Ученые-планетологи из NASA создали новые компьютерные модели древнего климата Венеры, чтобы проверить теории, согласно которым «адская сестра Земли» когда-то была похожим на Землю, благоприятным для жизни миром. И действительно, результаты отчасти подтверждают столь необычную картину соседней с нами планеты.

Сравнение сегодняшней горячей и сухой Венеры на основании данных советских миссий «Венера 13 и 14» и американских миссий «Pioneer» und «Magellan» (справа) с планетарной моделью ранней Венеры, на которой могли существовать моря и океаны). © NASA/Jet Propulsion Laboratory-Caltech (слева) and NASA (справа).

Как сообщают Майкл Уэй и Энтони Д. Дель Генио из Института космических исследований имени Годдарда (GISS) NASA на Arxiv.org и в журнале Journal of Geophysical Research – Planets, они использовали для выполнения расчетных процессов, которые длились несколько месяцев, суперкомпьютеры NASA. И им удалось смоделировать климат Венеры за последние 4,2 миллиарда лет в различных сценариях.

Подоплека

В принципе, планетологи предполагают два возможных сценария климата Венеры:

- Сценарий 1 предполагает, что Венера изначально имела атмосферу из углекислого газа и водяного пара и была покрыта океаном магмы в течение примерно 100 миллионов лет. Солнце, которое в то время было гораздо более активным, также производило больше рентгеновского и ультрафиолетового излучения, чем сегодня. Солнечный свет, достигавший Венеры, разделял водяной пар на водород (H2) и кислород (O). На фоне магматического океана возрастом 100 миллионов лет и утечки водорода в космос весь кислород, вероятно, был поглощен океаном магмы. Когда этот океан магмы остыл, планета осталась с почти безводной атмосферой и сухой поверхностью.

- Во втором сценарии на Венере также была атмосфера водяного пара, но океан магмы просуществовал всего несколько миллионов лет. Благодаря этому, в атмосфере могло остаться гораздо больше воды и конденсироваться на поверхности Венеры в виде водяного океана после того, как океан магмы остыл.

В своих новых расчетах ученые GISS исследовали вторую модель, используя 45 различных симуляций, которые учитывали различную топографию, состояние суши и воды, типы почвы, состав атмосферы, солнечную радиацию и скорость вращения.

Визуализация «модели 28» показывает температуру воздуха у поверхности Венеры 2,9 миллиарда лет назад с гипотетической атмосферой 0,25 бар и земной топографией с океаном глубиной до 310 метров. Этот результат из 45 проведенных симуляций оказался самым близким к земным условиям. ©/источник: M.J. Way and A.D. Del Genio, J. Geophys. Res. Planets.

Обнадеживающие результаты

Результат показал, что на ранней Венере должен был быть океан воды, планета могла создавать условия для жизни на ней на протяжении до 3 миллиардов лет (!).

Ученые также предполагают, что нынешнее состояние парникового эффекта Венеры возникло в результате крупномасштабных извержений вулканов, которые высвободили достаточно CO2, чтобы высушить все поверхностные воды. Фактически, на планете имеются свидетельства того, что вулканическая активность продолжается и по сей день

В будущих симуляциях Уэй и его коллеги хотят сосредоточиться на развитии Венеры в течение первых 100 миллионов лет и проверить, могла ли там вода действительно конденсироваться на поверхности в виде океанов. Кроме того, они хотят более подробно исследовать, как нынешний парниковый эффект мог возникнуть в таких обстоятельствах.

Новая обитаемая зона

Полученные результаты имеют также последствия для того, что астрономы называют «обитаемой зоной»: Если оптимистическая версия Венеры, которая когда-то была благоприятной для жизни на протяжении миллиардов лет, подтвердится, авторы предлагают в будущем называть регион расположения Венеры «зоной оптимистической Венеры».