Масштабное моделирование объясняет, почему Венера и Земля пошли разными путями

Группа учёных из Вашингтонского университета под руководством Родольфо Гарсии (Rodolfo Garcia) выполнила масштабное моделирование эволюции Венеры с помощью ПО VPLanet. Работа направлена на выяснение причин, по которым две планеты, «начав с похожих условий», пришли к столь разным состояниям.

В исследовании провели 234 тысячи симуляций, каждая из которых воспроизводила 4,5 миллиарда лет эволюции.

Учёные исходили из предположения, что Венера находилась в режиме «застывшей коры», когда литосфера не расщепляется на тектонические плиты, как на Земле. Модели учитывали взаимодействие внутренней структуры планеты, её коры и атмосферы, а также три ключевых параметра: давление углекислого газа — 92 бара, содержание воды в атмосфере — 3 миллибара, и отсутствие активного магнитного поля.

Лишь 808 симуляций (0,35%) дали условия, сопоставимые с современным состоянием Венеры. Эти удачные модели распределились по четырём сценариям. В наиболее распространённом (72%) мантия и ядро остывали плавно. Второй сценарий (18%) описан как «магнитное угасание»: потеря воды из мантии приводила к её обезвоживанию и росту вязкости, что снижало тепловой поток. Третий вариант (10%) связан с отсутствием формирования твёрдого внутреннего ядра или его чрезмерно малым размером. Четвёртый, самый редкий, предполагает хаотические температурные колебания в первые 500 миллионов лет истории планеты.

Моделирование также показало, что в мантии Венеры могло сохраниться значительное количество воды — по объёму сопоставимое с земным океаном. Это подтверждает возможность геологической активности планеты, хотя и на более низком уровне, чем предполагали ранее.

Одно из ключевых предсказаний работы — вероятность существования у Венеры древнего магнитного поля: в 88% успешных моделей планета обладала магнитным полем на ранних этапах, и его следы могут сохраняться в породах поверхности. Проверить эти гипотезы смогут будущие миссии: DAVINCI и VERITAS от NASA и EnVision от ESA, которые изучат атмосферу и рельеф Венеры.

Авторы подчёркивают, что результаты помогают понять происхождение экстремальных условий на Венере и точнее анализировать аналогичные экзопланеты.

Масштабное моделирование объясняет, почему Венера и Земля пошли разными путями • Опубликовано на FiNE NEWS