Элизабет Таскер - Фабрика планет. Экзопланеты и поиски второй Земли

Из-за небольшой скорости вращения планеты и отсутствия мощных конвекционных потоков, создаваемых тектонической активностью плит, ядро Венеры также вращается медленнее, чем нужно для образования магнитного поля. Этой скрытой облаками планете остается довольствоваться лишь очень слабым полем на самом верху. Под действием ультрафиолетового излучения Солнца атомы в верхней части венерианской атмосферы теряют электроны, в результате чего образуется слой электрически заряженных частиц, называемый ионосферой планеты. Даже в отсутствие создаваемого ядром магнитного поля эти частицы способны отводить заряженные частицы солнечного ветра, создавая слабый ток и слабое магнитное поле. Поэтому на Венере можно наблюдать свечение, похожее на северное или южное сияние на Земле. Правда, оно в 40 раз слабее.

На Марсе все наоборот: там слишком холодно. Часть марсианской коры сильно намагничена, что указывает на то, что в прошлом у планеты должно было быть магнитное поле. Это поле намагнитило горные породы, а потом исчезло. Все дело в быстром охлаждении Красной планеты. Из-за скромного размера у Марса большая площадь поверхности по сравнению с его объемом. Как раскинутая на сушилке для белья простыня, эта обширная поверхность пропускает через себя тепло из недр планеты намного быстрее, чем это происходит на Земле. Когда ядро Марса остыло, конвекционный поток между мантией и ядром иссяк. Вся тектоническая активность замерла, а магнитное поле исчезло полностью.

Окончательно судьбу магнитного поля планеты, скорее всего, определило столкновение с крупным небесным телом, произошедшее более 4 млрд лет назад. Удар, который пришлось пережить планете всего через несколько сотен миллионов лет после рождения, был такой силы, что его следствием стала выраженная дихотомия двух полушарий марсианской коры. Поверхность северного полушария планеты в среднем на 5,5 км ниже поверхности южного полушария, а кора на 26 км тоньше. При столь масштабном столкновении на оказавшейся под ударом северной стороне должно было выделиться огромное количество тепла. Вызванный этим перепад температур мог нарушить конвекцию в мантии планеты и ослабить магнитное поле. В результате резкого повышения температуры в месте удара горные породы в прилегающей к нему области должны были размагнититься, что объясняет, почему признаки магнетизма наблюдаются главным образом в южной части планеты.

Независимо от подробностей их эволюции, ни у Венеры, ни у Марса сейчас нет магнитного поля, которое бы закрывало всю поверхность этих планет. Благодаря данным двух космических зондов мы не понаслышке знаем, к каким печальным последствиям приводит отсутствие щита в виде магнитного поля.

19 декабря 2006 г. на Солнце произошел относительно небольшой корональный выброс. Четыре дня спустя брызги солнечного вещества добрались до Венеры. Свидетелем этого стал космический аппарат Европейского космического агентства «Венера-экспресс», запущенный на орбиту планеты для изучения ее атмосферы. Несмотря на незначительное количество солнечного вещества и небольшую скорость, в результате коронального выброса незащищенная атмосфера Венеры лишилась внушительного количества кислорода. Также аппарат «Венера-экспресс» зафиксировал потерю водорода и кислорода — последних остатков морей на Венере — в результате воздействия солнечного ветра.

Некоторое время спустя мы смогли наблюдать последствия аналогичных явлений на Марсе благодаря космическому аппарату NASA, запущенному к нашему ближайшему соседу с той же целью, что и «Венера-экспресс» к Венере. 8 марта 2015 г. аппарат MAVEN наблюдал столкновение с Марсом солнечного вещества после намного более мощного коронального выброса. Объем утраченной Красной планетой атмосферы был в 10 раз больше того, который потеряла Венера. Постоянное взаимодействие с солнечным ветром также истощает марсианскую атмосферу, выдувая с маленькой планеты около 100 г газов каждую секунду.

В прошлом последствия аналогичных явлений должны были ощущаться на Марсе и Венере куда сильнее, чем сейчас. Молодое Солнце было намного активнее той спокойной звезды, которую мы можем наблюдать. Так что и вещества в окружающее пространство оно должно было выбрасывать намного больше. Следы жидкой воды на Марсе указывают на то, что когда-то его окружала толстая атмосфера, которая обеспечивала достаточно высокую температуру на поверхности. С потерей магнитного поля Марс лишился и газового покрова, превратившись в непригодный для жизни мир.