Венера и Земля сформировались приблизительно в одинаковых условиях, поэтому предполагается, что изотопный состав и количество воды на Венере должны быть аналогичными тем, что на нашей планете. Согласно этому предположению, при начальном формировании воды на Венере ее объем был бы достаточным для образования глобального океана глубиной примерно в три километра. Однако, данное утверждение ставится под сомнение, учитывая постоянно высокие температуры на поверхности Венеры.
ru.freepik.com
В современное время, согласно наблюдениям, на планете Венера воды недостаточно даже для образования трехсантиметрового «океана». Более того, обнаружено, что в воде Венеры необычно высокое содержание дейтерия — изотопа водорода с одним нейтроном в ядре. Исследования показывают, что значительная часть воды на Венере была потеряна в первые два миллиарда лет существования планеты.
Вследствие высоких температур часть водяного пара, насыщавшего атмосферу Венеры, конденсировалась в верхних слоях и, в конечном итоге, разложилась, приводя к утрате легких атомов водорода, которые улетели в космос. Этот процесс привел к аномально высокой концентрации атомов тяжелого водорода на Венере. Этот механизм потери воды на Венере получил название «взрывной парниковый эффект».
Потеря водорода на Венере прекратилась, когда концентрация водорода в верхних слоях опустилась ниже 10 процентов, что способствовало снижению температуры и прекращению выхода молекул водорода в космос. Этот «термический» период потери водорода завершился в момент, когда на планете оставалось еще достаточное количество воды, достаточного для образования около 100-метрового глобального океана или, в крайнем случае, около 10-метрового глобального океана.
Ученые исследуют происхождение изменений в содержании водорода на планете Венера, от древности до настоящего времени. Один из важных процессов, способных обеспечить выделение водорода, — это химические реакции. Группа исследователей из Колорадского университета в Боулдере провела исследование механизмов появления «горячего» водорода на Марсе.
Фото со стока Freepik
Они исследовали различные химические процессы, учитывая высоту реакций над поверхностью планеты и энергию, которую могут получить молекулы. Им удалось выяснить, что диссоциативная рекомбинация положительно заряженного иона формила (HCO+) является ключевым механизмом. Этот процесс, встречая электрон, приводит к образованию CO и H. Оценки ученых показывают, что он способен выделять больше «горячего» водорода, чем другие изученные процессы.
Новое исследование опубликовано в Nature, в котором ученые оценили влияние распада HCO+ на атмосферу Венеры. Результаты показали, что этот процесс приводит к удвоению «убегающих» атомов водорода. Этот ускоренный процесс потери водорода может объяснить современные условия на Венере, где происходит постепенная утрата этого элемента из атмосферы, влияющая на равновесие планеты. Предыдущие исследования не уделяли внимание диссоциативной рекомбинации катиона формила как потенциальному фактору в потере воды из атмосферы из-за отсутствия подходящих данных для измерений.
10 мая 2024
