Хотя все согласны с тем, что наша голубая планета богата водой, но кто задумывался над тем , как она здесь появилась и сохранилась в течение милллиардов лет эволюции Земли? И это действительно не согласуется, во-первых, с исследованием других скалистых планет, не имеющих поверхностных вод, а во-вторых, с идеей гигантского столкновения между протоЗемлей и планетарным телом размером с Марс, который создал Луну.
Такое катастрофическое событие должно было бы испарить любую ранее существовавшую воду, оставив после себя сухую Землю. Таким образом, после катастрофы от гигантского столкновения у нас есть два возможных объяснения наличия воды на Земле: либо вода была привнесена позже, после катастрофы, в частности, ледяными или богатыми водой астероидами; либо гигантское столкновение не было достаточно сильным, чтобы испарить всю воду на Земле.
В связи с важностью воды для происхождения жизни, вопрос о ее возникновении на Земле является первостепенным. Одна из главных проблем при изучении этого вопроса заключается в том, что Земля утратила все следы своего формирования, поскольку она является активной планетой.
Чтобы исследовать происхождение земных вод команда ученых-геохимиков во главе с Седриком Гилманном (Cédric Gillmann) - Либерный университет Брюсселя, ULB, финансируемый проектом EoS ET-HoME - решила, используя методы численного моделирования, заглянуть далеко за пределы Земли - вплоть до Венеры
Хотя Землю и Венеру можно считать сестрами-близнецами, их соответствующие геологические и климатические эволюции в прошлом резко различались, что привело к тому, что в настоящее время 92-баровая атмосфера Венеры нагревается благодаря тепличному эффекту до неимоверных 470°C, в отличие от мягких температурных условий Земли с давлением в 1 бар на ее поверхности.
Однако по сравнению с Землей вулканическая активность и газовыделение Венеры уменьшились, так как она не имеет подвижных тектонических плит, а имеет застывшую поверхность. Более того, такой конвекционный режим подразумевает очень незначительную рециркуляцию летучих веществ из атмосферы в мантию и обратно.
Таким образом, несмотря на то, что атмосфера Венеры представляет собой сущий «ад», ее эволюцию гораздо легче понять и смоделировать в геологические времена. Кроме того, из-за близости своих орбит Земля и Венера должны были получать один и тот же вид вещества в течение своей истории. Все эти аспекты в совокупности делают Венеру идеальным примером для изучения примитивной эволюции планет земного типа.
Используя численное моделирование столкновений различных типов астероидов, содержащих различное количество воды, команда обнаружила, что богатые водой астероиды, сталкиваясь с Венерой и выделяя свою воду в виде пара, не позволяют объяснить состав атмосферы Венеры таким, каким мы его сегодня наблюдаем. Это означает, что астероидный материал, попавший на Венеру, а значит и на Землю, после гигантского соударения должен был быть сухим, а значит, препятствовать пополнению Земли водой.
Поскольку вода сегодня присутствует на нашей планете, то это означает, что вода, которой мы наслаждаемся на Земле, была там с момента ее образования, вероятно, спрятана глубоко в Земле, чтобы она могла пережить гигантское столкновение.
Эта идея имеет очень глубокие последствия с точки зрения обитаемости древних Земли, Венеры и Марса, так как она предполагает, что планеты, вероятно, образовались с их почти полным запасом воды, и медленно теряли ее со временем.
Поскольку Марс за счет намного меньшего размера и массы обладает меньшей силой гравитации, он, вероятно, постепенно потерял всю свою воду, в то время, как жизнь на Земле только формировалась.
Для Венеры эти результаты проливают дополнительный свет на недавние работы, в которых утверждается, что на поверхности планеты существовали водные океаны и также позволяют оценить максимально возможное количество воды, которое можно ожидать на Венере.
Эти исследования также помогут в подготовке будущих космических полетов на Венеру.
