Исследователи из отдела геофизических наук Чикагского университета построили новую модель состава атмосферы Венеры, согласно которой на Венере могла быть жидкая вода в прошлом. Результаты ученых были опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Вода находится повсюду в нашей Солнечной системе, обычно в виде льда или атмосферного газа, хотя иногда и в жидкой форме. На всех планетах, многих спутниках, от кольца внутреннего пояса астероидов до ледяного пояса Койпера и до далекого облака Оорта, находящегося в двух световых годах от нас, есть вода.
Венера — горячая, сухая, каменистая планета, немного меньше нашей, с лишь следовыми количествами водяного пара в густой атмосфере CO2, и предыдущие исследования пытались смоделировать ее атмосферное прошлое. В зависимости от того, как были построены прошлые модели, возникают совершенно разные климатические картины.
С одной стороны, многие модели утверждают, что Венера, возможно, всегда была непригодным для жизни горячим месивом без жидкой воды на своей поверхности. Постоянно увеличивающийся объем CO2 в атмосфере окутывал планету толстым тяжелым одеялом, что привело к текущему атмосферному давлению на поверхности в 92 раза большему, чем на Земле, и это сделало Венеру более горячей, чем Меркурий. Даже попадания в Венеру нескольких ледяных комет будет недостаточно, чтобы удержать воду на поверхности.
С другой стороны, есть модели, которые предполагают, что в ранней Солнечной системе, когда солнечное излучение было на 30% меньше, Венера могла иметь умеренную температуру поверхности с гораздо более тонкой атмосферой и массами жидкой воды на ее поверхности — возможно, океанами — еще 700 миллионов лет назад, до того, как безудержный парниковый эффект испарил ее.
Исследователи из Чикагского университета захотели решить этот вопрос с помощью собственной модели. Они использовали уникальный подход: сначала предположили, что когда-то существовал океан с обитаемым климатом, заполнив компьютерную модель множеством различных уровней океана и проведя эти океаны через три различных процесса испарения и удаления кислорода. Они запустили модель с тремя разными начальными точками, зависящими от времени, в общей сложности 94 080 раз, с системой подсчета очков, которая позволила им определить прогоны с результатами, наиболее близкими к реальной атмосфере Венеры в настоящее время.
Согласно результатам исследования, опубликованным в PNAS, из 94 080 запусков только несколько сотен находились в пределах досягаемости реальной атмосферы Венеры, которую мы видим сегодня. Гипотетические обитаемые эпохи на Венере должны были закончиться до 3 миллиардов лет назад при максимальной глубине океана 300 метров по всей ее поверхности (общая гидросфера).
Результаты показывают, что Венера была необитаемой на протяжении более 70% своей истории, что в четыре раза дольше, чем некоторые предыдущие оценки. Если бы 3 миллиарда лет назад на поверхности Венеры действительно была жидкая вода, на ней тоже могла быть жизнь.
Источник: Alexandra O. Warren et al, Narrow range of early habitable Venus scenarios permitted by modeling of oxygen loss and radiogenic argon degassing, Proceedings of the National Academy of Sciences (2023). DOI: 10.1073/pnas.2209751120