Понять, почему так произошло, критически важно не только для планетологии, но и для поиска обитаемых миров у других звезд: когда космические телескопы, например, «Джеймс Уэбб», изучают каменистые экзопланеты, ученым нужно отличать потенциальных «двойников Земли» от вероятных «двойников Венеры». Новая работа научного сотрудника Вашингтонского университета Родольфо Гарсии и его коллег предлагает самое масштабное на сегодняшний день моделирование 4,5-миллиардолетней эволюции Венеры.
Команда планетологов провела 234 000 симуляций с помощью открытого программного обеспечения VPLanet, варьируя начальные условия формирования планеты и физические параметры ее недр, коры и атмосферы. Главным допущением ученых стало то, что Венера всегда находилась в режиме «застойной крышки» — ее кора никогда не разбивалась на движущиеся плиты, как земная. Каждую симуляцию проверяли на соответствие трем наблюдаемым характеристикам современной Венеры: давлению углекислого газа около 92 бар, ничтожному количеству воды в атмосфере и практически полному отсутствию магнитного поля.
Из четверти миллиона запусков лишь 808 — то есть 0,35% — воспроизвели нынешнее состояние планеты. Эти успешные сценарии распались на четыре эволюционных пути. В самом распространенном (72% успешных симуляций) мантия и ядро просто плавно остывали со временем. В 18% сценариев Венера «задохнулась» от потери влаги — вода, уходя из мантии, делала ее породы жестче и мешала теплу выходить наружу. В 10% сценариев твердое внутреннее ядро так и не сформировалось полноценно. Наконец, в отдельных симуляциях планета пережила хаотические колебания внутренней температуры и свойств в первые полмиллиарда лет, прежде чем стабилизироваться.
Пожалуй, самым интригующим моментом стало то, что всех успешных моделях Венера сохранила в своих недрах значительное количество воды — как минимум ее количество должно быть эквивалентно мировому океану на Земле. А в 88% случаев планета обладала магнитным полем на раннем этапе, и следы этого поля могут быть «заморожены» в поверхностных породах.
Проверить это смогут три будущие миссии, которые уже готовятся к запуску: DAVINCI и VERITAS (NASA) и EnVision (ESA). Они заглянут сквозь плотные облака, картографируют поверхность и измерят состав атмосферы — ученые надеются, что эти данные помогут нам понять, как ближайшая соседка Земли превратилась в ее полную противоположность.
Ранее ученые впервые обнаружили на Венере лавовую трубку.