Миссия NASA раскрывает «потрясающие» новые данные о загадочных структурах на Венере

Новый анализ загадочных структур на Венере, известных как короны, показал вероятное присутствие тектонической активности на этой облачной планете.

Хотя предыдущие исследования указывали на то, что Венера не имеет тектонических плит, как Земля, новый анализ, в ходе которого были по-новому рассмотрены данные, собранные миссией NASA «Магеллан», говорит, что загадочные структуры, скорее всего, были вызваны подъемом магмы, вызывающим тектонический сдвиг в верхней мантии и коре планеты, называемой литосферой.

По мнению команды исследователей, проводящих новый анализ, понимание того, как формируется корона на планете без тектонических плит, может заполнить пробелы в знаниях об истории планеты и, возможно, позволит заглянуть в загадочное тектоническое прошлое Земли.

Загадочные структуры на Венере, обнаруженные в 1990-х годах

В 2020 году ученые обнаружили в облаках Венеры газ фосфин, что вызвало дискуссию о его возможном биологическом происхождении. Несколько последующих анализов подтвердили первоначальное обнаружение, но споры до сих пор не утихают.

Десятилетиями ранее миссия NASA «Магеллан» использовала сложную радарную систему для изучения поверхности Венеры сквозь ее плотную атмосферу. Начиная с 1990 года, команда Лаборатории реактивного движения NASA поставила перед «Магелланом» задачу составить карту поверхности планеты. В результате была составлена топографическая карта с подробным описанием холмов и долин планеты — самое подробное изображение поверхности Венеры на сегодняшний день.

Хотя «Магеллан» не обнаружил никаких признаков жизни, миссия обнаружила на Венере несколько загадочных структур, которые поставили ученых в тупик вопросом о том, как они могли образоваться. В ходе нескольких последующих анализов на планете были обнаружены дополнительные короны, но спор о том, как они образовались, до сих пор не решен.

«Короны в изобилии встречаются на Венере», — говорит соавтор исследования Анна Гюльхер, специалист по изучению Земли и планет в Бернском университете (Швейцария). «Это очень крупные объекты, и на протяжении многих лет люди выдвигали различные теории относительно того, как они образовались».

В своем исследовании Гюльхер и его коллеги по-новому взглянули на данные «Магеллана», чтобы понять, могут ли новые методы открыть новые перспективы. Их потенциально потрясающие результаты могут изменить наше представление о второй планете от Солнца и, возможно, дать новые сведения о загадочной тектонической истории Земли.

Гравитационные данные выявляют тектоническую активность в большинстве изученных корон

Со времен «Магеллана» на Венере были обнаружены сотни корон. Овальные по форме, с окружающей их «концентрической системой разломов», загадочные структуры на Венере могут быть от десятка миль до сотен миль в поперечнике. Поскольку многие короны были обнаружены в местах, где литосфера планеты тонкая, а тепловой поток под поверхностью высокий, исследовательская группа искала признаки того, что эти короны могут быть вызваны поднимающейся магмой, давящей на литосферу снизу.

Первым шагом команды стала разработка сложных трехмерных геодинамических моделей планеты. Затем исследователи ввели данные о топографии, снятые «Магелланом». В отличие от предыдущих моделей, команда также включила гравитационные данные, полученные миссией 1990-х годов.

Проведя несколько симуляций короны, вызванной плюмажем, команда сравнила полученные данные с исходными данными «Магеллана». Согласно заявлению, опубликованному исследовательской группой и сообщающему об их результатах, добавление гравитационных данных «оказалось решающим» в обнаружении менее плотных, менее горячих и плавучих шлейфов под поверхностью планеты, которые «не могли быть обнаружены только на основе топографических данных».

«Объединив гравитационные и топографические данные, это исследование позволило получить новое и важное представление о возможных подповерхностных процессах, формирующих поверхность Венеры», — сказал ведущий автор исследования Гаэль Кашиоли, помощник научного сотрудника Университета Мэриленда в округе Балтимор и Центра космических полетов NASA имени Годдарда в Гринбелте, штат Мэриленд.

Дальнейший анализ показал, что 52 из 75 изученных короны имели признаки наличия под ними горячего, плавучего материала. Команда считает, что именно этот материал является вероятной причиной возникновения короны. Обсуждаются и другие возможные процессы возникновения короны, включая субдукцию (когда один слой толкает другой вниз) и литосферное каплеобразование, «когда плотные скопления сравнительно холодного материала опускаются из литосферы в горячую мантию». Однако наиболее вероятной причиной большинства корон исследователи считают тектоническую активность, вызванную подъёмом магмы.

«Самое интересное в нашем исследовании то, что теперь мы можем сказать, что, скорее всего, их формированию способствовали различные и продолжающиеся активные процессы», — говорит Гюльхер. «Мы полагаем, что эти же процессы могли происходить на ранних этапах истории Земли».

Хотя миссия «Магеллана» завершилась более 30 лет назад, в 1994 году, когда специалисты по планированию миссии приказали космическому аппарату войти в атмосферу планеты, JPL NASA планирует запустить еще одну миссию для изучения планеты в 2031 году. Миссия, получившая название VERITAS (Venus Emissivity, Radio science, InSAR, Topography, and Spectroscopy), будет использовать радар с синтезированной апертурой для создания трехмерных глобальных карт. Команда надеется, что эти более четкие изображения загадочных структур на Венере позволят получить более подробную информацию о тектонической активности планеты.

По словам соавтора исследования Сюзанны Смрекар, ученого-планетолога из JPL и главного исследователя VERITAS, самые интересные данные миссии могут быть получены с помощью системы радиослежения. Разработанная для измерения гравитационного поля планеты, эта система может открыть критически важные сведения о внутреннем пространстве планеты, которые могут повлиять на формирование короны.

«Гравитационные карты VERITAS для Венеры позволят увеличить разрешение по меньшей мере в два-четыре раза, в зависимости от местоположения — уровень детализации, который может произвести революцию в нашем понимании геологии Венеры и ее последствий для ранней Земли», — пояснил Смрекар.

Соавтор исследования Эрван Мазарико, также работающий в Годдарде, будет одним из руководителей гравитационного эксперимента VERITAS. В зависимости от полученных результатов, команда считает, что их работа может дать «уникальное окно» в тектоническое прошлое Земли.

«Короны не встречаются на Земле сегодня», — говорит Кашиоли. «Однако, возможно, они существовали, когда наша планета была молодой и еще не сформировалась тектоника плит».