Космос- Журнал

Новости и статьи о космосе, астрономии и технологиях

19

По современным представлениям, планеты образовались в результате слипания твердых частиц в холодном протопланетном облаке, окружавшем Солнце в эпоху его формирования. Лишь короткое время Земля могла сохранять первичную атмосферу, сходную по составу с Солнцем (водород, гелий, инертные газы, особенно неон). Затем первичная атмосфера была почти полностью потеряна (за исключением тяжелых инертных газов), на смену ей пришла вторичная, состоящая из продуктов вулканической деятельности.
Главный из этих продуктов - вода. Раз в десять меньше выделилось углекислого газа. В триста раз меньше азота. Молекулярный кислород появился сравнительно поздно, когда Землю заселили растения - это газ специфически земной. Не будь на Земле жизни, его почти не было бы. Биосфера сделала и другое важное дело - она убрала из атмосферы большую часть углекислого газа, он перешел в состав осадочных пород, таких, как известняк. В присутствии жидкой воды, которой на Земле более чем достаточно, идут и небиологические процессы, связывающие углекислый газ в горных породах (реакции превращения силикатов в карбонаты).
Сходство Земли и Венеры по размерам и массе указывает на близкое внутреннее строение обеих планет. Поэтому следовало бы ожидать, что и вулканические процессы протекают у них примерно одинаково. В некоторых отношениях сходства действительно есть: например, количества углекислого газа, выделившиеся в атмосферу обеих планет за время их эволюции, примерно одинаковы. Только на Земле он не оставался в атмосфере, а связывался с достаточно большой скоростью в осадочных породах. А вот в количестве водяного пара разница большая.
Почему так получилось? Это одна из главных загадок. Существуют две основные гипотезы. Первая предполагает, что Венера сразу образовалась «безводной» из-за того, что в этой части первичного протопланетного облака из-за большей близости к Солнцу (и более высокой температуры) не было ледяных частиц. Вторая гипотеза утверждает, что венерианская литосфера выделила такое же количество воды, как и Земля, но почти все молекулы воды разрушились ультрафиолетовым излучением Солнца и превратились в водород и кислород. Затем водород ушел в межпланетное пространство, а кислород вступил в реакцию с другими газами.
Выбор между этими гипотезами - дело будущего. Один из возможных способов выбора состоит в определении относительного содержания дейтерия и водорода в венерианском водяном паре и некоторых других водородсодержащих газах, которые в небольших количествах присутствуют в атмосфере Венеры. Важное значение имеет исследование плотности дейтерия и водорода в верхней атмосфере, которое проводилось, станцией «Венера-8». Атомы дейтерия тяжелее, поэтому они, покидают атмосферу планеты менее активно, чем атомы водорода, и если справедлива вторая гипотеза, дейтерий должен был накапливаться в атмосфере.
Конечно, при таких суровых климатических условиях жизнь иа Венере существовать не может. Представляется очень вероятным, что отсутствие воды, большое количество свободного углекислого газа в атмосфере, высокая температура и отсутствие биосферы - явления взаимно обусловленные, причем недостаток воды является главным фактором, определившим все остальное. Без воды не могла образоваться биосфера и не могли идти эффективно процессы связывания углекислого газа. Он накапливался, образовалась атмосферная шуба, увеличивающая температуру, и атмосфера постепенно приобретала свои современные характеристики. Не исключено, что с Землей, если ее обезводить в такой же степени, как Венеру, произошло бы то же самое.
Мы рассказали только об одной из проблем исследования Венеры, волнующих ученых, - о проблеме эволюции ее атмосферы. Это не единственная загадка. Еще не полностью понят физический механизм разогрева поверхности Венеры, хотя, ясно, что он связан с большой непрозрачностью ее атмосферы в инфракрасной области спектра. Не решен вопрос о составе и строении облачного слоя планеты и его роли в разогреве атмосферы. Однако можно быть уверенным, что ответы на все эти вопросы мы получим достаточно скоро.