Как же так? Земля не менее токсична, чем Венера? Все верно. Вот только речь идет не о современном мире, а о прошлом нашей планеты.
Откуда такие данные?
- Научный сотрудник Исследовательской школы наук о Земле, Австралийского национального университета Antony Burnham.
- Профессор Исследовательской школы наук о Земле, Австралийского национального университета Hugh O’Neill.
Изначально работа этих ученых была опубликована на сайте The Conversation. Далее издание разместило статью в журнале Expert Voices: Op-Ed & Insights на Space.com.
Земля — единственная планета в ближайшем космическом пространстве, на которой есть не просто жизнь, а настоящая цивилизация. Конечно, ученых во все времена интересовало все, что рассказывает о том, как формировалась эта жизнь, какие этапы эволюции проходила наша планета. Ведь ответы на эти вопросы помогут найти и с максимальной точностью определить другие похожие на наш дом области.
Первым делом исследователи попытались воссоздать химический баланс кипящего океана магмы, который покрывал планету миллиарды лет назад, и провели множество экспериментов, чтобы увидеть, какая атмосфера могла образоваться в условиях того жесткого мира. Работая вместе с учеными из США и Франции, Antony Burnham и Hugh O’Neill выяснили, что первичная атмосфера могла представлять собой густой и крайне негостеприимный суп из азота и углекислого газа, похожий как брат-близнец на ту смесь, что царит на Венере.
Но как появилась эта первая атмосфера?
Известно, что каменистые планеты вроде нашей Земли рождаются в результате процесса, называемого аккрецией. Это такой процесс, когда мелкие частицы как бы слипаются под воздействием силы тяжести, постепенно образую все большие и большие тела. Малые образования получили название планетеземалей. Выглядят они как астероиды. А вот следующие по размеру — планетарные зародыши. И, возможно, в ранней Солнечной системе таких вот зародышей была уйма. Вот только среди выживших оказался лишь Марс, который и полноценной планетой не назовешь. Это если не считать Венеру с Землей.
Аккреция проходит в несколько этапов. И один из последний представляет собой череду сильнейших ударов, высвобождающих огромное количество энергии. Один из ударов, скорей всего, спровоцировал планетарный эмбрион, размером с Марс, оторвавшийся от Луны. Он-то и растопил все, что еще оставалось на планете. Имеется в виду тот факт, что после того, как этот кусок врезался в Землю, она оказалась покрытой морем расплавленных пород — океаном магмы.
После этого из этого океана произошла утечка водорода, азота, кислорода и углерода. Они и стали формировать атмосферу. И чтобы понять, какой была первичная атмосфера, пришлось изучить количество кислорода в ней на тот момент.
Существует две модели:
- Если кислорода оказалось бы мало, то на поверхности образовалось бы много водорода — H₂, аммиака — NH₃, а также оксида углерода — СО.
- Если кислорода оказалось бы достаточно много, то атмосфера содержала бы более «дружелюбную смесь»: диоксид углерода СО, водяной пар — H₂O, а также молекулярный азот — N₂.
Получается, что с определением количества кислорода можно ответить на вопрос состава первичной атмосферы, а также определить ключевую реакцию связывания кислорода с железом. Если кислорода много, то связь с железом определяется соотношением 3:2. Когда же кислорода мало, то соотношение держится на уровне 1:1.
Океан магмы при остывании создал то, что мы называем мантией. Ученые предположили, что в этой старой остывшей магме соотношение кислорода с железом может оказаться таким же, как и в те далекие времена, когда порода была адски горячей жидкостью. Часть кусочков старой магмы вынесены на поверхность в процессе вулканических извержений, а часть вышли наружу из-за тектонических процессов.
В итоге в лаборатории удалось определить, что в атмосфере не было токсичного соединения азота NH₃. Но это во времена жидкой магмы. А что произошло уже после того, как она остыла? Дело в том, что Земля остывала достаточно быстро. В итоге происходила активная конденсация водяных паров из атмосферы. Так появлялась жидкая вода. То есть в атмосфере бы оказалось примерно девяносто семь процентов углекислого газа и около трех процентов нетоксичного азота. А атмосферное давление было раз в семьдесят больше нынешнего. И это — без учета парникового эффекта, который создавало Солнце, в те времена светившее раза в четыре ярче, чем сейчас.
Иными словами, первичная атмосфера Земли и Венеры крайне похожи. Но отчего Земля превратилась в рай для жизни, а Венера осталась адским адом?
И ответ до невозможного прост — Венера расположена слишком близко к Солнцу. Она просто не может остыть до нормальных температур, чтобы водяные пары начали конденсироваться и образовывать обычную воду. Наоборот, практически все количество водяного пара, что есть на Венере, неумолимо забирается космосом.
Источник: mks-onlain.ru
