Атмосфера венеры прошлое атмосферы земли


Ближе, чем когда-либо: что скрывает атмосфера Венеры?

АВТОР: МАРК РОМАНОВ · 14 СЕНТЯБРЯ, 2020

Долгое время поиски человечеством ответа на вопрос “Одиноки ли мы во Вселенной?” были сосредоточены вокруг Марса. Прямо сейчас к Красной планете держит путь аппарат, единственной целью которого является поиск биосигнатур.

Но неожиданное открытие международной группой учёных из США, Японии и Великобритании во главе с Джейн Гривз из Кардиффского университета буквально на наших глазах переворачивает игру. Дело в том, что учёным удалось обнаружить косвенные признаки наличия жизни на Венере.

Научная работа была опубликована в журнале Nature Astronomy. Чтобы обсудить полученные результаты, Королевское астрономическое общество даже провело с исследователями небольшую онлайн-конференцию.

https://www.nature.com/articles/s41550-020-1174-4

Тут сразу же стоит отметить: учёные не обнаружили прямых доказательств наличия жизни на Венере. То, что они нашли, лишь косвенно намекает на присутствие в атмосфере горячей планеты микроорганизмов.


Итак, что же обнаружили исследователи?

Если говорить простыми словами, то они обнаружили в атмосфере Венеры газ, которого там быть не должно. Это фосфин: ядовитое вещество с не очень приятным запахом, которое на Земле выступает в качестве биосигнатуры. Насколько известно учёным, существует два способа получения фосфина. Этот газ может может быть создан либо в лаборатории, либо в результате деятельности микроорганизмов.

Поскольку о лабораториях на Венере нам ничего не известно, вариант остаётся один.

Молекулы фосфина в атмосфере Венеры в представлении художника. На Земле это вещество является либо результатом деятельности микробов, либо продуктом научных лабораторий.

Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) ранее уже публиковали работы, показывающие, что если на планете земного типа когда-либо будут обнаружены следы фосфина, то это можно считать признаком наличия жизни. Поэтому новое открытие столь провокационно. Прежде чем сделать вывод, авторам работы пришлось отбросить иные объяснения: они проанализировали множество вариантов того, как фосфин мог бы возникнуть в атмосфере Венеры без участия микроорганизмов. Но по их же словам, все эти объяснения неубедительны. Вот что говорит специалист по изучению фосфина из MIT Клара Соуза-Сильва:

Доказать отрицательный результат оказалось очень сложно. Теперь умы астрономов будут сосредоточены на поиске способов объяснить существование фосфина без присутствия микроорганизмов. И я думаю, что это здорово. Прошу коллег со всего мира изучить этот вопрос, поскольку у нас больше не осталось вариантов того, как этот газ мог бы возникнуть в результате абиотических процессов.


Обнаружение фосфина на Венере стало неожиданным открытием, которое вызывает множество вопросов. Каким образом вероятные микроорганизмы могли выжить в условиях Венеры? На Земле, конечно, существуют микробы, способные достаточно долго продержаться в пятипроцентном растворе кислоты. Но облака Венеры состоят из неё практически полностью!

В поисках экзотики

Венеру часто называют сестрой Земли. Схожесть в размерах, массе и составе, довольно плотная атмосфера и… на этом сходства заканчиваются. Благодаря исследованиям космических аппаратов мы знаем, что поверхность Венеры – место очень негостеприимное. Последнее место, где вы бы рассчитывали найти следы чего-то живого. Разогретая до 460 °C печка с атмосферным давлением в 90 бар и облаками из серной кислоты. Картина, мягко говоря, не радужная.

Однако, некоторые учёные предполагают, что жизнь могла бы существовать в атмосфере этой планеты на высоте нескольких десятков километров от поверхности, в условиях нормального давления и умеренных температур.

Телескоп Джеймса Клерка Максвелла на Гавайях первым обнаружил сигнатуру фосфина в атмосфере Венеры


Дабы убедиться в своём открытии, исследователи обрабатывали данные в течение полугода. Первые следы фосфина были зафиксированы командой Джейн Гривз при помощи телескопа Джеймса Кларка Максвелла, который расположен на Гавайях. Результаты привели учёных в шок: Джейн решила связаться с Кларой Соуза-Сильва, дабы узнать больше о том, что они в действительности обнаружили. Клара изначально предполагала, что астрономы могут использовать фосфин в качестве маркера для обнаружения жизни на экзопланетах. В прошлом году она выпустила в журнале Scientific American статью на эту тематику. Вот, что там написано:

https://blogs.scientificamerican.com/observations/when-we-fi…

Жизнь в том виде, в каком мы её знаем, вероятно, всего лишь один остров в большом архипелаге возможностей биологии. В нашей галактике огромное количество звёзд, и вокруг них вращаются планеты всех мастей. Одна только Земля дала начало миллиардам видов живых существ. Можно не считать невероятным тот факт, что жизнь может возникнуть в большом количестве самых неожиданных форм. Форм, заполняющих атмосферу, в которой они живут, странным веществами вроде фосфина. Однажды мы могли бы обнаружить фосфин в одной из таких атмосфер. Для нас эти места были бы неприятными; честно говоря – отвратительными. С другой стороны, жители этих мест сочли бы отвратительными нас (проблема, которую предстоит преодолеть межпланетной дипломатии). Так или иначе, если мы обнаружим достоверные признаки наличия фосфина на землеподобной планете в обитаемой зоне, мы найдём жизнь.


Не поверив своим глазам, учёные решили удостовериться в том, что увидели, при помощи дополнительных наблюдений, которые были проведены при помощи радиообсерватории ALMA.

В этом им помогла Анита Ричардс из регионального центра ALMA в Великобритании. Обе обсерватории дали один и тот же результат: слабое поглощение на длине волны фосфина, молекулы которого “подсвечивались” теплом, исходящим из нижних слоёв атмосферы Венеры.

При помощи модели венерианской атмосферы, разработанной Хидео Сагава из Университета Киото Сангё, исследователи поняли, что фосфин в газовой оболочке нашей соседки – газ второстепенный. Его концентрация составляет примерно 20 частей на миллиард.

Работу по исследованию способов его альтернативного возникновения на Венере возглавил Уильям Бейнс из MIT. Некоторые из предложенных его командой идей опирались на воздействие солнечного света, вынос минералов с поверхности планеты, грозовую или вулканическую активность. Ни одна из идей не объясняет наличие фосфина так же хорошо, как присутствие микроорганизмов. Изученные Бейнсом источники, конечно, могли бы произвести редкий газ, но не в тех концентрациях, в которых он был обнаружен. На Венере должен существовать дополнительный источник фосфина. По словам Пола Риммера из Кембриджского университета, земным организмам нужно работать на десятую часть своей максимальной продуктивности, чтобы произвести количество фосфина, обнаруженное в атмосфере планеты-соседки.


На Земле производством этого вещества занимаются анаэробные микробы. Оно выделяется ими при поглощении фосфатных минералов и водорода. В условиях практически бескислородной атмосферы Венеры такие микробы вполне могли бы существовать. В диапазоне высот от 48 до 60 километров над поверхностью планеты довольно умеренные температуры: от 90 до 0 °C. Этот слой атмосферы можно считать обитаемой зоной Венеры. Именно там и был обнаружен фосфин. По словам одного из соавторов исследования Януша Петковски, сигнатуры фосфина были обнаружены ровно в той области, которую многие исследователи считали местом, пригодным для жизни. Он также отмечает:

Открытие означает две вещи: либо мы обнаружили признаки жизни на другой планете, либо на Венере протекает какой-то физический или химический процесс, о котором мы пока ничего не знаем.

Жизнь в облаках

Зона умеренных условий в атмосфере Венеры, где температура и давление вполне пригодны для жизни.

Учёные считают, что несколько миллиардов лет назад Венера представляла собой благоприятное место для жизни. Возможно, на планете даже существовали океаны. По словам Клары Соуза-Сильва:

Вероятно, когда-то давно Венера была потенциально обитаемым миром с океанами. С течением времени условия менялись: если жизнь была там, то могла приспособиться к ним, в конечном итоге оказавшись запертой в узком слое облаков, где всё ещё может процветать. Это открытие показывает, что даже планета на краю обитаемой зоны может быть местом, потенциально пригодным для жизни.


Эта “обитаемая зона” в облаках может быть последним пристанищем для микроорганизмов. Одно исследование, опубликованное в журнале Astrobiology в прошлом месяце, проливает свет на то, как микробы теоретически могли бы существовать в атмосфере Венеры, находя себе убежище в каплях серной кислоты, содержащих немного воды. Они бы проходили через разные слои атмосферы, никогда не достигая поверхности планеты. А выживать в самых экстремальных условиях могли бы благодаря переходу в пассивное состояние жизнедеятельности.

https://www.liebertpub.com/doi/10.1089/ast.2020.2244

Предполагаемый жизненный цикл микробов в атмосфере Венеры. 1 – Обезвоженные микроорганизмы пребывают в вегетативном состоянии в нижнем слое облаков Венеры; 2 – Споры поднимаются восходящим потоком в обитаемую зону облаков; 3 – После инкапсуляции жидкостью споры становятся метаболически активными; 4 – Микробы делятся, и капли растут посредством коагуляции; 5 – Капли вырастают достаточно большими, чтобы опуститься в нижние слои атмосферы, где они начинают испаряться из-за более высоких температур, побуждая микробы трансформироваться в споры, которые некоторое время “плавают” там.

Заключение

Хотя это открытие удивительно, учёные давно подозревали, что в атмосфере Венеры могут существовать микробы. Вероятность наличия жизни на Венере предполагал Карл Саган. Другие учёные, в том числе Дэвид Гринспун (перевод интервью с которым есть на нашем сайте – читайте здесь; прим. автора), также говорили о подобном. Они могли быть правы всё это время.


И хотя новое открытие не является доказательством наличия жизни, всё же очень любопытно будет посмотреть, что покажут дальнейшие исследования.

Статья создана на основе пресс-релиза Массачусетского технологического института

https://news.mit.edu/2020/life-venus-phosphine-0914

Ссылка на оригинальное исследование:

https://www.nature.com/articles/s41550-020-1174-4

Что ещё почитать о Венере?

Вулканы, жизнь и океаны: разговор с астробиологом о перспективах изучения Венеры

https://thealphacentauri.net/53552-razgovor-s-astrobiologom/

Почему так сложно изучать «сестру Земли»?

Возвращение NASA на Венеру: что и почему

Отправляем людей на Венеру: всё, что нужно знать о проекте HAVOC

Удивительные приключения и метаморфозы «Венеры-Д»

Источник: pikabu.ru

3316127
ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Greaves et al. & JCMT (East Asian Observatory)


Астрономы при помощи наземных телескопов обнаружили в атмосфере Венеры газ фосфин, который входит в число потенциальных биомаркеров — химических веществ, которые могут свидетельствовать о присутствии живых организмов. Однако ученые не утверждают, что в верхних слоях атмосферы планеты существует жизнь, и лишь говорят, что на Венере могут идти химические процессы воспроизводства фосфина, неизвестные науке. Статья опубликована в журнале Nature Astronomy.

Несмотря на то, что Венера и Земля похожи по ряду свойств, таких как размер, масса или орбитальная скорость, условия, царящие на них, сильно отличаются друг от друга. Поверхность второй от Солнца планеты разогрета до температуры, превышающей температуру плавления свинца, а атмосферное давление вблизи нее в несколько десятков раз выше земного. В атмосфере Венеры содержится много соединений серы и практически нет водяного пара и кислорода, что делает ее крайне экстремальным местом, непригодным для белковых форм жизни. Однако есть теории, согласно которым микроорганизмы-экстремофилы могли бы жить в верхних слоях атмосферы планеты и существовать за счет сложных химических реакций. Опровергнуть или подтвердить это предположение могут помочь биосигнатуры.

Одной из потенциальных биосигнатур для каменистых экзопланет считается газ фосфин (PH3), появление которого в атмосфере Земли связано с антропогенной деятельностью и анаэробными микроорганизмами. Обнаруживался он и в атмосферах планет-гигантов, например Сатурна, куда попадает из более глубоких слоев планет за счет конвекции. Фосфин соответствует большинству критериев биосигнатурного газа, однако его регистрация представляет собой достаточно сложную задачу.


Группа астрономов во главе с Джейн Гривз (Jane Greaves) из Кардиффского университета опубликовала результаты анализа данных наблюдений Венеры, проведенных в 2017 и 2019 годах при помощи наземного телескопа Джеймса Кларка Максвелла и системы радиотелескопов ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) в миллиметровом диапазоне волн. Целью ученых был поиск фосфина в атмосфере Венеры, который можно было обнаружить на длине волны 1,123 миллиметра, что соответствует вращательному переходу (1–0) молекулы PH3.

В результате ученым удалось с высокой степенью точности зарегистрировать фосфин на высотах 53-61 километров от поверхности Венеры, содержание которого оценивается в 20 частей на миллиард. Точный источник газа установить не удалось, однако авторы работы считают, что обнаружение фосфина не является надежным доказательством существования жизни в атмосфере Венеры и указывает только на потенциально неизвестные геологические или химические процессы, происходящие на планете. Ряд известных химических процессов, включающих в себя фотохимические реакции или образование фосфина при вспышках молний, ​​вулканической деятельности или падения метеоритов, не могут объяснить наблюдаемое содержание этого вещества в атмосфере Венеры. Чтобы разобраться в происхождении фосфина, необходимо провести целый ряд новых наблюдений, в том числе при помощи орбитальных станций и спускаемых аппаратов.


Ожидается, что разобраться в химических процессах, идущих в венерианской атмосфере, поможет межпланетная станция «Венера-Д», которая может быть запущена в космос в период с 2029 по 2031 год.

Александр Войтюк

Оригинал

Читайте также:

Астрономы объявили о начале нового солнечного цикла
Антибиотик помог иммунной системе распознать клетки с ВИЧ
Пчелиный яд разрушил клетки агрессивного рака молочной железы

Источник: echo.msk.ru

Венера является второй планетой Солнечной системы. Её среднее расстояние от Солнца равно 108,21 млн. км. Примечательно это космическое тело тем, что оно покрыто плотной шапкой облаков. Отражающийся от этой завесы солнечный свет придаёт планете беловатое сияние. Атмосфера Венеры чрезвычайно плотная. Она на 96,5% состоит из углекислого газа, на 3,5% из азота и следов других газов, главным из которых является диоксид серы.

Масса атмосферы в 93 раза превышает массу атмосферы Земли, а давление на поверхности выше земного в 92 раза. На Земле такое давление фиксируется в океане на глубине 910 метров. Плотность атмосферы на поверхности равна 65 кг/куб. м. Это в 50 раз плотнее земной на уровне моря при температуре 20 градусов по Цельсию.

Такая плотность создаёт самый сильный парниковый эффект в Солнечной системе. Температура на поверхности доходит до 467 градусов по Цельсию, что делает поверхность Венеры более горячей, чем ртуть. Образно говоря, нижние слои атмосферы второй планеты напоминают собою ад, каким представляют его земляне.

А вот миллиарды лет назад, согласно исследованиям, атмосфера планеты была больше похожа на земную. На поверхности, как предполагается, даже была жидкая вода. Но затем парниковый эффект вызвал испарение исходной воды, и появился критический уровень парниковых газов в атмосфере.

В то же время есть теория, допускающая существование жизни в верхних облачных слоях Венеры. Это 50 км от поверхности, где среда является кислой. Там температура колеблется в пределах от 30 до 80 градусов по Цельсию, а атмосферное давление соответствует земному на уровне моря.

Атмосфера Венеры подразделяется на несколько слоёв или оболочек:

Экзосфера – внешняя оболочка на высоте 220-350 км.

Термосфера – располагается в пределах от 120 до 220 км.

Мезопауза – её толщина ограничена 95-120 км.

Верхняя мезосфера – имеет границы между 73-95 км.

Нижняя мезосфера – располагается между 65-73 км.

Тропопауза – находится в пределах от 50 до 65 км. Именно в этом промежутке допускается существование жизни, так как условия в нём наиболее схожи с земными.

Тропосфера – нижняя часть венерианской атмосферы с толщиной 50 км. Она чрезвычайно плотная, а у поверхности планеты представляет собой океан углекислого газа, который находится в полужидком и полугазообразном состоянии. Толщина этого океана достигает 5 км. Ветра у раскалённой поверхности слабые из-за высокой плотности. А вот в верхних частях тропосферы температура и давления начинают стремиться к земным, и скорость ветра возрастает до 100 м/с и более.

Температура на поверхности Венеры существенно не меняется между дневной и ночной сторонами, несмотря на медленное вращение планеты. Также температура слабо различается между экватором и полюсами. По поверхности ветер двигается медленно со скоростью несколько километров в час. Он оказывает значительные усилия на препятствия и перемещает пыль и мелкие камни. Для человека в такой среде было бы чрезвычайно трудно передвигаться, даже если бы температура, давление и нехватка кислорода не были бы проблемой.

Облака, закрывающие Венеру, располагаются на высоте 48-65 км над плотным покровом углекислого газа. Состоят они в основном из капель серной кислоты. Помимо этого, содержат в себе сернистый газ, хлорид железа до 1%, сульфат железа, хлорид алюминия, ангидрид фосфорной кислоты.

На разных уровнях облака имеют разный состав и распределение частиц по размерам. Эти образования отражают до 90% солнечного света и отправляют его обратно в космос. Поэтому вторая планета получает гораздо меньше солнечной энергии, чем Земля. Густая облачная завеса делает невозможным наблюдение поверхности Венеры в видимом свете с поверхности Земли.

Для вершин облаков характерны сильные ветра. Их скорость достигает 300 км/ч. Они проходят вокруг планеты с интервалом в 4-5 земных дней. Ветра на Венере двигаются в 60 раз быстрее её вращения. А вот на Земле самые быстрые ветра составляют всего 10-20% от скорости вращения голубой планеты.

Чем ещё примечательна атмосфера Венеры? Оказывается, окружающие вторую планету облака могут создавать молнии. В 2006 году были обнаружены электромагнитные электронные волны, которые являются как бы подписями молний. Их прерывистость указала на связь с погодной активностью. В 2007 году на южном полюсе был обнаружен огромный по своих размерам атмосферный вихрь.

В 2011 году стало известно о наличии у планеты озонового слоя. Располагается он на высоте 100 км от поверхности. А вот у Земли озоновый слой отстоит от поверхности на 15-20 км, а концентрация в нём озона во много раз превышает венерианскую. Также можно говорить о кислотных дождях. Характерны они для верхних слоёв тропосферы. А вот поверхности планеты они не достигают, так как испаряются от сильной жары.

И в заключении надо сказать, что в конце 2015 года японские наблюдатели заявили о наличии в атмосфере Венеры гравитационных волн. Эти волны генерируются в жидкой среде или на границе между двумя средами. Оказалось, что на второй планете они являются самыми большими стационарными волнами подобного типа в Солнечной системе.

Владислав Иванов

Источник: www.factruz.ru

Недавние исследования показывают, что планета Венера когда-то была похожа на Землю. На его поверхности была суша и океаны, и даже живые организмы.

Венеру часто называют близнецом Земли. Астрономы предсказывают, что наша планета однажды станет такой же. Атмосфера Венеры, которая примерно в 90 раз толще Земли, привела к катастрофическому парниковому эффекту на поверхности планеты. В результате здесь преобладают настоящие адские температуры, превышающие 460 градусов Цельсия.

Планета Венера / в NASA считают что Венера могла когда-то выглядеть так.

Возможно, в далеком прошлом, этот адский мир был заселен. В 1980 году космический корабль «Пионер» заметил факты, указывающие на то, что на Венере мог быть океан. Теперь ученые из Института космических исследований NASA Годдарда провели компьютерное моделирование, воссоздающее модель древней венерианской атмосферы. Используемая компьютерная модель, была аналогична используемой для прогнозирования последствий изменения климата на Земле.

Источник: wikipedia.org

Цифровая модель планеты Венера была создана на основе топографических данных, собранных миссией Магеллана в 1990 году. По данным исследовательской группы, на древней Венере было больше суши, чем настоящее время на Земле. Медленная скорость вращения планеты, где сутки соответсвуют 117 земным суткам, означает, что температура на Венере была на несколько градусов ниже, чем сейчас на Земле.

Венера могла поддерживать жизнь в течении около 2 миллиардов лет. Сегодня это одно из самых недружелюбных мест во всей Солнечной системе.

Далее увлекательное видео про близнеца Земли в прошлом:

Уважаемые читатели, если понравилась статья, то не забудьте нажать "палец вверх", подписаться на канал и поделиться ссылкой в социальных сетях. Дальше нас ждёт много всего интересного! А если Вы хотите помочь развитию канала, то жмите кнопку "Пожертвовать". Заранее Вас благодарю!

Источник: zen.yandex.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.