Сюрприз в атмосфере Венеры: это открытие может изменить представление о планете
Астрономы обнаружили нечто неожиданное в атмосфере Венеры, а именно увеличение уровня дейтерия относительно водорода. Последствия этого открытия могут фактически перевернуть понимание Венеры. Новое исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, пишет Space.
Вода на Венере
Хотя Венера и Земля похожие по размерам планеты, они развивались по-разному. Если на Земле есть пригодные для жизни условия, она покрыта водой, здесь есть воздух для дыхания и приемлемая температура, то Венера – это почти полная противоположность нашей планеты. Там очень токсичная атмосфера, высочайшее давление, нет воды на поверхности, а температура достигает 480 градусов Цельсия.
Жидкая вода не может существовать в достаточно больших количествах из-за высокой температуры и давления под толстыми слоями облаков Венеры. Хотя в атмосфере есть молекулы воды, ее примерно в 150 тысяч раз меньше, чем на тех же высотах на Земле. Но так было не всегда.
Полутяжелая вода на Венере
Дейтерий и водород похожи тем, что первый является изотопом этого элемента, просто они имеют разное количество нейтронов в своих ядрах. Также они имеют разную массу, но их химические свойства остаются относительно одинаковыми. Обычная молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода (H2O), но если заменить один атом водорода дейтерием, то мы получим полутяжелую воду (HDO).
Считается, что Венера и Земля когда-то имели схожие соотношения HDO/H2O, поскольку обе планеты сформировались в регионе Солнечной системы, где вода не могла конденсироваться. Позже воду на планеты доставили астероиды, как считается, что должно было привести к схожим соотношениям дейтерия к водороду на Венере и Земле. Эта гипотеза подтверждается сопоставимыми уровнями таких элементов как углерод и азот на двух планетах.
Авторы исследования изучили данные уже неработающего зонда Venus Express и обнаружили сюрприз. Оказалось, соотношение HDO теперь в 120 раз выше по сравнению с H2O в атмосфере Венеры. Ученые считают, что в первую очередь это связано с тем, что излучение Солнца разрушает молекулы воды в верхних слоях атмосферы и создает атомы водорода и дейтерия. Из-за того, что водород легче, он быстрее улетает в космос, а потому соотношение HDO/H2O постепенно увеличивается.
Также ученые выяснили, что концентрация молекул воды, как H2O, так и HDO, увеличивается с высотой, в частности, между 70 и 110 км над поверхностью Венеры. Оказалось, что соотношение HDO/H2O становится чрезвычайно высоким, более чем в 1500 раз больше, чем в океанах на Земле.
Это меняет представление о Венере
По словам ученых, исследование показывает, что в атмосфере Венеры намного больше богатой дейтерием воды, чем на Земле. Это значит, что на двух планетах происходят разные процессы в атмосфере. Возможно, как считают ученые, эти процессы контролируют аэрозоли серной кислоты, из которой состоит большая часть облаков Венеры.
Авторы исследования считают, что аэрозоли образуются прямо над облаками, где температура опускается ниже точки росы сероводородной воды, что приводит к образованию аэрозолей, богатых дейтерием. Эти частицы поднимаются на большую высоту, где повышенная температура заставляет их испаряться. Таким образом возникает больше HDO, чем H2O. Затем пар опускается вниз, и процесс повторяется снова.
Полученные результаты могут иметь значительные последствия для понимания Венеры. Ученые считают, что, имея новые данные, можно точно понять, как развивалась атмосфера Венеры и сколько воды она могла потерять.
| Комментарии (0) |