Новости науки

14.10.2010 Куда исчезла вода с Венеры?

Татьяна Зимина. По информации ЕКА и ИКИ РАН.

Фото ЕКА.

Миллиарды лет назад на Венере, по всей вероятности, было значительно больше воды, чем сейчас. Европейский космический аппарат "Венера-Экспресс", работающий на венерианской орбите с апреля 2006 года, подтвердил, что планета в прошлом потеряла большое количество воды.

Венера и Земля считаются внешне похожими планетами - они имеют примерно одинаковые размеры, значения силы тяжести и весьма схожи по основному химическому составу. Это позволяет предполагать, что в прошлом на Венере, как и на Земле, были океаны, а значит, могла быть жизнь. Сегодня же планета раскалена до 460°С, а вода присутствует лишь в ее атмосфере и в столь малых количествах, что, если ее сконденсировать на планетарную поверхность, она образует слой толщиной всего 3 см.

Почему же Венера потеряла свою воду? Как считают астрофизики, когда-то, примерно от 500 млн до 4 млрд лет от рождения планеты, под действием ультрафиолетовых лучей Солнца, молекулы воды распались на атомы - два атома водорода и один атом кислорода, и были унесены, вероятно солнечным ветром, в межпланетное пространство. Ведь у Венеры, в противоположность Земле, нет магнитного поля, которое могло бы защищать ее от солнечного ветра - потока заряженных частиц, беспрепятственно бомбардирующих верхние слои атмосферы "голубой" планеты, унося из нее ионы.

Эксперименты, проведенные с помощью анализатора космической плазмы и атомов больших энергий (Analyser of Space Plasma and Energetic Atoms - ASPERA), установленного на борту европейского космического аппарата, показали, что на ночной стороне Венеры действительно существуют огромные потери водорода и кислорода, причем в соотношении, характерном для молекул воды. Была измерена скорость "выхода" этих атомов. При этом, как показали эксперименты, верхние слои атмосферы планеты содержат повышенное количество дейтерия, который, будучи более тяжелым атомом по сравнению с водородом, с меньшей легкостью вырывается из объятий планеты.

Как считает Колин Уилсон из Оксфордского университета (Великобритания), экспериментальные данные указывают на то, что в прошлом на Венере было много воды. Однако это все же не означает, что на ее поверхности были океаны.

Эрик Шассфьер из Университета Париж-Юг (Франция) разработал математическую модель, согласно которой вода на Венере в основном присутствовала в ее атмосфере и существовала только на самых ранних стадиях развития планеты, когда та была в расплавленном состоянии. После того как распавшиеся молекулы воды улетучились в космическое пространство, температура упала, что, вероятно, привело к затвердеванию поверхности планеты. То есть никаких океанов, согласно этой модели, на Венере никогда не было. Правда, даже если модель Шассфьера окажется верной, это не исключает возможности, что вода могла быть доставлена на планету кометами уже после того, как ее поверхность стала твердой. Эта вода могла стать средой обитания для живых организмов.

Цель европейской миссии "Венера-Экспресс" - изучение эволюции атмосферы Венеры и содержащихся в ней летучих веществ: как они возникали и как взаимодействовали с поверхностью, а также как атмосфера взаимодействует с солнечным ветром. Кроме того, предполагалось, что в ходе экспериментов обнаружится вулканическая и сейсмическая активность на планете.

В состав аппаратуры европейского космического аппарата включены несколько научных приборов, созданных с участием российских ученых из ИКИ РАН и НПО им. Лавочкина. Это спектрометр высокого разрешения и универсальный спектрометр (SPICAV-SOIR), предназначенные для исследования вертикальной структуры атмосферы, профилей температуры, облаков и малых атмосферных составляющих. А также планетный Фурье-спектрометр, предназначенный для оптического анализа атмосферы и исследования ее термической структуры (прибор оказался неработоспособным).

Отметим, что Венера - главный объект исследования российских планетологов, к ней в общей сложности было запущено 16 космических аппаратов серии "Венера" и два аппарата "Вега" с посадочными модулями и аэростатными станциями. Благодаря измерениям, выполненным с борта советских спускаемых и посадочных космических станций в 1970-1980-х годах, была построена базовая модель атмосферы Венеры.

В настоящее время разрабатывается российский проект "Венера-Д" (буква "д" означает "долгоживущая") для дальнейшего изучения химического состава атмосферы, поверхности и выяснения все того же вопроса: куда исчезла с планеты вода?

Основное отличие посадочного аппарата нового российского космического комплекса - относительно долгая (несколько дней) работоспособность его научного оборудования в условиях высоких температур и давления. (Посадочные аппараты предыдущих венерианских станций работали на планете не более полутора часов.) В состав миссии войдут орбитальный блок, спускаемый аппарат и флотилия аэростатных баллонов, которые будут летать на высотах с 35 до 60 км и с которых будет производиться съемка поверхности. Запуск космического аппарата планируется на конец 2016 года.

Детальное описание иллюстрации: Снимок Венеры в ультрафио-летовом диапазоне (длина волны 0,365 мкм), сделанный с расстояния 30 000 км с помощью камеры, установленной на европейском космическом аппарате "Венера-Экспресс". На фото видны темные и светлые области, связанные с неизвестным химическим соединением в облаках, поглощающим ультрафиолет. Исходя из полученных данных, ученые установили, что в экваториальной части Венеры (темные области на фото) относительно высокая температура. Интенсивная конвекция переносит вещество из нижних слоев атмосферы в верхние. В средних широтах, напротив, температура в атмосфере падает сверху вниз (светлые области).

 

http://www.nkj.ru/archive/articles/18726/

 

Архив новостей науки