Венерианский фосфин объяснили активным вулканизмом

Планетологи предложили возможное объяснение природы венерианского фосфина без привлечения деятельности микроорганизмов. Предполагается, что за появление этого потенциального биомаркера ответственен плюмовый вулканизм, действующий на Венере до сих пор. Статья опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Возвращение к вопросу потенциальной обитаемости Венеры произошло осенью прошлого года, когда был объявлено об обнаружении в ее атмосфере на высоте около 53-61 километров от поверхности планеты газа фосфина, который считается потенциальным биомаркером для каменистых экзопланет. В дальнейшем это было косвенно подтверждено архивными данными автоматических аппаратов, однако авторы открытия после его критики в ходе повторного анализа данных дали новую, меньшую оценку содержания фосфина в облаках Венеры. При этом изначально заявлялось, что присутствие фосфина трудно объяснить с помощью химических процессов в атмосфере или на поверхности планеты, включая вулканизм, однако и биологический путь образования этого вещества как результата жизнедеятельности микроорганизмов в настоящее время плохо изучен.

Нгок Чыонг (Ngoc Truong) и Джонатан Лунин (Jonathan I. Lunine) из Корнеллского университета опубликовали работу, которая указывает на правдоподобие химических процессов, связанных с вулканизмом, как абиотического источника венерианского фосфина. Предполагается, что фосфиды металлов поступают из глубоких слоев мантии планеты на ее поверхность во время плюмовых вулканических процессов, а затем попадают в атмосферу в виде пыли в результате взрывных извержений. В атмосфере же фосфиды, находясь в аэрозольном слое, реагируют с серной кислотой, образовывая фосфин.

Ученые провели расчеты темпов потери и пополнения фосфина в атмосфере Венеры с использованием данных о лабораторных экспериментах в ходе разных химических реакций. Оказалось, что взрывное извержение, подобное Кракатау, с объемом выброса около десяти кубических километров, забросит на высоты 40-80 километров достаточное количество фосфидов, чтобы образовался фосфин. На продолжающийся активный вулканизм на Венере указывают эпизодические всплески содержания диоксида серы в верхней части облачного покрова планеты, а также изменение количества дымки над облаками. Кроме того, время жизни фосфина в наиболее стабильных слоях атмосферы Венеры может быть намного дольше, чем на Земле из-за гораздо меньшей концентрации радикалов ОН.

Исследователи отмечают, что их работа носит пока что лишь оценочный характер и требует дальнейших, более масштабных исследований Венеры как на предмет поиска активных вулканов, так и точного определения содержания фосфина на разных высотах в атмосфере Венеры, которые должны проводить орбитальные или спускаемые аппараты.

Ранее мы рассказывали о том, как ученые признали верхние слои атмосферы Венеры непригодными для земных экстремофилов.

Александр Войтюк