ВСЛУХ

Найдена молекула, лишившая Венеру воды

Найдена молекула, лишившая Венеру воды
Совсем недавно ученые сумели выявить механизм потери влаги на Венере. Исследователи считают, что их открытие объясняет, как некогда водный мир превратился в полностью пересохшую пустыню.


Это было целое астрономическое расследование. Сначала ученые обнаружили процесс, связанный с молекулой, которую ранее не замечали в верхних слоях венерианской атмосферы. Затем выяснилось, что вода покидала Венеру как минимум в два раза быстрее, чем считалось до этого.

С большой долей вероятности хотим сказать, что в свое время на Венере были целые океаны воды. Следовательно, имелись условия для возникновения жизни. И эти океаны существовали достаточно долго. Однако, чтобы полностью доказать это, нам потребуется гораздо больше данных, чем мы имеем на сегодняшний день

— Эрин Канги, сотрудник Лаборатории физики атмосферы и космоса в Колорадо.

Исследования, которые были сделаны до этого, показывают, что Венера и Земля в начале своей истории получали примерно равное количество воды. Главный источник — вулканы, которые извергали водяной пар. Также вода появлялась на планетах после бомбардировки ледяными кометами. В результате этого на Венере, по расчетам ученых, скопилось огромное количество воды. Этого объема хватило бы, чтобы покрыть всю поверхность планеты слоем воды толщиной более 3 километров.

Но Венера находится гораздо ближе к Солнцу, чем Земля. Следовательно, она получает гораздо больше солнечного света. И это тепло буквально выпарило водохранилище планеты, расщепив молекулы атмосферной воды на атомы водорода и кислорода. А дальше начался процесс, который в науке называется гидродинамическим выбросом. Легкий водород стремительно улетучился в открытый космос, оставив Венеру с носом. Точнее, без одного из важнейших ингредиентов, необходимых для образования воды.

Создав математическую модель, исследователи из Лаборатории физики атмосферы и космоса пришли к выводу, что большая часть воды безвозвратно покинула атмосферу Венеры в первый миллиард лет существования планеты.

Но кое-что — последние 100 метров воды — еще долго оставались на Венере, несмотря на то, что большинство атомов водорода уже навсегда улетели. В качестве аналогии предположим, что я вылил воду из своей бутылки с водой. Все равно осталось бы несколько капель

— Майкл Чаффин, один из ведущих авторов исследования.

Возникает вопрос: как же с Венеры исчезли самые последние остатки воды? Ведь очевидно, что путем гидродинамического выброса так бы не получилось.

Поэтому американские ученые предполагают, что остатки воды улетучились с помощью механизма, который называется «диссоциативная рекомбинация HCO +». В ходе этого процесса положительно заряженные атомы водорода, углерода и кислорода соединяются с отрицательно заряженными электронами с образованием монооксида углерода (CO) и водорода в качестве побочного продукта, после чего водород улетучивается в космос.

Найдена молекула, лишившая Венеру воды
Новый механизм потери воды на Венере вдвое ускоряет этот процесс. В верхних слоях атмосферы планеты атомы водорода (оранжевого цвета) улетучиваются в космос, оставляя после себя молекулы монооксида углерода (синего и фиолетового цветов)


Так как вода — это изначальный источник водорода на Венере, то диссоциативная рекомбинация может очень эффективно осушать планету. По словам исследователей, разработанные ими компьютерные модели реакций в верхних слоях атмосферы Венеры показывают, что потери в реальности происходили, по меньшей мере, вдвое быстрее, чем считалось ранее.

Их работа была опубликована 6 мая 2024 года в журнале Nature.

Мы пришли к выводу, и это удивительно, что теоретически HCO + должен быть одним из самых распространенных ионов в атмосфере Венеры

— Майкл Чаффин.

Только вот пока теория коренным образом расходится с практикой. В реальности ни один из исследователей ни разу не наблюдал на Венере вышеупомянутую молекулу. Откровенно говоря, ее специально никто не искал.

В предыдущих миссиях на эту планету, например, когда в 2021 году Венеру пролетом посетил космический зонд BepiColombo, на эту молекулы не обращали внимания. Впрочем, полевые химические лаборатории замеряли отдельные реагенты, производные HCO + в атмосфере. При этом аппарат обнаружил, что из атмосферы нашей космической соседки выделяется значительное количество углерода и кислорода. Однако ученые до сих пор так и не смогли полностью объяснить, почему так происходит.

Что касается новых миссий, то и в них не планируется обнаружение этой молекулы. У аппаратов VERITAS НАСА и European Envision (их запуск должен состояться, если ничего не помешает, в 2031 году) вообще нет бортового оборудования, которое могло бы зафиксировать потерю водорода из верхних слоев венерианской атмосферы. А ведь именно там происходит процесс диссоциативной рекомбинации.

Зонд НАСА DAVINCI, запуск которого также запланирован на 2031 год, будет собирать данные о давлении, температуре и ветрах атмосферы, но только ниже 70 километров.

Поэтому подтверждение молекулы HCO + откладывается в долгий ящик. Это значит, что мы еще очень нескоро узнаем во всех подробностях, как и куда делась вода с Венеры.

Автор:

Мы в Мы в Яндекс Дзен
Топ странных, но крутых вопросов современной физикиРодились первые дети, зачатые с помощью робота

GPS, давай, до свидания?

GPS, давай, до свидания?

В Англии протестировали первую в истории систему квантовой навигации. Вроде бы успешно....
  • 3 762
Близнецы-то «не родные»!

Близнецы-то «не родные»!

Спутники Фобос и Деймос могут быть половинками кометы, захваченной Марсом миллионы лет назад....
  • 80