Новое исследование показывает, что Венера действительно вулканически активна

Но, несмотря на десятилетия поисков, мы не видели явных признаков вулканических извержений на Венере — до сих пор. Новое исследование, проведенное геофизиком Робертом Херриком из Университета Аляски в Фэрбенксе, о котором он сообщил на этой неделе на Лунной и планетарной научной конференции в Хьюстоне и опубликовало в журнале Science, наконец-то зафиксировало действие одного из вулканов планеты.

Изучать поверхность Венеры непросто, потому что она имеет плотную атмосферу, в том числе сплошной облачный слой на высоте 45-65 км, непрозрачный для большинства длин волн излучения, включая видимый свет.

Единственный способ получить подробный обзор земли над облаками — это использовать радар, направленный вниз с орбитального космического корабля.

Метод, известный как синтез апертуры, используется для создания изображения поверхности. Это сочетает в себе различную силу радиолокационных эхо-сигналов, отраженных от земли, включая временную задержку между передачей и приемом, а также небольшие сдвиги частоты, соответствующие тому, приближается ли космический корабль к источнику конкретного эхо-сигнала или удаляется от него.

Полученное изображение выглядит как черно-белая фотография, за исключением того, что более яркие области обычно соответствуют более шероховатым поверхностям, а более темные области — более гладким поверхностям.

Зонд НАСА «Магеллан» вращался вокруг Венеры с августа 1990 года по октябрь 1994 года и использовал такую ​​радиолокационную технику для картирования поверхности планеты с пространственным разрешением в лучшем случае около ста метров.

Он показал, что более 80% поверхности покрыто потоками лавы, но как недавно извергались самые молодые из них, и продолжаются ли какие-либо извержения сегодня, оставалось загадкой в ​​течение следующих трех десятилетий.

Были различные намеки на активность космических кораблей, вглядывающихся в облака, а иногда и сквозь них, что позволяет предположить, что горные породы там настолько молоды, что их минералы еще не изменились в результате реакции с кислой атмосферой и поэтому представляют собой свежеизвергнутую лаву.

Также были обнаружены термальные аномалии, которые могут соответствовать активным потокам лавы, а также временные локальные скачки концентрации диоксида серы в атмосфере — еще один потенциальный признак вулканических извержений. Но ни один из них не был полностью убедительным.

Обнаружено жерло вулкана

Новое исследование, кажется, уладило этот вопрос, обнаружив изменения на поверхности, которые действительно должны быть результатом вулканической активности. Авторы провели сотни часов, сравнивая радарные изображения Magellan частей Венеры, которые были сняты более одного раза, чтобы найти новые или измененные особенности на поверхности.

Они сосредоточились на наиболее многообещающих вулканических регионах и в конце концов обнаружили пример, в котором детали изображения, сделанного в октябре 1991 года, отличаются от деталей изображения, сделанного в феврале того же года. Изменения, которые они увидели, лучше всего объясняются извержением вулкана в этом временном окне.

Использование радиолокационных изображений для проверки изменений поверхности является сложной задачей, поскольку внешний вид даже неизменной поверхности может различаться в зависимости от уклона поверхности и направления взгляда. Однако исследователи выполнили моделирование, чтобы убедиться, что наблюдаемые изменения не могут быть результатом этих вещей.

Парные изображения показывают первоначально почти круглый вулканический кратер диаметром около 1,5 км, который в период с февраля по октябрь увеличился вдвое, расширяясь на восток. Он также стал мельче, и авторы предполагают, что кратер представляет собой жерло вулкана, которое частично обрушилось и в значительной степени было заполнено свежей лавой в течение октября.

Вероятно, есть также новые потоки лавы, простирающиеся на несколько километров вниз по склону к северу от кратера, которые либо затопили край кратера, либо вытекли из связанной с ним трещины. Активный кратер находится высоко на горе Маат, одном из крупнейших вулканов Венеры, вершина которого находится на высоте 5 км над окружающими равнинами.

Будущие миссии

Большинство ученых-планетологов уже ожидали, что Венера будет вулканически активной. В центре внимания теперь наверняка будет то, как часто и в скольких местах происходят извержения на Венере.

Самым большим сюрпризом во всем этом является то, что кому-то понадобилось так много времени, чтобы найти доказательства поверхностных изменений, которые скрывались в данных Magellan в течение 30 лет.

Вероятность обнаружения и изучения продолжающегося вулканизма является одной из основных движущих сил миссии НАСА Veritas и миссии ЕКА EnVision (оба одобрены в 2021 году). Каждый из них будет нести лучший радар, чем Magellan.

Планируется, что EnVision достигнет своей орбиты вокруг Венеры в 2034 году. Первоначально Veritas должен был быть там за несколько лет до этого, но в графике произошли задержки.

Поскольку миссия DaVinci НАСА, вероятно, прибудет на год или два раньше них, предоставив оптические изображения из-под облаков во время спуска, нас ждет захватывающее время примерно через десять лет.

Дэвид Ротери, профессор планетарных наук о Земле, Открытый университет.