Как внутренняя структура Венеры влияет на ее поверхность: новое исследование
Объяснение загадочного вида поверхности Венеры
Венера — таинственная и негостеприимная соседка Земли, планета, где температура на поверхности достигает 460 градусов Цельсия, где дождь идет из серной кислоты, а атмосфера давит с силой, эквивалентной тысячи метров под водой. Несмотря на то что она почти такого же размера, как наша планета, и когда-то, возможно, была похожа на нее, Венера превратилась в безжизненный ад — лабораторию, где природа демонстрирует, как может выглядеть мир, если парниковый эффект выйдет из-под контроля. И теперь, после десятилетий наблюдений, исследователи из Института океанографии Скриппса при Калифорнийском университете в Сан-Диего сделали прорыв, который может изменить наше понимание не только этой планеты, но и того, как вообще формируются скалистые миры в Солнечной системе.
Их внимание привлекли уникальные образования на поверхности Венеры — короны: огромные, округлые, террасообразные структуры, напоминающие либо поднятые вверх теплом холмы, либо обрушившиеся суфле, осевшие после охлаждения. Некоторые из них достигают двух тысяч километров в диаметре — в десять раз больше других, и их распределение кажется случайным, пока не появляется новая картина.
Команда исследователей во главе с Дэвидом Стегманом проанализировала данные о топографии, гравитационном поле и тепловых потоках на Венере. Они обнаружили закономерность, скрытую в хаосе: размер и распределение корон напрямую связаны с тем, как магма поднимается из глубин планеты — и где именно она встречает сопротивление.
Как и Земля, Венера имеет горячее ядро, от которого поднимаются апвеллинги — столбы раскаленной породы. Но на Венере нет тектонических плит. Ее кора — единый, неподвижный щит, покрывающий всю планету, как скорлупа на яйце. Это значит, что тепло не может уходить через движение плит, а вынуждено искать другие пути. Когда магматические потоки поднимаются из мантии, они сталкиваются с неожиданным барьером — слоем на глубине около шестисот километров, где изменения в кристаллической структуре минералов создают своего рода «стеклянный потолок». Этот слой, плотный и устойчивый, блокирует крупные потоки, заставляя их распадаться на более мелкие сгустки, которые затем пробиваются к поверхности уже в виде множества небольших вулканических структур — тех самых маленьких корон.
А те магматические потоки, которым удается преодолеть этот барьер, выходят на поверхность в виде гигантских корон. Это объясняет, почему некоторые из них в десять раз больше других — не потому что они «более активные», а потому что они просто прошли путь, свободный от препятствий. Таким образом, поверхность Венеры — это не просто карта вулканов, а трехмерная карта внутреннего строения планеты, отображающая границы между слоями мантии, где физика камня меняет свое поведение.
Это открытие сравнивают с эпохой до тектоники плит на Земле. До 1960-х годов геологи видели горы, разломы и вулканы, но не могли связать их в единую картину. Только когда появилась теория плит, все встало на свои места. Теперь, говорит Дэвид Стегман, мы переживаем аналогичный момент для Венеры. «Современное состояние знаний о планете Венера аналогично эпохе 1960-х годов», — отмечает он. «У нас пока нет унифицированной теории, которая бы объяснила, как передача тепла из недр проявляется в формах, которые мы видим на поверхности».
Но теперь у нас есть ключ. Мы знаем, что структура мантии — а не случайные вулканические выбросы — определяет форму корон. Это не просто описание поверхностных особенностей — это первый шаг к созданию модели внутренней динамики Венеры, которая сможет предсказывать, где и почему будут возникать новые короны.
Можно сказать, что Венера — это зеркало, в которое мы смотрим, чтобы понять, как может развиваться планета, похожая на Землю, но с другим исходом. Почему на одной планете зародилась жизнь, а на другой — вечный огонь? Почему одна стала домом для океанов и биосферы, а другая — ловушкой для углекислого газа? Ответы на эти вопросы могут помочь нам не только лучше понять прошлое, но и предугадать будущее нашей собственной планеты. Если мы научимся читать «язык» корон, мы сможем интерпретировать, как Венера теряла свои океаны, как ее атмосфера становилась все плотнее, как ее климат перешел в точку невозврата.
Пока первые шаги кажутся скромными, но они открывают дверь в целый мир, который раньше был недоступен для понимания. И скоро, возможно, мы увидим, как новые космические миссии — VERITAS, DAVINCI, EnVision — начнут проверять эти идеи на месте, отправляя зонды в атмосферу и на поверхность, чтобы сфотографировать короны с новой детализацией, измерить их тепло и проследить, как они меняются со временем.