Дослідники з Вашингтонського університету в Сент-Луїсі виявили, що кора Венери може зазнавати конвекції – процесу циркуляції речовини внаслідок різниці температур, що пропонує новий погляд на формування численних вулканічних структур планети та її геологічну активність.
Переосмислення геології Венери
Традиційно конвекція асоціюється з мантією планет, а не з їхньою корою. Земна кора занадто тонка і холодна для такого процесу. Проте на Венері умови виявились кардинально іншими.
Кора Венери може сягати 30-90 кілометрів завтовшки і підтримує значно вищі температури, ніж земна. Ці особливості створюють передумови для конвективних процесів на рівні поверхні. Такий механізм міг лишатися непоміченим протягом десятиліть досліджень планети.
Слава Соломатов, провідний автор дослідження, професор наук про Землю, навколишнє середовище і планети, зазначає: “Раніше ніхто серйозно не розглядав можливість конвекції в корі Венери. Наші розрахунки показують, що конвекція можлива і, можливо, ймовірна. Якщо це так, то це дає нам нове розуміння еволюції планети”.
Дослідження опубліковане в журналі Physics of Earth and Planetary Interiors. Його співавтором став докторант Чхаві Джаїн, який працював над гідродинамічними моделями конвекції.
Механізм конвекції та його наслідки
Конвекція – це фізичний процес, під час якого гарячіша речовина піднімається, а холодніша опускається. Так створюється циркуляція, здатна переносити тепло з глибин на поверхню. На Землі цей процес відбувається в мантії, сприяючи тектонічній активності.
Теоретичний аналіз команди Соломатова вказує на можливість існування подібного циклу в корі Венери. Це пропонує раніше невідомий спосіб перенесення внутрішнього тепла планети на поверхню. Такий механізм добре пояснює надзвичайно багатий вулканічний ландшафт планети.
Венера має унікальні умови для підтримки такого процесу. Температура поверхні сягає 465 градусів Цельсія (870 градусів за Фаренгейтом). Це забезпечує достатній тепловий потік для підтримки руху кори.
Соломатов підкреслює потенційну важливість відкриття: “Конвекція в корі може бути ключовим відсутнім механізмом”. Це явище також може пояснювати формування та розподіл вулканів на поверхні планети.
Підтвердження теорії: вулкани та майбутні місії
У 2023 році було складено глобальний атлас поверхні Венери. Пол Бірн з Вашингтонського університету наніс на нього 85 000 венеріанських вулканів. Він використовував радіолокаційні дані, отримані в ході місії НАСА “Магеллан”.
Зараз Соломатов і Бірн розглядають можливість спільного дослідження. Воно поєднуватиме детальні зображення поверхні з теоретичним моделюванням. Така колаборація допоможе розшифрувати складну геологію планети.
Майбутні космічні місії можуть надати ключові дані для підтвердження теорії. Вони зможуть виміряти варіації щільності та температури кори. Ці відмінності проявляються як зміни гравітаційного поля, які можна зафіксувати за допомогою високоточних інструментів.
Нові місії до Венери, заплановані різними космічними агентствами, матимуть можливість перевірити гіпотезу конвекції. Вони дадуть нам більш повне розуміння геологічних процесів на нашій сусідній планеті.
Ширші наслідки для планетології
Дослідження має значення не лише для Венери. Воно розширює наше розуміння динамічних процесів, які можуть відбуватися на різних планетарних тілах. Соломатов вказує на Плутон як на ще один цікавий приклад.
Знімки регіону Planitia на Плутоні, зроблені місією New Horizons, виявили структури, що вказують на конвекцію. У цьому випадку процес відбувається в шарі твердого азотного льоду, утворюючи характерні тектонічні візерунки.
Дослідження корової конвекції на Венері та Плутоні може допомогти науковцям краще зрозуміти еволюцію планет. Різноманітність геологічних процесів у Сонячній системі виявляється значно більшою, ніж вважалося раніше. Це відкриває нові перспективи для планетології та геофізики.
Порівняльний аналіз різних планетарних тіл дозволяє краще зрозуміти унікальність Землі та фактори, що зробили її придатною для життя. Кожне таке дослідження наближає нас до відповіді на фундаментальні питання про формування та розвиток планет.