Science Advances: Открыт загадочный компонент кислотных облаков Венеры

Из чего состоят облака Венеры? Ученые знают, что в основном они состоят из капель серной кислоты, а также воды, хлора и железа. Их концентрация меняется с высотой в плотной и враждебной венерианской атмосфере.

Но до сих пор им не удавалось определить недостающий компонент, который объяснил бы пятна и полосы облаков, видимые только в ультрафиолетовом диапазоне.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, ученые из Кембриджского университета синтезировали железосодержащие сульфатные минералы, которые стабильны в суровых химических условиях венерианских облаков. Спектроскопический анализ показал, что сочетание двух минералов — ромбоклаза и кислого сульфата железа — может объяснить загадочную особенность поглощения ультрафиолета на соседней планете.

Единственные доступные данные о составе облаков были собраны зондами и выявили странные свойства облаков, которые до сих пор не удавалось полностью объяснить, — говорит Пол Риммер из Кавендишской лаборатории и соавтор исследования.

В частности, при исследовании под ультрафиолетовым светом венерианские облака демонстрировали специфическую картину поглощения ультрафиолета. Какие элементы, соединения или минералы ответственны за такое наблюдение?

Основываясь на химическом составе венерианской атмосферы, команда синтезировала несколько железосодержащих сульфатных минералов в лаборатории водной геохимии на факультете наук о Земле. Суспендируя синтезированные материалы в серной кислоте различной концентрации и наблюдая за химическими и минералогическими изменениями, команда сузила круг минералов-кандидатов до ромбоклаза и кислого железного сульфата, спектроскопические характеристики которых были изучены под источниками света, специально разработанными для имитации спектра солнечных вспышек (лаборатория FlareLab Пола Риммера и Саманты Томпсон в Кавендишской лаборатории).

Лаборатория фотохимии в Гарварде сотрудничала с исследователями, проводя измерения УФ-поглощения железа в экстремальных кислотных условиях, пытаясь имитировать еще более экстремальные венерианские облака. Ученые входят в недавно созданную федерацию Origins, которая содействует подобным совместным проектам.

«Характер и уровень поглощения, демонстрируемые комбинацией этих двух минеральных фаз, соответствуют темным УФ-пятнам, наблюдаемым в венерианских облаках», — говорит соавтор работы Клэнси Чжицзянь Цзян с факультета наук о Земле в Кембридже. „Эти целенаправленные эксперименты позволили выявить сложную химическую сеть в атмосфере и пролить свет на круговорот элементов на венерианской поверхности“.

Венера — наш ближайший сосед, но она остается загадкой, — заключает Риммер.

В ближайшие годы у нас будет шанс узнать об этой планете гораздо больше благодаря будущим миссиям НАСА и ЕКА, которые будут изучать ее атмосферу, облака и поверхность. Данное исследование подготавливает почву для этих будущих изысканий.

Фото: NASA

05.01.2024