Совсем недавно могла быть обитаемой: как Венера потеряла всю воду и стала адом?

Несмотря на размеры, близкие к размерам Земли, и расположение в обитаемой зоне по отношению к Солнцу, Венера, на бесплодной раскаленной поверхности которой может плавиться свинец, — это настоящая адская топка. Тем не менее, результаты исследований заставляют предположить, что когда-то на Венере были океаны жидкой воды и условия, вполне подходящие для жизни. Каким образом вышло так, что все это исчезло, ученым пока не понятно.

Авторы нового исследования, опубликованного в журнале Nature, исследователи из Университетов Колорадо и Аризоны (США), объяснили этот феномен существованием в верхних слоях атмосферы Венеры особого химического механизма, благодаря которому скорость испарения воды на планете возросла вдвое. А это может говорить о том, что океаны на Венере исчезли сравнительно недавно, и планета прежде была обитаемой.

Атмосфера Венеры на 96% состоит из углекислого газа (диоксида углерода), а кроме того, в ней много дейтерия, тяжелого изотопа водорода, оставшегося «на память» об испарившихся океанах. Моделирование происходивших на Венере миллиарды лет тому назад процессов показало, что по мере роста концентрации в атмосфере углекислого газа, который извергали многочисленные вулканы, все больше разгонялся парниковый эффект — атмосфера все сильнее нагревалась, что приводило к испарению воды. В верхних слоях атмосферы солнечное ультрафиолетовое излучение разлагало молекулы водяного пара на водород и кислород. Легкие молекулы водорода преодолевали гравитацию и улетали в космос, а тяжелые молекулы дейтерия оставались.

Однако этот процесс не мог привести к полному исчезновению воды, поскольку водород — это тоже парниковый газ. Как только значительная его часть покинула атмосферу Венеры, ее температура должна была перестать расти, и испарение воды должно было, по идее, замедлиться. Авторы нового исследования решили эту загадку.

Они считают, что в самых высоких слоях атмосферы, на высоте примерно 150 километров над поверхностью Венеры, солнечное излучение разлагало не только молекулы водяного пара, но и молекулы углекислого газа, в результате чего получались молекулы водорода и угарного газа, которые образовывали нестабильные ионы HCO+, которые практически немедленно распадались, выделяя дополнительную энергию. А поскольку молекулы водорода гораздо легче молекул угарного газа, они поглощали большинство образовавшейся дополнительной энергии и мгновенно улетали в космос, что привело к дальнейшему нагреву атмосферы и ускоренному испарению воды.

Считается, что Марс тоже когда-то потерял шансы остаться обитаемой планетой, для него у астробиологов есть своя версия.