Этна станет для ученых полигоном по исследованию вулканов Венеры

Сицилийский вулкан Этну в качестве «модельного объекта» предложила использовать при подготовке будущих венерианских миссий международная группа исследователей, в состав которой из России вошли специалисты из Института космических исследований (ИКИ) РАН, Института геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского РАН, Московского государственного технического университета им. Н. Э. Баумана, сообщает 24 января пресс-служба ИКИ РАН.

Одной из загадок планеты Венера является вопрос о вулканической деятельности на ней сейчас или в недалеком прошлом. Данные, полученные с орбитальных и посадочных аппаратов, необходимой информации для обоснованного ответа на этот вопрос не дали, кроме того что указали на высокую вероятность наличия активных вулканов на планете.

При этом на настоящий момент на Венере нет тектоники плит, какая наблюдается на Земле, вызывая землетрясения и извержения вулканов. Но около 500 миллионов лет назад (совсем недавно по геологическим меркам) вся поверхность Венеры была полностью залита молодыми лавами. Однако неизвестно, как это происходило. Стало ли это результатом относительно быстрой вулканической катастрофы, произошедшей на Венере, или поверхность обновлялась постепенно?

Сейчас на орбите Венеры работает только аппарат Японского агентства аэрокосмических исследований Akatsuki (JAXA), запущенный к Венере в мае 2010 года. Однако мировые космические агентства уже планируют несколько миссий, в их числе будущая российская межпланетная станция «Венера-Д». Среди запланированных есть как орбитальные, в том числе для радиолокационного картирования, так и посадочные миссии.

Чтобы научные программы будущих космических миссий были максимально информативными, желательно заранее изучить некоторые «земные аналоги» Венеры, в том числе земные вулканы. Среди них сицилийский вулкан Этна, который в качестве аналога венерианского вулкана Идунн Монс выбрала и обосновала этот выбор группа ученых.

Соответствующая программа исследования Этны была предложена на 54-й конференции по наукам о Луне и планетах 2023 года инициативой AVENGERS (Analogs for VENus’ GEologically Recent Surfaces, «аналоги геологически молодой поверхности Венеры»). Эта инициатива описана в статье, опубликованной в журнале Icarus.

Авторы статьи «Гора Этна как наземная лаборатория для изучения недавней вулканической активности на Венере будущими миссиями: сравнение с горой Идунн, Венера» — это группа исследователей из научных организаций Италии, США, Великобритании, России, Индии, Испании, Нидерландов. Ее руководителем является сотрудник Астрономической обсерватории Абруццо Национального института астрофизики Италии Пьеро Д’Инчекко.

Исследователи считают Этну похожей по ряду параметров на венерианский вулкан гора Идунн (Idunn Mons) в области Имдр (Imdr Regio). Радиолокационное зондирование Венеры показало, что этот вулкан мог быть активен совсем недавно по геологическим меркам или даже остается действующим в настоящее время.

Диаметр Этны у подножия составляет 45 км, а максимальная высота — 3356 м над уровнем моря. Ее склоны пологи (~5 градусов) до высоты около 1800 м, далее же угол крутизны возрастает в среднем до ~20 градусов. Этна — стратовулкан, то есть имеет коническую форму, но одновременно на склонах Этны много шлаковых конусов.

У горы Идунн диаметр у основания составляет 200 км (один из самых больших на Венере), но высота всего лишь порядка 2,5 км, поэтому склоны у нее менее крутые, чем у Этны, и она больше напоминает щитовые вулканы на Земле, формировавшиеся постепенными излияниями магмы.

Однако условия на Венере не похожи на земные, и исключить взрывной вулканизм образования горы Идунн нельзя.

Каналы и застывшие потоки на вершине этого вулкана можно сопоставить с лавовыми каналами на склонах Этны. Но есть и более глубокое сходство. Как и Этна, которая находится близко от рифтовой системы — глобальной единой совокупности крупных разрывных тектонических структур земной коры (рифтов), — гора Идунн непосредственно взаимодействует с рифтовой системой каньона Олапа (Olapa Chasma), составляя вместе с ним одну из самых геологически «молодых» областей Венеры.

Поверхность в этом регионе может оказаться моложе 10 000 лет, но пока эти выводы основываются на предположениях о том, как должны вести себя минералы в венерианских условиях. В этой области Венеры еще не проводились прямые измерения на поверхности, но есть вероятность, что регион Имдр станет целью посадки аппарата «Венера-Д».

Поиск «аналога» также обусловлен тем, что орбитальные наблюдения также требуют наличия «калибровочного тела», с которым можно будет сравнивать данные инфракрасного зондирования.

Так как вулкан Этна дает пример и эффузивного (плавное излитие лавы), и эксплозивного (взрывного) механизмов извержения, то, исследование выброшенных пород позволяет понять, на какие особенности спектра следует обратить внимание при изучении Венеры.

Для того чтобы Этна стала «калибровочным телом» для горы Идунн, были исследованы различные образцы лавы Этны с помощью видимой, инфракрасной и рамановской спектроскопии. Кроме того, на примере Этны можно уточнить, какие режимы радарных измерений наиболее информативны для науки.

Еще одним важным преимуществом Этны является то, что ее давно и регулярно исследуют, и добраться до нее легко. Всё это позволяет отрабатывать отдельные элементы миссий на Венеру. В том числе посадку, бурение и забор грунта, которые проводились советскими аппаратами «Венера» и которые запланированы для миссии «Венера-Д».

Но Этной не заканчиваются возможные места на Земле, которые с успехом могут стать полигоном для подготовки миссии к Венере. Авторы статьи считают, что чем больше вариантов удастся изучить, тем лучше будет подготовлен «научный штурм» этой планеты.