Вулканізм Венери міг бути викликаний давніми ударами високої енергії

Моделі показують, що перегріте ядро ​​Венери може призвести до тривалого вулканізму та тривалого відновлення поверхні. Команда під керівництвом Південно-західного науково-дослідного інституту змоделювала ранню історію зіткнення Венери, щоб пояснити, як планета-сестра Землі зберегла молоду поверхню, незважаючи на відсутність тектоніки плит. 

Завдяки порівнянню ранніх історій зіткнень Землі та Венери вважається, що Венера зазнала більш високошвидкісних ударів із високою енергією. Ці удари призвели до утворення перегрітого ядра, що призвело до тривалого вулканізму та відновлення поверхні планети.

Розуміння внутрішніх планетних відмінностей

«Одна із загадок внутрішньої Сонячної системи полягає в тому, що, незважаючи на схожий розмір і об’ємну щільність, Земля і Венера діють разюче відмінними способами, особливо впливаючи на процеси, які переміщують матеріали через планету», — сказала доктор Сімоне Марчі, провідний автор нової статті про ці відкриття в Nature Astronomy.

Команда під керівництвом Південно-західного науково-дослідного інституту змоделювала ранню історію зіткнення Венери, щоб пояснити, як планета-сестра Землі зберегла молоду поверхню, незважаючи на відсутність тектоніки плит. Нова модель припускає, що відстань планет до Сонця призвела до зіткнення Венери з більшою енергією та більшою швидкістю. Ці потужні зіткнення створили перегріте ядро, яке сприяло розширеному, великому вулканізму та відновленню планети. Авторство: Південно-Західний науково-дослідний інститут

Тектоніка плит і вулканізм на Венері і Землі

Зсувні плити Землі безперервно змінюють її поверхню, оскільки шматки кори стикаються, утворюючи гірські хребти, а місцями сприяють вулканізму. На Венері більше вулканів, ніж на будь-якій іншій планеті Сонячної системи, але на її поверхні є лише одна суцільна плита. Понад 80 000 вулканів — у 60 разів більше, ніж на Землі — зіграли важливу роль в оновленні поверхні планети через потоки лави, які можуть тривати й досі. Попередні симуляції намагалися створити сценарії для підтримки такого рівня вулканізму.

Рання колізія та вулканізм

«Наші останні моделі показують, що довготривалий вулканізм, спричинений ранніми енергійними зіткненнями на Венері, є переконливим поясненням її молодого віку поверхні», — сказав професор Джун Коренага, співавтор з Єльського університету . «Ця масивна вулканічна активність підживлюється перегрітим ядром, що призводить до енергійного внутрішнього танення».

Це комп’ютерне моделювання з високою роздільною здатністю (1 мільйон частинок) ілюструє снаряд діаметром 1800 миль (3000 кілометрів), який влучає у Венеру лоб у лоб зі швидкістю 18 миль на секунду (30 км/с). Зліва кольори позначають різні матеріали — коричневий для ядра Венери; білий для серцевини снаряда; і зелений для силікатної мантії обох об’єктів. Кольори з правого боку вказують на температуру матеріалів. Авторство: Південно-Західний науково-дослідний інститут

Планетарні формування та історії ударів

Земля і Венера утворилися в одній частині Сонячної системи, коли тверді матеріали зіткнулися один з одним і поступово об’єдналися, утворивши дві кам’янисті планети. Невеликі відмінності у відстанях планет до Сонця змінили історію їх впливу, зокрема кількість і результат цих подій. Ці відмінності виникають через те, що Венера ближче до Сонця і рухається навколо нього швидше, створюючи умови удару. Крім того, у хвості зіткнень, як правило, переважають ударні елементи, що походять із-за орбіти Землі, які потребують вищих орбітальних ексцентриситетів для зіткнення з Венерою, а не із Землею, що призводить до більш потужних ударів.

Внутрішні умови Венери

«Вищі швидкості удару розплавляють більше силікату, розплавляючи аж 82% мантії Венери», — сказав доктор Ралука Руфу, співробітник Сагана та співавтор SwRI. «Це створює змішану мантію з розплавлених матеріалів, які перерозподіляються глобально, і перегріте ядро».

Якби зіткнення з Венерою було значно вищим за швидкістю, ніж із Землею, кілька великих зіткнень могли б мати кардинально інші наслідки з важливими наслідками для подальшої геофізичної еволюції. Мультидисциплінарна команда об’єднала досвід моделювання великомасштабних зіткнень і геодинамічних процесів, щоб оцінити наслідки цих зіткнень для довгострокової еволюції Венери.

Значення для майбутніх досліджень

«Внутрішні умови Венери недостатньо відомі, і перш ніж розглядати роль енергетичних впливів, геодинамічні моделі вимагали спеціальних умов для досягнення масивного вулканізму, який ми спостерігаємо на Венері», — сказав Коренага. «Якщо ви введете сценарії енергетичних ударів у модель, вона легко придумає масштабний і розширений вулканізм без особливого налаштування параметрів». Джерело