Венера може бути одним із найяскравіших і найкрасивіших об’єктів нашого нічного неба, але не обманюйте себе. Наша сусідня планета вкрай негостинна для життя, яким ми її знаємо – токсичний, палаючий світ, на який люди ніколи не зможуть ступити. Незважаючи на відмінності в придатності для проживання, Венера має деякі разючі подібності із Землею. Обидві планети приблизно однакового розміру, маси та щільності, а також мають дуже схожий склад. Це викликає питання: чи могла Венера колись бути придатною для життя?
Нове дослідження показало, що якщо на Венері колись і були придатні для життя умови та вода в рідкому стані на її поверхні, то це було дуже давно, і проіснувала лише недовго, перш ніж планета перетворилася на висохлий, посушливий світ, яким є сьогодні. Планетологи Александра Уоррен і Едвін Кайт з Чиказького університету змоделювали історію атмосфери Венери, щоб визначити швидкість і механізми втрати кисню, що, своєю чергою, виявило, що якщо на планеті колись була рідка вода (у чому деякі вчені сумніваються), то вона була понад 3 мільярди років тому.
Ось яка зараз Венера. Тут надзвичайно сухо та надзвичайно мало кисню. Його атмосфера складається на 96 відсотків з вуглекислого газу та на 3 відсотки з азоту з невеликими кількостями інших газів, таких як діоксид сірки. Його атмосфера надзвичайно товста, тиск у неї в 90 разів перевищує земний, її знищують сильні вітри та дощі з сірчаною кислотою. І оскільки його атмосфера така густа, тепло не може вийти. Венера має найгарячішу температуру поверхні з усіх планет Сонячної системи, в середньому 464 градуси за Цельсієм (867 градусів за Фаренгейтом).
Раніше в історії Сонячної системи, коли Сонце було менш потужним, Венера могла бути більш помірною, з озерами та океанами рідкої води. Планетологи хочуть знати, як і чому Венера опинилася в такому стані, в якому вона зараз; оскільки Венера дуже схожа на Землю – деякі кліматичні моделі припускають, що на Венері могла бути вода ще менше мільярда років тому – опрацювання її історії може допомогти нам зрозуміти, наскільки ймовірно, що наша рідна планета піде тим же шляхом.
Дефіцит кисню в атмосфері Венери викликає певну загадку. Якби на планеті коли-небудь був рідкий океан, ця вода випарувалася б в атмосферу, коли Венера нагрівалася, розпадаючись на водень і кисень за допомогою фотодисоціації, хімічної реакції, викликаної сонячним світлом.
Водень витік би в космос, але кисень мав би залишитися.
Уоррен і Кайт хотіли знати, куди міг подітися цей кисень, тому вони побудували модель на основі жилої Венери. Вони помістили водяні океани на поверхню Венери, додали механізми, які могли б сприяти втраті кисню, і налаштували такі параметри, як кількість води та часові рамки, протягом яких вона могла бути присутнім. Вони запустили модель 94 080 разів, вважаючи її успішною, якщо рівні двокисню, води та чадного газу в кінці циклу були в межах верхньої межі цих газів в атмосфері Венери сьогодні.
Зрештою, лише невеликий відсоток модельних прогонів був успішним, і вони продемонстрували деякі цікаві тенденції. Однією з можливостей є те, що кисень Венери зв’язувався з вуглецем, що виділяється вулканами, утворюючи вуглекислий газ, але це здавалося малоймовірним. Скоріше, здавалося, що кисень, швидше за все, спіткає одна з двох доль: витік у космос або поглинання окислюваної магми, такої як базальт, на поверхні планети. І океани повинні висохнути не раніше ніж 3 мільярди років тому.
Але величина минулої вулканічної активності Венери може бути обмежена кількістю радіоактивного аргону, який все ще присутній в атмосфері планети. Визначивши, наскільки активним був вулканізм Венери в минулому, дослідники змогли оцінити, скільки води могло бути на планеті. Відповідь не так багато. Глибина океанів Венери могла бути не більше 300 метрів (984 футів). Це менше ніж 10 відсотків від середньої глибини океану на Землі 3688 метрів.
Таким чином, результати примиряють брак кисню в нинішній атмосфері Венери з потенційними ранніми умовами для життя, але дослідники кажуть, що лазівка вузька. Ця лазівка стає ще вужчою, якщо взяти до уваги запис аргону. Якщо брати до уваги всю поточну атмосферу Венери, то менш ніж 0,4 відсотка прогонів були успішними. Майбутні місії можуть спробувати виміряти склад поверхні Венери, щоб допомогти визначити, чи справді планета потрапила в цю дуже вузьку лазівку.
