Учёные провели 234 тысячи симуляций эволюции Венеры и выяснили, как застывшая кора, потеря воды и раннее магнитное поле сформировали её уникальные условия

Группа учёных из Вашингтонского университета под руководством Родольфо Гарсии (Rodolfo Garcia) провела масштабное моделирование эволюции Венеры с использованием программного обеспечения VPLanet. Работа помогает понять, почему Венера и Земля, «начав с похожих условий», развивались столь разными путями.

В рамках исследования было проведено 234 тысячи симуляций, каждая из которых охватывала 4,5 миллиарда лет. Учёные предположили, что Венера всегда находилась в режиме «застывшей коры», где литосфера не разделяется на тектонические плиты, как на Земле. Модели учитывали взаимодействие внутренней структуры планеты, её коры и атмосферы, а также три ключевых параметра: давление углекислого газа (92 бара), содержание воды в атмосфере (3 миллибара) и отсутствие активного магнитного поля.

Из всех симуляций лишь 808 (0,35%) смогли воспроизвести современные условия Венеры. Эти успешные модели разделились на 4 сценария. Наиболее распространённый (72%) предполагает плавное охлаждение мантии и ядра. Второй сценарий (18%) описывает «магнитное угасание», при котором потеря воды из мантии приводит к её обезвоживанию и увеличению вязкости, что замедляет тепловой поток. Третий сценарий (10%) связан с тем, что твёрдое внутреннее ядро планеты либо не сформировалось, либо осталось слишком маленьким. Четвёртый, самый редкий, описывает хаотические температурные колебания в первые 500 миллионов лет.

Исследование также показало, что Венера могла сохранить значительное количество воды в мантии, эквивалентное объёму земного океана. Это подтверждает гипотезу о её геологической активности, хотя и на более низком уровне, чем предполагалось ранее.

Одним из ключевых предсказаний работы является возможность существования древнего магнитного поля у Венеры. В 88% успешных моделей планета обладала магнитным полем на ранних этапах, следы которого могут быть зафиксированы в породах её поверхности. Будущие миссии, такие как DAVINCI (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging) и VERITAS (Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography, and Spectroscopy) от NASA и EnVision от ESA, смогут проверить эти гипотезы, изучая атмосферу и поверхность планеты.

Исследование проливает свет на причины формирования экстремальных условий Венеры и позволяет точнее анализировать аналогичные экзопланеты.