Бедная старая "Венера-9", советский аппарат для посадки на Венеру, отделилась от своего орбитального аппарата и совершила горячий, бурный спуск через плотную венерианскую атмосферу 22 октября 1975 года, совершив жесткую посадку на круглый щит, предназначенный для смятия и поглощения удара. Он продержался в напряженных условиях на поверхности всего 53 минуты, передав данные об облаках, освещенности, температуре и химическом составе атмосферы, а также первое в истории изображение поверхности другой планеты. Затем он умер. Но его выводы были значительными, поскольку Венера и Земля - похожие земные планеты, которые, как считается, сформировались в результате схожих процессов.

Справедливо сказать, что хотя Земля и Венера - родные братья и сестры, сопоставимые по размеру и составу, они сильно отличаются по характеру, являясь Деннисом и Рэнди Куэйдом внутренней Солнечной системы. (Венера в этой аналогии не Деннис). На Земле существуют условия, благоприятные для жизни; напротив, назвать Венеру негостеприимной - значит сильно преуменьшить.

Атмосфера Венеры, самая плотная и горячая из четырех земных планет, состоит в основном из углекислого газа, а давление на поверхности примерно в 92 раза превышает атмосферное давление на уровне моря на Земле. Средняя температура планеты колеблется около 464 градусов Цельсия (867 градусов по Фаренгейту). Довольно плохо! И хотя на Венере нет Луны, даже если бы она была, плотные облака серной кислоты, окутывающие всю планету, помешали бы любому идиллическому ночному виду.

Однако у Венеры есть еще одна общая черта с Землей - она выбрасывает внутреннее тепло в космос. Геологи знают, что тектоника плит приводит к потере внутреннего тепла на Земле, излучая тепло в местах, где плиты раздвигаются, но о внутренней динамике Венеры известно мало.

Теперь исследователи из Лаборатории реактивного движения в Пасадене, Калифорния, провели анализ данных, собранных космическим аппаратом "Магеллан" в 1990-х годах, чтобы рассчитать толщину коры на Венере. Результаты показывают, что, несмотря на огромные различия, Земля и Венера имеют сопоставимые тепловые потоки и схожую толщину литосферы, что накладывает ограничения на эволюцию и внутреннюю динамику Венеры. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Geoscience.

Земля имеет подвижные тектонические плиты, которые скользят, врезаются друг в друга и разделяются, способствуя эффективной потере тепла. Предыдущие модели предполагали, что Венера имеет либо "застойную крышку" литосферы - по сути, неподвижную, холодную литосферу, покрывающую всю планету, либо "эпизодическую крышку", в которой нестабильная застойная крышка время от времени взрывается тектонической активностью. Но более современные модели и анализ данных не подтверждают эти предложения. Вместо этого исследователи JPL предлагают модель "хлюпающей крышки" с активным изгибом литосферы.

Исследователи рассчитали толщину литосферы, измерив изгиб в поверхностных образованиях, называемых коронами - квазикруглыми формами, образовавшимися в результате геологической и вулканической активности. Используя данные альтиметрии Магеллана, они определили среднюю толщину литосферы по 75 точкам в 65 коронах: 11±7 километров; исходя из этой цифры, они рассчитали средний поток тепла с Венеры, превышающий земной, но схожий со значениями, измеренными в активно расширяющихся тектонических областях.

Авторы пишут: "Наш анализ выявляет вероятные области активного расширения и предполагает, что Венера имеет земную толщину литосферы и глобальные диапазоны теплового потока. Вместе с геологической историей планеты, наши результаты подтверждают конвективный режим с плоской крышкой, который опирается на плюмы, интрузивный магматизм и расслоение для увеличения теплового потока".

Это интересно, потому что многие исследователи считают, что субдукция, вызванная плюмами, лежит в основе тектоники земных плит, и Венера может быть аналогом Земли во время архейского эона 4-2,5 миллиарда лет назад. Во время архея тепловой поток Земли был примерно в три раза выше, чем сегодня, и, хотя планета была покрыта водой, она была намного горячее.

В целом, авторы представляют модель "сквиши-крышки" как хорошо согласующуюся с другими наблюдениями, включающими ограниченную подвижность поверхности, интрузивный магматизм, расслоение литосферы (при котором материал распадается на слои) и формирование короны путем поднятия и опускания. Это представляет собой еще один способ планетарной геодинамики, который интересно отличается от земного.

Другое применение этих выводов: Определение пригодности экзопланет для обитания будет опираться на информацию о тепловых потоках на мирах, вращающихся вокруг других звезд. Но ближе к дому, если предложение группы о "хлюпающей крышке" будет подтверждено любой из предстоящих в этом десятилетии миссий по наблюдению за Венерой, это, вероятно, приведет к пересмотру представлений об особенностях поверхности Венеры, а также об эволюции мантии планеты, и даже может иметь последствия для раннего формирования Солнечной системы.