Тайны планеты Венера
«Наша соседка Венера, лишь немногим уступающая Земле по размеру и массе, видна для невооруженного глаза как звезда-красавица. То утром, то вечером она купается в лучах зари и в древности принималась за два разные светила, носившие названия Веспер и Люцифер».
Б. А. Воронцов-Вильяминов. Очерки о Вселенной
Утренняя звезда Венера без облачного покрова
Покинув раскаленные солнечными лучами кратеры Меркурия, мы приближаемся ко второй от Солнца планете, известной и под поэтичным названием Утренняя звезда (ее можно видеть как яркую точку в восточной части неба утром и в западной вечером), и под не совсем поэтичным Повелитель мух (в жарких странах утренний восход этой планеты совпадает с пробуждением насекомых, а вечерний с их сном). Это Венера, самая близкая к земным размерам планета, даже внешне напоминающая ее своей мощной атмосферой. Однако сходство чисто внешнее, ведь даже ее яркость связана с отражением солнечного света слоем в 50-70 км облаков из серной кислоты.
Расстояние планеты от Солнца — 108 млн км, диаметр — 12 104 км, масса — 82 % земной. Сутки на Венере из-за медленного вращения вокруг своей оси длятся дольше венерианского года, составляющего 225 земных дней.
Сернокислые облака Венеры
Выше ядра расположена слоистая мантия, состоящая из различных соединений кремния, которые встречаются при вулканических извержениях магмы. Слои мантии подразделяются на внешнюю твердую кору и внутренний жидкий расплав.
Облачность, покрывающая Венеру, настолько плотна, что оптическими методами разглядеть какие-либо детали поверхности планеты совершенно невозможно. Именно поэтому долгое время считалось, что условия на Венере напоминают существовавшие на нашей планете в каменноугольный период — со схожей флорой и фауной. Однако уже первые АМС со спускаемыми аппаратами выяснили, что климат Венеры разительно отличается от земного.
Сверхплотная венерианская атмосфера из углекислого газа создает высочайшее давление на планетах земной группы, превышающее в 96 раз давление на Земле. Она в целом прозрачна для солнечных лучей, но отражает тепловое излучение от нагретой поверхности, формируя парниковый эффект, который генерирует самую высокую температуру планетарной поверхности в Солнечной системе, достигающую 470 «С.
Атмосфера состоит из нескольких слоев, сильно различающихся по температуре, плотности и давлению: экзосферы, термосферы, мезосферы и тропосферы. Тропосфера — самый плотный нижний слой, в котором заключена практически вся масса (99 %) атмосферы Венеры.
На высоте свыше 50 км физические условия вполне напоминают земные. Так, температура колеблется около +30 °С, а давление составляет одну земную атмосферу.
Компьютерная модель атмосферных вихрей, вызванных неоднородным нагревом при парниковом эффекте
Отсветы сверхмощных электрических драконов Венеры — грозовых явлений в верхних слоях атмосферы
Естественно, что в таких условиях возможно наличие воды в жидком виде, скажем, в виде тумана, что в принципе может привести к появлению каких-то простейших форм жизни.
Химический состав венерианской и земной атмосфер отличается самым кардинальным образом. Так, если в атмосфере нашей планеты преобладает азот с примесью кислорода и незначительной концентрацией углекислого газа, то в атмосфере Венеры доминирует углекислый газ (около 97 %), 3 % составляет азот с незначительными добавками водяного пара (0,05 %). Остальные газы составляют лишь тысячные доли процента.
Вокруг полюсов планеты недавно были открыты полярные воротнички, состоящие из циклопических атмосферных вихрей, более чем в четыре раза превышающих аналогичные земные образования. У каждого венерианского циклона есть два центра вращения — полярные диполи. Период оборота циклонов — около трех дней, а скорость ветра возрастает от штиля в глазном центре вращения до 50 м/с на периферии. Полярные вихри, по современным представлениям, представляют собой венерианские антициклоны с нисходящими потоками атмосферных масс, резко поднимающимися у полярных воротников.
Поверхность Венеры вблизи горы Маат
Некоторым подобием полярных вихрей Венеры можно назвать земные зимние полярные антициклоны, образующиеся над Антарктидой.
Атмосфера Венеры может быть разделена на два слоя: один — как верхняя граница облаков с постоянной температурой, занимает высоту 60-75 км, второй лежит на высоте 75-100 км с минимальной температурой около -108 °С. Именно здесь в основном формируется венерианская погода и закручиваются ураганы в расположенной ниже тропосфере, причем стремительное перемещение воздушных масс происходит от дневной стороны к ночной, а не в полярном направлении от экватора.
На дневной стороне Венеры поднимаются раскаленные приповерхностные слои, которые, охладившись, растекаются на стокилометровых высотах, двигаясь к ночной стороне, где резко спускаются вниз.
В формировании венерианских кислотных облаков, скорее всего, задействованы многочисленные вулканы, постоянно извергающие гигантское количество серосодержащей магмы. Активная вулканическая деятельность ведет и к появлению мощных электрических разрядов, формирующих настоящие электрические штормы в венерианской атмосфере. Этот феномен неоднократно фиксировали различные орбитальные АМС и спускаемые аппараты. Последние данные говорят о том, что грозы на Венере характеризуются частотой молниевых разрядов, не менее чем в 100 раз превышающих земной показатель. Это поразительное явление получило название электрического дракона.
В рельефе планеты преобладают лавовые потоки, вулканы, есть около тысячи ударных кратеров от крупных болидов. Можно сказать, что рельеф достаточно однотипен (подавляющую часть (85 %) занимают каменистые равнины с преобладанием гладких гряд и базальтовых плоскогорий), изредка встречаются холмистые равнины с обширными языками базальтовых потоков магмы, покрытые многочисленными конусами и куполами действующих и застывших вулканов.
Застывшие потоки лавы на поверхности Венеры
Есть и многокилометровые трещины, вызванные, скорее всего, тектоническими деформациями. Кроме того, рельеф Венеры включает три обширные возвышенности.
Одна из возвышенностей — архипелаг Иштар — представляет собой обширную гористую область в северном полушарии планеты (по размерам можно сравнить с Австралией). В центральной части архипелага лежит плато Лакшми, скорее всего, имеющее вулканическое происхождение; по площади оно вдвое превышает Тибет.
С запада и северо-запада плато Лакшми ограничивают горы-семитысячники Акны и Фрейи, а с юга подходят скалистые гряды Дану. Восточная часть плато заканчивается высочайшей горной системой Венеры — горами Максвелла, названными в честь знаменитого британского физика. Центральная часть горного массива увенчана семикилометровыми пиками, причем отдельные горные вершины возносятся чуть ли не на двенадцатикилометровую высоту, что дает пятнадцатикилометровую разность высот относительно самой глубокой венерианской впадины, лежащей вблизи экватора.
Другая возвышенность — архипелаг Афродиты — протянулась в экваториальной области на десятки тысяч километров.
Еще одна возвышенная область — земля Лады, раскинувшаяся в южном полушарии противоположно архипелагу Иштар. Это сравнительно ровная территория километровой высоты.
Кроме перечисленных возвышенностей, из-за своих размеров и высот, называемых архипелагами и землями, на поверхности Венеры выделяются и другие рельефные образования. Прежде всего это тессеры (в переводе с греч. — «черепица») — возвышенности и нагорья размерами до нескольких тысяч километров, поверхность которых пересечена системами ступенчатых хребтов и желобов.
Венерианские плато с вулканами
Детали поверхности Венеры в искусственных цветах: земли, разломы, тессеры, арахноиды и желоба
Венцы, являющиеся наравне с тессерами уникальными элементами рельефа поверхности Венеры, представляют собой крупные вулканические депрессии овальной или круглой формы с приподнятой центральной частью, окруженные валами, хребтами, углублениями. Центральную часть венцов занимает обширное межгорное плато. От него кольцами отходят горные гряды, часто возвышающиеся над центральной частью плато. Кольцевое обрамление венцов обычно неполное.
Образовались венцы, по-видимому, в результате активных конвективных потоков в мантии Венеры.
Вокруг части венцов можно наблюдать расходящиеся в стороны застывшие потоки лавы. Это позволяет предположить, что именно венцы могли бы служить основными каналами поступления расплавленной магмы, формирующей обширные плоские участки, которые определяют основной рельеф Венеры.
Некоторые планетологи предполагают, что венцам соответствует такая специфическая форма рельефа, как арахноиды (названы так за свое внешнее сходство с гигантскими пауками). По форме арахноиды чем-то напоминают венцы, но гораздо меньшего размера. Яркие трещины, простирающиеся от них на многие десятки километров, возможно, включают разломы поверхности, возникшие при фонтанировании магмы из недр планеты.
Внутреннее строение Венеры
Кроме перечисленных особенностей венерианского рельефа внутренние процессы в недрах планеты приводят к образованию тектонических разломов — желобов. Подобные образования часто группируются в тысячекилометровые пояса, широко представленные на венерианской поверхности и связанные с другими структурными формами рельефа, такими как каньоны.
Как мы уже отмечали, на поверхности Венеры тысячи различных по размерам и форме вулканов. Некоторые из них достигают 6 км в высоту. Но подавляющая часть не превышает 2-3 км.
В большинстве своем вулканы потухшие, однако некоторая часть, возможно, проявляет активность и в настоящее время. Один из наиболее реальных кандидатов в действующие вулканы — горная система Маат.
В некоторых местах планеты поверхность пересекают загадочные тысячекилометровые борозды шириной в несколько километров, напоминающие речные долины с протоками и дельтами. Самым протяженным подобным руслом является долина Балтис (тянется на 7 тыс. км, ширина составляет 2-3 км).
Само происхождение венерианских русел с долинами неясно, поскольку остается загадкой, потоки какой же именно жидкости прорезали поверхность на столь большие расстояния. Компьютерное моделирование показывает, что у типичных базальтовых лав, широко представленных по всей поверхности Венеры, явно недостаточно теплоемкости, чтобы непрерывным потоком проплавить те же базальты равнин, сформировав наблюдаемые русла на протяжении многих тысяч километров. К тому же аналогичные русла — магниевые потоки на Луне — имеют длину всего лишь в десятки километров.
Планетологи считают, что загадочной жидкостью, сформировавшей тысячекилометровые протоки в базальтовых равнинах Венеры, могла быть некая перегретая лава, включающая расплав высокотеплоемких карбонатов и серы.
Путь Венеры на земном небосклоне
Прохождение Венеры по диску Солнца
В рельефе планеты преобладают лавовые потоки, вулканы, есть около тысячи ударных кратеров от крупных болидов.
Как мы уже отмечали, на Венере немало метеоритных кратеров, правда, по сравнению с Луной и Меркурием их количество не кажется внушительным. Это можно объяснить высокой тектонической активностью, сопровождаемой извержениями тысяч вулканов и закончившейся несколько сотен миллионов лет назад.
Это интересно
Фазы Венеры открыл в 1610 году Галилей и по обычаям того времени опубликовал зашифрованную латинскую фразу «Эти незрелые вещи разбираются уже мною, но тщетно» с двухбуквенным ключом к шифру. Это позволяло, с одной стороны, не раскрывать ложные открытия, а с другой — подтверждало первенство астронома. Окончательно убедившись в правильности своих выводов, подкрепленных теорией Коперника для внутренних планет Солнечной системы, Галилей расшифровал анаграмму, описывающую его открытие.
Переставив буквы в другом порядке, он продемонстрировал фразу: «Мать любви подражает видам Цинтии», где мать любви означала Венеру, а Цинтия — одно из древних латинских названий Луны.
