Результаты, опубликованные на этой неделе в журнале Geophysical Research Letters, были получены с помощью модели, аналогичной той, которая используется для прогнозирования будущего изменения климата на Земле.«Многие из тех же инструментов, которые мы используем для моделирования изменения климата на Земле, могут быть адаптированы для изучения климата на других планетах, как в прошлом, так и в настоящем», — сказал Майкл Уэй, исследователь GISS и ведущий автор статьи. «Эти результаты показывают, что древняя Венера могла быть совсем другим местом, чем сегодня».Сегодня Венера — адский мир. Он имеет сокрушительную атмосферу из углекислого газа, в 90 раз толще Земли.
Водяной пар практически отсутствует. Температура на его поверхности достигает 864 градусов по Фаренгейту (462 градуса по Цельсию).Ученые давно предположили, что Венера образовалась из ингредиентов, аналогичных земным, но пошла по иному эволюционному пути.
Измерения, сделанные пионерской миссией НАСА к Венере в 1980-х годах, впервые предположили, что изначально на Венере мог быть океан. Однако Венера ближе к Солнцу, чем Земля, и получает гораздо больше солнечного света. В результате ранний океан планеты испарился, молекулы водяного пара были разрушены ультрафиолетовым излучением, а водород улетел в космос.
Поскольку на поверхности не осталось воды, в атмосфере накапливается углекислый газ, что приводит к так называемому парниковому эффекту, создавшему нынешние условия.Предыдущие исследования показали, что то, как быстро планета вращается вокруг своей оси, влияет на то, есть ли на ней пригодный для жизни климат. День на Венере равен 117 земным суткам. До недавнего времени предполагалось, что для того, чтобы планета имела сегодняшнюю медленную скорость вращения, требовалась плотная атмосфера, подобная атмосфере современной Венеры.
Однако более новые исследования показали, что тонкая атмосфера, подобная атмосфере современной Земли, могла дать такой же результат. Это означает, что древняя Венера с атмосферой земного типа могла иметь ту же скорость вращения, что и сегодня.Еще один фактор, влияющий на климат планеты, — это топография. Команда GISS постулировала, что на древней Венере суши было больше, чем на Земле, особенно в тропиках.
Это ограничивает количество воды, испаряемой из океанов, и, как следствие, парниковый эффект водяного пара. Этот тип поверхности кажется идеальным для обитания планеты; кажется, что было достаточно воды, чтобы поддерживать жизнь в изобилии, и достаточно земли, чтобы снизить чувствительность планеты к изменениям, связанным с приходящим солнечным светом.Уэй и его коллеги из GISS смоделировали условия гипотетической ранней Венеры с атмосферой, подобной земной, с днем, равным текущему дню Венеры, и мелким океаном в соответствии с ранними данными, полученными с космического корабля Pioneer. Исследователи добавили информацию о топографии Венеры из радиолокационных измерений, сделанных миссией NASA Magellan в 1990-х годах, и заполнили низины водой, оставив горные районы открытыми как континенты Венеры.
В исследовании также учитывалось древнее солнце, которое было на 30 процентов тусклее. Несмотря на это, древняя Венера по-прежнему получала примерно на 40 процентов больше солнечного света, чем Земля сегодня.«В моделировании модели GISS медленное вращение Венеры показывает свою дневную сторону солнцу почти на два месяца», — сказал соавтор и научный сотрудник GISS Энтони Дель Генио. «Это нагревает поверхность и вызывает дождь, который создает толстый слой облаков, которые действуют как зонтик, защищая поверхность от большей части солнечного нагрева. В результате средние климатические температуры на самом деле на несколько градусов ниже, чем сегодня на Земле».
Исследование проводилось в рамках программы NASA Planetary Science Astrobiology в рамках программы Nexus for Exoplanet System Science (NExSS), которая направлена ??на ускорение поиска жизни на планетах, вращающихся вокруг других звезд, или экзопланет, путем объединения идей из областей астрофизики. планетология, гелиофизика и науки о Земле. Полученные данные имеют прямое значение для будущих миссий НАСА, таких как спутник для исследования транзитных экзопланет и космический телескоп Джеймса Уэбба, которые попытаются обнаружить возможные обитаемые планеты и охарактеризовать их атмосферы.