Чому Венера втратила майже всю воду? Нове дослідження пропонує пояснення

У новому дослідженні планетологи встановили, що завдяки процесу дисоціативної рекомбінації Венера може втрачати приблизно вдвічі більше води щодня, ніж передбачалося.

Про це розповідають в Університеті Колорадо в Боулдері, передають OstanniPodii.com. Команда дослідників опублікувала свої висновки 6 травня в журналі Nature.

Вони зазначають, що результати можуть допомогти пояснити, що відбувається з водою на багатьох планетах галактики.

"Вода дійсно важлива для життя", - каже Ерін Кангі, наукова співробітниця Лабораторії фізики атмосфери й космосу (LASP) і співавторка нового дослідження. "Нам потрібно зрозуміти умови, які підтримують рідку воду у Всесвіті, та які, можливо, призвели до дуже сухого стану Венери сьогодні".

Вона додала, що Венера, безумовно, пересохла. Якщо взяти всю воду на Землі та розподілити її по планеті, як джем на тості, вийде шар рідини глибиною приблизно 3 кілометри. Якщо зробити те ж саме на Венері, де вся вода знаходиться в повітрі, то залишиться лише 3 сантиметри, чого ледь вистачить, аби "намочити пальці ніг".

"На Венері у 100 000 разів менше води, ніж на Землі, хоча вони практично однакові за розміром і масою", - говорить Майкл Чаффін, співавтор дослідження та науковий співробітник LASP.

У цьому дослідженні вчені використовували комп′ютерні моделі, щоб представити Венеру як гігантську хімічну лабораторію, збільшуючи масштаб різноманітних реакцій, які відбуваються в закрученій атмосфері планети. Група повідомляє, що молекула під назвою HCO+ (іон, який має по одному атому водню, вуглецю й кисню), що знаходиться високо в атмосфері Венери, може бути винуватцем видалення води з планети.

Для Канджі, співавторки дослідження, отримані результати дають нові підказки про те, чому Венера, яка ймовірно колись виглядала майже ідентично до Землі, сьогодні практично невпізнанна.

"Ми намагаємося з′ясувати, які незначні зміни відбулися на кожній планеті, щоб привести їх у ці надзвичайно різні стани", - каже Канджі, яка здобула докторський ступінь з астрофізичних і планетарних наук у Боулдері у 2023 році.

Вона зазначила, що Венера не завжди була такою пустельною.

Вчені підозрюють, що мільярди років тому під час формування Венери планета отримала приблизно стільки ж води, скільки й Земля. У якийсь момент сталася катастрофа. Хмари вуглекислого газу в атмосфері Венери спричинили найпотужніший парниковий ефект у Сонячній системі, зрештою піднявши температуру на поверхні до пекучих 500 градусів за Цельсієм. У процесі цього вся вода Венери перейшла у пару, і більша її частина відлетіла у космос.

Але це давнє випаровування не може пояснити, чому Венера така суха, як сьогодні, або як вона продовжує втрачати воду в космос.

"Для аналогії, уявімо, що я вилив воду з пляшки з водою. Там все одно залишилося б кілька крапель", - каже Чаффін.

На Венері, однак, майже всі ці залишкові краплі також зникли. Згідно з новою роботою, винуватцем цього є невловний HCO+.

Чаффін і Кангі пояснили, що у верхніх шарах атмосфери планет вода змішується з вуглекислим газом, утворюючи цю молекулу. У попередніх дослідженнях вчені вже повідомляли, що HCO+ може бути причиною того, що значну частину своєї води втратив Марс.

Ось як це працює на Венері: HCO+ постійно виробляється в атмосфері, але окремі іони не живуть довго. Електрони в атмосфері знаходять ці іони та, рекомбінуючи, розщеплюють їх надвоє. У цьому процесі атоми водню вилітають і навіть можуть повністю вилетіти в космос, позбавивши Венеру одного з двох компонентів води.

У новому дослідженні група підрахувала, що єдиний спосіб пояснити сухість Венери -- це якщо в атмосфері планети міститься більша, ніж очікувалося, кількість HCO+. У висновках команди є один нюанс. Вчені ніколи не спостерігали HCO+ навколо Венери. Чаффін і Кангі припускають, що це тому, що у них ніколи не було інструментів для належного спостереження.

Хоча десятки місій відвідали Марс за останні десятиліття, набагато менше космічних апаратів побувало на другій планеті від Сонця. Жоден з них не мав приладів, здатних виявити HCO+, відповідальний за нововідкритий маршрут втечі.

"Один з дивовижних висновків цієї роботи полягає в тому, що HCO+ насправді має бути одним з найпоширеніших іонів в атмосфері Венери", - говорить Чаффін.

Однак останніми роками все більше вчених спрямовують свої погляди на Венеру. Наприклад, запланована місія НАСА "Дослідження інертних газів, хімії та візуалізація глибоких шарів атмосфери Венери" (DAVINCI) спустить зонд крізь атмосферу планети аж до самої поверхні. Її запуск заплановано на кінець десятиліття.

DAVINCI не зможе виявити HCO+, але дослідники сподіваються, що зможе майбутня місія -- і це відкриє ще одну ключову частину історії про воду на Венері.

"На Венері було не так багато місій", - каже Кангі. "Але нові заплановані місії будуть використовувати десятиліття колективного досвіду та розквіт інтересу до Венери для дослідження екстремальних умов планетарної атмосфери, еволюції й придатності для життя".

• Венера