«Облачно, ожидаются осадки в виде серной кислоты», или Почему Венера больше не сестра Земли?
Спикер: Дмитрий Горинов — планетолог, младший научный сотрудник ИКИ РАН, автор работ по исследованию атмосферы Венеры.
Доклад прозвучал 30 апреля 2022 г. на форуме «Ученые против мифов. Ищи на третьей планете» (организатор АНТРОПОГЕНЕЗ.РУ).
Александр Соколов: Дмитрий, здравствуйте.
Дмитрий Горинов: Александр!
А.С.: Друзья, проголосуем? В чём причина того, что на Венере так жарко?
Пожалуйста, воспользуйтесь куар-кодом или перейдите по ссылке в чате и проголосуйте.
Дмитрий, вот у нас звучали доклады про далёкие галактики, звёзды, а Венера — это ж вот, рукой подать, соседи. Неужели мы чего-то про неё не знаем до сих пор?
Дмитрий Горинов: А мы не знаем, Александр, потому что даже если сравнивать с Марсом, который находится подальше от Венеры, подальше от нас относительно Венеры, то знаем мы гораздо-гораздо меньше. Не только неспециалисты, но и специалисты, исследующие Венеру на самом деле находятся в тёмном лесу. Формат нашего мероприятия подразумевает некое разоблачение или подтверждение мифов или заблуждений. С Венерой не всё так просто, потому что мы и так знаем-то мало — какие уж тут мифы, какие заблуждения. Поэтому мы воспользовались вашей помощью, организовали опрос в соцсетях, спросили ваше мнение: какие расхожие утверждения о Венере вы слышали? И во многом на основании именно ваших ответов была построена эта презентация, многие из вас стали её соавторами, что вы скоро и увидите.
Но начнём мы совсем с простого, постепенно усложняя материал.
Начнём мы со школьной астрономии. Многие из вас слышали утверждение: «Венера — утренняя звезда». Потому что те из вас, кто видел её на небе, знают, что наблюдать её можно только утром. Или вечером. И утром, и вечером.
На самом деле нетривиальная задача: объединить утреннюю Венеру и вечернюю Венеру в один и тот же объект. Не во всех древних культурах этот факт был известен. Умные шумеры и вавилоняне догадались, а вот в античной культуре, в Греции, очень долго бытовало именно такое представление, что утренняя и вечерняя Венера — разные объекты. И даже когда уже было некое астрономическое подтверждение того, что это всё-таки одна Венера, в популярной культуре, именно как миф, в римской, например, культуре Люцифер и Агасфер — это были два разных объекта, для них имелись два разных названия.
Те из вас, кто немножко знает астрономию, кто немножко наблюдал за планетами, знает, что если мы стоим в точке, противоположной Солнцу на Земле, то мы не видим никакую Венеру, потому что она находится между Землёй и Солнцем. Если мы станем сбоку, слева или справа, то есть там, где разделяется день и ночь — на закате или на заре, — мы увидим Венеру, и будет она видна в таком вот виде неполного диска, что ещё называют фазами. Фазы Венеры в XVII веке были подробно изучены, каталогизированы Галилеем с помощью созданного им же телескопа.
Но на самом деле вот это положение Венеры в Солнечной системе тоже нетривиальная задача, исторически оно с нами не так давно — что Венера вторая планета в Солнечной системе. Потому что в геоцентрической системе (модель, которая пытается воспроизвести движение небесных тел, помещая Землю в центр) Венера, чтобы максимально получался подгон экспериментальных данных, должна была находиться третьим объектом после Земли и соседкой Солнца. Только с обретением нами гелиоцентрической системы она встала на положенное ей второе место от Солнца и соседнее с Землёй.
Теперь перейдём к её физическим особенностям — особенностям Венеры как небесного тела. У планет есть период вращения, который задаёт день. У планет есть период вращения вокруг собственной оси, а есть период вращения вокруг Солнца. Есть расхожее утверждение, что день на Венере длиннее года, и это никакой не миф, это действительно так. Венерианский год посчитать довольно легко, обладая уже более-менее хорошими астрономическими инструментами и наблюдениями. Его посчитали, и он оказался равен 220 с небольшим дням.
Венерианские сутки посчитать сложнее, потому что вся планета — вот она здесь, вот планеты слева направо. Венера — она такая вся покрытая плотным слоем облаков. Мы видим только как вращаются облака, но мы не видим, как вращается само физическое тело — поверхность Венеры. Только в XX веке, с проникновением сквозь эти облака с помощью радарного излучения мы наконец сумели измерить этот период вращения, и оказался он очень удивительным — 243 дня. То есть период суток больше, чем период года.
Если мы посмотрим, сделаем такую сравнительную планетологию на пальцах, значит вот у нас планеты Солнечной системы. Сюда [направо] не смотрите, это не нужно вам, правые два объекта — это не планеты. А вот если мы посмотрим планеты-гиганты — четыре штуки внизу, они все вращаются достаточно быстро, у них период вращения вокруг собственной оси меньше, чем земные сутки. Земля и Марс вращаются примерно одинаково, Венера вращается очень медленно. Меркурий вращается медленно, но не настолько.
Ещё особенность: вращение это не просто медленное, оно ещё и ретроградное, то есть вращение в обратную сторону. Поэтому у неё здесь ось вращения развёрнута вниз. Это тоже редкое явление, не совсем уникальное, и у нас ещё есть планета Уран — планета, которой стало плохо. Видите её ось вращения? Но это, на самом деле, тема для какой-нибудь отдельной лекции.
Итак, Венера медленно вращается. И мы померили этот период вращения достаточно поздно из-за атмосферы. Мы знаем, что у Венеры есть атмосфера, довольно давно. Не все знают, что её открыл наш соотечественник Михаил Васильевич Ломоносов, но это действительно так. Михаил Васильевич, глядя в телескоп на такое явление, как прохождение Венеры по диску Солнца (это относительно редкое астрономическое явление), заметил, что когда планета уже покидала этот диск, то на границе Венеры и Солнца образовалось некая аберрация — оптическое явление, которое Михаил Васильевич назвал «пупырь». Вот, смотрите: «Появился на краю Солнца пупырь, который тем явственнее учинился, чем ближе Венера к выступлению приходила…». Он очень мудро ассоциировал это явление с наличием у Венеры атмосферы и написал [об этом]. Всё это было опубликовано, доложено на научных конференциях — всё как полагается хорошему учёному. Он ассоциировал это явление с наличием воздушной атмосферы, «таковою, (лишь бы не большею), какова обливается около нашего шара земного». И действительно — она больше нашей атмосферы, она значительно массивнее.
И эта масса атмосферы, к чему она вся приводит? Многие из вас слышали о том, что существует такое явление, как парниковый эффект. Немногие знают, что явление «парниковый эффект» было введено в научную литературу как раз из исследований Венеры. Парниковый эффект на Венере значительно мощнее нашего земного из-за наличия вот этой атмосферы. Кто-то знает, как работает парниковый эффект, кто-то нет — я объясню для всех.
Приходит солнечное излучение. Оно встречается с облачным слоем Венеры, который находится высоко — 70 километров верхняя граница. Мы видели на картинках, я показывал, что Венера — она почти белого цвета, чуть-чуть желтоватого, яркая. Если она яркая, значит что? — солнечное излучение хорошо отражается. Действительно очень хорошо отражается, но часть его всё равно проходит через облака.
Та небольшая часть, которая проходит через облака, разогревает поверхность, и потом уже сама поверхность начинает излучать собственное излучение. Оно уже не ультрафиолетовое, оно инфракрасное — из другой области спектра, тепловое. Вот с этим-то тепловым излучением и начинаются проблемы. Когда оно пытается покинуть планету, оно встречает на своём пути вот эту массивную атмосферу, состоящую на 97%, по измерениям, из углекислого газа и других парниковых газов, которых там поменьше.
Но основной парниковый газ на Венере — это CO₂. А на Земле главный парниковый газ, как вы знаете, — это водяной пар. И этот CO₂ вместе с другими газами, вместе с самими облаками — они тоже хорошо удерживают всё это тепло — разогревает атмосферу до неимоверных значений. И не просто разогревает, а играет роль такого «одеяла», потому что Венера вращается медленно, это мы видели. Значит, день и ночь должны сильно контрастировать, но ничего подобного. Вот это одеяло уравнивает температуру по всей планете.
И когда мы говорим, видим, слышим такое утверждение, что Венера — самая горячая планета Солнечной системы, мы соглашаемся, потому что измерения показали: если сравнивать Венеру с другой горячей планетой, Меркурием, которая находится ближе к Солнцу, получает в два раза больше солнечного излучения, но не имеет атмосферы, то видим следующее. Меркурий разогревается до температуры 430 °C в подсолнечной точке, там, где его разогревает Солнышко. И при этом он охлаждается ночью до довольно низких, отрицательных температур.
На Венере контраста нет, и плюс весь этот парниковый эффект даёт нам такой прирост температуры, что она становится горячее Меркурия, даже на пике меркурианской температуры. Если бы никакого парникового эффекта не было бы, и не было поглощения этого инфракрасного излучения, но облака бы остались, то Венера была бы в отрицательных температурах на поверхности, потому что вот эти яркие облака хорошо отражают солнечное излучение и привели бы к такой низкой температуре.
Так вот, по-моему, первое место в опросе заняли осадки в виде серной кислоты. Очень интересно, что СМИ это часто приписывают: «На Венере ужасно, там адские условия на поверхности, высокое давление температур, а ещё там идут осадки в виде серной кислоты». На самом деле никто этих осадков никогда не видел, такого явления мы не регистрировали ни космическими аппаратами, ни какими-то земными телескопами.
Мы знаем, что облака Венеры толстые, 20 километров толщиной. Мы знаем, хоть не уверены на 100%, что большая часть вот этого облачного аэрозоля — это частицы серной кислоты, которая придаёт вот этот яркий цвет отражаемому ультрафиолетовому излучению. Эта серная кислота, по идее, находится в такой концентрации, что осадки могут формироваться, мы просто их не видели. Но даже если они формируются, они не достигнут поверхности, потому что у серной кислоты, как у нормальной жидкости, есть температура, при которой она превращается в пар. И этой температуры мы достигаем на высоте уже около 20 километров. То есть это осадки, но это не дождь. У этого есть свой научный термин — я не буду сильно загружать вас информацией.
Ещё я очень удивился, что «из-за экстремальных условий отправлять аппараты на Венеру нельзя». Давайте здесь остановимся и немножко разберёмся. Как мы можем изучать Венеру? Как любую другую планету. Можем с Земли, телескопами — это проще всего, это ещё Галилей начал делать в XVII веке. А начиная с XX века мы можем отправлять туда космические аппараты. Смотрите: мы можем просто подлететь к Венере, пролететь мимо неё на расстоянии и что-нибудь померить. Или выйти на её орбиту, наворачивать там круги годами, тоже что-то мерить. Это вот картиночка справа, так называемые дистанционные измерения. А есть измерения in situ. То, что на русский не очень хорошо переводится: как бы «измерения, находясь в среде».
Мы можем отправлять аппараты прямо туда — и отправляли их, сейчас я вам об этом расскажу. Мы можем садиться на поверхность, а пока мы спускаемся в этой плотной атмосфере, мы что-то измеряем на поверхности. А можем вообще заниматься прикладным воздухоплаванием и отправлять туда аэростатные зонды. Благо что такая плотная атмосфера позволяет.
Вот здесь я привёл список того, что уже было сделано. Слева — это табличка орбитальных и пролётных аппаратов, которые исследовали Венеру дистанционно. Здесь мы видим, что больше успеха имели американские аппараты, хотя были и советские тоже. К ним присоединился Европейский Союз и Япония в XXI веке (последние два аппарата). С помощью таких экспериментов можно изучать состав атмосферы, динамику, можно изучать её магнитосферу, ещё много других вещей. А можно проникать с помощью радарного излучения вглубь, сквозь эти облака, чтобы строить карты поверхности. И вот ряд аппаратов, в особенности Pioneer-Venus, советские Венера-15, Венера-16 и Magellan — они занимались именно радарным картированием поверхности, составили карты. Почти полная карта Венеры у нас есть, лучшие данные — это Magellan, и с начала 90-х годов у нас нет более хорошей карты в лучшем разрешении.
Спускаться в атмосфере лучше всего получалось у советских аппаратов. Даже возник такой термин: «Венера — русская планета» после этих успехов. Потому что, как мы видим, первые аппараты… мы просто не подозревали, насколько там высокое давление, поэтому первые «Венеры» просто не выдерживали условий и не достигали поверхности. С каждым разом инженерная работа проводилась всё лучше, и «Венеры» более поздние позволяли не только выдерживать эти условия, но даже какое-то время там существовать. Начиная с 7-й «Венеры» у нас 10 из 10 успешных посадок, ни одного провала. Вплоть до миссии «Вега».
Ещё есть такое полузаблуждение, полуутверждение, что американцы никогда не садились на Венеру. Это наполовину правда. Был такой аппарат Pioneer-Venus, его целью не было садиться на Венеру, но он сел. Он состоял из нескольких спускаемых зондов, цель которых была просто промерить вертикальные профили всего, чего можно, в атмосфере. Но одному из них повезло — он, шмякнувшись об поверхность, продолжал передавать сигнал ещё около 15 [67 — Дмитрий Горинов] минут . Зачтём за посадку, я думаю.
Мало того, мы ещё и отправляли туда аэростатные зонды — самые первые летательные аппараты в атмосферах других планет. Это аэростатные зонды «Вега». Они были достаточно простые — это совместная французско-советская разработка. Они выводились вместе с посадочным аппаратом, посадочный уходил на поверхность, а на высоте около 50-55 километров, где уже условия такие более-менее для воздухоплавания, где и атмосфера, и давление получше, поближе к земным. Выводились такие небольшие, наполненные гелием аэростаты, каждый из которых нёс на себе гондолу с очень простыми приборами — датчиками давления, температуры, скорости ветра. И по двое суток каждый из этих аэростатов успешно проработал в атмосфере. И это были единственные летательные аппараты в атмосферах других планет, вплоть до недавнего эксперимента «Ingenuity» на Марсе. Мы, кстати, на этом останавливаться не собираемся: новые аэростаты планируются в российской программе «Венера-Д». Ваш покорный слуга именно в этой программе сейчас и работает.
Теперь от чего-то, что мы более-менее знаем, мы переходим в совсем тёмный лес. Зачем мы всё это измеряем, зачем мы туда отправляли столько аппаратов? Я опишу здесь главные фундаментальные задачи, не вдаваясь в подробности. Мы хотим понять, почему Венера стала такой. Потому что, как я показал, условия на ней не очень по сравнению с Землёй. Нам надо как-то осознать, какие процессы привели её к этому. Данных мало. Несмотря на число этих аппаратов, мерили они с не очень хорошей точностью, их было не так много для хороших, полноценных исследований. Мы, опираясь на них, строим палеоклиматические модели, уходим в прошлое. Проблема всех моделей: всё, что палео, всё, в том числе палеонтология, что изучает прошлое — проблема у этих моделей в том, что мы их никогда не сможем верифицировать, в отличие от моделей, которые предсказывают. Прошлое — есть такой моментик.
Я расскажу здесь о тех моделях, которые существуют в настоящее время, о самых популярных. Надо понимать, что эти модели обновляются, публикуются чуть ли не каждый год, там всё время что-то новое происходит. Всё это очень зыбкая почва, но неважно. Давайте сконцентрируемся на чём-нибудь одном, что мы знаем сейчас.
Океан. Была ли Венера похожа на Землю раньше? Похоже на то. Есть такое соотношение, очень важное, которое мы измеряем в атмосфере других планет — это отношение дейтерия к водороду. Дейтерий — это более тяжёлый изотоп водорода. Он имеет более высокую массу и ему труднее покинуть планету, улететь в космос. Если мы прикидываем, что примерно изотопное соотношение было одинаково в ранней Солнечной системе, и мы померили, что на Венере это соотношение в 100-150 раз выше, чем на Земле, то мы делаем вывод, что, скорее всего, этот лёгкий водород улетучился в космос. Когда-то его было больше. И сейчас Венера очень сухая, там где-то в 100 раз меньше водяного пара, чем на Земле.
Ладно, водород улетучился, ему просто улетучиться, потому что нету магнитного поля. Да, я ещё не сказал, у Венеры нет собственного магнитного поля. Оно есть, но очень слабенькое, оно наводится солнечным ветром от Солнца и по сути ничего серьёзного собой не представляет. Оно не задерживает никакое убегание лёгких частиц в космос, поэтому ладно, водород, допустим, улетучился. Мы предполагаем, что водород этот был связан в воде. Если водород улетучился, то куда девался кислород — тяжёлый, который так просто не может покинуть планету? Да, и кстати, должен сказать, что океан этот по самым последним моделям мог просуществовать очень долго, вплоть до отметки в один миллиард или меньше лет назад.
Кислород. Теперь следите за руками: мы сейчас будем стыковать две гипотезы. Одна, что у нас был океан, испарился, остался кислород. И другая вещь из совершенно другой области приходит — из венерианской геологии. Когда мы смотрим на рельеф Венеры, который мы получили от данных орбитальных космических аппаратов, то мы видим, что поверхность Венеры покрыта базальтовой лавой, возраст которой очень небольшой по геологическим меркам: 500-700 миллионов лет назад.
Больше 80% поверхности покрыто этой молодой базальтовой лавой. Всё, что не покрыто лавой, — это очень древние области. То есть это области 3,5 и дальше миллиардов лет возрастом, они называются «тЕссеры», запомните это слово. Эти тессеры очень интересны в плане исследования, по тессерам мы можем понять, какой была ранняя Венера, но их мало и мы их пока толком не исследовали. А вот всё остальное залито лавой, поэтому родилась гипотеза, что произошла некая катастрофа, в результате которой по всей поверхности Венеры произошли извержения вулканов, разлилось огромное количество лавы — вышедшей мантии, — и эта катастрофа превратила поверхность в то, что мы имеем сейчас.
Так вот, возвращаясь к кислороду: при таком массивном извержении выбрасывается большое количество продуктов извержения, газов или более тяжёлых элементов, которые очень радостно оксидизируются с помощью этого «лишнего» кислорода в атмосфере.
Вот такая интересная связь может быть и может как-то объяснить то, что произошло.
И сразу напрашивается вопрос: а что с Землёй? А Венера в целом похожа на Землю, если смотреть издалека, по основным параметрам: размер, масса, энергии от Солнца примерно одинаково получают. А вот посмотрим поглубже — там всё отличается. Магнитного поля нет, тектоники плит, кстати, тоже нет; воды нет у Венеры, период вращения разный. Мы хотим понять, а может ли с Землёй произойти то же самое, такая катастрофа, которая превратит её в необитаемый мир? Чтобы ответить на этот вопрос, у нас недостаточно данных, модели пока очень зыбкие. Во-первых, нужно понимать Венеру лучше, во-вторых, нужно понимать Землю лучше, потому что даже земные климатические модели тоже страдают от некоторых неопределённостей.
Жизнь. Если там был океан, и был он там, как я показывал, довольно долго скорее всего, то почему бы там не зародиться жизни? Может быть, но это совсем спекуляция. Могла ли жизнь сохраниться до наших дней? Могла, наверное.
Смотрите: есть облака Венеры, о которых я говорил, которые состоят в основном из серной кислоты и других вещей. В них давление хорошее земное — 1 атмосфера, температура хорошая — комнатная. Кислотная среда — ну ладно, вчера мы видели доклад об экстремофилах-бактериях, которые живут в кислотной среде, и ничего. Там есть углерод, немножко воды, есть маленькие аэрозольные частицы размером с потенциальные микроорганизмы. Но самое интересное, что там есть спектр ультрафиолетового поглощения бактерий-экстремофилов, которые живут в кислотной среде на Земле, и он очень похож на спектр ультрафиолетового поглощения некоторых неизвестных составляющих в венерианской атмосфере.
Ну и надо сказать про фосфин. Это было такое громкое открытие в 2020 году.
Эта молекула раньше никогда не наблюдалась на Венере. Её открыли по данным двух телескопов одной и той же группой, заявили её концентрацию — 20 частиц на миллиард. Это вызвало бурную реакцию, отторжение, дискуссию. Сейчас если вы зайдёте на оригинальную статью, то увидите там такую плашку, что: «осторожно относитесь к этим результатам, они сейчас дискутируются». Независимая интерпретация данных показала, что неправильная интерпретация спектра — фосфина нет.
Потом они поправили своё наблюдение — уже уменьшили концентрацию до 1 частицы на миллиард. Кроме того, с совершенно другого телескопа другая группа сказала, что никакого фосфина нет — очень горячая дискуссия. Нам нужны, опять же, новые данные с космических аппаратов: отправить их туда и померить этот фосфин.
Суть этого фосфина в том, что он производится двумя способами: биологическим и небиологическим. Так вот на Венере для небиологического способа формирования практически нет никаких путей. Остаётся биологический — функционирование каких-то микроорганизмов в облаках. Но оставим это на будущее обсуждение.
И меня очень просили рассказать про жизнь на поверхности, хотя я не хотел. Леонид Васильевич Ксанфомалити — человек, который много сделал для советской венерианской программы, в 2010-х годах решил по-своему интерпретировать фотографии панорам советских Венер. И увидел на них перемещение неких живых существ, как он сказал. Он их даже классифицировал: кого-то обозвал флорой, кого-то фауной. Ну это что-то, вот… вчера был доклад про криптид — это примерно то же самое, то есть экстраординарные заявления должны подтверждаться экстраординарными доводами. Пока их нет. Нам нужно отправлять туда хорошие камеры уже со стереосъёмкой, потому что здесь была аналоговая съёмка, не стерео. Здесь было много артефактов и шумов из-за высокой температуры. В общем, это предмет очень большой дискуссии, однако под неё, кстати, была подложена такая вот гипотеза о существовании некой жизни на основе азота, азотных полимеров, которые используют сверхкритический углекислый газ для катализа, для своих химических реакций.
Ну и чем мы всё это будем мерить? Миссии, которые заявлены к отправке в ближайшие десятилетия. Индийская Shukrayan-1, у которой на самом деле дата запуска будет уже, скорее всего, не 2026 год, но официально у нас её пока нет, в её составе российские приборы. Это орбитальный аппарат.
Американский аппарат DAVINCI — это вот справа такая спускаемая штуковина. Она будет спускаться на парашюте в атмосфере и измерять параметры. Работать на поверхности у неё нет задачи, она будет кстати садиться на тессеру — на древнюю поверхность.
Российская «Венера-Д» — там будет всё: там будет и посадочный аппарат, и орбитальный, и аэростаты.
И две миссии, американская и европейская, которые будут заниматься с орбиты радарным зондированием поверхности, чтобы наконец-то дать нам с начала 90-х годов новые радарные изображения в хорошем разрешении.
Завершаю я лекцию цитатой из того же самого трактата Михаила Васильевича Ломоносова о прохождении Венеры по диску Солнца: «Некоторые спрашивают, ежели-де на планетах есть живущие нам подобные люди, то какой они веры? Ежели кто про то знать…хочет,... то после пусть поедет для того же и на Венеру.» Надеюсь мы туда поедем, но не сами, а с помощью космических аппаратов.
Спасибо!
Александр Соколов: И проведём там форум, на Венере.
Давайте сейчас посмотрим, как проголосовали зрители.
Большинство, видимо, правильно ответили?
Дмитрий Горинов: Скажем так, есть несколько факторов наличия такой температуры на Венере, но да, плотная атмосфера и парниковый эффект — это действительно самые важные из них. Хотя, в принципе, зелёненький и красненький столбик, и даже немножко жёлтенький — они не неправы, эти факторы тоже участвуют.
Александр Соколов: Отлично. А сейчас с Вами будет общаться коллега, конечно не с Венеры, но издалека. С нами на связи Пьеро Д’Инчекко (Piero D’Incecco), PhD из астрономической обсерватории Абруццо, Италия.
Пьеро Д’Инчекко: Всем привет! Спасибо за включение.
Александр Соколов: Здравствуйте! 10 minutes!
Пьеро Д’Инчекко задаёт свой вопрос по-английски.
Дмитрий Горинов: Я буду переводить вопрос своего оппонента для аудитории, и потом буду переводить свои ответы для Пьера. Оппонент прикопался к тому, что я сказал, что наличие этой массивной атмосферы вызвано испарением жидкого океана и увеличением её массы, хотя на самом деле могут быть и другие факторы, например, интенсивная вулканическая активность.
Теперь мой ответ. По-хорошему, мы не знаем. Мы здесь спекулируем на моделях, которые опираются на экспериментальные данные, которые мы экстраполируем в прошлое, и экспериментальные данные у нас, честно говоря, слабые. Ну что здесь можно сказать: да, могут быть и другие факторы. Здесь мы как бы имеем дело с курицей и яйцом: что было раньше, что запустило этот катастрофический процесс? Это могло быть почему-то испарение, могла быть вдруг вулканическая активность, а мы знаем, что на Венере нет тектоники плит. Там единая кора, которая не пропускает, как на Земле, периодически внутреннюю энергию планеты. Поэтому внутренняя энергия накапливается под этой крышкой, и в конце концов вдруг происходит катастрофа, и вулканы извергаются по всей поверхности. То есть это могло стать началом катастрофы. Может быть, Венера потеряла магнитное поле из-за каких-то внутренних процессов, потому что Венера, по идее, может генерировать собственное магнитное поле, как Земля, но не генерирует его. Может быть, что-то произошло в недрах, из-за чего потеря этого магнитного поля начала приводить к испарению и к формированию новой атмосферы.
Дмитрий Горинов переводит свой ответ на английский язык для оппонента.
Пьеро Д’Инчекко возражает и задаёт новый вопрос. Происходит короткая дискуссия.
Дмитрий Горинов: Опять прикопался оппонент. К моему последнему предложению про потерю магнитного поля. Тут такой вот аргумент неожиданный, что есть такая система экзопланет (про экзопланеты у нас сегодня будет потом), системы TRAPPIST-1, в которой обнаружено 7 планет, похожих на Венеру. Семь штук — они все близко к солнцу, у них у всех, похоже, что есть массивная атмосфера, и у них у всех, похоже, что испарялся океан, который формировал вот эти плотные атмосферы. Статистически просто не может быть, что у всех семи планет нет магнитного поля, а при этом они похожи на Венеру.
И мой ответ такой, что ладно, я, наверное, сдам назад немножко, не буду говорить про потерю магнитного поля. Наверное, это наименее вероятно.
Дмитрий Горинов переводит свой ответ на английский язык для оппонента.
Пьеро Д’Инчекко активно возражает и задаёт новый вопрос.
Дмитрий Горинов: Геолог меня спрашивает, сразу видно, что геолог. Перевожу.
Прикоп оппонента здесь в том, что я сказал, что у Венеры нет тектоники плит. Ну, наверное, её нет сейчас, но она могла быть в прошлом. И вообще, почему мы уверены, что её никогда не было? И здесь он как раз говорит про земные формации, которые называются «кратоны». Это области — самые древние поверхности на Земле, обширные. Они находятся в разных частях земного шара. Они древние, у них низкая плотность и они, геологически говоря, как бы «плавают» над мантией. И они похожи на эти самые тессеры — области на Венере, которые имеют аналогичный, очень древний возраст. На Земле вот эти кратоны не могли сформироваться без механизма тектоники плит — не вдаваясь сильно в подробности. Почему тогда очень похожие на них тессеры на Венере не могли сформироваться также с помощью тектоники плит?
Ответ. Ну, в принципе, нам ничего не мешает сказать, что «да, на Венере была тектоника плит». Тоже спекуляция, но в целом действительно аналогия земных кратонов и венерианских тессер наталкивает нас на такие мысли, что действительно как земные кратоны «плавали» над мантией, так и венерианские тессеры «плавали» над венерианской мантией ранней Венеры. Здесь непонятно тогда, каков механизм перехода от режима тектоники плит к режиму вот этой плотной «крышки», которая закрывает всю венерианскую кору. У нас, насколько я знаю, таких моделей нет. И, может быть, вот эта самая геологическая катастрофа, которая, наверное, произошла на Венере, когда произошли извержения вулканов на всей поверхности, и поверхность залило лавой, как раз была переходом от тектоники плит к закрытой коре.
Дмитрий Горинов переводит свой ответ на английский язык для оппонента.
Пьеро Д’Инчекко возражает и задаёт новый вопрос.
Дмитрий Горинов: Вопрос такой, что вот это катастрофическое событие, «great resurfacing», оно не произошло одномоментно. На самом деле оно происходило постепенно, либо таких ресёрфисингов было много в истории, что эта не первая, что, может быть, там таких климатических катастроф накопилось за время.
Что я могу сказать? У нас нет данных о том, происходили ли они в прошлом, потому что всё залито лавой. Но вообще у нас в планетологии есть возможность определять возраст поверхности с помощью разных методов. Один из них — это спектральный метод, когда мы смотрим на отражающую способность разных материалов, из которых состоит поверхность, примерно прикидываем, как они должны себя вести в зависимости от времени, и определяем их возраст таким образом. Естественно, на это влияет эрозия и другие атмосферные механизмы.
Есть способ, который не требует никаких спектрометров — просто посмотреть глазами на карту. Посмотрите на распределение ударных кратеров на поверхности Венеры. Кратеров на Венере мало. Ну естественно, вы видели, что у неё такая плотная атмосфера, в которой большая часть метеоритов сгорает. Тем не менее, кратеры есть, но их всё равно меньше, чем должно быть, и что самое важное — их распределение очень случайное по поверхности. То есть нет каких-то областей, где они превалируют и где-то их меньше, и, плюс, по их внешнему виду видно, что они все примерно одного возраста. Поэтому, скорее всего, мы склоняемся больше к одномоментной катастрофе.
Дмитрий Горинов переводит свой ответ на английский язык для оппонента.
Пьеро Д’Инчекко не хочет завершать дискуссию.
Александр Соколов: Можем устроить отдельный эфир. Друзья, давайте проголосуем и оценим, насколько вредным был наш итальянский коллега, а то я чувствую, что придётся призы ему отправлять в Италию.
А мы продолжаем и переходим к вопросам зрителей.
Карл-Август Аванти: В 2023 году астрономы наблюдали извержение вулкана на Венере и отметили, что от земного оно отличается. Состав атмосферы и температура влияют на данное явление?
Дмитрий Горинов: Я заранее выбрал этот вопрос. При всём уважении к Карлу-Августу этот вопрос настолько плохой, что он хороший. Он не совсем корректно построен, потому что никакого извержения мы в 2023 году не наблюдали. Я не уверен, но думаю, что автор вопроса имеет в виду недавнюю публикацию в журнале Science, в которой авторы смотрели на данные съемки «Магеллана» начала 90-х и им вдруг показалось, что у них там, ну, не бегает криптид по поверхности, а извергается вулкан, течёт лава на последовательных снимках. Это Science, там много проблем с этим. Эта публикация не очень хорошая в хорошем журнале. Это много говорит о нашем обществе и о состоянии дел в академической литературе, потому что популярные издания тут же берут всё, что публикуют в Nature и Science, и разносят это с заголовками по научно-популярной прессе.
Много проблем с этой статьёй, на неё уже готовится ответ. Там последовательные радарные изображения вот этого извергающегося вулкана, потока лавы сделаны под разными углами. То есть оптически это не очень правильно. «Магеллан» делал снимки некоторых участков поверхности именно под одинаковыми углами именно для этой цели, чтоб посмотреть, нет ли там последовательностей. А тот участок, который они выбрали, там нет таких изображений. Плюс у радара было две моды: смотреть в левую сторону, смотреть в правую сторону. Эти снимки были сделаны в двух разных режимах, а это у вас получается то, что называется bias — не все параметры одинаковы при введении.
И вторая часть вопроса про извержение. Всё равно мы догадываемся, что по другим признакам, по тем же спектральным признакам, по свойствам поверхности мы предполагаем, что вулканическая активность есть сейчас на Венере, а мы её просто не видим, потому что нам нечем смотреть туда. Но, да, эти вулканы могут извергаться, но, действительно, извержение происходит по-другому. У нас на Земле есть вулканы, которые извергаются, выбрасывая много продуктов в атмосферу — взрывные такие извержения, а бывают щитовые растекания лавы по поверхности. Вот на Венере как раз такие растекания лавы, там нет взрывных извержений. И поскольку у вас давление 90 атмосфер, эти вулканы расплющиваются блинчиком таким по сковородке, становятся такие пологие и лава медленно течёт, вязкая. Вот этим отличается, да.
Александр Соколов: Ну что, блиц? Три минуты.
Дмитрий Горинов: Блиц.
Александр Соколов: Тогда понеслась. «Страна багровых туч» написана Стругацкими в 1957 году. Была ли она научно актуальной на момент выхода и через сколько лет перестала быть таковой?
Дмитрий Горинов: Была актуальной, перестала.
Александр Соколов: Возможно ли, что из-за неразумной деятельности человечества Земля повторит путь Венеры?
Дмитрий Горинов: Возможно.
Александр Соколов: Насколько нужно увеличить орбиту Венеры, чтобы там стала комфортная температура?
Дмитрий Горинов: До земной. Нет-нет, уже нельзя, уже ничего не поменяешь. Плохо всё.
Александр Соколов: Когда Солнце давало меньше энергии, на Земле было гораздо холоднее. Что тогда было с Венерой?
Дмитрий Горинов: Ничего не знаю об этом.
Александр Соколов: Ну видали мы осадки, даже в виде металла — планеты бывают разные. Но почему мы не видим горячих Нептунов, только Юпитеры?
Дмитрий Горинов: Не видели осадков из металла, видели горячие Нептуны.
Александр Соколов: Как скоро при текущих тенденциях Земля может стать Венерой? Или это тоже миф?
Дмитрий Горинов: Этого никто не знает.
Александр Соколов: Обратное вращение Венеры, её мощный парниковый эффект — результат одного глобального катаклизма, или двух?
Дмитрий Горинов: Я бы сказал, что двух, но не уверен.
Александр Соколов: Слышала, что в РФ снова собираются исследовать Венеру, а для чего нам знать данные об этой планете, на неё же не переедешь?
Дмитрий Горинов: Нам интересно.
Александр Соколов: Насколько реалистичны проекты по терраформированию Венеры?
Дмитрий Горинов: Нереалистичны.
Александр Соколов: Что новенького слышно про поиск жизни на Венере?
Дмитрий Горинов: Пока ничего.
Александр Соколов: Если бы Венера вертелась в правильную сторону, была бы она более пригодна для жизни?
Дмитрий Горинов: Возможно.
Александр Соколов: Почему несмотря на такую плотную атмосферу, на фото советской станции с Венеры там светло?
Дмитрий Горинов: Там как в сумерках на Земле.
Александр Соколов: Почему у Венеры ретроградное и медленное вращение?
Дмитрий Горинов: Возможно, импакт при раннем формировании.
Александр Соколов: Правда ли, что Венера — это иллюстрация прошлого Земли?
Дмитрий Горинов: Нет.
Александр Соколов: Как вспышки на Солнце влияют на атмосферу Венеры?
Дмитрий Горинов: Влияют, но мы толком не знаем, как.
Александр Соколов: Что мы знаем про устройство самой планеты: мантия, ядро?
Дмитрий Горинов: Ядро похоже на земное, мантия может быть похожа на земную, кору мы уже обсудили.
Александр Соколов: Был ли в истории Венеры период, когда на ней были комфортные условия для зарождения жизни?
Дмитрий Горинов: Были.
Александр Соколов: Какие условия на глубине 1-2 метра под поверхностью?
Дмитрий Горинов: Не знаем, не бурили дальше сантиметра.
Александр Соколов: Как менее массивная Венера смогла удержать атмосферу тяжелее земной?
Дмитрий Горинов: Могла.
Александр Соколов: Чем венероход должен принципиально отличаться от марсохода?
Дмитрий Горинов: Выдерживать давление и температуру.
Александр Соколов: Как венерианская атмосфера защищает от космической радиации?
Дмитрий Горинов: Плохо защищает, вообще никак.
Александр Соколов: Возможно ли существование микроорганизмов-экстремофилов в верхних слоях атмосферы?
Дмитрий Горинов: Возможно.
Александр Соколов: Чем грозит Венере такое количество мусора, оставшегося от прошлых миссий на планету?
Дмитрий Горинов: Ничем.
Александр Соколов: А как там возможна жизнь в облаках, если нет магнитного поля?
Дмитрий Горинов: Как экстремофилы живут у нас в плохих условиях на Земле.
Александр Соколов: При построении модели и теорий недра Венеры берутся по составу и строению такие же, как у Земли?
Дмитрий Горинов: Да, примерно, в облаке мы близко находились.
Александр Соколов: Что такого есть на Венере, чего нет на Земле?
Дмитрий Горинов: Много чего: атмосфера из углекислого газа, например.
Александр Соколов: 28 вопросов! Нам придётся опять придумать приз лучшему чемпиону блица. Но давайте мы продолжим, потому что у нас осталось 5 минут, а зрители, наверное, хотят успеть что-нибудь спросить.
Сандра, Санкт-Петербург. Вы отлично держались, спасибо вам за лекцию. Предложу вам пофантазировать. Если вдруг учёным удастся изобрести такой микроорганизм, который сможет сожрать весь углекислый газ из атмосферы Венеры, если ли шанс её терраформировать, или же низкое магнитное поле не даст этого сделать?
Дмитрий Горинов: Спасибо, да, вот с магнитным полем беда, к сожалению. Ладно мы ещё, там, напечатаем много денег и на эти деньги купим микроорганизмов побольше и будем их туда сбрасывать космическими аппаратами, но вот что с магнитным полем делать — я вообще не знаю.
Любовь из Мытищ. Вопрос по поводу выяснения, куда делся кислород с Венеры. Насколько я понимаю, у нас на Земле кислород произошёл из-за фотосинтеза. Почему он там должен был быть, если у них нет жизни?
Д.Г: Он там был потому, что он вода — Н₂О. Кислород в составе воды переносится кометами. Был довольно такой интенсивный период ранней Венеры и Земли, когда обе планеты подвергались бомбардировке кометами, достаточно мощной, и вот эти кометы принесли большую часть воды. Так же, как они принесли её на Землю, так же принесли и на Венеру. И на Марс, кстати, тоже.
Роберт, Владикавказ. Вы можете что-нибудь рассказать о том, чьи конструкторские бюро в СССР, в России отправляли аппараты на Венеру? То есть каким компаниям принадлежали и, возможно, Вы можете выделить каких-то глав, конструкторов, кто делал аппараты на Венеру?
Дмитрий Горинов: С первой до девятой «Венеры» — я не помню, кто их делал. А вот начиная с девятой — делала «НПО Лавочкина», все эти «Венеры» можно посмотреть в их музее, который, к сожалению, закрыт, там группами только можно попасть. А они есть ещё на ВДНХ в музее, эти аппараты. Всех их делали, в том числе «Вегу», «НПО Лавочкина». Конструкторов не знаю, Бабакин был вот такой главный.
Дмитрий, Москва. Вы сказали, что на Венере много дейтерия. А на Земле почему-то так получилось, что его кот наплакал. Почему так вышло? И, может быть, там, на Венере, тогда ещё и трития полно?
Дмитрий Горинов: Изначальное-то соотношение дейтерия к водороду одно и то же, просто на Земле у нас водорода осталось больше, у нас магнитное поле не пускает его в космос — вот он и остался. А на Венере улетучился, поэтому соотношение поменялось. Именно в процентном соотношении дейтерия к водороду.
Александр Соколов: Вам предстоит сейчас выбрать автора лучшего вопроса — и ставки возросли, потому что за лучший вопрос достанется победителю телескоп от компании Pentar и сети магазинов оптической техники Zooma. Не вот этот, а чуть поменьше, но тоже неплохо. У вас есть какие-то предпочтения, кому телескоп мы подарим?
Дмитрий Горинов: Я вот Роберту отдал бы, наверное, за любовь и интерес к нашим разработчикам, к инженерной мысли.
Александр Соколов: Поздравляем! Телескоп отправляется к зрителю со второго ряда, Роберту.
Я думаю, сейчас мы посмотрим результаты онлайн-голосования, как оценили коллегу из Италии.
О-о-о, точно нам придётся сооружать посылочку в Италию, замечательно. Подарки нашему спикеру, пожалуйста. Дмитрий получает от нас набор сувениров от Gen.ru, медаль космонавта-пингвинопитека, книги. Я думаю, мы ещё придумаем приз как самому-самому скоростному участнику блица.
Сейчас на экране появится скетч художницы Юлии Родиной по поводу вашего выступления. Замечательный рисунок, спасибо!
===================================================================