Исследование поверхности Венеры

Самая близкая к Земле планета — Венера. Через каждые восемь лет она приближается к нам на расстояние всего пятьдесят миллионов километров. Двенадцать раз в ее околопланетном пространстве появлялись земные космические аппараты, шесть наших спускаемых аппаратов совершили мягкую посадку на поверхность планеты, дважды по космическому телевидению были показаны пейзажи Венеры. Используя спутник «Пионер — Венера», ученые уже составили топографическую карту почти всей поверхности «Утренней звезды».

Изложение результатов космических полетов к Венере занимает уже не одну сотню страниц в научных журналах, но мы почти ничего не знаем о составе венерианского грунта, если исключить сведения по радиоактивности пород в двух точках планеты.

Условия на поверхности Венеры в определенном смысле благоприятствуют теоретическому решению упомянутой задачи. Сейчас мы знаем, что на планете нет ни суточных, ни сезонных колебаний температуры поверхности, а на полюсах холоднее, чем на экваторе всего на несколько градусов. Эта ситуация определяется как астрономическими параметрами (наклон оси вращения к плоскости вращения вокруг Солнца, исключительная длительность венерианского года), так и особенностями метеорологии (режим газовых потоков в плотной, вязкой углекислой атмосфере).

Получается, что Венера — это гигантский природный термостат, глобальная лаборатория, в которой горные породы миллионы лет находятся в состоянии химического равновесия с горячим углекислым газом атмосферы. Состав таких многокомпонентных систем при любых давлениях и температурах можно рассчитать с помощью методов химической термодинамики. Иначе говоря, если нам известен набор химических элементов, то можно заранее предсказать, в каких соединениях они будут связаны при заданной температуре и давлении. Непременным условием является, конечно, достижение такой системой химического равновесия.

Задачу предсказания состава венерианских пород попытались решить в лаборатории термодинамики природных процессов. Итак, допустим, что атмосфера Венеры находится в состоянии химического равновесия с горными породами поверхности. Сами породы, видимо, содержат столько же кремния, железа, магния, алюминия и других главных элементов, сколько земные граниты (вариант № 1) или базальты (вариант № 2). Какие же минералы будут устойчивы в такой раскаленной пустыне, какой является поверхность планеты Венера?

В компьютер была заложена программа, включавшая термодинамические параметры (количественное описание энергетики химических реакций) около 90 минералов. В качестве посильной помощи человека машине заранее исключили заведомо неустойчивые соединения, богатые водой, в частности все минералы глин.

В качестве решения программа выдала названия примерно двадцати минералов, совместное нахождение которых наиболее выгодно с точки зрения природной «экономичности» исследуемого природного процесса.

Судя по нашим прогнозам, меньше всего потеряют свое лицо граниты. Вероятно, они очень похожи на земные, но содержат 5—10 процентов своеобразных минералов-примесей, включающих серу, — пирита и ангидрита.

Очень возможно, что именно сера «делает погоду» в метеорологии Венеры. Капли серной кислоты — главный компонент облачного покрова, примеси сернистого ангидрида в подоблачной тропосфере и, наконец, соединения серы в породах поверхности, вероятно, связаны единой цепью превращений. Возможно, круговорот серы на «Утренней звезде» сопоставим по своей значимости с ролью воды на Земле.

Такая ситуация вызывает особый интерес, поскольку к наиболее загадочным вопросам истории Венеры относится судьба воды. Были ли на Венере океаны, если были, то куда делась вода? Может быть, хотя бы часть ее крепко связана в неизвестных нам горных породах? Расчеты открывают и такую возможность поисков венерианской воды.