Дейтерия гораздо больше, чем ожидалось!
Последние несколько лет показали, что нам еще многое предстоит узнать о Венере, как о ее прошлом, так и о ее настоящем. По меркам космоса, Венера – адское место. Температура поверхности, достаточная, чтобы расплавить свинец, и давление, как на километровой глубине под водой, делают ее непригодной для жизни. Добавьте к этому облака, окутывающие всю планету и богатые различными кислотами. Однако все не так просто. Возможно, когда-то на Венере было столько же воды, сколько и на Земле.
Появляется все больше доказательств активного вулканизма, а также обнаруживаются интригующие молекулы, такие как фосфин и, возможно, аммиак. Теперь исследователи из Университета Тохоку (Япония) исследовали распределение воды в атмосфере Венеры и обнаружили новые странности.
«Венеру часто называют близнецом Земли из-за схожих размеров», — говорится в заявлении соавтора исследования Хироки Кариу, исследователя из Университета Тохоку. «Несмотря на сходство между двумя планетами, они эволюционировали по-разному. В отличие от Земли, Венера имеет экстремальные условия на поверхности».
Сейчас планета и ее облака сухие, но вода все еще присутствует в атмосфере. Исследователи использовали данные прибора Solar Occultation in the Infrared (SOIR), установленного на космическом аппарате Venus Express Европейского космического агентства, для измерения количества двух разных типов молекул воды: обычной и полутяжелой.
Обычная вода – это наша стандартная H2O, основа жизни на Земле. Вы могли слышать о полутяжелой воде в контексте атомных электростанций. Это вода, в которой один из двух атомов водорода заменен атомом дейтерия, изотопа водорода. Обычный водород состоит из электрона, вращающегося вокруг протона, а дейтерий – из электрона, вращающегося вокруг протона и нейтрона.
Ожидалось, что соотношение между двумя типами воды на Венере и Земле будет одинаковым, но оказалось, что в атмосфере Венеры в 120 раз больше дейтерия, чем в земной воде. Обогащение Венеры дейтерием вызвано солнечным светом. Он разрушает все молекулы воды, но поскольку водород легче дейтерия, обычная версия быстро теряется в космосе.
Но это еще не все: исследователи обнаружили, что на высоте 70-110 километров в атмосфере гораздо больше воды обоих типов. Это намного выше облаков. Соотношение между двумя версиями резко возрастает. В самой высокой точке полутяжелой воды в 1500 раз больше, чем обычной.
Считается, что такое неравномерное распределение связано с круговоротом воды и серной кислоты в атмосфере. Гидратированная серная кислота образуется чуть выше облаков и поднимается вверх, где выделяет больше полутяжелой воды. Пар имеет тенденцию опускаться вниз, где конденсируется, начиная цикл заново. Команда считает очень важным учитывать высотную зависимость изменений в моделях.
Скоро мы узнаем о Венере больше. Зонд Rocket Lab, часть миссии Morning Star, должен быть запущен в январе 2025 года и стать первой частной миссией на другую планету. Он войдет в атмосферу Венеры, получая данные с места событий. Затем будет запущен аппарат DAVINCI+ NASA, одна из двух миссий NASA на Венеру в следующем десятилетии. Также планируется миссия Европейского космического агентства EnVision, цель которой – понять взаимосвязь между своеобразной атмосферой и геологической активностью планеты.
Статья опубликована в Трудах Национальной академии наук.
Читайте также: Венера могла быть такой же пригодной для жизни, как Земля, с океанами и озерами, но только 3 миллиарда лет назад
