Как Венера превратилась в ад и почему Земля — следующая
Фото: Wikimedia Commons
Наш сосед по Солнечной системе — Венера. Ее поверхность ученые описывают как «адскую», хотя раньше она была пригодной для жизни. Разбираемся, что уничтожило планету, и ждет ли такая же участь Землю
Адский ландшафт Венеры
Венера — самая горячая планета Солнечной системы, температура ее поверхности стабильно колеблется в районе 370 ºC. Ее атмосфера практически полностью состоит из СО2. Облака из серной кислоты проливают дожди на вулканический пейзаж из острых камней и застывшей лавы. Давление на Венере в 92 раза превышает земное на уровне моря.
Робин Джордж Эндрюс, научный журналист и вулканолог, подчеркивает: «Это настолько ужасно, что даже смешно! Как будто у какого-то божества был очень плохой день, поэтому оно решило: «Разрушу-ка я эту планету!» Если бы вы оказались на Венере, то для вашего организма это было бы равнозначно присутствию в мультиварке в океане на километровой глубине.
Ваши глаза бы взорвались от давления, а тело запеклось из-за жара». Однако Венера не всегда была ужасной. Ученые предполагают, что когда-то давно она была похожа на Землю, с крупными океанами, голубым небом и белыми облаками. Эндрюс вообще утверждает, что она с нашей планетой были неотличимы, как сестры. Так как же разрушилась наша соседка по Солнечной системе?
Венеру уничтожило Солнце
Около 4,5 млрд лет назад Солнце было меньше и более тусклое. Однако с возрастом оно становилось ярче, что характерно для большинства звезд. Соответственно, постепенно на Венере становилось все жарче и жарче. Океаны испарялись, из-за чего большое количество воды попадало в атмосферу. Пар захватывал тепло, создавая своеобразный щит, который не выпускал его в космос, что увеличивало температуру поверхности планеты. Это приводило к порочному кругу, который в итоге довел парниковый эффект до абсолюта и сделал Венеру огромной теплицей.
Тектонические плиты добили планету
Вода помогала тектоническим плитам оставаться гибкими, в некотором смысле добавляя смазку и способствуя движению между ними.
Без океанов их активность остановилась. При этом тектоника плит играет важнейшую роль в регулировании количества углекислого газа в атмосфере. Он связывается с элементами в грязи и камнях, которые в итоге оказываются погребенными далеко под поверхностью в течение миллионов лет по мере того, как плиты трутся и опускаются друг под друга.
Однако теперь весь СО2 вышел наружу вместе с регулярными извержениями вулканов. С течением времени солнечные лучи разбили паровую завесу: водород отправился в космос, а его место занял углекислый газ. Из-за него атмосфера становилась толще и в итоге смогла даже достичь достаточного сопротивления, чтобы буквально замедлить вращение Венеры, придав ей нынешнюю небольшую скорость. Когда процесс завершился, что заняло около 100 млн лет, потенциал для жизни на планете был уничтожен.
Будущее Земли
Самое страшное в истории Венеры в том, что это показывает будущую судьбу Земли. По мере того, как Солнце стареет, оно становится все ярче.
В какой-то момент в течение следующих нескольких сотен миллионов лет придет очередь и нашей планеты. Океаны испарятся, температура будет расти экспоненциально, тектоника плит отключится. Углекислый газ будет выбрасываться в атмосферу. Примерно через 300 млн лет Землю будет трудно отличить от Венеры.
Венера в Солнечной системе. Венера и Юпитер. Где находится Венера
Планета Венера: температура, расстояние от Земли, где находится
На сегодняшний день на Венере примерно +500 градусов Цельсия, и это даже жарче, чем на дневной стороне Меркурия. Дело в том, что вторая планета от Солнца, в отличие от первой, находится в «парнике». Давление 92 атмосферы, то есть в 92 раза больше, чем у нас. Практически вся масса венерианской атмосферы (процентов 90) сконцентрирована в пределах 30-километровой высоты. Зато на высоте километров 50–60 уже вполне умеренные условия, и есть мысли когда-нибудь разместить там научную станцию с экипажем и даже поселиться навсегда.
Атмосфера почти полностью состоит из углекислого газа.
На уровне километров 75 находятся облака из сернистого газа и серной кислоты. В них сверкают молнии, и серная кислота регулярно проливается дождём. Правда, дождь в таком пекле даже не успевает выпадать на поверхность — испаряется в воздухе «по дороге». Облака не рассеиваются вообще никогда, с поверхности Венеры нельзя увидеть Солнце. По уровню освещённости там всегда как на Земле в самый пасмурный день. И это непроницаемое облачное одеяло очень интенсивно вращается — в десятки раз быстрее, чем сама планета кружится вокруг своей оси.
Собственного магнитного поля Венера в своих недрах не создаёт, притом не вполне понятно, в чём проблема. Так что планету от солнечной и галактической радиации частично защищают только верхние слои её атмосферы: они создают так называемую индуцированную магнитосферу.
Просто удивительно, как в таких условиях на Венере умудряются прослеживаться даже самые ничтожные следы водяного пара. И вообще, хотелось бы знать, всегда ли на этой планете было так, как сейчас..jpg)
В основном учёные склоняются к тому, что нет, не всегда.
Гора Маат на поверхности планеты Венеры. Иллюстрация © NASA / JPL
Как появилась планета Венера
Планетологи пытаются представить, какой должна была быть обстановка на Венере изначально, чтобы за 4,5 миллиарда лет своего существования планета дошла до своего теперешнего состояния. И во многих случаях по расчётам выходит, что когда-то на Утренней звезде были водные океаны и вообще вполне приятный климат. Венера могла быть пригодной для жизни. Как минимум для той жизни, которую мы знаем. Поэтому возникает вопрос, когда это было, сколько это продлилось и почему всё-таки это так плачевно закончилось. Парниковый эффект — это следствие, а нужны причины.
К примеру, один из предложенных сценариев предполагает, что счастливая эра Венеры завершилась всего 700 миллионов лет назад. На Земле тогда была эпоха неопротерозоя, именно этим периодом датируются древнейшие окаменелости животных.
В Университете Чикаго недавно перепробовали 94 тысячи разных вариантов развития событий.
В абсолютном большинстве случаев получается, что времена океанов и прочей жизнепригодности на Венере закончились не позже, чем три миллиарда лет назад. При этом океан, по мнению учёных, должен был быть глубиной не больше 300 метров. Для сравнения: на Земле средняя глубина Мирового океана — 3,7 километра. Надо сказать, современная наука приходит к выводу, что на Земле три миллиарда лет назад жизнь уже давно была, пусть и самая примитивная. К примеру, в Канаде нашли окаменелости неких существ возрастом чуть ли не четыре с лишним миллиарда лет. Значит, и на Венере жизнь теоретически могла бы успеть появиться.
Венера и Юпитер
Чтобы понять, почему сейчас всё так плохо, надо разобраться, почему изначально было хорошо. И, по мнению многих учёных, хорошо было в первую очередь потому, что на заре существования Солнечной системы наше светило грело не так жарко, как сейчас. Мощность его излучения была примерно на треть меньше. Соответственно, по мере взросления Солнца его лучи всё сильнее бомбардировали Венеру, а в отсутствие полноценной магнитосферы они глубоко проникали в атмосферу планеты.
Под действием ультрафиолета вода распадалась на водород и кислород. Водород, поскольку он очень лёгкий, стремительно улетал в космос, а кислород отчасти тоже покидал планету, а отчасти окислял окружающие вещества. Как следствие, накопление углекислого газа и «парник».
Вид на Солнце из-под облаков Венеры. Иллюстрация © Flickr / NASA / Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab
Есть подозрения, что в деле мог быть замешан и Юпитер: изначально он был ближе к Солнцу, чем сейчас, и его притяжение влияло на Венеру — вытягивало её орбиту. Из-за этого планета то приближалась к Солнцу, то удалялась, а значит, то нагревалась, то охлаждалась. И в процессе этих колебаний она быстрее теряла воду.
Правда, некоторые гипотезы перечёркивают всю эту венерианскую драму и утверждают, что на самом деле вода на этой планете вообще никогда не находилась сама по себе, то есть в виде океана: молекулы воды могли войти в структуру молекул пород в недрах планеты (это называется гидратацией) и остаться так навсегда.
Но это какая-то совсем грустная теория: в конце концов, океаны есть и на спутниках Юпитера и Сатурна, например, и даже на Плутоне. Притом именно водные океаны, а не какие-нибудь метановые. Пусть подо льдом, но тем не менее. На Марсе, по всем признакам, тоже была полноценная гидросфера. То есть возникает ощущение, что вода — это абсолютно нормально для каменистого мира. Другой вопрос, сколько она продержится в заданных условиях.
Марсианский океан тайн: учёные рассказали, как с Красной планеты исчезла вода
Адель Романенкова
- Статьи
- Вселенная
- Наука и Технологии
Комментариев: 0
Для комментирования авторизуйтесь!
Подробно | Mariner 02 — Исследование Солнечной системы НАСА
Миссии › Маринер 02
Завершено 60 лет назад
Первый взгляд человечества на другую планету крупным планом был полон сюрпризов. Mariner 2 обнаружил, что Венера гораздо более жаркая и негостеприимная, чем воображаемый тропический мир, скрытый густыми облаками.
| Тип миссии Облет Венеры | Продолжительность 4 месяца |
| Запуск 27 августа 1962 г. 06:53:14 UT | Облет 14 декабря 1962 42 минуты |
Обзор
Запущенный через 36 дней после гибели «Маринера-1», «Маринер-2» нес то же научное оборудование, что и его предшественник. После корректировки курса 4 сентября 1962 года космический корабль пролетел мимо Венеры на расстоянии 21 660 миль (34 854 км) на высоте 19°.:59:28 UT, 14 декабря 1962 года.
Во время 42-минутного сканирования планеты «Маринер-2» собрал важные данные об атмосфере и поверхности Венеры, прежде чем продолжить движение на гелиоцентрическую орбиту. Радиометры, в частности, смогли провести пять сканирований ночной стороны планеты, восемь по терминатору и пять по дневной стороне.
Цели и достижения
Полученные данные показали, что на Венере не было существенной разницы в температуре. Показания микроволнового радиометра Mariner 2 показали температуру от 421 градуса по Фаренгейту (216 градусов по Цельсию) на темной стороне до 459 градусов по Фаренгейту (237 градусов по Цельсию) на дневной стороне.
Mariner 2 также обнаружил плотный облачный слой, простирающийся от 35 до 50 миль (от 56 до 80 километров) над поверхностью. Космический корабль не обнаружил заметного планетарного магнитного поля, что частично объясняется большим расстоянием между космическим кораблем и планетой.
С точки зрения научных результатов, «Маринер-2» имел лишь скромный успех, но он по-прежнему сохраняет честь быть самой первой успешной планетарной научной миссией в истории.
«Будут и другие миссии на Венеру, но никогда не будет еще одной первой миссии на Венеру», — сказал о «Маринер-2» руководитель проекта JPL Джек Джеймс.
Космический корабль
| Нация | Соединенные Штаты Америки (США) |
| Объектив(ы) | Облет Венеры |
| Космический корабль | П-38 / Маринер Р-2 |
| Масса космического корабля | 449 фунтов (203,6 кг) |
| Разработка миссии и управление | НАСА / Лаборатория реактивного движения |
| Ракета-носитель | Atlas Agena B (Atlas Agena B № 6 / Atlas D № 179 / Agena B № 6902) |
| Дата и время запуска | 27 августа 1962 г. / 06:53:14 UT |
| Стартовая площадка | Мыс Канаверал, Флорида / Стартовый комплекс 12 |
| Научные инструменты | 1. 2. Инфракрасный радиометр 3. Феррозондовый магнитометр 4. Детектор космической пыли 5. Спектрометр солнечной плазмы 6. Детекторы энергетических частиц 7. Ионизационная камера |
Шестиугольное основание Mariner 2 имело ширину 3,4 фута (1,04 метра) и толщину 1,2 фута (0,36 метра). Магниевые корпуса содержали электронику, баллоны с газом для управления ориентацией и ракетный двигатель. Научные эксперименты прикреплены к высокой мачте в форме пирамиды. Общая высота космического корабля составила 12 футов (3,66 метра). К основанию прикреплена большая направленная антенна.
Mariner 2 питается от двух крыльев солнечных батарей. Один правый был 72 дюйма x 30 дюймов (183 x 76 см). Другая панель была размером 60 x 30 дюймов (152 x 76 см) с солнечным парусом (31 см), чтобы сбалансировать солнечное давление на панели. Панели питали космический корабль солнечным светом. Аккумуляторная батарея емкостью 1000 ватт-часов сохраняет энергию для последующего использования.
Связь состояла из трехваттного передатчика. Большая и маленькая антенны отправляли научные данные обратно на Землю.
Mariner 2 использовал для маневров ретро-ракету на монотопливе (безводный гидразин) 225 N. Струи азота стабилизировали космический корабль.
Люди
| Г-н Джеймс С. Мартин-младший | Руководитель проекта | НАСА / Лаборатория реактивного движения |
| Доктор Р. К. Вайкофф | Ученый проекта | НАСА/JPL |
Основные источники
Сиддики, Асиф А. За пределами Земли: хроника исследования дальнего космоса, 1958–2016 гг. Управление программы истории НАСА, 2018 г.
Главный каталог Национального центра данных космической науки . Маринер-2, nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/spacecraft/display.action?id=1962-041A. По состоянию на 2 ноября 2022 г.
Глобальные космические агентства отправили 40 космических кораблей для изучения Венеры с близкого расстояния.
В этом десятилетии запланированы три новые миссии.
Два места падения кометы Шумейкера-Леви 9 на Юпитер (1994)
Образцы кометы звездной пыли
Солнечная система и не только Коллекционные карточки (полный набор)
Связанные новости
Планета Венера | Музей естественной истории
КОСМОС
Эмили Остерлофф
Венера — самая горячая планета в нашей Солнечной системе. Этот враждебный мир покрыт тысячами вулканов и окутан плотным слоем ядовитых облаков, гонимых постоянными ураганными ветрами.
Узнайте факты о ближайшей к Земле планете.
Насколько велика Венера?
Из-за сходства размеров, массы и состава Венеру иногда называют планетой-сестрой Земли. С экваториальной окружностью 38 025 километров и радиусом 6 052 километра Венера лишь незначительно меньше Земли.
Венера имеет железное ядро примерно того же размера, что и Земля — радиус примерно 3000 километров.
Цветное изображение Венеры, полученное орбитальным аппаратом «Галилео» в 1990 году с расстояния примерно 2,7 миллиона миль. Он был пропущен через фиолетовый фильтр и окрашен в голубоватый оттенок, подчеркивающий тонкие различия в густых облаках. © НАСА/Лаборатория реактивного движения
Насколько горяча Венера?
Венера — самая горячая планета в Солнечной системе, средняя температура поверхности которой составляет 462°C, что достаточно для плавления свинца.
Плотная атмосфера планеты препятствует выходу солнечного тепла обратно в космос, вызывая сильный парниковый эффект. Температура почти не меняется ни днем, ни ночью, ни между полюсами и экватором.
Экстремальная жара Венеры не позволяет воде на планете. Сухая поверхность, по-видимому, состоит из земного базальта, мелкозернистой вулканической породы.
Но Венера могла быть более пригодной для жизни в начале своей истории. Около двух миллиардов лет планета могла быть покрыта мелководным океаном, и из-за близости к Солнцу вода испарялась. Это вызвало накопление углекислого газа в атмосфере, что привело к сегодняшнему интенсивному парниковому эффекту.
Изображение прохождения Венеры в 2012 году космическим аппаратом Hinode © JAXA/NASA
На каком расстоянии от Солнца находится Венера?
Венера — вторая планета от Солнца, вращающаяся в среднем на расстоянии 108 миллионов километров от звезды. Его орбита самая круглая из всех планет в нашей Солнечной системе — другие движутся вокруг Солнца по более овальной траектории.
Венера — ближайшая к Земле планета. Ближайшая точка между планетами встречается раз в 584 дня на расстоянии 38 миллионов километров.
Что такое транзит Венеры?
Прохождение Венеры происходит, когда Венера проходит непосредственно между Землей и Солнцем, представляя собой черный диск, движущийся по Солнцу.
Планетарные транзиты случаются реже, чем затмения. Транзиты Венеры — одно из самых редких предсказуемых небесных явлений. Когда происходит одно, через восемь лет следует второе. Следующее произойдет через 105 или 121 год из-за периодов обращения Земли и Венеры, после чего картина повторяется.
Самые последние прохождения Венеры произошли в 2004 и 2012 годах. Следующее произойдет в декабре 2117 года.
Первое научно зарегистрированное прохождение Венеры произошло в 1639 году и наблюдалось английскими астрономами Иеремией Хорроксом и Уильямом Крэбтри. В 1769 году первое путешествие капитана Джеймса Кука было одной из пяти экспедиций, организованных Королевским обществом для регистрации прохождения Венеры. Экипаж HMS Endeavour Кука наблюдал за происходящим с Таити.
Представление художника о молнии, возникающей в атмосфере Венеры © J. Whatmore через библиотеку изображений ESA
Сколько длится день на Венере?
Венера вращается очень медленно.
У него самые длинные дни среди всех планет Солнечной системы. Полный оборот вокруг своей оси (звездные сутки) занимает 243 земных дня. На Венере сутки длиннее года: полный оборот вокруг Солнца занимает 225 земных суток.
Но полный солнечный день (время, необходимое Солнцу, чтобы вернуться в одно и то же место на небе) на Венере длится примерно 117 земных дней. Это короче полного оборота, потому что планета очень медленно вращается ретроградно.
Если смотреть с северного полюса, большинство планет вращается против часовой стрелки, но Венера вращается по часовой стрелке. На Венере Солнце восходит на западе, а заходит на востоке.
Считается, что планета вращалась против часовой стрелки, пока сильный удар не перевернул ее вверх дном, что привело к противоположному направлению вращения.
Наклон планеты — одна из причин смены времен года. Венера наклонена вокруг своей оси примерно на 3°, почти вертикально, подобно Меркурию. Но поскольку планета перевернута, считается, что она наклонена на 177°.
У Венеры нет ни спутников, ни колец.
Смоделированное компьютером изображение горы Маат, самого высокого вулкана и второй по высоте вершины Венеры © NASA/JPL
Из чего состоит атмосфера Венеры?
Венера — планета земного типа, такая же, как Земля, но жизнь в том виде, в каком мы ее знаем, не сможет там выжить.
Атмосфера состоит в основном из двуокиси углерода и небольшого количества азота. Планета покрыта слоем облаков толщиной до 80 километров, состоящих в основном из серной кислоты и диоксида серы. Атмосфера в сочетании с экстремальной температурой и ураганными ветрами, движущимися со скоростью примерно 350 километров в час, делают Венеру негостеприимной.
Атмосфера Венеры плотная и сокрушительная. Давление, оказываемое на планету, похоже на то, что ощущается на глубине около одного километра в океанах Земли.
На планете меньше ударных кратеров, чем на других небесных телах, а это означает, что ее поверхность молода — по оценкам, ей от 180 до 800 миллионов лет.
На Венере больше всего вулканов среди всех планет Солнечной системы, на ее поверхности их тысячи. Некоторые исследователи считают, что всплытие было вызвано тем, что вся планета была затоплена лавой, в то время как другие предполагают, что это произошло в течение длительного периода вулканической активности.
Художественная концепция космического корабля НАСА «Магеллан», использующего радар для картирования поверхности Венеры © NASA/JPL-Caltech
Кто открыл Венеру?
Венера — одна из пяти классических планет, видимых невооруженным глазом, и второй по яркости небесный объект на ночном небе — ее затмевает только Луна. Неизвестно, кто впервые записал Венеру, но она названа в честь римской богини любви и красоты, что делает ее единственной планетой в нашей Солнечной системе, названной в честь женской фигуры.
Более 40 космических кораблей посетили Венеру. Первым был «Маринер-2» НАСА, который провел базовые измерения атмосферы — его запуск и прибытие произошли в 1962 году.
В 1989 году был запущен «Магеллан» НАСА, который с помощью радара нанес на карту 98% поверхности планеты. Это дало ученым возможность впервые заглянуть под толстый слой облаков Венеры.
Суровая атмосфера Венеры означает, что космические корабли не задерживаются на ее поверхности долго. «Венера-13», зонд из программы «Венера» бывшего Советского Союза (1961-1984), до сих пор продержался дольше всех, функционируя чуть более двух часов после приземления. Он предоставил одни из немногих на сегодняшний день фотографий поверхности Венеры. Российское космическое агентство «Роскосмос» предложило орбитальный и спускаемый аппараты «Венера-Д» для запуска в 2029 году, хотя миссия еще не подтверждена.
Спутник ЕКА Venus Express, запущенный из Казахстана в 2005 году, находился в эксплуатации более восьми лет, что намного превышает первоначальный запланированный срок службы, составлявший около 500 земных дней. Этот космический аппарат вращался вокруг планеты, проводя всестороннее исследование атмосферы, пока в 2014 году не исчерпал свой запас топлива9.