Учёные определили механизм потери воды на Венере, который может объяснить, почему некогда богатый водой мир стал полностью пересохшим.
В ходе недавно выявленного процесса, связанного с ранее упущенной из виду молекулой высоко в атмосфере Венеры, вода покидала Венеру в два раза быстрее, чем предполагалось ранее. Поскольку более быстрая потеря воды означает, что для выкипания запасов воды на планете требуется меньше времени, учёные говорят, что на Венере могли быть океаны – и потенциально пригодные для жизни условия – дольше, чем считалось ранее, прежде чем начался процесс высыхания.
«Это дало бы больше времени для возможного возникновения жизни, — написал в The Conversation соавтор исследования Эрин Канги (Eryn Cangi), научный сотрудник Atmospheric and Space Physics (LASP) в Колорадо. — Однако наши результаты не означают, что океаны или жизнь определённо присутствовали — ответ на этот вопрос потребует гораздо большего количества научных исследований в течение многих лет.»
Предыдущие исследования показывают, что и Венера, и Земля, вероятно, получали одинаковое количество воды в начале своей истории, в основном от извергающих водяной пар вулканов и ледяных комет, которые часто бомбардировали планеты. По оценкам, на Венере когда-то было достаточно влаги, чтобы покрыть её поверхность слоем воды примерно в 1,8 мили (3 километра). Однако Венера получает гораздо больше солнечного света, чем Земля, и предыдущие исследования показали, что этот солнечный свет, вероятно, уничтожил водный резервуар планеты, разбив молекулы атмосферной воды на атомы водорода и кислорода. Освободившись, лёгкий водород улетел в космос посредством процесса, известного как гидродинамический выброс, оставив Венеру без одного из двух ингредиентов, необходимых для образования воды.
Этот процесс объясняет, как большая часть воды Венеры испарилась из её атмосферы, вероятно, в течение первого миллиарда лет истории планеты. Однако он не учитывает последние 330 футов (100 метров) воды, которая, вероятно, осталась после того, как процесс выхода прекратился, вскоре после того, как большинство атомов водорода покинуло Венеру, говорят учёные, принимавшие участие в новом исследовании.
«В качестве аналогии предположим, что я вылил воду из своей бутылки. И тем не менее, там всё равно б остались несколько капель», — сказал в своём заявлении ведущий автор исследования Майкл Чаффин (Michael Chaffin), научный сотрудник LASP.
Подобным образом не смогла покинуть Венеру оставшаяся вода, но она должна была быть удалена из атмосферы относительно быстро, чтобы объяснить жаркий и сухой мир, который мы знаем сегодня.
В новом исследовании учёные предположили, что остатки воды были удалены с помощью нового механизма, известного как диссоциативная рекомбинация HCO+ (получившая название DR). В этом процессе положительно заряженные атомы водорода, углерода и кислорода соединяются с отрицательно заряженными электронами с образованием монооксида углерода (CO) и водорода в качестве побочного продукта, после чего водород улетучивается в космос. Поскольку вода является первоначальным источником водорода на Венере, этот процесс «эффективно высушивает планету», — говорят исследователи. Компьютерные модели реакций в верхних слоях атмосферы Венеры показывают, что этот механизм сокращает разрыв между ожидаемой и наблюдаемой потерей воды, согласно исследованию, опубликованному в понедельник (6 мая) в журнале Nature.
«Один из неожиданных выводов этой работы заключается в том, что HCO+ на самом деле должен быть одним из самых распространённых ионов в атмосфере Венеры», — говорится в заявлении Чаффина.
Однако учёные никогда не наблюдали эту молекулу на Венере. Предыдущие миссии на планету не были предназначены для её обнаружения, но они измеряли отдельные реагенты, которые производят HCO+ в атмосфере.
Ни одна из трёх предстоящих миссий на Венеру также не предназначена для обнаружения этой молекулы. Миссии NASA VERITAS и European Envision, запуск которых запланирован на 2031 год, не располагают научными приборами, необходимыми для изучения потерь водорода из верхних слоёв атмосферы Венеры, где происходит процесс DR. Зонд же NASA DAVINCI, запуск которого также запланирован на 2031 год, будет собирать данные о давлении, температуре и ветрах в атмосфере, но только на высотах ниже 43 миль (70 километров).
Таким образом, подтверждения присутствия HCO+ и определения этого этапа истории Венеры придётся ожидать ещё долго.
