Артем Тунцов: Вода наточила гранит на Венере
15-01-2009, 18:57. Разместил: Damkin
Следы древних океанов воды на Венере найдены. Высокогорья на планете светятся так, будто сделаны из гранитов, а низины - из базальтов. Благодаря воде и тектонике плит ровно также выглядела бы Земля, помести её сейчас на место Венеры и окутай плотной атмосферой нашей соседки.Ещё в первой половине XX века нашу ближайшую планетарную соседку Венеру считали почти двойником Земли и едва ли не райским уголком Солнечной системы. И пока Николай Степанович Гумилёв писал, что «На Венере, ах на Венере, у деревьев синие листья», астрономы прилагали усилия, чтобы заглянуть под могучий облачный слой планеты и разглядеть хоть какие-то следы - если уж не жизни, то хотя бы воды или кислорода.
В реальности всё оказалось не так симпатично, как виделось поэту. Сначала подробные наблюдения с Земли, а затем и данные с советских космических аппаратов, отважившихся нырнуть под толстый слой венерианских облаков, нарисовали совсем иную картину. Условия в «райском уголке» скорее адские.
ФОТО: ESA
Огромное давление на поверхности, облака из капелек серной кислоты, постоянно проливающиеся дождём в нижние слои атмосферы, безжизненный пустынный ландшафт, бесконечные вулканические камни. И главное - чудовищный парниковый эффект, благодаря которому средняя температура на дне воздушного океана планеты составляет около +450 по Цельсию. Это куда горячее +220oC, при которых рекомендуется запекать мясо в духовке.
Венера - прародительница Земли
На Венере в течение двух миллиардов лет могли существовать океаны жидкой воды, и не исключено, что именно оттуда жизнь попала на Землю. Астрономы знают, как проверить эту гипотезу, и намерены сделать это в ближайшее время.Всё большее количество астрономов склоняется к мысли о том, что на Венере в течение длительного времени могли существовать настоящие океаны. Парниковый эффект на первых этапах существования планеты мог быть заторможен интенсивным образованием облаков. Так могло продолжаться около двух миллиардов лет, и не исключено, что за это время на Венере могла зародиться жизнь.
Сейчас вторая планета от Солнца меньше всего похожа на пригодное для жизни место. Температура её поверхности превышает 400°C, давление здесь - почти сто атмосфер, и больше всего Венера напоминает пустыню. На её поверхности плавится свинец, по небу плывут плотные облака двуокиси серы, из которых время от времени выпадают дожди серной кислоты, а о существовании воды на её поверхности не заикаются даже самые смелые лоббисты NASA, выбившие из американских властей немало денег на поиски её следов на Марсе и других телах Солнечной системы. По современным представлениям, всё это - последствия катастрофического парникового эффекта, благодаря которому поверхность Венеры не может эффективно охлаждаться.
Не исключено, однако, что в прошлом всё было совсем по-другому.
Как рассказал в интервью британскому журналу New Scientist планетолог Дэвид Гринспун из национального музея науки и природы в Колорадо, в первые два миллиарда лет нагрев планеты могло сдерживать интенсивное образование облаков в её атмосфере. Тогда поверхность Венеры имела умеренную температуру, и на ней вполне могли существовать океаны жидкой воды. Высокая влажность и тепло - нужное сочетание для зарождения жизни.
Как полагает Гринспун, активная метеоритная бомбардировка могла перенести возникшие на Земле примитивные органические формы жизни на поверхность Венеры и те могли развиваться вдали от родной планеты. Кроме того, не стоит отрицать и возможность зарождения жизни на Венере задолго до жизни на Земле, так что и Земля могла стать новой обителью для организмов, прилетевших с Венеры.
И самое интересное, что всё это не умозрительные гипотезы. Учёные нашли способ проверить, была ли древняя Венера покрыта океанами через два миллиарда лет после того, как планету охватило необратимое потепление.
Тремолит - хрупкий, ломкий минерал с длиннопризматическими или игольчатами кристаллами. Состоит из окиси кальция (13,8%), окиси магния (24,6%), двуокиси кремния (58,8%) и вода (H2O). Кристаллическая структура образована двойными цепями (лентами) тетраэдров SiO4. Твёрдость - 6, блеск - стеклянный. Слабо растворим в кислотах.
По мнению Гринспуна и его коллеги Марка Баллока из Юго-западного исследовательского института в Колорадо, разобраться в тайнах Венеры поможет тремолит - минерал, встречающийся и на Земле. Он образуется при повышенной температуре в присутствии избыточного количества воды. Исследования Наташи Джонсон из Центра NASA Goddard в Мериленде и Брюса Фегли из университета Вашингтона, Миссури, показали, что тремолит - устойчивый минерал, который мог сохраниться на Венере по наши дни.
Несмотря на то, что большая часть поверхности Венеры покрыта слоем лавы, скрывающим от исследователей доказательства длительного существования воды на поверхности, астрономы надеются найти и использовать тремолит как доказательство своей теории.
Подобный эксперимент может быть подготовлен и технически осуществлен в течение следующих 10-20 лет, считает Гринспун. Главной трудностью является создание зонда, способного выдержать высокие температуры на поверхности в течение продолжительного времени. Это время понадобится для того, чтобы взять пробы грунта, провести их анализ и передать его результаты на Землю. Пока ничего подобного у американцев нет, однако известно, что в СССР был разработан и создан аппарат, способный работать на раскалённой поверхности Венеры в течение времени гораздо большего, чем те несколько минут, которые прожили там спускаемые аппараты спутников серии «Венера». Впрочем, реальные испытания так и не были проведены - программа была свёрнута.
Возможно, возрождение интереса к Венере обусловлено все более убедительными доказательствами, что Марс никогда не был теплой планетой с мощной атмосферой и большим количеством воды на поверхности. Это означает, что в Солнечной системе изначально существовало только два небесных тела, на которых могла зародиться жизнь - Венера и Земля. Более того, два миллиарда лет существования жидкой воды на Венере могли привести не только к появлению жизни, но и к существенной её эволюции. И возможно, тремолит - ключ к тому, чтобы выяснить, как всё было на самом деле.
Возможно, что так было не всегда. 4,5 миллиарда лет назад, когда Солнечная система только сформировалась, само Солнце было менее ярким, а в атмосфере Венеры могло ещё не быть столько CO2. Основная масса газа выделилась из венерианских пород с течением времени в результате того катастрофического потепления, которое этот газ сам и создавал. Более того, по мнению некоторых планетологов, первые 1-2 миллиарда лет потепление планеты могло сдерживать интенсивное образование облаков в относительно тонкой тогда атмосфере. В течение этого времени на Венере могла существовать вода, и - кто знает - может быть, даже жизнь.
Чуть более года назад «Газета.Ru» писала о способе, который придумали планетологи для проверки гипотезы о существовании на древней поверхности Венеры водных океанов. Ответ они предлагали искать в минерале тремолите, до которого через лаву, застывшую на поверхности планеты позже, мог бы добуриться межпланетный зонд вроде тех, что разрабатывались в СССР перед закрытием программы «Венера».
Не исключено, что сложная межпланетная миссия и не потребуется. Группе японских, португальских и американских учёных под руководством Джорджа Хасимото из Университета города Кобэ удалось разглядеть на Венере признаки фельзических, кислых горных пород - грубо говоря, гранитов, - образующихся лишь в присутствии значительного количества воды.
Такие породы хуже излучают в инфракрасном диапазоне, и именно перепады излучающей способности разглядели планетологи.
Эти перепады учёные обнаружили при анализе данных, полученных почти 20 лет назад космическим аппаратом Galileo с помощью панорамного спектрографа NIMS в ближнем инфракрасном диапазоне. Статья Хасимото и его коллег вышла в Journal of Geophysical Research в очень неудачный для популяризации момент - 31 декабря ушедшего года. К счастью, её заметил редактор астрономических новостей Nature Брюс Дормини, описавший работу и выводы из неё.
Собственно, основной аргумент в пользу наличия целых водных океанов на поверхности Венеры в её далёком прошлом - это не просто присутствие гранитов, а их распределение по поверхности. Как выяснили планетологи, в среднем в инфракрасном диапазоне темнее выглядят гористые области планеты, в то время как низины излучают больше - при той же температуре, которая на ночной стороне планеты практически постоянна.
Поскольку хуже излучают именно кислые породы, аналогия напрашивается немедленно: на Земле кислые граниты - это континентальная порода, а основные базальты - океаническая.
Если поместить нынешнюю Землю на место Венеры, испарить c неё океан и окутать венерианской атмосферой, то выглядеть она будет ровно так же, как то, что увидел прибор NIMS космического аппарата Galileo.
Гранит образуется на большой глубине, во взаимодействии мантийных пород с водой при высоких температуре и давлении (условия на дне океанов не подходят, потому базальты там остаются базальтами). Отсюда можно предположить, что на молодой Венере даже существовала тектоническая активность, подобная нынешней земной. Океанические плиты «подныривали» под континентальные, захватывая с собой воду, и здесь, на глубине в десятки и сотни километров, «варился» гранит и подобные ему кислотные породы.
Впрочем, замеченная корреляция между высотой и инфракрасной светимостью участков поверхности планеты - возможно, слишком нетвёрдое основание для так далеко идущих выводов.
Кроме того, все выводы Хасимото основываются на сложной модели венерианской атмосферы.
Ведь непосредственно «увидеть», как излучают низины Венеры и как светятся её высокогорья, нельзя, мешает очень плотная атмосфера планеты. Чтобы восстановить их излучающую способность, Хасимото и его коллегам пришлось решать устрашающе сложную задачу переноса энергии в атмосфере. Выдержит ли она проверку временем, покажет только будущее.
А пока авторы работы собираются применить ту же модель переноса - может быть, слегка доработанную - к куда более подробным данным, собранным космическим аппаратом Venus Express, обещает соавтор работы Сэйдзи Сугита. Возможно, это займёт и не один год, но на очереди японский Venus Climate Orbiter, старт которого запланирован на следующий, 2010 год.
Артем Тунцов
Gazeta.ru
Вернуться назад