Геологический переворот на Венере: Тонкая кора и «самопогружение»? Что на самом деле происходит под облаками

Венера. Имя, вызывающее ассоциации с богиней любви, но скрывающее под плотной пеленой облаков настоящий ад — раскаленную, ядовитую и, как считалось до недавнего времени, геологически довольно предсказуемую планету. Земной «близнец» по размеру и массе, она, казалось, выбрала совершенно иной путь эволюции. И вот, свежее исследование, опубликованное в престижном Nature Communications, подкидывает нам новую загадку, заставляя пересмотреть устоявшиеся взгляды на внутреннюю кухню этой планеты. Оказывается, кора Венеры — ее твердая внешняя оболочка — на удивление тонка!

Почему все думали иначе? Земная аналогия и венерианский тупик

Чтобы понять, в чем соль сюрприза, давайте на минутку вернемся на Землю. Наша планета — дама весьма активная в геологическом плане. Ее кора не монолитна, а состоит из эдаких гигантских «пазлов» — литосферных плит. Эти плиты находятся в постоянном, хоть и очень медленном, движении. Они сталкиваются, расходятся, трутся друг о друга. И когда одна плита (обычно более плотная океаническая) подныривает под другую (более легкую континентальную), происходит процесс, который ученые называют субдукцией. Эта «нырнувшая» плита погружается в мантию, частично плавится, и таким образом вещество коры возвращается обратно в недра. Этот механизм, как пылесос, постоянно «убирает» излишки коры, не давая ей бесконтрольно расти в толщину.

А что же Венера? Долгое время считалось, что на ней такой роскоши, как тектоника плит, нет. Поверхность казалась единым, цельным панцирем. Логично было предположить: раз нет механизма, который бы «утаскивал» кору обратно в мантию, значит, она должна со временем только нарастать, становиться все толще и толще. Представьте себе кастрюлю с кашей, которую все время варят, но никогда не едят — слой будет только увеличиваться. Вот и от Венеры ожидали чего-то подобного — мощной, многокилометровой брони.

Неожиданный поворот: кора-самосброс?

И тут-то и кроется главная интрига нового исследования. Джастин Филиберто из NASA и его коллеги, вооружившись компьютерным моделированием, пришли к выводу, что кора Венеры в среднем имеет толщину всего около 40 километров (максимум до 65 км). «Это поразительно мало, учитывая условия на планете!» — восклицает Филиберто.

Как же так? Если нет тектоники плит, то что мешает коре разрастаться? Ученые предложили изящный механизм, основанный на метаморфизме (превращении) пород и изменении их плотности. Представьте: кора Венеры действительно нарастает. Но по мере того, как ее нижние слои оказываются все глубже, они попадают под колоссальное давление и нагреваются до высоких температур. В этих условиях минералы, из которых состоят породы, начинают перестраиваться, превращаться в более плотные разновидности.

И в какой-то момент эта нижняя часть коры становится настолько плотной и тяжелой, что буквально «отламывается» или начинает плавиться и тонуть в более легкой подстилающей мантии. Это чем-то напоминает ситуацию, когда вы кладете на воду что-то, что сначала плавает, но потом, намокнув и потяжелев, уходит на дно. Получается, Венера, не имея земной тектоники плит, выработала свой собственный, уникальный способ избавляться от «излишков» коры. Эдакая система геологической саморегуляции!

Зачем это Венере (и нам)?

Это открытие — не просто любопытный факт для энциклопедий. Оно кардинально меняет наше понимание того, как функционирует Венера.

1. Источник вулканизма: Если куски коры погружаются в мантию, они приносят с собой воду и летучие элементы. Это может быть тем самым «топливом», которое поддерживает вулканическую активность на планете. Да-да, на Венере, по всем признакам, есть действующие вулканы, и теперь у нас есть более четкое представление, откуда они черпают свою энергию.
2. Круговорот веществ: Этот процесс обеспечивает своего рода рециклинг материала между корой и мантией, влияя на химический состав обоих слоев и, возможно, на состав атмосферы. Раньше считалось, что на Венере такой круговорот затруднен.
3. Новый взгляд на эволюцию планет: Понимание того, как планеты без тектоники плит могут избавляться от тепла и перерабатывать свою кору, важно для моделирования эволюции не только Венеры, но и других каменистых планет в нашей и других звездных системах. Может, Земля с ее тектоникой плит — это скорее исключение, чем правило?

От моделей к реальности: что дальше?

Конечно, пока это результаты компьютерного моделирования, пусть и очень убедительного. Как говорят сами ученые, «модель — это хорошо, но реальные данные — лучше». И эти данные уже на подходе!

В ближайшие годы к Венере устремится целая армада космических аппаратов:

• DAVINCI (NASA): Зонд, который должен будет погрузиться в атмосферу Венеры, изучая ее состав и делая снимки поверхности.
• VERITAS (NASA): Орбитальный аппарат, который займется детальным картографированием поверхности с помощью радара и изучением гравитационного поля.
• EnVision (ESA при участии NASA): Еще один орбитальный разведчик, который будет исследовать поверхность и подповерхностные слои, а также следить за вулканической активностью.

Эти миссии — наши будущие «глаза и уши» на Венере. Они помогут проверить выводы моделирования, уточнить толщину коры в разных регионах, найти прямые доказательства ее «самопогружения» и, возможно, даже застать вулканы «за работой». «Мы до сих пор точно не знаем, насколько активна вулканическая деятельность на Венере, — признается Филиберто. —  Предполагаем, что сильно, но нужны факты».

Так что история геологии Венеры еще далеко не дописана. «Адская сестра» Земли оказалась куда более динамичной и изобретательной, чем мы думали. И кто знает, какие еще сюрпризы она нам готовит? Одно ясно: скучно с ней точно не будет. А понимание ее устройства поможет нам лучше понять и нашу собственную планету, и общие законы, по которым живут миры во Вселенной.