Потерянные океаны Венеры новые данные от космического зонда

Согласно недавним исследованиям с использованием прибора для наблюдения за солнечными затмениями в инфракрасном диапазоне (SOIR) на космическом зонд Venus Express Европейского космического агентства (ESA), обнаружено неожиданное увеличение содержания двух разновидностей молекул воды: H2O и HDO (дейтерированная вода), а также изменение их соотношения HDO/H2O в мезосфере Венеры. Эти находки вызывают сомнения в нашем понимании водной истории планеты и возможности её прошлого обитания.

Сегодня Венера представляется как сухая планета с давлением в сто раз превышающим земное и температурой около 460°C. Атмосфера Венеры насыщена густыми облаками серной кислоты и водяными каплями, но основная часть воды расположена ниже этих облаков. Тем не менее, возможно, что в прошлом Венера имела столько же воды, сколько и Земля.

Хироки Карю, исследователь Университета Тохоку, подчеркивает:

Изучение содержания молекул H2O и её тяжёлого изотопа HDO помогает глубже понять эволюцию воды на Венере. Считается, что изначально Венера и Земля обладали схожими соотношениями HDO/H2O. Однако текущее соотношение, наблюдаемое в атмосфере Венеры (ниже 70 км), превышает земное в 120 раз, что указывает на значительное историческое обогащение дейтерием.

Этот процесс обусловлен тем, что солнечная радиация разрушает молекулы воды в верхних слоях атмосферы, образуя атомы водорода (H) и тяжёлый изотоп водорода (D). Из-за своей меньшей массы атомы H легче улетают в космос, что приводит к увеличению соотношения HDO/H2O с течением времени.

Для определения доли улетучивающихся в космос H и D важно замерить количество изотополов воды на высотах, где солнечный свет может их разрушить — выше облаков на высотах свыше 70 км. Исследование выявило два удивительных открытия: концентрации H2O и HDO растут с высотой от 70 до 110 км, а соотношение HDO/H2O значительно увеличивается в данном диапазоне, превышая земные показатели более чем в 1500 раз.

Для объяснения этих результатов предложен механизм, учитывающий поведение аэрозолей гидратированной серной кислоты (H2SO4). Эти аэрозоли образуются непосредственно над облаками, где температура опускается ниже точки росы сернистой воды, что приводит к образованию частиц, обогащённых дейтерием. В дальнейшем эти частицы поднимаются на большую высоту, где высокая температура способствует их испарению, высвобождая большее количество HDO по сравнению с H2O. Затем этот пар переносится вниз, замыкая цикл.

Это исследование акцентирует внимание на двух ключевых аспектах. Во-первых, изменения высоты имеют решающее значение для определения резервуаров D и H. Во-вторых, повышенное соотношение HDO/H2O приводит к увеличению выбросов дейтерия, что, в свою очередь, влияет на долгосрочную эволюцию отношения D/H.

Глубже понимание эволюции обитаемости Венеры и её истории способствует осознанию факторов, определяющих пригодность нашей планеты для жизни, и поможет избежать потенциальных ошибок, которые могут привести к ситуации, в которой Земля повторит судьбу своего «близнеца».