Предыдущая публикация
Может ли конвекция в земной коре объяснить наличие множества вулканов на Венере?
Венера — горячая планета, испещрённая десятками тысяч вулканов, — может быть ещё более геологически активной вблизи своей поверхности, чем считалось ранее. Новые расчёты исследователей из Вашингтонского университета в Сент-Луисе показывают, что внешняя кора планеты может постоянно перемешиваться. Это неожиданное явление, называемое конвекцией, может помочь объяснить многие вулканы и другие особенности венерианского ландшафта.На поверхности Венеры виден вулкан. Фото: NASA/JPL-Caltech
--------------------
«Раньше никто всерьёз не рассматривал возможность конвекции в коре Венеры», — сказал Слава Соломатов, профессор наук о Земле, окружающей среде и планетах в Университете искусств и наук. «Наши расчёты показывают, что конвекция возможна и, возможно, вероятна. Если это так, то это даёт нам новое представление об эволюции планеты».
Статья была опубликована в журнале «Физика Земли и недр планет». Чхави Джайн, научный сотрудник Вашингтонского университета, является соавтором.
Конвекция, хорошо известный в геологии процесс, происходит, когда нагретый материал поднимается к поверхности планеты, а более холодные материалы опускаются, создавая своего рода непрерывный конвейер. На Земле конвекция в глубине мантии обеспечивает энергию, которая управляет тектоникой плит.
Земная кора, толщина которой на континентах составляет около 40 километров, а в океанических впадинах — 6 километров, слишком тонкая и холодная, чтобы поддерживать конвекцию, объяснил Соломатов. Но он предположил, что кора Венеры может иметь подходящую толщину (возможно, 30–90 километров, в зависимости от местоположения), температуру и состав горных пород, чтобы поддерживать работу этого конвейера.
Чтобы проверить эту возможность, Соломатов и Джейн применили новые теории гидродинамики, разработанные в их лаборатории. Их расчёты показали, что кора Венеры действительно может поддерживать конвекцию — совершенно новый взгляд на геологию поверхности планеты.
В 2024 году два исследователя использовали аналогичный подход, чтобы определить, что конвекция, скорее всего, не происходит в мантии Меркурия, потому что эта планета слишком мала и значительно остыла с момента своего образования 4,5 миллиарда лет назад.
Венера, с другой стороны, — горячая планета как внутри, так и снаружи. Температура на поверхности достигает 870 °F, а на её вулканах и других особенностях поверхности видны явные признаки плавления. Ученые давно задавались вопросом, как тепло из недр планеты может передаваться на поверхность. «Конвекция в коре может быть ключевым недостающим механизмом», — сказал Соломатов.
По словам Соломатова, конвекция вблизи поверхности также может влиять на тип и расположение вулканов на поверхности Венеры. В 2023 году Пол Бирн, доцент кафедры наук о Земле, окружающей среде и планетах в Университете искусств и наук, опубликовал атлас из 85 000 вулканов Венеры, основанный на радиолокационных снимках миссии NASA «Магеллан» начала 1990-х годов.
Соломатов сказал, что они с Бирном обсудили возможное сотрудничество в будущем, которое объединит математическое моделирование с наблюдениями за поверхностью Венеры для лучшего понимания геологии планеты.
Соломатов надеется, что будущие миссии на Венеру смогут предоставить ещё более подробные данные о плотности и температуре в земной коре. Если конвекция происходит так, как ожидается, то некоторые участки земной коры должны быть теплее и менее плотными, чем другие, и эти различия можно было бы обнаружить с помощью гравиметрических измерений высокого разрешения.
Но, возможно, ещё более интригующей целью является Плутон — замёрзшая карликовая планета на окраине Солнечной системы. На снимках, сделанных в рамках миссии «Новые горизонты», в районе Спутниковой равнины Плутона были обнаружены примечательные многоугольные узоры, напоминающие границы тектонических плит на Земле. Эти многоугольники образованы медленными конвекционными потоками в слое твёрдого азотного льда толщиной 4 км.
«Плутон, вероятно, является вторым после Земли планетарным телом в Солнечной системе, где конвекция, приводящая в движение тектонические плиты, отчётливо видна на поверхности, — сказал Соломатов. — Это удивительная система, которую нам ещё предстоит изучить».
--------------------
«Раньше никто всерьёз не рассматривал возможность конвекции в коре Венеры», — сказал Слава Соломатов, профессор наук о Земле, окружающей среде и планетах в Университете искусств и наук. «Наши расчёты показывают, что конвекция возможна и, возможно, вероятна. Если это так, то это даёт нам новое представление об эволюции планеты».
Статья была опубликована в журнале «Физика Земли и недр планет». Чхави Джайн, научный сотрудник Вашингтонского университета, является соавтором.
Конвекция, хорошо известный в геологии процесс, происходит, когда нагретый материал поднимается к поверхности планеты, а более холодные материалы опускаются, создавая своего рода непрерывный конвейер. На Земле конвекция в глубине мантии обеспечивает энергию, которая управляет тектоникой плит.
Земная кора, толщина которой на континентах составляет около 40 километров, а в океанических впадинах — 6 километров, слишком тонкая и холодная, чтобы поддерживать конвекцию, объяснил Соломатов. Но он предположил, что кора Венеры может иметь подходящую толщину (возможно, 30–90 километров, в зависимости от местоположения), температуру и состав горных пород, чтобы поддерживать работу этого конвейера.
Чтобы проверить эту возможность, Соломатов и Джейн применили новые теории гидродинамики, разработанные в их лаборатории. Их расчёты показали, что кора Венеры действительно может поддерживать конвекцию — совершенно новый взгляд на геологию поверхности планеты.
В 2024 году два исследователя использовали аналогичный подход, чтобы определить, что конвекция, скорее всего, не происходит в мантии Меркурия, потому что эта планета слишком мала и значительно остыла с момента своего образования 4,5 миллиарда лет назад.
Венера, с другой стороны, — горячая планета как внутри, так и снаружи. Температура на поверхности достигает 870 °F, а на её вулканах и других особенностях поверхности видны явные признаки плавления. Ученые давно задавались вопросом, как тепло из недр планеты может передаваться на поверхность. «Конвекция в коре может быть ключевым недостающим механизмом», — сказал Соломатов.
По словам Соломатова, конвекция вблизи поверхности также может влиять на тип и расположение вулканов на поверхности Венеры. В 2023 году Пол Бирн, доцент кафедры наук о Земле, окружающей среде и планетах в Университете искусств и наук, опубликовал атлас из 85 000 вулканов Венеры, основанный на радиолокационных снимках миссии NASA «Магеллан» начала 1990-х годов.
Соломатов сказал, что они с Бирном обсудили возможное сотрудничество в будущем, которое объединит математическое моделирование с наблюдениями за поверхностью Венеры для лучшего понимания геологии планеты.
Соломатов надеется, что будущие миссии на Венеру смогут предоставить ещё более подробные данные о плотности и температуре в земной коре. Если конвекция происходит так, как ожидается, то некоторые участки земной коры должны быть теплее и менее плотными, чем другие, и эти различия можно было бы обнаружить с помощью гравиметрических измерений высокого разрешения.
Но, возможно, ещё более интригующей целью является Плутон — замёрзшая карликовая планета на окраине Солнечной системы. На снимках, сделанных в рамках миссии «Новые горизонты», в районе Спутниковой равнины Плутона были обнаружены примечательные многоугольные узоры, напоминающие границы тектонических плит на Земле. Эти многоугольники образованы медленными конвекционными потоками в слое твёрдого азотного льда толщиной 4 км.
«Плутон, вероятно, является вторым после Земли планетарным телом в Солнечной системе, где конвекция, приводящая в движение тектонические плиты, отчётливо видна на поверхности, — сказал Соломатов. — Это удивительная система, которую нам ещё предстоит изучить».
Следующая публикация
Нет комментариев