Согласно результатам нового моделирования, высокоскоростные столкновения на ранних этапах истории Венеры могут помочь понять различия между Венерой и ее каменистой планетой-сестрой Землей.

Эти две планеты похожи во многих аспектах. Они имеют близкие размеры, массы и плотности, а также они расположены примерно на одинаковом расстоянии от Солнца. Тем не менее, некоторые ключевые различия – такие как обитаемость, состав атмосферы и тектоника плит – до сих пор не получили объяснения.

Космические столкновения на высокой скорости могут помочь объяснить, почему Земля является обитаемой, а Венера – нет, согласно новому исследованию.

«На ранних этапах формирования Солнечной системы столкновения между космическими телами были неизбежны, — сказал Саймон Марчи (Simone Marchi), планетолог из Юго-Западного исследовательского института, США. – Если космическое тело, столкнувшееся с планетой, имело диаметр больше, скажем, сотни километров, то такое столкновение оказывало глубокое влияние на слои материала, расположенные глубоко в недрах планеты, а также на ее поверхность и атмосферу. Такие гигантские столкновения влияли на всю планету целиком».

Недавняя работа, проведенная другой группой исследователей, показала, что космические тела в период поздней аккреционной фазы эволюции Венеры, от 4,5 до 4,0 миллиардов лет назад, могли бомбардировать планету, двигаясь, в среднем, на более высоких скоростях, по сравнению с телами, бомбардировавшими Землю. Более четверти столкновений космических объектов с Венерой происходили на скоростях свыше 30 километров в секунду (около 107 000 километров в час).

Это новое исследование показывает, что крупные, высокоскоростные столкновения космических тел с Венерой приводили к формированию в два раза большего количества расплава, если сравнивать с Землей. Высокоскоростные столкновения с Венерой под острыми углами к вертикали могли привести к полному расплавлению мантии, согласно этой новой работе.

Даже одно такое мощное столкновение с Венерой могло прервать и даже полностью «перезагрузить» эволюцию на планете, согласно Марчи. Временами Венера могла превращаться из твердого каменистого тела в расплавленный шар, в результате чего происходило изменение минералогии и физической структуры недр планеты и ее поверхности. Любая сформировавшаяся на ранних этапах атмосфера могла быть полностью потеряна в космос в результате столкновения и заменена на летучие газы, выделяющиеся из расплава. Одиночное столкновение на высокой скорости могло в конечном счете определить возможность существования тектоники плит на планете, вносящей большой вклад в создание обитаемых условий на планете, предполагает Марчи.

Работа представлена на осеннем собрании Американского геофизического союза 2021 г.