Компьютерные модели предполагают, что древняя Венера могла быть обитаемой

Новые компьютерные модели предполагают, что Венера могла быть обитаемой еще 700 миллионов лет назад. Основываясь на ряде возможных сценариев, Майкл Уэй и Энтони Дель Дженио из Института космических наук Годдарда пришли к выводу, что планета могла поддерживать жидкую воду в течение двух или трех миллиардов лет, прежде чем атмосфера подверглась радикальному преобразованию.

Венера сегодня — воплощение Ада в реальности. Недостаточно того, что ее непрозрачная атмосфера содержит 96,5% углекислого газа и там идет дождь из серной кислоты. Средняя температура поверхности на планете 462° C, которая достаточно высока, чтобы расплавить свинец. Все это означает, что у Венеры нет никаких шансов получить жидкую воду, и она находится настолько далеко от обитаемости, насколько можно себе представить.

Однако подробные радиолокационные карты, сделанные серией космических миссий за последние 40 лет, показывают, что у Венеры мог быть мелкий океан в прошлом. Если это так, то на планете должна была быть радикально другая среда, достаточно прохладная, чтобы содержать  жидкую воду.

Чтобы увидеть, возможно ли это, исследователи провели серию из пяти симуляций, основанных на разных уровнях водного покрытия на Венере. Они включали в себя океан с глубиной 300 метров, более мелкий с глубиной 10 метров, подземный океан, глубокий океан с топографией, подобной Земле, и еще один, когда планета была полностью покрыта 158 метрами воды.

Чтобы смоделировать Венеру 4,2 миллиарда лет назад и 715 миллионов лет назад, ученые проверяли сценарии с помощью трехмерной модели общей циркуляции, которая учитывала изменение атмосферы и увеличение солнечной радиации с течением времени.

Они обнаружили, что в каждом случае Венера оставалась в стабильном диапазоне температур от 20° C до 50° C — не совсем комфортно по земным меркам, но достаточно прохладно для существования жидкой воды. Что еще более важно, планета могла бы поддерживать эту температуру в течение трех миллиардов лет. Если эти модели верны, они показывают, что Венера, несмотря на получаемое двойное солнечное излучение по сравнению с Землей, все еще находится в обитаемой зоне солнечной системы.

Причиной этого является процесс, при котором  4,2 миллиарда лет назад, когда Венера впервые образовалась, она быстро остыла, и двуокись углерода в атмосфере была поглощена силикатами в коре по тому же механизму, что и на Земле три миллиарда лет назад. Это оставило бы похожую на Землю атмосферу с преобладанием азота со следами углекислого газа и метана.

Но что случилось потом? По словам ученых, между 715 и 700 миллионами лет назад произошел внезапный выброс углекислого газа — возможно, из-за вулканической активности. Когда углекислый газ выдувается из расплавленной магмы, последняя охлаждается, предотвращая повторное поглощение газа. Это вызвало безудержный парниковый эффект, поскольку атмосфера становилась все более плотной, и температура повысилась до нынешнего уровня.

«Что-то случилось на Венере, когда огромное количество газа было выпущено в атмосферу и не могло быть поглощено планетой», — говорит Майкл Уэй. «На Земле у нас есть несколько примеров крупномасштабной дегазации, например, Сибирские траппы возрастом 252 миллионов лет, которые связаны с массовым вымиранием, но нет ничего в  масштабе Венеры. То, что случилось на Венере — полностью преобразовало планету».

Исследователи подчеркивают, что по-прежнему существуют серьезные вопросы, на которые необходимо ответить, в том числе о том, могла ли вода конденсироваться на Венере в далеком прошлом, и была ли дегазация отдельным событием или целой серией, которая произошла в течение миллиарда лет.

«Нам нужно больше миссий, чтобы изучить Венеру и получить более подробное понимание ее истории и эволюции», — говорит Майкл Уэй. «Однако наши модели показывают, что существует реальная возможность того, что Венера могла бы быть обитаемой и радикально отличаться от той, которую мы видим сегодня. Это открывает новые возможности для экзопланет, обнаруженных в так называемой «зоне Венеры», где на самом деле может находиться жидкая вода и быть умеренный климат».

Исследование было представлено на EPSC-DPS Joint Meeting 2019 в Женеве.