Странные гипотезы: Венера на месте Марса и формирование Солнечной системы

Могла ли Венера оказаться на месте Марса?

С момента возникновения Солнечной системы орбиты всех планет изменились, но как Марс и Венера, расположенные по разные стороны от Земли, могли бы поменяться местами? Идёт ли речь об очередном — и неожиданном — результате моделирования процессов в протопланетном облаке? Нет. Не идёт. Такой гипотезы никто не выдвигал. Просто, в комментариях к одной из статей читатель задал вопрос что было бы.

Марс и Венеру — конкретные планеты Солнечной системы — поменять местами нельзя. Ибо особенности их состава и масса — не случайны. Планета размером с Венеру не могла бы сформироваться в следующем за земными кольце. Слишком близко находился Юпитер, в силу стечения благоприятных для него и известных уже обстоятельств всосавший две третьих всего вещества диска — четвёртое «марсианское» кольцо почти полностью в том числе. С другой стороны, нет и причин, по которым бы на месте Венеры сформировалась планета-недомерок.

Допустим, речь не о Солнечной системе, а о другой, но с близкими характеристиками звезды. И допустим, что там на расстоянии 1.5 астрономические единицы расположена планета подобная Венере. То есть, почти как Земля по массе, но без крупного спутника, — чтобы увеличить степень подобия. Что будет? Какие условия на поверхности такого мира следует ожидать через 4.5 миллиарда лет? У альтернативной Венеры спутник будет. Ибо спутники планетам положены по тем самым известным уже законам, с точки зрения которых проблема рассматривается. Реальной Венере не позволили сохранить её луну приливные воздействия близких Земли и Солнца. А реальному Марсу — близость Юпитера. В альтернативном же варианте системы планета на места Марса не встретится ни с одной из вышеупомянутых проблем. Луну или луны она получит.

Но, допустим, что это естественные спутники сформированные из обломочных колец по стандартному механизму. А значит, имеющие суммарную массу лишь около 0.1% от массы планеты. Эффект от приливного разогрева недр, таким образом, будут ниже, чем в случае системы Земля-Луна. Но выше, чем в случаях настоящих Венеры и Марса.

Итак. На расстоянии 1.5 астрономических единиц от солнцеподобной звезды формируется планета массой 82% от земной. И сразу новость: диаметром эта планета превзойдёт не только Венеру, но и Землю. Ведь плотность Марса не даром на 30% меньше плотности Земли. Лишь отчасти это объясняется меньшей степенью гравитационного сжатия. В некоторой мере и меньшей долей металла в более удалённом кольце. То есть, плотность планеты окажется менее 5 грамм на кубический сантиметр, ускорение же свободного падения на 15% меньше земного.

Но этим разница не исчерпается. Планета удивит наблюдателя и скоростью вращения. Реальная Венера, делавшая при рождении оборот всего за 7 часов, затормозилась и даже слегка раскрутилась в обратную сторону суммарными эффектами приливных воздействий Солнца и потерянного спутника. Земля (исходная продолжительность суток 7.5 часов) растратила энергию вращения на выталкивание тяжёлой Луны на высокую орбиту. Легковесный же Марс был заторможен приливными воздействиями Юпитера. Но у альтернативной Венеры спутники мелкие, и Юпитер над ней не нависает по условию задачи, — иначе бы её просто не было. А значит, сутки на момент формирования на ней составят 10, а через 4.5 миллиарда лет — не более 14 часов.

Однако, интереснее всего условия на поверхности. Марс, как известно, в первый миллиард — или даже два — лет своей истории обладал гидросферой, — сначала постоянной, а затем возникающей эпизодически. Альтернативная Венера на месте Марса, само собой, справится с задачей лучше. На первых порах, — пока избыток внутреннего тепла возмещает недостачу излучения не разгоревшегося, как следует, солнца, —это будет наиболее пригодная для жизни планета системы. Интенсивное выделение газов вулканами, — а лёгких веществ в составе планеты изначально больше, чем в составе Земли, — в купе со вполне убедительной гравитацией позволит создать и удержать плотную атмосферу. Удалённость от солнца на этом этапе станет преимуществом, — давление солнечного ветра, срывающего ещё не прикрытые магнитосферой газы, вдвое ниже, а низкая освещённость позволит удержать температуру атмосферы в разумных пределах, позволяющих пару проливаться дождями.

На рубеже катархея-архея — около 4 миллиардов лет назад, — в момент, когда на Земле запасы воды ограничивались близкими к кипению кратерными морями, Марс же кое-как скопил себе жиденький океан, — Венера-бис уже будет покрыта водой наполовину, или даже более того. Не так быстро, как это случилось на Марсе, будет происходить и охлаждение.

Но прежде о магнитном поле. Земля получила его не сразу, а лишь по мере того, как в начале архея первичное холодное ядро планеты расплавилось и в порядке дифференциации недр сменилось ядром из жидкого железа. На Марсе этот процесс даже не был завершён. Как теперь установлено, дифференциация недр на этой планете в самый ответственный момент «замёрзла». На Венере же всё прошло штатно, но — остановилось вращение планеты, в результате чего механизм генерации поля запущен не был. На Венере-бис, вертящейся, как волчок, с магнитным полем затруднений не предвидится. Что, в свою очередь, означает сохранность накопленной на ранних этапах атмосферы.

Масса планеты ниже земной, и приливного разогрева она не испытывает, — и даже, в отличие от Венеры реальной, вся энергия вращения которой была переведена в тепловую быстро и решительно до 4 миллиардов лет назад, — не испытывала никогда. Таким образом, недра Венеры-бис будут холоднее не только земных, но и современных венерианских. Вулканизм на альтернативной Венере, видимо, не прекратится полностью, — не доказано, на самом деле, что сейчас он полностью отсутствует на Венере и Марсе, — но за уже за пару миллиардов лет до современности перестанет работать по земному типу. Конкретно же, исчезнет верхняя — жидкая — мантия, в которой на Земле плавают материковые плиты. И тут… начинается область домыслов. Итоговая тектоника планеты, скорее, должна быть ближе к Венерианской, а на Венере около 400 миллионов лет назад произошла «линька» с полной сменой коры. То есть, вместо регулярного «землеподобного» выделения гравитационного и радиационного тепла там работает какой-то малопонятный пока катастрофический сценарий.

Так что же с водой и жизнью? Ну… примерно до 3 миллиардов лет назад условия на Венере-бис будут сначала лучше, а затем не хуже земных. Это будет очень влажный (сравнительно с молодой Землёй) и умеренно тёплый мир. Но потом планета, находящаяся за пределами зоны Златовласки, закономерно начнёт замерзать. Превращаясь, однако, не в Марс, а в что-то подобное Земле эпохи криогения, — мир с плотной (плотнее земной) атмосферой из азота и углекислоты, покрытой серыми песками сушей и замёрзшими на глубину сотни метров морями. Но, как отмечалось выше, климат Венеры-бис может оказаться крайне нестабильным из-за происходящих раз в несколько сотен миллионов лет расплавлений коры.

Источник: dzen.ru