Nature: Исследование объяснит, почему на Венере нет воды

Ученые-планетологи из Университета Колорадо в Боулдере выяснили, как Венера, обжигающая и непригодная для жизни соседка Земли, стала такой безводной.

Новое исследование заполняет большой пробел в том, что исследователи называют «историей воды на Венере». Используя компьютерное моделирование, команда обнаружила, что атомы водорода в атмосфере планеты уходят в космос в результате процесса, известного как „диссоциативная рекомбинация“, из-за чего Венера теряет примерно в два раза больше воды каждый день по сравнению с предыдущими оценками.

Команда опубликовала свои выводы в журнале Nature.

Полученные результаты могут помочь объяснить, что происходит с водой на множестве планет по всей Галактике.

Вода очень важна для жизни», — говорит Эрин Канги, научный сотрудник Лаборатории атмосферной и космической физики (LASP) и соавтор новой статьи.

Нам нужно понять, какие условия поддерживают жидкую воду во Вселенной, и что могло привести к очень сухому состоянию Венеры сегодня.

Венера, — добавила она, — просто пересохла. Если взять всю воду на Земле и распределить ее по планете, как джем на тосте, то получится слой жидкости глубиной около 3 километров (1,9 мили). Если сделать то же самое на Венере, где вся вода заперта в воздухе, то получится всего 3 сантиметра (1,2 дюйма), чего едва хватит, чтобы намочить пальцы ног.

На Венере в 100 000 раз меньше воды, чем на Земле, хотя ее размеры и масса практически одинаковы, — говорит Майкл Чаффин, соавтор исследования и научный сотрудник LASP.

В текущем исследовании ученые использовали компьютерные модели, чтобы представить Венеру как гигантскую химическую лабораторию, увеличивая масштаб разнообразных реакций, происходящих в вихревой атмосфере планеты. Группа сообщает, что молекула под названием HCO+ (ион, состоящий из одного атома водорода, углерода и кислорода), находящаяся высоко в атмосфере Венеры, может быть виновником утечки воды с планеты.

Канги, соавтор исследования, считает, что полученные результаты дают новые подсказки о том, почему Венера, которая, вероятно, когда-то выглядела почти так же, как Земля, сегодня практически неузнаваема.

Мы пытаемся выяснить, какие небольшие изменения произошли на каждой планете, чтобы привести их к таким разным состояниям, — говорит Канги, которая получит докторскую степень по астрофизике и планетарным наукам в CU Boulder в 2023 году.

Проливая воду

Венера, отмечает она, не всегда была такой пустыней.

Ученые предполагают, что миллиарды лет назад, во время формирования Венеры, на планете было примерно столько же воды, сколько на Земле. В какой-то момент произошла катастрофа. Облака углекислого газа в атмосфере Венеры запустили самый мощный парниковый эффект в Солнечной системе, в результате чего температура на поверхности поднялась до 900 градусов по Фаренгейту. При этом вся вода на Венере испарилась, превратившись в пар, а большая часть улетучилась в космос.

Но это древнее испарение не может объяснить, почему Венера такая сухая, как сегодня, или как она продолжает терять воду в космос.

В качестве аналогии можно сказать, что я вылил воду из своей бутылки. Там все равно осталось бы несколько капель, — говорит Чаффин.

Однако на Венере почти все эти оставшиеся капли также исчезли». Виновником этого, согласно новой работе, является неуловимый HCO+.

Миссии на Венеру

Чаффин и Канги объяснили, что в верхних слоях атмосферы планет вода смешивается с углекислым газом, образуя эту молекулу. В предыдущем исследовании ученые сообщали, что HCO+ может быть причиной потери Марсом большого количества воды.

Вот как это происходит на Венере: HCO+ постоянно образуется в атмосфере, но отдельные ионы не выживают долго. Электроны в атмосфере находят эти ионы и рекомбинируют, разделяя их на две части. При этом атомы водорода разлетаются на молнии и даже могут полностью уйти в космос, лишив Венеру одного из двух компонентов воды.

В новом исследовании группа ученых подсчитала, что единственным способом объяснить сухость Венеры является наличие в атмосфере планеты больших, чем ожидалось, объемов HCO+. В выводах группы есть один нюанс. Ученые никогда не наблюдали HCO+ вокруг Венеры. Чаффин и Канги предполагают, что это связано с тем, что у них никогда не было инструментов, чтобы как следует поискать.

В то время как Марс за последние десятилетия посетили десятки космических аппаратов, на вторую планету от Солнца отправлялось гораздо меньше аппаратов. Ни один из них не имел на борту приборов, способных обнаружить HCO+, который питает недавно обнаруженный командой путь эвакуации.

Один из удивительных выводов этой работы заключается в том, что HCO+ на самом деле должен быть одним из самых распространенных ионов в атмосфере Венеры, — сказал Чаффин.

Однако в последние годы все большее число ученых обращают свой взор на Венеру. Например, планируемая НАСА миссия Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging (DAVINCI) опустит зонд через атмосферу планеты до самой ее поверхности. Ее запуск запланирован на конец десятилетия.

DAVINCI также не сможет обнаружить HCO+, но исследователи надеются, что будущая миссия сможет это сделать, открыв еще один ключевой фрагмент истории о воде на Венере.

На Венеру было совершено не так много полетов, — заключает Канги.

Но новые запланированные миссии позволят использовать десятилетия коллективного опыта и процветающий интерес к Венере для изучения экстремальных характеристик планетарных атмосфер, эволюции и обитаемости.

06.05.2024


Подписаться в Telegram



Космос

ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд
ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд

Первые научные снимки, сделанные спутником Euc...

Nature Astronomy: Открыта планета с плотностью сахарной ваты
Nature Astronomy: Открыта планета с плотностью сахарной ваты

Международная команда под руководством ис...

Nature: Исследование объяснит, почему на Венере нет воды
Nature: Исследование объяснит, почему на Венере нет воды

Ученые-планетологи из Университета Колора...

EGU: 41 000 лет назад атмосферу Земли пронзили космические лучи
EGU: 41 000 лет назад атмосферу Земли пронзили космические лучи

Магнитное поле Земли защищает нашу планету от&...

«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе

Тайны Вселенной не перестают привлекать л...

Освоение космоса: остановить нельзя развивать
Освоение космоса: остановить нельзя развивать

За последнее десятилетие человечество стало св...

ALMA обнаружил тень квазара, который застал Вселенную моложе миллиарда лет
ALMA обнаружил тень квазара, который застал Вселенную моложе миллиарда лет

Теоретические предсказания подтвердились благо...

Планета размером с Землю обнаружена на «заднем дворе» нашего Солнца
Планета размером с Землю обнаружена на «заднем дворе» нашего Солнца

Группа астрономов обнаружила планету, которая ...

MNRAS: Раскрыты секреты "горячего Сатурна" и его пятнистой звезды
MNRAS: Раскрыты секреты "горячего Сатурна" и его пятнистой звезды

Группа астрономов под руководством ученых...

Science Advances: Открыт загадочный компонент кислотных облаков Венеры
Science Advances: Открыт загадочный компонент кислотных облаков Венеры

Из чего состоят облака Венеры? Ученые знают, ч...

MNRAS: Нептун и Уран действительно похожи
MNRAS: Нептун и Уран действительно похожи

Нептун известен как насыщенный голубой, а...

Nature Geoscience: Ученые возвестили начало лунного антропоцена
Nature Geoscience: Ученые возвестили начало лунного антропоцена

Впервые люди потревожили лунную пыль 13 сентяб...

PNAS: Есть ли признаки жизни на холодной луне Сатурна?
PNAS: Есть ли признаки жизни на холодной луне Сатурна?

По мере развития астрофизических технологий и&...

Nature: Водород в лунных образцах дает новую надежду на освоение космоса
Nature: Водород в лунных образцах дает новую надежду на освоение космоса

Исследователи Военно-морской исследовательской...

NASA: Уэбб обнаружил новые объекты в центре Млечного Пути
NASA: Уэбб обнаружил новые объекты в центре Млечного Пути

На последнем снимке космического телескопа НАС...

Nature Synthesis: Иммиграция на Марс становится реальнее
Nature Synthesis: Иммиграция на Марс становится реальнее

Иммиграция на Марс и жизнь на н...

На космической рождественской елке нашли 14 транзитных объектов
На космической рождественской елке нашли 14 транзитных объектов

Международная группа ученых под руководст...

The Astrophysical Journal: Богатые газом галактики зажгли раннюю Вселенную
The Astrophysical Journal: Богатые газом галактики зажгли раннюю Вселенную

Новые изображения, полученные с помощью к...

Ракета НАСА увидит раскаленный край звездообразующей сверхновой
Ракета НАСА увидит раскаленный край звездообразующей сверхновой

Новая зондирующая ракета отправится в кос...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд
ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд
Heliyon: Ученые нашли виновника тяжелых отравлений благодаря новому методу ПЦР
Heliyon: Ученые нашли виновника тяжелых отравлений благодаря новому методу ПЦР
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%
Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
NatMat: Ученые из университета Райса нашли отличную альтернативу ферроэлектрикам
NatMat: Ученые из университета Райса нашли отличную альтернативу ферроэлектрикам
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
Child Development: Отношения с матерью влияют на умение дружить и растить детей
Child Development: Отношения с матерью влияют на умение дружить и растить детей
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
New Media & Society: Геймеры находят оправдание смурфингу, хотя он их и бесит
New Media & Society: Геймеры находят оправдание смурфингу, хотя он их и бесит
EMBO Reports: Растения-однолюбы находят одного партнера на всю жизнь
EMBO Reports: Растения-однолюбы находят одного партнера на всю жизнь

Новости компаний, релизы

Ученые ТПУ выяснили, что заболевания ЦНС за последние 30 лет вышли на первое место по влиянию на здоровье населения
Физики СПбГУ и Института проблем машиноведения РАН улучшили ударопрочные характеристики нержавеющей стали
КВЗ принимает заявки на целевое обучение в проект «Крылья Ростеха»
В Петербурге снизилось количество разрушающих озоновый слой газов
Исследователи используют кантианскую модель рациональности для оценки этичности решений ИИ