Венера могла быть похожа на Землю — но математика не сходится
Венера — настоящий ад. Температура на её поверхности достигает 460–470 градусов Цельсия, а давление атмосферы в 92 раза превышает земное. Советский зонд «Венера-13» в 1982 году продержался там рекордные 127 минут — и это считалось подвигом техники. Даже титан в таких условиях теряет прочность.
Долгое время учёные придерживались романтичной версии: когда-то Венера была почти как Земля — с водой, умеренным климатом и, возможно, пригодными для жизни условиями. Популяризировал эту идею астрофизик Карл Саган ещё в 1960-х. По его версии, планету погубил неудержимый парниковый эффект: Солнце постепенно разгоралось ярче, температура росла, вода испарялась, а углекислый газ накапливался в атмосфере — пока та не превратилась в раскалённую удушающую оболочку.
Советские зонды действительно обнаружили в атмосфере Венеры ничтожные следы водяного пара. Зато углекислого газа там почти 97%.
Недавно исследователи из Кембриджского университета решили проверить эту гипотезу с цифрами в руках. Они рассмотрели три сценария того, как Венера могла накопить столь колоссальное количество углекислого газа. Результаты опубликованы в виде препринта на arXiv.org.
Первый сценарий — «земной путь». На нашей планете работает углеродный круговорот: вулканы выбрасывают углекислый газ, тот растворяется в воде, выпадает на поверхность, связывается с горными породами и уходит в кору. Тектонические плиты затягивают эти породы вглубь мантии, где они плавятся — и углерод снова возвращается к вулканам. Круг замыкается. Расчёты показали: если бы Венера прошла через такой же процесс, её кора могла бы накопить достаточно углерода, чтобы при высвобождении создать атмосферное давление примерно в 20 атмосфер. Реальное давление — 92. Не сходится.
Второй сценарий — чистый вулканизм без всякого круговорота. Но и здесь провал: большая часть магмы застывает, не добравшись до поверхности, вместе с растворённым в ней углеродом. За 4,6 миллиарда лет существования планеты вулканы могли обеспечить максимум 25 атмосфер давления.
Даже если сложить оба сценария вместе — карбонатную кору и вулканы — получается лишь около 45 атмосфер. До 92 всё равно далеко.
Убедительным оказался лишь третий вариант: в самом начале истории Венеры её поверхность покрывал глобальный океан расплавленной магмы. При остывании он мог выделить в атмосферу сотни атмосфер углекислого газа. За миллиарды лет часть газа улетучилась в космос — и то, что осталось плюс небольшой вклад вулканов, и есть нынешняя удушающая атмосфера Венеры.
Таким образом, версия о том, что Венера была «погибшей копией Земли», оказывается под серьёзным сомнением — по крайней мере, в той части, где виновником называют постепенный парниковый эффект. Судьбу планеты, по всей видимости, предопределило её рождение, а не катастрофа, случившаяся позже.
