С помощью инфракрасного прибора для наблюдения за солнечным затмением (SOIR) на космическом аппарате Venus Express Европейского космического агентства (ESA) учёные обнаружили неожиданное увеличение содержания двух типов молекул воды: H2O и HDO (дейтерированной воды), а также их соотношения HDO/H2O в мезосфере Венеры. Это открытие ставит под сомнение наше понимание истории воды на планете и возможность того, что Венера могла когда-то быть пригодной для жизни.
На данный момент Венера представляет собой сухую планету с давлением, почти в сто раз превышающим земное, и температурой около 460°C. Атмосфера Венеры, насыщенная густыми облаками серной кислоты и каплями воды, очень сухая, при этом большая часть воды находится ниже и внутри этих слоёв облаков. Тем не менее, возможно, Венера когда-то содержала столько же воды, сколько и Земля.
Хироки Карю, исследователь из Университета Тохоку, отмечает: «Венеру часто называют «близнецом Земли» из-за сходства в размерах, но несмотря на это, обе планеты развивались по-разному. В отличие от Земли, на Венере царит экстремальная жара на поверхности».
Исследование молекул H2O и её тяжёлого изотопа HDO позволяет лучше понять историю воды на Венере. Считается, что изначально Венера и Земля имели схожие соотношения HDO/H2O. Однако наблюдаемое сегодня соотношение в основной атмосфере Венеры (ниже 70 км) выше в 120 раз, что указывает на значительное обогащение дейтерием со временем.
Эти изменения происходят в основном из-за того, что солнечная радиация разрушает молекулы воды в верхних слоях атмосферы, производя атомы водорода (H) и дейтерия (D). Поскольку атомы водорода H легче улетают в космос из-за их меньшей массы, соотношение HDO/H2O постепенно увеличивается.
Чтобы определить, сколько H и D улетучивается в космос, важно измерить количество изотопов воды на высотах, где солнечный свет может их разрушить, а именно над облаками на высотах более 70 км. Исследование выявило два удивительных результата: концентрации H2O и HDO увеличиваются с высотой от 70 до 110 км, а соотношение HDO/H2O значительно возрастает, достигая уровней, более чем в 1500 раз превышающих показатели в океанах Земли.
Предполагается, что это связано с поведением аэрозолей гидратированной серной кислоты (H2SO4). Эти аэрозоли образуются непосредственно над облаками при температуре ниже точки росы сернистой воды, что приводит к их обогащению дейтерием. Эти частицы поднимаются на большую высоту, где высокая температура заставляет их испаряться, высвобождая больше HDO по сравнению с H2O. Затем пар переносится вниз, повторно запуская цикл.
Исследование подчёркивает два ключевых момента. Во-первых, высота играет важную роль в определении резервуаров D и H. Во-вторых, повышение соотношения HDO/H2O увеличивает выброс дейтерия, что влияет на долгосрочную эволюцию соотношения D/H.
Понимание эволюции обитаемости Венеры и её истории поможет понять факторы, делающие нашу планету пригодной для жизни, и узнать, как предотвратить повторение землёй судьбы её «близнеца».
Источник: iXBT
