Исследование Венеры породило предположения о том, планеты могут менять своё тектоническое состояние и условия обитания
Новое исследование подтверждает, что высокое содержание азота и аргона в атмосфере Венеры указывает на выбросы газов во время тектонической активности, происходившей миллиарды лет назад. Это предположение может означать, что Венера, возможно, была пригодна для обитания на протяжении длительного периода времени до некоего события, которое изменило её условия.
Учёные долгое время стремились разобраться, почему атмосфера Венеры, насыщенная углекислым газом, в 90 раз плотнее, чем атмосфера Земли, и почти не содержит водяного пара, при том что температура на планете поддерживается на уровне 462 градусов Цельсия. Однако существует вероятность, что подобные условия не всегда были такими. Предыдущие исследования, моделирующие геологическое прошлое Венеры, указали на возможность существования небольшого океана жидкой воды и пригодной для жизни поверхности в ранний период в течение примерно первых двух миллиардов лет ранней истории планеты.
Учёные из Брауновского университета воспользовались основными данными для сравнения нынешней атмосферы Венеры с атмосферами, созданными разнообразными моделями долгосрочной термо-химико-тектонической эволюции. Иначе говоря, они попытались установить соответствие текущей атмосферы планеты с возможными предшествовавшими сценариями, учитывающими тектонические изменения.
«Существующая атмосфера Венеры требует, чтобы на ранних стадиях её жизни происходили выбросы газов из-за активности, схожей с тектоникой плит. Наши результаты указывают на то, что атмосфера Венеры представляет собой результат климатическо-тектонического перехода, продолжавшегося по меньшей мере миллиард лет, и затем перешедшего в нынешний режим практически неподвижной «застойной мантии» со сниженными темпом газовых выбросов», — отмечает научная группа в своей работе. Понятие «застойной мантии» (Stagnant lid) означает, что поверхность планеты состоит из единственной плиты с ограниченными подвижностью и выходом газа в атмосферу.
Исследователи смоделировали события, которые должны были произойти на планете, чтобы она достигла состояния, в котором находится сейчас.
Учёные полагают, что на Венере, вероятно, была активная тектоника плит сразу после формирования, примерно от 4,5 миллиардов до 3,5 миллиардов лет назад. На основе предложений в работе, раннее тектоническое движение, аналогичное земному, ограничивалось и количеством перемещающихся плит, и масштабом их смещения. Однако, предположительно, на Венере произошло некоторое событие, приведшее к остановке тектонического движения плит.
Поскольку эта работа способна изменить сегодняшнее представление об эволюции планеты, необходима дополнительная проверка результатов данной модели.
«Вплоть до настоящего времени мы считали, что тектоника плит находится в «двоичном состоянии»: она либо существует, либо нет. И она либо существовала на протяжении всей истории планеты, либо не существовала вовсе. В своей работе мы показали, что планеты могут переходить между различными состояниями тектоники. Кроме того, результаты также указывают на то, что могут существовать планеты, переходящие из состояния пригодности для обитания в обратное, а не только жизнеспособные», — рассказал соавтор исследования Александр Эванс, доцент кафедры земли, окружающей среды и планетарных наук в Брауновском университете.
Кроме того, данная работа указывает на возможность нескольких способов интерпретации истории планеты.
«На данный момент мы всё ещё придерживаемся парадигмы, где для понимания истории планет изучаются их поверхности. Но мы продемонстрировали, что атмосфера может быть лучшим инструментом для понимания древней истории планет, которая часто не сохраняется на их поверхности», — сказал Эванс.
Будущие миссии на Венеру будут способствовать уточнению данных этого исследования. Миссия DAVINCI (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry and Imaging) NASA предоставит измерения содержания газов в атмосфере Венеры. В свою очередь, аппарат EnVision Европейского космического агентства будет исследовать плотную атмосферу планеты с орбиты с помощью высокоразрешающего радара. Запуск DAVINCI запланирован на 2029 год, а EnVision — между 2035 и 2039 годами.