Знание-сила, 2008 № 05 (971)

По мнению многих ученых, первичные атмосферы Венеры и Земли содержали большое количество водяных паров — иначе бы Венера не превратилась в огромный парник. «Парниковый эффект» на нашей планете примерно на 70 процентов обусловлен именно водяными парами, содержащимися в атмосфере Земли. По сравнению с этим углекислый газ, об ограничении выбросов которого мировые правительства так усиленно пекутся в последние годы, играет второстепенную роль в механизме планетарного потепления. На Земле водяные пары конденсируются, оседают росой, проливаются дождем, наполняя реки, озера и моря. Одновременно углекислый газ вымывается из атмосферы, а углерод постепенно связывается химическим путем, превращаясь в карбонаты.

Совсем иначе обстояло дело на Венере. Здесь стало слишком жарко для того, чтобы вода могла существовать в жидком виде. Содержание водяных паров в атмосфере планеты непрестанно росло. Однако у Венеры не было магнитного поля, и потому к ее поверхности беспрепятственно проникал поток высокоэнергетичных заряженных частиц, приносимых солнечным ветром. Эти частицы разлагали молекулы водяного пара на атомы водорода и кислорода, которые легко улетучивались в космическое пространство. Так Венера превратилась в невероятно жаркую и сухую пустыню. Зато значительная часть углерода, имевшегося на Венере, теперь в виде пелены углекислого газа обволакивает планету.

Эти выводы подкрепляются модельными расчетами, выполненными недавно российским ученым Юрием Куликовым из Полярного геофизического института в Мурманске и опубликованными в журнале Planetary and Space Science. Он задался целью выяснить, как влияли гипотетические периоды солнечной активности на состояние первичной атмосферы Венеры, а для этого взял за ориентир поведение современных молодых звезд, напоминающих наше Солнце.

Согласно его модели, в пору своей молодости Солнце испускало особенно большое количество рентгеновских и ультрафиолетовых лучей. Куликов и его коллеги обратили внимание на то, что в ту эпоху Солнце подвергало первичную газовую атмосферу только что сформировавшихся планет очень серьезным испытаниям. Ее верхний слой, экзосфера, разогревался до 800° С, при этом огромные количества водорода улетучивались в космос. «Судя по предварительным расчетам, от 5 до 20 процентов воды всех земных морей улетучилось в космос», — полагает соавтор исследования, австрийский астроном Хельмут Ламмер. Это существенно больше прежней оценки — порядка 0,3 процента.

Панорама поверхности Венеры, полученная 5 марта 1982 года советским зондом «Венера-14»

Поразительно, что, несмотря на большое разнообразие вулканических структур (см. «ЗС», 10/06), Венера кажется мертвой планетой — она не проявляет никакой вулканической активности. Можно лишь успокаивать себя мыслью, что если бы Земля была известна нам лишь по результатам одной-единственной экспедиции космического аппарата, тот тоже мог бы не зафиксировать на нашей планете ни одного извержения вулкана, а потому нам оставалось бы гадать, почему многочисленные вулканы Земли молчат. В любом случае замеченные перепады в концентрации диоксида серы, а также вспышки молний над Венерой наводят на мысль, что здесь все же проявляют активность вулканы. Так, с конца 1970-х до конца 1980-х годов количество диоксида серы в верхних слоях атмосферы возросло в десяток раз. Возможно, на планете произошло мощное извержение вулкана, и ввысь взметнулось огромное количество диоксида. Но это лишь догадка, не подтвержденная до сих пор. Прямых доказательств современного вулканизма на Венере нет. В прошлом же именно вулканы формировали странный венерианский ландшафт.

Так что же они молчат теперь? В одном интервью в августе 2007 года Дмитрий Титов признал: «Если бы на Венере были озера лавы размером десять на десять километров, мы бы наверняка уже увидели их. Впрочем, во- первых, пока еще зонд «Венера Экспресс» не обследовал всю поверхность Венеры, а во-вторых, вулканические извержения происходят лишь время от времени. Может быть, нам просто не повезло. И все же мы надеемся сделать громкие открытия».

Ему вторит немецкий астроном Войтек Маркевич: «Многие мои коллеги полагают, что на Венере еще и сегодня продолжаются активные вулканические процессы. Прямых свидетельств тому нет. Впрочем, мы знаем, что поверхность Венеры в геологическом отношении очень молода. Быть может, с помощью инфракрасной камеры нам удастся обнаружить здесь так называемые «горячие точки», то есть районы, где лава изливается на поверхность планеты или же скопилась прямо под поверхностью, готовая излиться. Однако зафиксировать эти точки нелегко, потому что Венера и без того раскалена».

Если удастся открыть действующие вулканы на поверхности Венеры, это станет настоящей сенсацией. Может статься, Венера — это первая планета земной группы (за исключением Земли, разумеется), на которой есть действующие вулканы.

С начала 1990-х годов — отчасти ввиду распада Советского Союза, бывшего одно время чуть ли не «монополистом» в деле исследования Венеры, отчасти из-за всеобщего увлечения Марсом — Венера оказалась «забытой планетой», хотя все прежние экспедиции к ней, скорее, задавали новые вопросы, чем отвечали на старые.

И вот с апреля 2006 года поток радиосигналов снова полетел с орбиты Венеры в сторону нашей планеты. Начался новый этап исследования раскаленной сестры Земли. У Венеры появился новый искусственный спутник — «Венера Экспресс», запущенный Европейским космическим агентством 9 ноября 2005 года.

В задачи зонда входит исследование нижних слоев атмосферы и поверхности планеты, химический анализ атмосферы, измерение ее температуры и наблюдение за вихревыми потоками в воздушной оболочке Венеры, а также изучение состава молекул, покидающих верхние слои атмосферы и улетучивающихся в космическом пространстве.

В частности, зонд «Венера Экспресс» измеряет содержание в атмосфере Венеры моноксида углерода, диоксида серы, водяных паров и других веществ. Это поможет понять, какие химические процессы протекают в атмосфере планеты и, возможно, определяют ее динамику.

Недавно экспедиция зонда «Венера Экспресс» продлена до середины 2009 года, и, очевидно, мы еще станем свидетелями громких открытий.

Что принесут исследования Венеры в ближайшие годы? В российском космическом ведомстве «Роскосмос» планируют запуск на Венеру нового автоматического зонда — «Венера-Д». Он может стартовать в ближайшие десять лет. Этот зонд массой 1100 килограммов должен продержаться на негостеприимной планете несколько недель — в отличие от прежних аппаратов, которые могли выжить там всего пару часов. Он предназначен для детального исследования атмосферы и поверхности планеты.