|
Облачные аэрозоли Венеры на 60% состоят из воды
|
|
|
|
В последнее время, похоже, в моде сопоставление старых данных с нашим современным пониманием. Однако результаты этого повторного анализа более важны для одних тем, чем для других. Одной из наиболее горячо обсуждаемых тем в последнее время в астробиологическом сообществе был вопрос о том, может ли существовать жизнь на Венере, особенно в ее облачных слоях, некоторые из которых имеют одни из самых близких к земным условий в Солнечной системе, по крайней мере, с точки зрения давления и температуры.
|
|
|
|
Новая статья группы американских исследователей только что подлила масла в огонь этих дебатов, повторно проанализировав данные первой миссии НАСА на Венеру, запущенной в 1970—х годах, и установив, что аэрозоли в облаках Венеры в основном состоят из воды. Работа опубликована в журнале Geophysical Research: Planets.
|
|
|
|
Это не означает, что это вода в традиционном понимании того, как мы думаем, что водяной пар образует облака здесь, на Земле. Монооксид водорода в облачных аэрозолях Венеры, по-видимому, связан с гидратированными веществами, а не находится отдельно в виде капель чистой воды. Но это все еще радикально отличается от нашего нынешнего представления о том, что облачные аэрозоли Венеры состоят в основном из серной кислоты. Кое—что из этого все еще плавает вокруг — 22% аэрозольного вещества, согласно статье, - но как могли ученые 70-х годов быть настолько далеки от истины в показаниях своих приборов?
|
|
|
|
|
|
|
Чтобы ответить на этот вопрос, потребовались некоторые научные изыскания от ряда исследователей из различных учреждений, включая Калифорнийский университет в Помоне, Университет Висконсина, университет штата Аризона и даже само НАСА, чтобы раскрыть старые данные Pioneer. Они хранились на микрофильмах в координируемом архиве космических научных данных НАСА, поэтому первым шагом в повторном анализе данных было извлечь их из архивов и оцифровать.
|
|
|
|
Идея была вдохновлена беседой Ракеша Могула (Rakesh Mogul) из Калифорнийского университета в Поли-Помоне (Cal Poly Pomona) и Санджая Лимайе (Sanjay Limaye), эксперта по Венере из Университета Висконсина, которые обсуждали состав аэрозолей венерианских облаков, а затем согласились с тем, что им следует повторно проанализировать данные масс-спектрометрии, первоначально собранные Pioneer, поскольку, по их мнению, могут быть какие-то ошибки. там можно почерпнуть новые идеи.
|
|
|
|
Там были. Данные были получены с помощью двух приборов на борту большого зонда Pioneer Venus, входящего в состав миссии Pioneer, которая спустилась сквозь облака Венеры, — нейтрального масс—спектрометра (LNMS) и газового хроматографа (LGC).
|
|
|
|
Доктора Могул и Лимайе поняли, что по мере того, как зонд опускался в более плотные слои атмосферы, входные отверстия этих приборов, которые были предназначены для измерения атмосферных газов, забивались аэрозольными частицами из облаков. В качестве доказательства этого засора они указывают на значительное, но временное падение уровня CO2 в атмосфере, когда зонд проходил через слои облаков.
|
|
|
|
Вместо того чтобы списать это на неисправность прибора, они изучили полученные данные как способ анализа типов аэрозолей, которые попали во впускное отверстие, и сделали это, проанализировав температуру их сгорания. По мере того как зонд продолжал снижаться в атмосфере, он расплавлял различные аэрозоли при разных температурах (и позволял входному отверстию снова свободно течь, что приводило к резкому увеличению показателей CO2).
|
|
|
|
Анализ того, какие газы выделялись при температурах, при которых плавились эти аэрозоли, помог бы им понять, из чего состоят аэрозоли и, следовательно, сами облака.
|
|
|
|
Первое, что они заметили, были сильные всплески содержания воды при температуре 185°C и 414°C, которые указывали на наличие гидратов, таких как гидратированный сульфат железа и гидратированный сульфат магния. Они также заметили, что основную часть аэрозолей на 62% составляла вода, хотя почти вся она была связана с этими гидратами.
|
|
|
|
Как и ожидалось, в аэрозолях также присутствовала серная кислота. В большом количестве она выделялась в виде SO2 при температуре около 215°C, при которой разлагается серная кислота. Интересно, что при температуре около 397°C произошел еще один выброс SO2, что указывало на наличие в аэрозолях другого, более термостойкого сульфатного соединения.
|
|
|
|
Намек на то, что это может быть за соединение, был получен из—за всплеска другого, хотя и неожиданного, химического признака - железа. При той же температуре, что и второй всплеск SO2, LNMS обнаружил всплеск ионов железа. В сочетании с выделением SO2 при такой температуре есть явные признаки того, что одним из аэрозолей является сульфат железа, который при таких температурах разлагается на оксид железа и оксиды серы. По оценкам, содержание сульфата железа в аэрозолях достигает 16%, что почти соответствует 22%, полученным для серной кислоты, которая, как считалось, преобладала в облачных аэрозолях до появления этой статьи.
|
|
|
|
Так откуда же взялось железо? Авторы полагают, что оно образуется из космической пыли, которая попадает в атмосферу Венеры и затем вступает в реакцию с кислотными облаками. Но, в конечном счете, самым важным результатом этого нового анализа является значительное присутствие воды.
|
|
|
|
Это также раскрывает загадку относительно того, почему существовало расхождение между зондами, которые собирали данные с реальных облаков, и зондами, которые просто дистанционно сканировали облачный слой Венеры с помощью спектроскопического оборудования с точки зрения содержания воды в облаках. Устройства дистанционного зондирования не смогли бы обнаружить воду, связанную с гидратами, — только количество атмосферных паров, что значительно повысило бы точность расчета общего содержания воды в аэрозолях при спуске зондов.
|
|
|
|
Все это новое понимание, очевидно, имеет большое значение для поиска жизни в облаках Венеры, поскольку одним из главных аргументов против такой возможности была нехватка воды в этой среде. Оказывается, воды в облачных аэрозолях гораздо больше, чем считалось ранее, хотя, по общему признанию, на вкус большинства земных микробов она довольно кислая.
|
|
|
|
Это новое понимание показывает, насколько полезными могут быть даже старые данные и как они могут эффективно способствовать обсуждению научных вопросов, на которые еще нет ответов. Проблема может заключаться в том, чтобы найти их где—нибудь в архивах НАСА, что само по себе может быть научным достижением.
|
|
|
|
Источник
|
