Венера может разрывать себя изнутри: новые данные о тектонической активности

Огромные рифтовые долины на Венере. Они свидетельствуют о том, что планета все еще геологически активна. Credit: NASA/JPL/USGS

Венера — один из самых враждебных миров в Солнечной системе. Температура на поверхности достигает нескольких сотен градусов Цельсия, а океанов, подобных земным, на планете нет. Долгие годы ученые считали Венеру геологически неактивной. Однако более поздние открытия показывают, что планета все еще геологически «жива» и, возможно, даже содержит действующие вулканы.

Одними из самых сильных признаков тектонической активности являются огромные рифтовые долины Венеры. Подобные образования существуют и на Земле, включая Африканскую рифтовую долину, но венерианские версии могут простираться на целых 10 000 километров.

Активны ли рифтовые долины Венеры?

Ученые не были уверены, когда образовались эти огромные разломы. Многие геоученые предполагали, что они сформировались более 100 миллионов лет назад и являются просто древними особенностями, сохранившимися на поверхности планеты.

Новое исследование ETH Zurich бросает вызов этой точке зрения. Исследователи под руководством Тараса Герьи, профессора геодинамики факультета наук о Земле и планетах, использовали продвинутую компьютерную модель, чтобы показать, что некоторые рифтовые долины Венеры могут быть гораздо моложе, чем считалось ранее. Их работа также предоставляет новые доказательства в давнем споре о том, остается ли Венера геологически активной.

Исследование было опубликовано в журнале Nature Geoscience. Ведущий автор Си Янг завершил исследование во время своей магистерской учебы под руководством Герьи.

Новые 3D-симуляции выявляют молодые разломы

Янг и его коллеги создали первые высокодетализированные трехмерные компьютерные симуляции венерианских рифтов. Эти модели позволили команде воспроизвести структуры с большей детализацией и разработать более точные объяснения того, как они образовались.

Предыдущие симуляции были в основном двумерными и основывались на упрощенных предположениях о поведении планетарных материалов. Новый подход дал исследователям более реалистичное представление о том, как кора Венеры растягивается, смещается и релаксирует с течением времени.

Результаты показывают, что широкие приподнятые гребни, называемые флангами рифтов, развиваются вдоль сторон рифтовых долин, когда рифты геологически молоды. Эти приподнятые особенности появляются, пока рифты все еще движутся, или вскоре после прекращения движения.

Симуляции также показывают, что венерианские рифты могут расширяться быстрее, чем ученые когда-то оценивали. Согласно модели, они могут расширяться примерно на 3-10 сантиметров каждый год.

Фланги рифтов исчезают по мере релаксации коры

Исследователи обнаружили, что фланги рифтов начинают относительно быстро выравниваться после прекращения тектонического движения. По мере старения рифтовой системы ее гребни становятся ниже, шире и менее четко выраженными.

Этот процесс отличается от того, что происходит на Земле. Здесь эрозия постепенно разрушает горы и другие формы рельефа. На Венере фланги рифтов опускаются, потому что кора медленно релаксирует после растяжения.

Широкие приподнятые фланги рифтов, предсказанные новыми симуляциями, также видны на снимках, полученных зондом Magellan во время его миссии в 1990-х годах. Сходство между смоделированными структурами и наблюдаемым ландшафтом укрепляет аргумент в пользу того, что некоторые из этих рифтов образовались относительно недавно.

Объединив результаты симуляций с наблюдениями космических аппаратов, исследователи пришли к выводу, что Венера имеет более активные и динамичные недра, чем предполагалось ранее.

«Результаты помогают нам лучше оценить тектоническую активность на Венере», — говорит Герья.

Ориентир для будущих миссий на Венеру

Модель может помочь ученым определить регионы, где геологическая активность все еще может происходить. Эти области могут стать приоритетными целями для будущих миссий, ищущих признаки активной тектоники или вулканизма.

Полученные данные также могут улучшить понимание учеными того, как развиваются и эволюционируют каменистые планеты. Исследователи надеются, что работа в конечном итоге предоставит подсказки, которые облегчат обнаружение и изучение каменистых экзопланет за пределами Солнечной системы.

Новые миссии исследуют Венеру

Научный интерес к Венере растет по мере того, как NASA и ESA готовят несколько миссий для исследования соседней с Землей планеты.

Профессора геофизики ETH Пол Тэкли и Тарас Герья вместе со своими сотрудниками вносят вклад в миссию ESA EnVision. Их команды разрабатывают инструменты, которые орбитальный аппарат Венеры будет использовать для изучения поверхности планеты.

Запуск EnVision запланирован на начало 2030-х годов. Миссия будет изучать Венеру в гораздо больших деталях, исследуя все — от ядра планеты до ее верхних слоев атмосферы.

Источники: