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

Телескоп Уэбб снял столкновение астероидов в соседней звездной системе
Телескоп Уэбб снял столкновение астероидов в соседней звездной системе

Астрономы запечатлели массивное столкновение г...

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...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Высокоточные измерения ставят под сомнение наше понимание Цефеид
Высокоточные измерения ставят под сомнение наше понимание Цефеид
Physical Review Letters: Ученые описали альтернативный магнетизм
Physical Review Letters: Ученые описали альтернативный магнетизм
Останется ли магний снотворным для кузнечиков в результате потепления?
Останется ли магний снотворным для кузнечиков в результате потепления?
APA: Молодые сотрудники чаще остальных страдают на работе от одиночества
APA: Молодые сотрудники чаще остальных страдают на работе от одиночества
Front. Aging Neurosci: Поведение в новом пространстве может подсветить деменцию
Front. Aging Neurosci: Поведение в новом пространстве может подсветить деменцию
JACS: Инфракрасное облучение заставляет атомы «танцевать румбу»
JACS: Инфракрасное облучение заставляет атомы «танцевать румбу»
С расстройствами пищевого поведения можно бороться силой мысли
С расстройствами пищевого поведения можно бороться силой мысли
Диспаритет женских и мужских карьер в STEM связан с женской мнительностью
Диспаритет женских и мужских карьер в STEM связан с женской мнительностью
Телескоп Уэбб снял столкновение астероидов в соседней звездной системе
Телескоп Уэбб снял столкновение астероидов в соседней звездной системе
EHJ-CI: Нарушенный кровоток может повредить стенку расширенной аорты
EHJ-CI: Нарушенный кровоток может повредить стенку расширенной аорты
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Journal of Experimental Psychology: General: Мы переоцениваем пользу неудачи
Journal of Experimental Psychology: General: Мы переоцениваем пользу неудачи
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
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

Новости компаний, релизы

Московский Политех внедряет ИИ для повышения эффективности приемной кампании и трансформации обучения
Астрономы СПбГУ узнали возраст одного из самых мощных метеорных потоков
Исследования ученых ТПУ помогут в разработке таргетных препаратов для эффективной терапии в онкологии
Зоологи выявили тенденцию к увеличению числа защитных роговых элементов на панцире морских черепах на острове Шри-Ланка
Российские ученые нашли способ повысить урожайность подсолнечника на 43% с помощью нового серосодержащего удобрения