Слева: положение области Имд на Венере. Слева: радиолокационное изображение горы Идунн, полученное КА «Магеллан» (NASA). Изображение из статьи D’Incecco et al., 2021 
Радиолокационное изображение горы Идунн, полученное КА «Магеллан» (NASA). Цветом показана спектральная аномалия, зафиксированная спектрометром VIRTIS на борту КА «Венера-Экспресс» (ESA). Изображение из статьи Smrekar et al., 2010 
Изображение кратера Сандел на Венере, полученное КА «Магеллан» (NASA). Черными стрелками показаны трещины, закрытые лавовыми потоками, белыми — трещины, которые идут поверх лавовых потоков. Изображение из статьи D’Incecco et al., 2020
Некоторые участки поверхности Венеры могут быть значительно моложе, чем предполагалось до сих пор. Детальное исследование области Имд, проведенное с орбиты, показало, что возраст венерианской поверхности здесь может составлять всего несколько десятков тысяч лет. Изучение подобных районов в ходе будущих венерианских миссий поможет понять, как устроена планета внутри, что произошло с её поверхностью в недавнем прошлом и что происходит прямо сейчас, за плотной завесой венерианских облаков.
Планета Венера, по размерам и составу похожая на Землю, разительно отличается от неё по условиям на поверхности. Уместно сравнение Венеры с «адом»: температура у поверхности около 470 градусов Цельсия, давление 92 атм (сравнимо с давлением в земном океане на глубине 1 км), облака из серной кислоты и углекислотная атмосфера, которая вращается в десятки раз быстрее поверхности планеты.
При этом поверхность Венеры, как показали исследования с помощью радаров, относительно молода: примерно 500 миллионов лет назад почти вся планета была залита лавой (для сравнения, возраст поверхности Марса определяется в миллиарды лет). Эти лавы скрыли более ранние породы, которые лишь в некоторых областях выходят на поверхность.
Каким был процесс «обновления» — катастрофическим, то есть быстрым и мощным, или растянутым во времени? И есть ли сейсмическая и тектоническая активность на Венере сегодня?
Однозначного ответа на эти вопросы нет, но некоторые косвенные данные заставляют предположить, что венерианские вулканы и тектонические плиты не бездействуют. Анализ данных орбитальных аппаратов, работавших у Венеры, в частности, показывает, что в районах молодых вулканических возвышенностей возраст поверхности может быть гораздо меньше общепринятых 500 миллионов лет, а недра планеты могут быть активными и сегодня.
«Молодая вулканическая возвышенность» — термин, которым описывается район подъёма, связанный с активным мантийным плюмом под поверхностью (плюм — горячий мантийный поток, который движется от основания мантии до литосферы). Такие возвышенности на Венере находятся, в основном, в районе экватора. Впервые их наблюдали с помощью наземных радаров и аппаратов «Пионер-Венера», однако посадочных миссий в эти области не было, поэтому детальной информации о химическом составе их поверхности нет.
Объектом исследования группы ученых из Италии, Финляндии, Испании и России стала область Имд. В её пределах находится вулкан гора Идунн, 200 км в поперечнике. Результаты изучения опубликованы в журнале Solar System Research.
По данным орбитальных наблюдений этой области с помощью спектрометра VIRTIS на борту миссии «Венера-Экспресс», была обнаружена спектральная аномалия в диапазоне длин волн 1 микрон. Такие аномалии принято связывать с отражательными способностями молодой лавы, которая ещё не успела подвергнуться выветриванию. По некоторым предположениям, подкрепленным моделированием, возраст поверхности в этом районе не превышает 2,5 миллиона лет, а может быть, составляет «всего» 250 тысяч лет.
Кстати, лабораторные эксперименты с оливином и базальтами показали, что они очень быстро окисляются в условиях, похожих на венерианские. Возможно, что причина спектральной аномалии — свежие излияния базальтов на поверхности, возрастом не более 10 тысяч лет.
Характерна и другая деталь ландшафта в пределах этого района — кратер Сандел, 17 километров в поперечнике. По существующим радарным данным, он практически не разрушен, кроме участка стенки с южной стороны, что может быть следствием более поздней тектонической активности. Возраст кратера оценивается в 75-350 миллионов лет.
Наконец, наиболее необычным свидетельством в пользу «молодости» этого района служит тот факт, что именно здесь обнаружено локальное понижение скорости ветра на высоте нижней границы облачного слоя с 62-63 до 57 м/с. Возможной причиной этому может быть температурная аномалия от современных вулканических процессов. Однако, как подчеркивают исследователи, эти проблемы ещё требуют дальнейшего изучения и более тщательного моделирования.
Несмотря на многолетние исследования Венеры, существующих данных очень мало. Есть надежда, что миссии нового поколения помогут заполнить информационные лакуны. Чтобы их научные результаты были максимально полными, необходимо понять, какие области Венеры наиболее интересны для орбитальных и в особенности посадочных миссий.
Так, например, мало что известно о составе поверхности планеты, в частности, сохранились ли летучие вещества, в том числе вода, в недрах Венеры. Современная атмосфера планеты очень сухая, но если какие-то резервуары воды остаются в недрах, это может свидетельствовать в пользу более растянутого по времени равномерного обновления поверхности. Напротив, если летучих веществ нет, то, скорее всего, «омолаживание» происходило быстро и в результате катастрофы.
Изучение состава поверхности и химических и физических процессов, которые протекают сегодня между поверхностью и атмосферой, может существенно помочь в понимании того, почему планета потеряла почти всю воду, и как на ней развился мощный парниковый эффект.
Данные для ответов должны представить будущие венерианские миссии, которые планируется отправить в космос в ближайшие десятилетия. Первым в списке стоит индийская орбитальная станция Shukrayaan-1. За ней последуют российская «Венера-Д», VERITAS и DAVINCI+ и EnVision. В проекте «Венера-Д» предусмотрены наблюдения с орбиты искусственного спутника Венеры и эксперименты на поверхности планеты. Такие совместные наблюдения позволят значительно улучшить понимание того, как поверхность взаимодействует с атмосферой, и какие внешние проявления вулканизма или тектонической активности планеты мы можем наблюдать.
С российской стороны исследования выполнены при поддержке программы #АААА-А18118052890092-7 Министерства науки и высшего образования Российской Федерации
Источник: ИКИ РАН
