Эволюция Венеры.

Автор: Administrator

29.11.2008 10:16

Любое предположение об истории эволюции Венеры должно немедленно столкнуться с проблемой ее атмосферы: почему она в 90 раз массивнее земной?

На Земле почти столько же углекислого газа, как и на Венере, но в земных условиях большая его часть находится в связанном состоянии в виде углеродных соединений в горных породах. Только из-за того, что температура поверхности Венеры так высока, этот газ остается там в атмосфере. Едва ли это объяснение удовлетворительно, ибо только потому, что атмосфера массивна, она поддерживает высокую температуру.

Проблема, следовательно, состоит в том, как Венера приобрела свою атмосферу, а не как она сохраняет ее. В настоящее время общепринято предположение, что причиной этого является парниковый эффект. Согласно этому предположению, когда-то Венера была более похожей на Землю, т. е. более холодной и с более тонкой атмосферой. Солнечное излучение, задерживаемое атмосферой, затем повысило температуру поверхности. Благодаря тому что Венера ближе к Солнцу, чем Земля, была превышена точка кипения воды; существенное количество водяного пара, таким образом добавляемого в атмосферу, сильно увеличило ее непрозрачность для инфракрасного излучения и, таким образом, привело к большому увеличению температуры. В итоге поверхность стала настолько горячей, что углекислый газ начал выделяться из горных пород.

Через несколько миллиардов лет яркость Солнца возрастет, Земля может приобрести массивную атмосферу, а поверхность ее разогреться до высокой температуры, как на Венере в настоящее время. Однако по крайней мере в начальных стадиях этого процесса, когда океаны закипят, земная атмосфера будет сильно отличаться от теперешней атмосферы Венеры. В частности, в ее состав войдет большое количество воды, так как масса воды в земных океанах гораздо больше, чем количество углекислого газа в ее горных породах. Венера же является совершенно сухой.

Если предположить, что Венера когда-нибудь имела такое количество воды, как Земля имеет сейчас, необходимо объяснить, как все это количество, кроме одной части на миллион, было потеряно. Существует известный механизм, который ведет к тому, что планета с большим обилием воды может потерять большую часть ее: водяной пар в верхней атмосфере диссоциирует под действием ультрафиолетового излучения, и водород уйдет в окружающее пространство в результате тепловых движений или под влиянием солнечного ветра. Однако этот эффект не может привести к столь полному высушиванию атмосферы, как на Венере. Из того количества воды, которое имеется на Венере в настоящее время, очень немного достигает верхней атмосферы и, следовательно, находится в недиссоциированном состоянии; если потеря воды шла с теперешней скоростью, Венера не могла потерять значительное количество воды за время существования Солнечной системы.

Наоборот, можно предположить, что вначале Венера была совершенно сухой. Небольшое количество воды, которое обнаруживается там теперь, могло образоваться из водорода в солнечном ветре, который проникает прямо в атмосферу, так как планета не имеет магнитного поля. Однако это предположение просто решает одну проблему, создавая другую, космогоническую: если Земля и Венера образовались в близкое время, почему одна получила так много воды, а другая так мало?

При известных обстоятельствах можно будет сделать выбор между этими альтернативными предположениями. Если на Венере когда-то была вода, а потом большая часть была потеряна, оставшаяся часть воды должна быть обогащена дейтерием, потом что этот тяжелый изотоп водорода менее быстро уходит из атмосферы. С другой стороны, водород в солнечном ветре имеет недостаток дейтерия, так как этот изотоп быстрее расходует: в солнечных ядерных реакциях. Пока что не представилось возможности измерить отношение дейтерия к водороду на Венере. В этой проблеме как и в других, современные исследования Венеры поднимают больше вопросов, чем могут решить. Венера с ее глубокой мрачной атмосферой и гладкой поверхностью остается загадочным скрытым облаками миром.