Столкновения, изменившие Солнечную систему: как Земля избежала незавидной участи Венеры

Когда мы смотрим на Венеру и Землю, может показаться, что это почти двойники: схожие размеры, строение и положение в Солнечной системе. Но если приглядеться внимательнее, различия становятся разительными. На Земле бурлит жизнь, а Венера превратилась в горячую и непригодную для обитания планету с плотной атмосферой, насыщенной углекислым газом. Недавние исследования показывают, что причина кроется в истории их столкновений на ранних этапах формирования.

Учёные из Юго-Западного исследовательского института и Йельского университета проанализировали данные о поздней аккреции планет земной группы и пришли к выводу: Венера пережила более мощные удары, чем Земля. Это могло привести к перегреву её ядра, продолжительному вулканизму и формированию относительно молодой поверхности.

Как рождаются планеты земной группы

Любая планета начинается с облака газа и пыли, которое под действием гравитации собирается в протопланетный диск. Внутри него формируются крошечные твёрдые тела, затем более крупные планетезимали, а после — полноценные протопланеты. Но именно поздние столкновения сыграли решающую роль в окончательном облике Меркурия, Венеры, Земли и Марса.

Земля завершила свой рост позже других, набрав 99 % массы за 60-100 миллионов лет после появления первых твёрдых тел. Этот последний этап, называемый поздней аккрецией, определил состав недр, атмосферу и тектонические процессы.

"Мы изучили непропорционально большую роль, которую играет поздняя аккреция — последний 1 % роста планеты — в управлении долгосрочной эволюцией Земли и других планет земной группы", — сказал ведущий автор статьи доктор Симоне Марчи.

А что если…

А что если Земля пережила бы такие же катастрофические удары, как Венера? В этом случае ядро перегрелось бы, тектоника плит могла бы не сформироваться, а атмосфера утратила бы воду. Тогда наша планета стала бы непригодной для жизни, а человеческая цивилизация никогда бы не появилась.

FAQ

Как выбрать планеты-кандидаты на обитаемость среди экзопланет?

Следует искать каменистые планеты с массой и радиусом, близкими к земным, расположенные в зоне обитаемости звезды и имеющие умеренную историю столкновений.

Сколько стоит моделирование столкновений планет?

Стоимость зависит от масштаба вычислений: от сотен тысяч до миллионов долларов, включая суперкомпьютерные мощности и анализ данных.

Что лучше для исследований — метеориты или наблюдения телескопов?

Оба подхода важны: метеориты раскрывают химический состав, а телескопы помогают понять геологическую и атмосферную историю.

Мифы и правда

• Миф: Венера и Земля — двойники.
  Правда: различия в истории столкновений сделали их противоположностями.
• Миф: Атмосферы формируются только из исходного газа.
  Правда: удары могли как разрушить, так и заново обогатить атмосферу летучими веществами.
• Миф: Жизнь на планете зависит только от расположения в зоне обитаемости.
  Правда: решающую роль играют столкновения и тектоника плит.

3 интересных факта

• На Венере нет тектоники плит — её поверхность обновляется вулканизмом.
• Меркурий имеет необычно высокую долю металлов, что указывает на мощное столкновение в прошлом.
• История бомбардировок Луны помогает реконструировать прошлое всей Солнечной системы.

Исторический контекст

1. Около 4,5 млрд лет назад началось формирование Солнечной системы.
2. Через 100 млн лет появились первые протопланеты.
3. В течение следующих сотен миллионов лет происходили крупнейшие столкновения, определившие судьбу Венеры, Земли, Марса и Меркурия.

Уточнения

Аккре́ция (лат. accrētiō «приращение, увеличение» от accrēscere «прирастать») — процесс приращения массы небесного тела путём гравитационного притяжения материи (обычно газа) на него из окружающего пространства.

Вене́ра — вторая по удалённости от Солнца и шестая по размеру планета Солнечной системы, наряду с Меркурием, Землёй и Марсом принадлежащая к семейству планет земной группы. Названа в честь древнеримской богини любви Венеры.