Художественная визуализация поверхности Венеры. (Шаттерстки)

Мы можем многое узнать об изменении климата у Венеры, нашей сестры-планеты. Венера в настоящее время имеет температуру поверхности 450? (температура цикла самоочистки духовки) и атмосфера, в которой преобладает углекислый газ (96 процентов) с плотностью, в 90 раз превышающей земную.

Венера - очень странное место, совершенно непригодное для жизни, разве что в облаках примерно в 60 километрах вверх, где недавнее открытие фосфина может указывать на плавающую микробную жизнь. Но поверхность совершенно негостеприимна.

Однако когда-то на Венере, вероятно, был земной климат. Согласно недавнему моделированию климата, на протяжении большей части его истории У Венеры была температура поверхности, подобная современной Земле. Скорее всего, в нем также были океаны, дождь, возможно, снег, возможно, континенты и тектоника плит, и, что еще более предположительно, возможно, даже поверхностная жизнь.

Менее миллиарда лет назад климат резко изменился из-за безудержного парникового эффекта. Можно предположить, что интенсивный период вулканизма выбросил в атмосферу достаточно углекислого газа, чтобы вызвать это великое событие изменения климата, которое испарил океаны и вызвал конец круговорота воды.

Свидетельства изменения

Эта гипотеза разработчиков климатических моделей вдохновила Сару Хавджу, магистрантку в моей группе (под руководством геолога Клэр Самсон), на поиски свидетельства в породах Венеры для этого предполагаемого события изменения климата.

С начала 1990-х годов моя исследовательская группа из Карлтонского университета, а в последнее время и моя сибирская группа в Томском государственном университете, занималась картированием и интерпретацией геологической и тектонической истории этой замечательной сестринской планеты Земля.

Советские миссии «Венера» и «Вега» 1970-х и 1980-х годов приземлились на Венеру, сфотографировали и оценили состав скал, прежде чем посадочные устройства вышли из строя из-за высокой температуры и давления. Однако наш наиболее полный обзор поверхности Венеры был предоставлен Космический корабль НАСА Magellan в начале 1990-х, который использовал радар, чтобы видеть сквозь плотный слой облаков и получать подробные изображения более 98% поверхности Венеры.

{vembed Y = yUrIzPRI4GE}
Визуализация поверхности Венеры с помощью радара на борту космического корабля Magellan.

Древние скалы

Наши поиски геологических свидетельств великого изменения климата заставили нас сосредоточиться на старейшем типе горных пород Венеры, называемых тессерами, которые имеют сложный внешний вид, свидетельствующий о долгой и сложной геологической истории. Мы думали, что эти самые старые породы имеют наилучшие шансы на сохранение свидетельств водной эрозии, которая является столь важным процессом на Земле и должна была произойти на Венере до великого изменения климата.

Учитывая данные о высоте с плохим разрешением, мы использовали косвенный метод, чтобы попытаться распознать древние речные долины. Мы продемонстрировали, что более молодые потоки лавы с окружающих вулканических равнин заполнили долины по краям тессер.

К нашему удивлению, эти узоры долины тессеры были очень похожи на схемы речного течения на Земле, что привело к нашему предположению, что эти долины тессер были сформированы речной эрозией в то время, когда климатические условия были похожи на земные.. Моя Группы исследователей Венеры в Карлтонском и Томском государственных университетах изучают потоки лавы после тессеры на предмет каких-либо геологических свидетельств перехода к чрезвычайно жарким условиям.

Часть Alpha Regio, топографической возвышенности на поверхности Венеры, была первой особенностью Венеры, которую удалось идентифицировать с помощью наземных радаров. (Лаборатория реактивного движения, НАСА)

Аналогии с землей

Чтобы понять, как вулканизм на Венере мог вызвать такое изменение климата, мы можем обратиться к истории Земли за аналогами. Мы можем найти аналогии в супер-извержениях вроде последнее извержение в Йеллоустоне, произошедшее 630,000 лет назад.

Но такой вулканизм невелик по сравнению с крупными вулканическими провинциями (LIP), которые происходят примерно каждые 20-30 миллионов лет. Эти извержения могут выделять достаточно углекислого газа, чтобы вызвать катастрофическое изменение климата на Земле, в том числе массовые вымирания. Чтобы дать вам ощущение масштаба, учтите, что самые маленькие LIP производят достаточно магмы, чтобы покрыть всю Канаду на глубину около 10 метров. Самый крупный из известных LIP произвел достаточно магмы, которая покрыла бы территорию размером с Канаду на глубину почти восьми километров.

Аналоги LIP на Венере включают отдельные вулканы до 500 километров в поперечнике, обширные лавовые каналы, достигающие в длину до 7,000 километров, а также связанные с ними рифтовые системы, где кора разрывается, длиной до 10,000 километров.

Если вулканизм в стиле LIP был причиной великого изменения климата на Венере, то могло ли подобное изменение климата произойти и на Земле? Мы можем представить себе сценарий через многие миллионы лет в будущем, когда несколько LIP, случайным образом происходящие одновременно, могут вызвать на Земле такое безудержное изменение климата, которое приведет к условиям, подобным современной Венере.

Об авторе

Ричард Эрнст, научный сотрудник отделения наук о Земле Карлтонского университета (также профессор Томского государственного университета, Россия), Карлтонский университет

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.