Новое исследование заполняет большой пробел в том, что ученые "историей воды на Венере". Используя компьютерное моделирование, команда обнаружила, что атомы водорода в атмосфере планеты уносятся в космос посредством процесса, известного как "диссоциативная рекомбинация". В результате Венера теряет почти в два раза больше воды, чем считалось раньше.

"Вода действительно важна для жизни, — говорит Эрин Канги, научный сотрудник Лаборатории физики атмосферы и космоса (LASP) и соавтор статьи. — Нам необходимо понять условия, которые поддерживают жидкую воду во Вселенной и, возможно, привели к нынешнему очень сухому состоянию Венеры".

По ее словам, эта планета действительно пересушена. Если взять всю воду на Земле и распределить ее по планете, как варенье на тосте, то получится слой жидкости глубиной примерно три километра. На Венере, где вся вода удерживается в воздухе, речь бы шла о трех сантиметрах.

"Там в 100 000 раз меньше воды, чем на Земле, хотя по сути планета имеет тот же размер и массу", — говорит Майкл Чаффин, соавтор исследования и научный сотрудник LASP.

В своей работе ученые использовали компьютерные модели, сосредоточив внимание на разнообразных реакциях, которые происходят в бурлящей атмосфере планеты. Группа сообщает, что молекула HCO+ (ион, состоящий из одного атома водорода, углерода и кислорода), расположенная высоко в атмосфере Венеры, может быть виновником утечки воды с планеты.

Для Канги, полученные результаты открывают новые намеки на то, почему Венера, которая, вероятно, когда-то выглядела почти идентично Земле, сегодня практически неузнаваема.

Проливая воду

Венера, отметила Канги, не всегда была такой пустыней.

Ученые подозревают, что миллиарды лет назад, во время формирования, планета получила примерно столько же воды, сколько Земля, но в какой-то момент случилась катастрофа. Облака углекислого газа в атмосфере Венеры вызвали самый мощный парниковый эффект в Солнечной системе, в конечном итоге подняв температуру на поверхности до 480 градусов. В процессе вся вода испарилась, а большая ее часть улетела в космос.

Но этот древний процесс не может объяснить, ни почему сегодня планета стала настолько сухой, ни почему она продолжает терять влагу.

"В качестве аналогии предположим, что я вылил воду из своей бутылки с водой. Несколько капель все равно останется", — объясняет Чаффин. Однако на Венере почти все оставшиеся капли тоже исчезли. Виновником, согласно результатам исследования, является неуловимый HCO+.

Миссии на Венеру

Чаффин и Канги объяснили, что в верхних слоях атмосферы планеты вода смешивается с углекислым газом, образуя HCO+. В предыдущем исследовании ученые сообщили, что эти молекулы также могут быть ответственны за потерю Марсом большого количества влаги.

Вот как это работает на Венере: HCO+ постоянно вырабатывается в атмосфере, но отдельные ионы недолговечны. Электроны находят эти ионы и рекомбинируют, разделяя на две части. При этом атомы водорода улетают и могут даже попадать в открытый космос, лишая Венеру одного из двух компонентов воды.

В своем исследовании группа подсчитала, что единственный способ объяснить нынешнее сухое состояние Венеры — это то, что планета содержит в своей атмосфере большие, чем ожидалось, объемы HCO+. Но в выводах команды есть и один нюанс. Ученые никогда не наблюдали HCO+ вокруг Венеры. Чаффин и Канги предполагают, что это потому, что у них никогда не было инструментов для соответствующего осмотра.

Хотя за последние десятилетия Марс посетили десятки миссий, гораздо меньше космических кораблей побывало на второй планете от Солнца. Ни у одного из них не было приборов, способных обнаружить HCO+.

"Один из неожиданных выводов научной работы заключается в том, что это вещество на самом деле должно быть одним из самых распространенных ионов в атмосфере Венеры", — сказал Чаффин.

В последние годы все больше ученых обращают внимание на Венеру. Например, запланированная НАСА миссия по исследованию благородных газов, химии и визуализации глубокой атмосферы Венеры (DAVINCI) проведет зонд через атмосферу планеты до самой поверхности. Его планируют запустить к концу десятилетия.

DAVINCI также не сможет обнаружить HCO+, но исследователи надеются, что это сможет сделать будущая миссия, которая раскроет еще одну ключевую часть истории воды на Венере.

"На Венеру было не так уж много миссий, — говорит Канги. — Но недавно запланированные программы будут использовать десятилетия коллективного опыта и растущий интерес для изучения крайностей планетарных атмосфер, эволюции и обитаемости".

Выводы исследователей опубликованы в журнале Nature.