Ученые раскрыли секрет превращения Венеры в «адскую» планету

Ученые раскрыли секрет превращения Венеры в «адскую» планету

Специалисты провели 234 тысячи симуляций ее эволюции, чтобы выяснить, как это произошло, и пришли к неожиданным выводам.

Венера, несмотря на схожесть с Землей по размерам и составу, превратилась в планету, совершенно непригодную для жизни. Температура на ее поверхности превышает 400 градусов, а атмосферное давление в 90 раз выше земного. Чтобы понять, как это произошло, ученые провели десятки тысяч симуляций эволюции планеты. Исследователи из Вашингтонского университета (США) с помощью моделирования развития Венеры на протяжении 4,5 миллиарда лет попытались объяснить, почему наша планета и ее соседка так различаются.

Для этого они использовали программное обеспечение с открытым кодом VPLanet и провели 234 тысячи симуляций. Все они исходили из предположения, что на Венере всегда существовал тектонический режим «неподвижной крышки» — то есть ее кора не раскалывалась на плиты, как это происходит на Земле. Сама модель учитывала взаимодействие недр планеты, литосферы и атмосферы. Авторы выбрали три ограничения, которые имитировали условия, характерные для современной Венеры.

Из всего количества симуляций только 808 (что составляет 0,35 процента) успешно воспроизвели три ключевых параметра нынешней Венеры: парциальное давление углекислого газа около 92 бар, парциальное давление воды примерно 3 миллибара и магнитный момент, который в 100 тысяч раз меньше земного.

Эти успешные сценарии ученые разделили на четыре типа. Самый распространенный из них получил название «традиционный». В этом варианте мантия и ядро планеты постепенно остывают. К этой категории относится около 72 процентов успешных симуляций.

Второй успешный сценарий, на долю которого пришлось примерно 18 процентов сработавших моделей, описывает «умирающую магнитную» Венеру. В этих случаях планета теряет огромное количество воды из мантии, что приводит к так называемому дегидратационному упрочнению. Это, в свою очередь, снижает вязкость мантии и уплотняет неподвижную крышку тектонической плиты. Из-за этого внутренний тепловой поток планеты прекращается, а количество расплавленной породы в ядре уменьшается до менее чем одного процента.

В 10 процентах сценариев внутреннее ядро Венеры так и не сформировалось. В этих моделях твердое внутреннее ядро, которое обеспечивает активное динамо-движение планеты, никогда не превышало 80 процентов от общего размера ядра, а в некоторых случаях твердое ядро вообще не образовывалось.

Последний, четвертый сценарий описывает редкий случай, когда в течение первых 500 миллионов лет внутренняя температура и свойства планеты сильно колебались, прежде чем она стабилизировалась в своем нынешнем состоянии.

Самый интересный вывод исследования заключается в том, что во всех успешных моделях Венера сохранила значительное количество воды в своих недрах — не меньше, чем содержится в земном океане. Ученые предполагают, что планета по-прежнему остается геологически активной.

Одно из предположений, которое вскоре может получить доказательства, состоит в том, что в начале своей истории Венера обладала магнитным полем. В 88 процентах успешных симуляций это предположение подтверждалось, и остатки этого поля могли сохраниться в поверхностных породах планеты. Если зонд, отправленный для сканирования поверхности, сможет уловить этот сигнал, это позволит определить, было ли у Венеры когда-либо активное ядро.