Венера: как необнаруженная молекула уничтожила её океаны

Неудивительно, что Венера такая сухая. Она известна своими экстремальными условиями: густыми облаками серы, кислотными дождями, атмосферным давлением, сравнимым с самым глубоким океаном на Земле, и температурой поверхности, способной плавить свинец. Однако нехватка воды на Венере — это не только отсутствие дождей и океанов; здесь также нет льда и водяного пара.

Как и Земля, Венера находится в зоне обитаемости нашей Солнечной системы, поэтому, когда она формировалась, на ней должно было быть много воды. Но куда она делась?

Сегодня Венера — чрезвычайно сухая планета, хотя так было не всегда. В определенный момент в истории планеты начался неконтролируемый парниковый эффект, который привел к нынешнему экстремальному состоянию. Большинство моделей согласны, что этот процесс должен был удалить большую часть первоначальной воды, но какое-то её количество всё же должно было остаться.

Тем не менее, наблюдения показывают, что воды практически нет. Планетологи из Университета Колорадо в Боулдере считают, что нашли объяснение этому явлению: ответственна может быть молекула HCO+, находящаяся в верхних слоях атмосферы Венеры. К сожалению, для подтверждения этой гипотезы могут понадобиться будущие миссии на Венеру.

До середины XX века Венеру считали близнецом Земли. Обе планеты имеют схожие размеры и массу и находятся в зоне обитаемости Солнца — области, где могут существовать температуры, достаточные для существования жидкой воды. Долгое время предполагалось, что под плотными облаками Венеры скрывается климат, похожий на земной. Авторы научной фантастики даже писали истории о путешественниках, исследующих зелёные джунгли Венеры и встречающихся с экзотическими цивилизациями.

Однако реальность оказалась гораздо суровее: Венера — это крайнее место с дождями из серной кислоты, сокрушительным атмосферным давлением и температурой поверхности, достаточной для плавления свинца. Но так было не всегда.

Большинство астрономов и планетологов полагают, что Земля и Венера изначально имели одинаковое количество воды. Однако нечто произошло, вызвав выброс огромного количества углекислого газа в атмосферу, что привело к экстремальному парниковому эффекту. Высокие температуры растопили весь лёд и испарили всю жидкую воду, заполнив атмосферу водяным паром.

Большая часть этого пара в конечном итоге улетучилась в космос, высушив планету, но некоторая часть должна была остаться. Загадка в том, что модели предсказывают гораздо больше оставшегося водяного пара, чем наблюдается на самом деле. Так что же произошло?

Согласно исследованию, проведённому доктором Эрин Канги и доктором Майком Чафином из Лаборатории атмосферной и космической физики (LASP), ответ может заключаться в молекуле HCO+. В своей ранней работе по изучению атмосферы Марса они обнаружили процесс, при котором эта молекула может удалять воду из атмосферы планеты.

В новой статье они предполагают, что тот же процесс может происходить и на Венере. Единственная проблема в том, что эта молекула никогда не была обнаружена в атмосфере Венеры.

К сожалению, доказательств в поддержку этой теории мало. HCO+ никогда не была найдена в атмосфере Венеры. Однако Канги и Чафин отмечают, что это связано с тем, что никто никогда не искал её, и ни одна из миссий на Венеру не была оснащена приборами, способными её обнаружить.

Тем не менее, они оптимистично настроены по поводу будущих миссий.

"Один из неожиданных выводов нашей работы заключается в том, что HCO+ может быть одним из самых распространённых ионов в атмосфере Венеры", — говорит Чафин.

"На Венеру было отправлено не так уж много миссий", — добавляет Канги. "Но недавно запланированные миссии будут использовать десятилетия накопленного опыта и растущий интерес к Венере для изучения экстремальных планетарных атмосфер, их эволюции и обитаемости".

Сообщество планетологов проявляет всё больший интерес к Венере, и в будущем запланировано несколько миссий для её более детального изучения. Один из таких примеров — миссия НАСА DAVINCI, направленная на исследование благородных газов, химии и визуализации глубокой атмосферы Венеры. DAVINCI сбросит зонд на поверхность планеты, который будет изучать атмосферу на разных высотах по мере его падения.

К сожалению для Канги и Чафина, эта миссия не предназначена специально для поиска HCO+, но может выявить другие подсказки, подтверждающие или опровергающие их теорию. Они остаются оптимистичными, надеясь, что будущие миссии с необходимыми инструментами смогут подтвердить их работу.