Ученые смогли объяснить почему Венера потеряла всю воду и теряет атмосферу
Приборы аппарата «Венеры-Экспресс» позволили прояснить особенности взаимодействия солнечного ветра с верхними слоями атмосферы, в результате которого Венера мало-помалу теряет свою газовую оболочку.
«Взаимодействие с солнечным ветром очень важно, так как оно определяет условия на границе атмосферы и космоса. Это очень активная область» , — говорит Станислав Барабаш, сотрудник Шведского института космической физики в Кируне (Швеция) .
В отличие от нашей планеты, у Венеры нет внутреннего магнитного поля, которое бы защищало атмосферу планеты от солнечного ветра, и последний, таким образом, прямо взаимодействует с ее верхним слоем — ионосферой, состоящей из электрически заряженных частиц. В результате этого взаимодействия плазмы солнечного ветра с плазмой ионосферы частицы последней уносятся в космическое пространство, а Венера, таким образом, постепенно теряет свою атмосферу.
Высокоэллиптическая полярная орбита аппарата «Венера-Экспресс» в перигее приближается к планете на расстояние 250—350 км и уходит в апогее на 66 000 км. Такая траектория очень хорошо подходит для изучения этого взаимодействия, так как проходит и в области непосредственной «встречи» солнечного ветра с атмосферой, и в областях атмосферы, расположенных ближе к поверхности, а также в более отдаленном пространстве, где солнечный ветер еще не смешивается с венерианской атмосферой.
Взаимодействие солнечного ветра с плазмой верхних слоев атмосферы изучал прибор ASPERA — анализатор плазмы и нейтрального газа. С его был впервые определен состав утекающих частиц. В основном, их представляют ионы водорода, кислород и гелия. Первые два компонента чрезвычайно важны, так как они являются составными частями воды. Считается, что водяные молекулы — основной источник водорода в верхних слоях атмосферы Венеры. Солнечное ультрафиолетовое излучение расщепляет водяные молекулы на ионы, которые затем ускоряются и уходят в окружающее пространство. Таким образом, на один ион кислорода должны приходиться два иона водорода.
Ранее ученые предполагали, что частицы могут покидать атмосферу Венеры, но не обладали точными данными об их составе. Прибор ASPERA позволил определить состав «убегающей» плазмы и установить, что долевое соотношение водорода и кислорода соответствует составу воды: два иона водорода к одному иону кислорода. Это открытие может оказаться ключевым для понимания того, почему Венера сегодня практически лишена воды. Если собрать всю воду, которая содержится в виде пара в венерианской атмосфере, то на поверхности планеты соберется тонкий слой глубиной всего лишь 3 см (для сравнения: если бы Земля была гладким шаром, то вся вода из атмосферы и океанов распределилась бы по нему слоем толщиной 3 км) .
Открытый механизм взаимодействия солнечного ветра с атмосферой Венеры позволяет объяснить, каким образом вода постепенно улетучивалась с планеты. Оценить вероятность этого предположения дальнейшие наблюдения за тем, как меняется поток убегающих ионов в зависимости от солнечной активности.
«Венера пережила настоящую климатическую катастрофу, но мы пока не знаем, почему и когда, — говорит Дэвид Гринспун, сотрудник Денверского музея природы и науки (США) . — Теперь мы знаем, что когда-то Венера была больше похожа на Землю. Пока мы не может полностью раскрыть эту историю, но получаемые данные позволяют нам говорить о том, что «Венера-Экспресс» откроет загадку воды на Венере».
Объяснение:
