Кора Венеры может быть тоньше, чем предполагалось
Венера, которую часто называют «горячим близнецом» Земли по размерам и составу, продолжает удивлять планетологов. Новое исследование, финансируемое NASA, детально проанализировало толщину и динамику венерианской коры, представив модель, которая меняет представление о геологической эволюции планеты.
Согласно результатам исследования, средняя толщина коры Венеры составляет около 40 км, а максимальная - 65 км. Эти значения ниже, чем считалось ранее, учитывая, что Венера не демонстрирует явных признаков тектоники плит, как это происходит на Земле. На нашей планете движение плит позволяет коре обновляться, контролируя ее толщину и питая геодинамический цикл за счет процессов субдукции. Венера же имеет монолитную кору, лишенную крупных структур сближения между плитами.
Новая гипотеза, выдвинутая в исследовании, предполагает, что по мере роста коры ее основание становится настолько плотным, что погружается в лежащую под ней мантию или плавится, порождая тем самым процесс метаморфизма, способный вернуть материал в недра планеты. Этот процесс может стать альтернативным механизмом поддержания геологии Венеры в активном состоянии.
Планета без плит, но не без внутренней динамики
В центре внимания исследования находится предложение механизма, который, даже в отсутствие тектоники плит, позволяет Венере поддерживать активный внутренний цикл. В земных условиях, когда одна плита проседает под другую, глубинные породы подвергаются повышению давления и температуры, трансформируясь: это метаморфизм, часто связанный с вулканической активностью. На Венере тот же процесс происходит не путем субдукции, а путем уплотнения и последующего разрушения основания коры.
По мере увеличения толщины венерианской коры она достигает критической точки, когда материал в основании становится нестабильным. Согласно моделям, этот материал может либо отколоться и погрузиться в мантию, либо расплавиться под воздействием высоких внутренних температур планеты. Оба процесса приводят к высвобождению элементов и воды, которые при реинтеграции в мантию могут вызвать образование магмы и, возможно, вулканические явления.
Этот внутренний механизм «самообновления» опровергает идею о том, что геодинамика каменистой планеты может определяться только тектоникой плит. Вулканическая активность Венеры, до сих пор плохо изученная, но предполагаемая на основе термических и спектроскопических данных, может поддерживаться этим внутренним процессом метаморфизма земной коры.
На пути к новым миссиям на Венеру
Для проверки гипотез, предложенных новой геологической моделью, крайне важно получить прямые данные с поверхности и из недр Венеры. Именно для ее изучения несколько космических агентств в ближайшие годы запустят новое поколение миссий, посвященных исследованию планеты.
Проект NASA DAVINCI (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging) станет первой миссией, которая попытается полностью пересечь венерианскую атмосферу с помощью зонда. Цель — проанализировать химический состав атмосферных газов и собрать изображения высокого разрешения во время спуска, что также позволит реконструировать взаимосвязь между атмосферой и поверхностью.
Параллельно с этим миссия VERITAS (Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography, and Spectroscopy) проведет картирование поверхности планеты с помощью радара с синтезированной апертурой и спектроскопических приборов. Эти данные будут необходимы для выявления областей недавней вулканической активности, изменений в составе коры и возможных следов активного метаморфизма.
Европейское космическое агентство (ЕКА) представит космический аппарат EnVision, запуск которого запланирован на 2031 год. Эта миссия объединит радар и спектрометры для комплексного изучения внутренней структуры планеты, ее поверхности и атмосферы. EnVision позволит сравнить геологическую эволюцию Венеры и Земли, что даст важнейшие подсказки о том, почему две такие похожие планеты двигались по столь разным траекториям.
Китай также планирует миссию по сбору образцов Венеры в рамках своего плана по исследованию Солнечной системы.
Благодаря этим миссиям Венера станет одной из самых интересных природных лабораторий для проверки новых теорий о внутренней динамике каменистых планет и процессах, управляющих их геологической и атмосферной эволюцией.
С исследованием, опубликованным в журнале Nature Communications, можно ознакомиться .