Загадка венерианского климата: Как ветер и пыль формируют условия на поверхности Венеры
Условия на поверхности Венеры долгие годы оставались загадкой для ученых. Как отметил Карл Саган, люди слишком быстро делали выводы, исходя из незначительных данных, собранных с планеты, в том числе о том, что там могут обитать динозавры. Но даже при недостаточности актуальных данных мы можем делать выводы и разрабатывать модели на основе имеющейся информации.
Недавняя работа Маканса Лефевра из Сорбонны и его коллег использует оставшиеся данные, собранные на поверхности Венеры, для проверки модели условий ветра и пыли на планете — всё это для того, чтобы облегчить работу следующим венерианским исследователям.
В статье, доступной в преддверии публикации на arXiv, рассматриваются два основных параметра: колебания температуры и транспорт пыли. Важным моментом является то, что исследование моделирует разные участки планеты по-разному, что впервые делает такую оценку, но это абсолютно критично для выделения некоторых особенностей, лежащих в основе этих двух условий. Однако ключевым движущим фактором как для температуры, так и для транспортировки пыли на Венере остается ветер, как и на Земле.
Измерения, проведенные с помощью Вены, одного из немногих аппаратов, который успешно приземлился на поверхности Венеры, показали, что скорость ветра на уровне атмосферы составляет лишь 1 м/с. По сравнению с 20 м/с на Земле или даже 40 м/с на Марсе, это может показаться несущественным. Однако атмосфера Венеры гораздо гуще, чем у нас или на Марсе, поэтому чтобы достичь скорости, сопоставимой с атмосферами этих планет, требуются значительно большие затраты энергии. Тем не менее, ветер все же оказал значительное влияние на температуру поверхности и количество пыли в воздухе.
День на Венере длится около 117 земных дней, и ночь также такая же продолжительная. Это вызывает огромные изменения в атмосфере, так как планета постепенно нагревается солнечной радиацией в течение дня и охлаждается своим инфракрасным излучением ночью. Однако эти изменения различаются в зависимости от различных регионов планеты, согласно результатам исследования. Особенно заметные различия наблюдаются между «высокими» районами (то есть горными) и «низменностями» (то есть равнинами), а также между экваториальной и полярной областями.
В тропиках наблюдается отчетливый «суточный сдвиг», что означает, что ветры ведут себя по-разному в зависимости от того, день это или ночь. В полдень происходит «анабатическое» движение, когда ветры поднимаются вверх из-за нагрева поверхности. Однако ночью этот процесс меняется на «катабатическое» движение, когда охлаждение поверхности приводит к спускающимся ветрам.
Эти процессы напрямую влияют на температуру поверхности, так как катабатические ветры сжимают воздух, заставляя его нагреваться и нейтрализуя охлаждение от поверхности. По сути, ветер в горах помогает поддерживать стабильную температуру, колеблясь менее чем на 1 градус Кельвина от дня к ночи, в то время как «низменности» могут испытывать колебания порядка 4 градусов Кельвина.
Ключевые аспекты будущих миссий на Венеру
Неподалеку от полюсов эта динамика изменяется: ветры постоянно находятся в катабатическом режиме, что также противодействует постоянному инфракрасному охлаждению на этих широтах. Учитывая, что будущие миссии, такие как Envision и Veritas, будут сфокусированы на полюсах, полезно иметь понимание этих процессов до их прибытия.
Другая проба, DaVINCI, запланирована на приземление на поверхность Венеры впервые за десятилетия. Запланированный спуск состоится в области, известной как Альфа Регио, высокогорное плато рядом с экватором, где ожидаются более умеренные температурные колебания. Однако возникнет ли угроза от пыли, поднимающейся в воздух? По расчетам исследователей, 45% территории Альфа Регио обладает достаточной для подъема силы ветра, чтобы поднять «мелкий песок» размером 75 мкм. Это поставит зону приземления DaVINCI прямо на пути пыльной бури, которая может варьироваться в зависимости от времени суток.
Вся эта работа была основана на новой «региональной» симуляции планеты, которая разбивает отдельные области на определяемые атмосферные модели, вместо попытки смоделировать всю поверхность как единое целое. Однако это не означает, что работу нельзя улучшить. Авторы исследования упоминают необходимость учета различных термических характеристик для различных участков поверхности, основанных на их альбедо и тепловой инерции, а также учета теплового поглощения CO₂, который преобладает в венерианской атмосфере, при различных температурах.
Тем не менее, авторам статьи и другим исследователям, изучающим атмосферу Венеры, предстоит дождаться нового прибытия зонда, прежде чем они могут получить более четкое представление о том, что может вызывать некоторые обнаруженные особенности.
В нашем Telegram‑канале, и группе ВК вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
