Новые открытия полностью изменили понимание того, почему Земля стала гостеприимной для жизни

14 октября 14:17RSS feed nk.org.ua

Сегодня Венера может быть изнуряющей пустыней, но ученые задаются вопросом, всегда ли планета была такой негостеприимной. В то время как предыдущие исследования предполагали, что Венера когда-то могла быть покрыта океанами, новые исследования показали обратное: Венера, вероятно, никогда не могла поддерживать океаны.

Исследователи также определили, что похожая история могла бы разыграться и на Земле, если бы все было немного по-другому.

Венера, наш ближайший планетарный сосед, называется двойником Земли из-за схожести размеров и плотности обеих планет. В остальном планеты кардинально отличаются.

В то время как Земля является естественным центром жизни, Венера - безжизненная планета с токсичной атмосферой из углекислого газа, в 90 раз толще нашей, облаками серной кислоты и температурой поверхности, достигающей 864 градусов по Фаренгейту (462 градусов по Цельсию) - достаточно горячей, чтобы плавить свинец.

Чтобы понять, как эти две каменистые планеты оказались такими разными, группа астрофизиков решила попытаться смоделировать начало, когда планеты нашей солнечной системы сформировались 4,5 миллиарда лет назад.

Они использовали климатические модели - аналогичные тем, которые используют исследователи при моделировании изменения климата на Земле - чтобы заглянуть назад во времени на юные Венеру и Землю.

Когда Земля и Венера были топками

Более 4 миллиардов лет назад Земля и Венера были горячими и покрыты магмой.

Океаны могут образовываться только при достаточно низких температурах, чтобы вода конденсировалась и выпадала в виде дождя в течение тысяч лет. Так формировался глобальный океан Земли за десятки миллионов лет. Венера же оставалась горячей.

В то время наше солнце было примерно на 25% слабее, чем сейчас. Но этого было бы недостаточно, чтобы помочь Венере остыть, поскольку это вторая по близости к Солнцу планета. Исследователи задались вопросом, могли ли облака сыграть роль в охлаждении Венеры.

Их климатическая модель определила, что облака действительно внесли свой вклад, но неожиданным образом. Они сгруппировались на ночной стороне Венеры, где не смогли бы защитить дневную сторону планеты от солнца. Хотя Венера не привязана к Солнцу приливно-отливным путем, когда одна сторона планеты всегда обращена к звезде, скорость ее вращения чрезвычайно низкая.

Вместо того, чтобы защищать Венеру от тепла, ночные облака способствовали парниковому эффекту, удерживая тепло в плотной атмосфере планеты и поддерживая высокие температуры. С таким постоянным, удерживаемым теплом Венера была бы слишком горячей для дождя. Вместо этого вода могла существовать только в газообразной форме, водяном паре, в атмосфере.

«Связанные с этим высокие температуры означали, что любая вода могла присутствовать в виде пара, как в гигантской скороварке», - сказал Мартин Турбет, ведущий автор исследования, исследователь кафедры астрономии Женевского университета факультета естественных наук и медицины. член Национального центра компетенции в исследованиях PlanetS, Швейцария, в заявлении.

Почему Земля могла пойти тем же путем

На Земле все могло бы сложиться так же, если бы наша планета была немного ближе к Солнцу или если бы Солнце тогда было таким же ярким, как и сейчас.

Поскольку солнце было более тусклым миллиарды лет назад, Земля смогла достаточно остыть из своего расплавленного состояния, чтобы вода сформировала и создала наш глобальный океан. Тусклое молодое солнце «было ключевым ингредиентом, фактически сформировавшим первые океаны на Земле», - написал Турбет в электронном письме.

«Это полный переворот в нашем взгляде на то, что долгое время называлось« парадоксом слабого молодого солнца », - заявила Эмелин Болмонт, соавтор исследования и профессор Женевского университета. «Это всегда считалось главным препятствием для появления жизни на Земле. Но оказалось, что для молодой, очень горячей Земли это слабое Солнце могло фактически быть неожиданной возможностью».

Ранее ученые полагали, что если бы солнечное излучение было слабее миллиарды лет назад, Земля просто превратилась бы в снежный ком. Напротив, все было наоборот.

Полученные данные показывают, как в нашей Солнечной системе эволюционировали скалистые планеты.

Океан Земли существует почти 4 миллиарда лет. Есть свидетельства того, что Марс был покрыт реками и озерами между 3,5 миллиардами и 3,8 миллиардами лет назад. И теперь кажется менее вероятным, что Венера могла когда-либо поддерживать жидкую воду на своей поверхности.

За пределами нашей солнечной системы

Новое исследование также может быть применено к экзопланетам (планетам за пределами нашей солнечной системы).

«Наши результаты имеют сильное значение для экзопланет, поскольку они предполагают, что большая часть экзопланет, которые, как считалось, могли иметь на поверхности океаны жидкой воды, вероятно, теперь высохла, потому что им так и не удалось конденсироваться и, таким образом, образовать свои первые океаны», - сказал Турбет.

«Это особенно важно для экзопланет вокруг звезд с низкой массой, таких как TRAPPIST-1, которые станут основными целями для космического телескопа Джеймса Уэбба НАСА и ЕКА, который будет запущен в декабре этого года».

Будущие миссии к Венере могут помочь проверить теорию, выдвинутую Турбетом и его командой.

«Наши результаты основаны на теоретических моделях и являются важным строительным блоком для ответа на этот вопрос», - сказал он. «Но для окончательного решения вопроса необходимы наблюдения! Будем надеяться, что будущие космические миссии EnVision, VERITAS и DAVINCI + дадут нам окончательный ответ».

Эти миссии НАСА и Европейского космического агентства, запуск которых запланирован на конец десятилетия, помогут ученым понять самые старые особенности поверхности Венеры, называемые тессерами, которые «могут содержать свидетельства прошлых следов присутствия (или отсутствия) жидкости вода на поверхности Венеры », - сказал Турбет.

John Dou