения в составе коры и потенциальные признаки активного метаморфизма.
Европейское космическое агентство (ЕКА) планирует запуск космического аппарата EnVision в 2031 году. В рамках этой миссии будут использованы радар и спектрометры для всестороннего исследования внутренней структуры Венеры, ее поверхности и атмосферы. EnVision позволит провести сравнение геологической эволюции Венеры и Земли, что предоставит важные сведения о причинах расхождений в развитии двух схожих планет.
В рамках плана по исследованию Солнечной системы Китай также намерен осуществить миссию по сбору образцов Венеры.
Эти миссии позволят использовать Венеру как уникальную природную лабораторию для проверки новых теорий о внутренней динамике каменистых планет и о процессах, определяющих их геологическое развитие и эволюцию атмосферы.
Ознакомиться с исследованием, опубликованным в журнале Nature Communications, можно .