За първи път преки доказателства за вулканична активност на Венера

Въз основа на данни от 90-те години на мисията Магелан на НАСА

Ваня Милева Последна промяна на 17 март 2023 в 00:01 6208 0

Маат Монс

Кредит NASA/JPL

Този компютърно генериран 3D модел на повърхността на Венера показва върха на Маат Монс, вулканът, който проявява признаци на активност. Ново проучване установи, че един от отворите на Маат Монс се е увеличил и е променил формата си за период от осем месеца през 1991 г., което показва, че е настъпило еруптивно събитие.

За първи път са наблюдавани на повърхността на Венера преки геоложки доказателства за скорошна вулканична дейност.

Надеждите на учените са фокусирани в бъдещата мисия на НАСА VERITAS за изследване на горещия близнак на Земята.

Учените са направили откритието разгледайки архивни радарни изображения на Венера, направени преди повече от 30 години, през 90-те години, от мисията Магелан на НАСА. Изображенията разкриват вулканичен отвор, който променя формата си и се увеличава значително по размер за по-малко от година.

Въпреки че е сходна по размер и състав със Земята, повърхността на Венера е е невероятно враждебна, с гъста атмосфера от въглероден диоксид и облаци от сярна киселина. Екстремният парников ефект на Венера е причинил температурата на нейната повърхност да скочи до над 475 градуса по Целзий, достатъчно горещо, за да разтопи олово. За разлика от нея Земята има много по-мек климат и е много по-гостоприемна за живота, какъвто го познаваме. Поради това Венера често се разглежда като „злия близнак” на Земята, защото представлява ярък контраст с относително благоприятните условия на нашата планета.

Учените изучават активните вулкани, за да разберат как вътрешността на една планета може да оформи нейната кора, да стимулира нейната еволюция и да повлияе на нейната обитаемост. Една от новите мисии на НАСА до Венера ще направи точно това. Ръководена от Лабораторията за реактивни двигатели на агенцията, VERITAS – съкращение от Venus Emissivity, Radio science, InSAR, Topography, And Spectroscopy – ще стартира в рамките на едно десетилетие. Орбиталният апарат ще изучава Венера от повърхността до ядрото, за да разбере как една скалиста планета със същия размер като Земята е поела по много различен път, развивайки се в свят, покрит с вулканични равнини и деформиран терен, скрит под плътна, гореща, токсична атмосфера.

Концепцията на този художник показва предложения космически кораб VERITAS, използващ своя радар за създаване на карти с висока разделителна способност на топографските и геоложките характеристики на Венера. Кредит: NASA/JPL-Caltech

„Изборът на НАСА за мисията VERITAS ме вдъхнови да потърся скорошна вулканична активност в данните на Магелан“, разказва Робърт Херик (Robert Herrick), професор по изследвания в Университета на Аляска Феърбанкс и член на научния екип на VERITAS, който ръководи търсенето на архивните данни. „Наистина не очаквах да успея, но след около 200 часа ръчно сравняване на изображенията на различни магеланови орбити, видях две изображения на един и същ регион, направени през осем месеца, показващи издайнически геоложки промени, причинени от изригване.“

Търсенето и заключенията от него са описани в ново проучване, публикувано в списание Science. Херик представя констатациите си и на 54-та конференция за лунни и планетарни науки в Уудландс, Тексас, на 15 март.

Маат Монс е показан в тази компютърно генерирана триизмерна перспектива на повърхността на Венера. Гледната точка се намира на 634 километра  северно от Маат Монс на надморска височина от 3 километра над терена. Потоците лава се простират на стотици километри през напуканите равнини, показани на преден план, до основата на Маат Монс. Радарните данни от  мисията на НАСА Магелан се комбинират с радарна алтиметрия, за да се разработи триизмерна карта на повърхността. Вертикалният мащаб в тази перспектива е преувеличен 10 пъти. Кредит: NASA/JPL

Моделиране на вулкан

Геоложките промени, открити от Херик, са настъпили в Атла Регио, обширен планински район близо до екватора на Венера, където се намират два от най-големите вулкани на планетата, Оза Монс и Маат Монс. Регионът отдавна се е смятал за вулканично активен, но нямаше преки доказателства за скорошна активност. Докато разглежда изображенията от радара на Магелан, Херик идентифицира вулканичен отвор, свързан с Маат Монс, който се  е променил значително между февруари и октомври 1991 г.

На февруарското изображение отворът изглеждаше почти кръгъл, покриващ площ от по-малко от 2,2 квадратни километра. Има стръмни вътрешни страни и показваше признаци на изцедена лава по външните склонове, фактори, които подсказват активност. В радарни изображения, заснети осем месеца по-късно, същият отдушник е удвоил размера си и е деформиран. Освен това изглежда изпълнен до ръба с езеро от лава.

Данните за надморската височина за района на Маат и Оза Монс на повърхността на Венера са показани вляво, като областта на изследване е посочена от черната кутия. Вдясно са преди (A) и след (B) Магелан наблюдения на разширения отвор на Маат Монс, с възможни нови потоци лава след еруптивно събитие. Кредит: Robert Herrick/UAF

Но тъй като двете наблюдения са от различни ъгли на наблюдение, това затруднява сравняването. Ниската разделителна способност на данните отпреди три десетилетия прави работата по-сложна.

Херик си партнира със Скот Хенсли (Scott Hensley) от JPL, учен по проекта за VERITAS и специалист по анализиране на радарни данни като тези на Магелан. Двамата изследователи създават компютърни модели на отвора в различни конфигурации, за да тестват различни сценарии на геоложки събития, като свлачища. От тези модели те заключават, че само изригване може да е причинило промяната.

„Само няколко от симулациите съвпадат с изображенията и най-вероятният сценарий е, че вулканична дейност е възникнала на повърхността на Венера по време на мисията на Магелан“, отбелязва Хенсли. „Въпреки че това е само една точка от данни за цяла планета, това потвърждава, че има съвременна геоложка активност.“

Учените сравняват размера на потока лава, генериран от активността на Маат Монс, с изригването на Килауеа през 2018 г. на Големия остров на Хавай.

Тази анотирана, компютърно симулирана глобална карта на повърхността на Венера е събрана от данни от мисиите Магелан и Pioneer Venus Orbiter на НАСА. Маат Монс, вулканът, който показа признаци на скорошно изригване, е в черния квадрат близо до екватора на планетата. Кредит: NASA/JPL-Caltech

Наследството на Магелан

Херик, Хенсли и останалата част от екипа на VERITAS с нетърпение очакват да видят как наборът от усъвършенствани научни инструменти и данни с висока разделителна способност на мисията ще допълнят забележителната колекция от радарни изображения на Магелан, които преобразиха знанията на човечеството за Венера.

„Венера е загадъчен свят и Магелан подсказва толкова много възможности“, каза Дженифър Уитън (Jennifer Whitten), асоцииран заместник-главен изследовател на VERITAS в университета Тулейн в Ню Орлиънс. „Сега, когато сме много сигурни, че планетата е претърпяла вулканично изригване само преди 30 години, това е малък преглед на невероятните открития, които VERITAS ще направи.“

VERITAS ще използва най-съвременния радар със синтетична апертура, за да създаде 3D глобални карти и спектрометър за близка инфрачервена светлина, за да разбере от какво е направена повърхността. Космическият кораб също така ще измерва гравитационното поле на планетата, за да определи структурата на вътрешността на Венера. Заедно инструментите ще търсят доказателства за миналите и настоящите геоложки процеси на планетата.

И докато данните на Магелан първоначално са тромави за изучаване, (Херик разказва, че през 90-те години те са разчитали на кутии с компактдискове с данни за Венера, събрани от НАСА и доставени по пощата) данните на VERITAS ще бъдат достъпни онлайн за научната общност. Това ще позволи на изследователите да прилагат авангардни техники, като например машинно обучение, за да анализират планетата и да помогнат за разкриването на нейните най-съкровени тайни.

Тези проучвания ще бъдат допълнени от EnVision, мисия на Европейската космическа агенция до Венера, планирана за изстрелване в началото на 2030 г. Космическият кораб ще носи собствен радар със синтетична апертура (наречен VenSAR), който се разработва в JPL, както и спектрометър, подобен на този, който ще носи VERITAS. И Хенсли, и Херик са ключови членове на научния екип на VenSAR.

През 2021 г. НАСА избира мисиите VERITAS и DAVINCI за следващите си експедиции до Венера в рамките на програмата Discovery. VERITAS си сътрудничи с няколко организации, включително Lockheed Martin Space, Италианската космическа агенция, Германския аерокосмически център и Националния център за космически изследвания на Франция.

Справка: “Surface changes observed on a Venusian volcano during the Magellan mission” by Robert R. Herrick and Scott Hensley, 15 March 2023, Science.
DOI: 10.1126/science.abm7735

Източник: Volcanic Activity on Venus – Earth’s Evil Twin – Revealed in NASA’s Magellan Data
JPL, NASA

Най-важното
Всички новини
За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !