Исследование предполагает, что миллиарды лет назад на Венере была тектоника плит, подобная земной

Венера, раскаленная пустошь планеты, по мнению ученых, возможно, когда-то имела тектонические движения плит, подобные тем, которые, как полагают, происходили на ранней Земле, показало новое исследование. Это открытие открывает дразнящие сценарии относительно возможности ранней жизни на Венере, ее эволюционного прошлого и истории Солнечной системы.

В своей статье в журнале Nature Astronomy группа ученых под руководством исследователей из Университета Брауна описывает использование атмосферных данных Венеры и компьютерного моделирования, чтобы показать, что состав нынешней атмосферы планеты и поверхностное давление были бы возможны только в результате ранней формы плит. тектоника — процесс, критически важный для жизни, который включает в себя толкание, притягивание и скольжение нескольких континентальных плит друг под другом.

На Земле этот процесс усилился на протяжении миллиардов лет, образуя новые континенты и горы и приводя к химическим реакциям, которые стабилизировали температуру поверхности планеты, в результате чего окружающая среда стала более благоприятной для развития жизни.

Венера, с другой стороны, ближайший сосед и сестра Земли, пошла в противоположном направлении, и сегодня температура ее поверхности достаточно высока, чтобы расплавить свинец. Одно из объяснений состоит в том, что всегда считалось, что планета имеет так называемую «застойную крышку», то есть ее поверхность имеет только одну пластину с минимальным количеством поддачи, движения и газов, выбрасываемых в атмосферу.

В новой статье утверждается, что так было не всегда. Чтобы объяснить обилие азота и углекислого газа, присутствующих в атмосфере Венеры, исследователи пришли к выводу, что на Венере должна была возникнуть тектоника плит где-то после формирования планеты, примерно 4,5–3,5 миллиарда лет назад. В статье предполагается, что это раннее тектоническое движение, как на Земле, было ограничено с точки зрения количества движущихся плит и степени их смещения. Это также могло бы произойти на Земле и на Венере одновременно.

«Один из главных выводов заключается в том, что у нас, скорее всего, одновременно были две планеты в одной и той же солнечной системе, действовавшие в режиме тектоники плит — того же режима тектоники, который обеспечил жизнь, которую мы видим на Земле сегодня», — сказал ведущий автор исследования Мэтт Веллер.

Это подтверждает возможность существования микробной жизни на древней Венере и показывает, что в какой-то момент две планеты, находящиеся в одном солнечном районе, примерно одинакового размера и одинаковой массы, плотности и объема, были более похожи, чем считалось ранее. прежде чем расходиться.

Работа также подчеркивает возможность того, что тектоника плит на планетах может зависеть только от времени, а ,следовательно, и от самой жизни.

«До сих пор мы думали о тектоническом состоянии с точки зрения бинарности: оно либо истинно, либо ложно, и оно либо истинно, либо ложно на протяжении всего существования планеты. Это показывает, что планеты могут переходить в разные тектонические состояния и выходить из них, и что на самом деле это может быть довольно распространенным явлением. Земля может быть исключением. Это также означает, что у нас могут быть планеты, которые становятся пригодными для жизни и выходят из нее, а не просто постоянно пригодны для жизни», — сказал соавтор исследования Александр Эванс.

Эту концепцию будет важно учитывать, поскольку ученые стремятся понять ближайшие спутники — такие как Европа Юпитера, которая продемонстрировала доказательства наличия земной тектоники плит — и далекие экзопланеты.

Первоначально исследователи начали эту работу как способ показать, что атмосферы далеких экзопланет могут быть мощными маркерами их ранней истории, прежде чем решили исследовать эту точку ближе к дому.

Они использовали текущие данные об атмосфере Венеры в качестве конечной точки для своих моделей и начали с предположения, что на протяжении всего своего существования Венера имела застойную крышку. Они быстро смогли увидеть, что моделирование, воссоздающее текущую атмосферу планеты, не соответствует тому, где сейчас находится планета, с точки зрения количества азота и углекислого газа, присутствующих в нынешней атмосфере, и полученного в результате давления на поверхности.

Затем исследователи смоделировали то, что должно было бы произойти на планете, чтобы оказаться там, где она находится сегодня. В конечном итоге они почти точно совпали с цифрами, когда учли ограниченное тектоническое движение в начале истории Венеры, за которым последовала модель застойной крышки, существующая сегодня.

В целом команда считает, что эта работа служит доказательством концепции атмосфер и их способности давать представление о прошлом.

«Мы все еще придерживаемся этой парадигмы, когда используем поверхности планет, чтобы понять их историю», — сказал Эванс. «Мы действительно впервые показываем, что атмосфера на самом деле может быть лучшим способом понять часть очень древней истории планет, которая часто не сохраняется на поверхности».

Предстоящие миссии НАСА DAVINCI, которые будут измерять содержание газов в атмосфере Венеры, могут помочь закрепить результаты исследования. Тем временем исследователи планируют углубиться в ключевой вопрос, который поднимает статья: что случилось с тектоникой плит на Венере? Теория, представленная в статье, предполагает, что планета в конечном итоге стала слишком горячей, а ее атмосфера слишком плотной, что привело к высыханию необходимых ингредиентов для тектонического движения.

«На Венере в какой-то степени иссякли силы, и это затормозило процесс», — сказал Дэниел Ибарра, профессор факультета наук о Земле, окружающей среде и планетах Брауна.

Исследователи говорят, что детали того, как это произошло, могут иметь важные последствия для Земли.

«Это будет следующий важный шаг в понимании Венеры, ее эволюции и, в конечном итоге, судьбы Земли», — сказал Веллер. «Какие условия заставят нас двигаться по траектории, подобной Венере, и какие условия могут позволить Земле оставаться пригодной для жизни?»

Источник: Materials provided by Brown University. Note: Content may be edited for style and length.