Венера с иным климатом и температурой поверхности

[Maki]

Считается что Земля потеряла большую часть первичной атмосферы в результате "лунного" импакта.

Нашёл статью на "Элементах" про азот.

Одна из загадок химии Земли, над которой ломают голову геохимики, — так называемый «дефицит азота» в составе Земли.

Сидерофильная геохимическая природа азота (сродство к железу), его исключительно высокая растворимость в металлических сплавах, а также тот факт, что в железных метеоритах повышено содержание азота, стали в свое время основанием для выдвижения гипотезы о том, что большая часть земного азота до сих пор содержится в ядре. Авторы считают обнаружение нитридов в самых глубинных разновидностях алмазов прямым доказательством обогащенности азотом подошвы нижней мантии и подтверждением данной гипотезы. Они предполагают, что основной геохимический резервуар азота Земли находится в ядре и нижней мантии.

Так что на Земле, получается, "лишний" азот действительно надёжно захоронен в глубине мантии.
А на Венере - мантия как-то умудрилась связать воду, а газы почему-то отправились в атмосферу.

[Novosedoff]

Что значит Земля изначально была богата водой, изначально это когда? Приблизительно 4 млрд лет назад она сформировалась и сразу стала обогащённой водой?

Самое любопытное - это то, что существование воды на земле подтверждается уже спустя всего каких-то 100 млн. лет после её образования 4.5 млрд. лет тому назад.  Подтвердить это удалось благодаря кристаллам циркона. Однако первоисточник происхождения воды из космоса доподлинно неизвестен.

Об этом, в частности, рассказывается в фильме ниже
https://www.kinopoisk.ru/film/evolyuciya-planety-zemlya-2007-431496/
Эволюция планеты Земля, 2007

[Kaufmann Diana]

Спасибо, обязательно посмотрю

[Dioksan]

Самое любопытное - это то, что существование воды на земле подтверждается уже спустя всего каких-то 100 млн. лет после её образования 4.5 млрд. лет тому назад.  Подтвердить это удалось благодаря кристаллам циркона. Однако первоисточник происхождения воды из космоса доподлинно неизвестен.

Сейчас основным источником воды считаются С-астероиды, те что выпадают в виде углистых хондритов.

http://perso.astrophy.u-bordeaux.fr/~sraymond/movies_grandtack.html

[Klapaucius]

масса атмосферного азота там в 4 раза больше, чем на Земле

Считается что Земля потеряла большую часть первичной атмосферы в результате "лунного" импакта.

Тогда и гидросферы тоже. И Венера была очень водным миром, пока вода не превратилась в пар а потом в углекислый газ. Я не против такой гипотезы. Если бы испарить сейчас океаны на Земле, потом подождать пока водяной пар потеряет в космос водород и атмосфера станет из углекислого газа, те же 100 атмосфер получатся. Причём азот из коры наверняка выпарится, и будет его те же 3-4 атмосферы парциального давления.

Так что на Земле, получается, "лишний" азот действительно надёжно захоронен в глубине мантии.
А на Венере - мантия как-то умудрилась связать воду, а газы почему-то отправились в атмосферу.

Земля, не исключено, потеряла первичную атмосферу полностью при приобретении Луны. А мантии Венеры и Земли похожи, и не при делах. За исключением вращательного момента и магнитного динамо у Земли. Некоторые тут сразу вспомнят про солнечный ветер, что атмосфера без магнитного поля быстро улетучится (скажите это Венере). Но другие приводят аргументы что нет, что этот фактор несущественен. Расчёты наше всё, но весомых не встречал.

[Novosedoff]

Сейчас основным источником воды считаются С-астероиды, те что выпадают в виде углистых хондритов.

http://perso.astrophy.u-bordeaux.fr/~sraymond/movies_grandtack.htm

Интересно. Хотя я, честно сказать, плохо понимаю особое место Земли среди других планет нашей системы в отношении содержания воды.

Хондритовые метеориты вроде как действительно составляют 87% всех метеоритов, падающих на Землю: https://en.wikipedia.org/wiki/Meteorite_fall_statistics?wprov=sfla1

При этом вода вроде как составляет где-то в районе 0.1-0.5% от хим.состава хондритов:
https://www.researchgate.net/figure/The-Kernouve-Bulk-Composition-Along-With-an-Average-of-Five-Other-H6-Chondrite-Falls_tbl2_258491439

https://www.researchgate.net/figure/Element-ratios-in-chondritic-meteorites_tbl2_223836543

На Земле вода составляет лишь 0.02% от массы Земли. Ну плюс ещё некоторое содержание воды в  атмосфере, притом что атмосфера составляет лишь 0.5% от массы мирового океана.

Понятно, что на начальных этапах горячего формирования планеты вода со всеми ее свойствами архимедова вытеснения и газообразования  должна была оказаться именно на поверхности планет.

Другие планеты должны были проходить через те же этапы горячего образования. А вероятность падения на них тех же хондритовых метеоритов должна была быть не меньше чем на Земле, учитывая размеры многих. Однако обильное содержание воды на их поверхности, пусть даже в твердом состоянии, для нас пока не является очевидным. Сложно поверить, что Земля занимает какое-то исключительное место в ряду других планет, потому что это противоречит принципу Коперника.

У Сорохтина, которого некоторые очень любят цитировать на этом форуме, в книжке был любопытный график, показывающий динамику накопления массы воды на поверхности Земли. Из прикреплённого в виде картинки графика, на мой взгляд, следует, что хондритовые метеориты как-то странно падали на землю (и будут падать)  Как я понял из других источников, океаны плескались на Земле уже в первый миллиард лет ее существования, а в модели Сорохтина было, видимо, как-то иначе.

[Maki]

Земля, не исключено, потеряла первичную атмосферу полностью при приобретении Луны. А мантии Венеры и Земли похожи, и не при делах.

Не знаю. Гипотезу "мегаимпакта" ведь разделяют отнюдь не все. Судя по Плутону (не говоря о планетах-гигантах), спутники вовсе не такое редкое явление, и не требуют для себя версии мегаимпакта в каждом случае. А насколько похожи мантии Венеры и Земли, мы, конечно же, пока можем только фантазировать. Так что на данный момент все версии хороши.

[Klapaucius]

Судя по Плутону (не говоря о планетах-гигантах), спутники вовсе не такое редкое явление, и не требуют для себя версии мегаимпакта в каждом случае

У Меркурия, Венеры нет спутников совсем (как давно мы точно не знаем). У Земли один постоянный. У Марса два мелких, но явно кратковременные пассажиры или следы недавней катастрофы. Пояс астероидов... Там планеты не сформировалось, но многие астероиды имеют спутники и сами похожи на арахис. Дальше Юпитер, Сатурн и так далее. Красиво. О чём всё это? Чем дальше от Солнца, тем некоторые факторы (конкретно влияние Солнца) менее существенны.

А насколько похожи мантии Венеры и Земли, мы, конечно же, пока можем только фантазировать. Так что на данный момент все версии хороши.

Да. Но с чего бы они не должны быть похожи? Можно конечно придумать много причин. Но в целом Венера от Земли не сильно отличается, по внешним признакам. Ну температура поверхности градусов на 500 повыше, всего-то делов...

[Dioksan]

Хондритовые метеориты вроде как действительно составляют 87% всех метеоритов, падающих на Землю:

Воду заносили углистые хондриты, сейчас их около 5% от метеоритов, из них "мокрых" 1-2% с содержанием воды  от ~1% и до ~20%.

Обыкновенные хондриты как раз представляют основной и сухой материал для сборки каменных планет. Предполагается что мокрый материал замешало в сухую область диска в результате миграции юпитера.

Тогда и гидросферы тоже.

Кажется что нет.

пока вода не превратилась в пар а потом в углекислый газ.

Это что то странное.

Что можно вытащить и текущих атмосфер так это то что: Земля и Марс потеряли исходную атмосферу (аргон исходной атмосферы), Земля в мегаимпакте (есть ещё данные по малому содержанию на земле ксенона и криптона), а Марс постепенно(?) вместе со всей атмосферой. Венера же сохранила исходный аргон.
Венера потеряла почти всю воду (Относительно Земли по D/H), а Марс значительную часть воды.

Для Венеры есть валидная гипотеза что текущее состояние с разогнанным парниковым эффектом получилось сравнительно недавно ~700-800 млн лет назад, в результате массового вулканизма.

[Maki]

О чём всё это? Чем дальше от Солнца, тем некоторые факторы (конкретно влияние Солнца) менее существенны.

Наверняка этот так. Просто хотел бы отметить, что у теории "мегаимпакта" есть серьёзные критики. https://naked-science.ru/article/astronomy/exomoons-multi-impact
Не понятно, если Тейя сбила с Земли все лишние газы, то как она оставила воды на целый океан. И куда подавался океан воды на Венере, если мегаимпакта там не было. Там быстро возник парниковый эффект, и вся вода испарилась и распалась на Н и О за миллиарды лет?

Венера потеряла почти всю воду (Относительно Земли по D/H), а Марс значительную часть воды.
Для Венеры есть валидная гипотеза что текущее состояние с разогнанным парниковым эффектом получилось сравнительно недавно ~700-800 млн лет назад, в результате массового вулканизма.

Если 3,5 миллиарда лет подряд, на Венере не было жары, и были океаны - почему там не возникли как и у нас континентальные плиты, тектоника и захоронение карбонатов?

[Dioksan]

захоронение карбонатов

Карбонаты давно разложились,  в этом в тч и есть необратимость разогнанного парника.

тектоника

Тектоника дело тёмное.

континентальные плиты

Ну за континенты принимают иштар, афродиту, бета.
Вокруг афродиты есть ряд каньонов которые при должной фантазии можно за зоны субдукции принять. Иштар вся в горах аки, анды.
http://selena.sai.msu.ru/Laz/Publications/Map_of_Venus/Venus_map.jpg

700 млн всё таки долгий срок и разогнанный парник подавляет тектонику ежели она и была.

[Maki]

Ну за континенты принимают иштар, афродиту, бета.
Есть ряд каньонов которые при должной фантазии можно за зоны субдукции принять

Но в итоге, всё, почему-то, пошло не так, как у нас.
Получается, что или океанов достаточного объёма на Венере не было, или они были, но с углекислотой не справились (что странно), или континенты начали формироваться, но всё прервало какой-то катастрофическое событие.
Короче, придётся ждать рабочих схем на основе карбида кремния, посылать на Венеру сейсмограф, и взрывать там несколько зарядов...

[Klapaucius]

Не понятно, если Тейя сбила с Земли все лишние газы, то как она оставила воды на целый океан. И куда подавался океан воды на Венере, если мегаимпакта там не было. Там быстро возник парниковый эффект, и вся вода испарилась и распалась на Н и О за миллиарды лет?

Полагаю да (возможно парниковый эффект не быстро, а распалось быстро). Но со свечкой не стоял. Венера, возможно, после всех начальных событий была значительно более водной чем Земля. И не исключено что долго.
Скажем так, "от обратного". Добавим сейчас  (для следственного эксперимента, не на самом деле конечно, для умственного) в атмосферу Венеры водорода сколько надо. Свяжем углекислый газ в воду и карбонаты. Сколько воды получится? А примерно сколько в земном океане. Кислорода в земной атмосфере вроде значительно меньше (чем в гидросфере), полагаю можно и не считать. Хотя лучше посчитать конечно.

[Klapaucius]

Тогда и гидросферы тоже.

Кажется что нет.

пока вода не превратилась в пар а потом в углекислый газ.

Это что то странное.

Если атмосфера в основном из водяного пара, с температурой 200+ по Цельсию, в верхних слоях атмосферы может быстро происходить процесс разложения на водород и кислород (не претендую на достоверность, но выглядит логично). Кислород понятно будет быстро выгорать в углекислоту (тут уже без сомнений, если процесс пойдёт). А водород просто улетучиваться в космос.

[Maki]

Венера, возможно, после всех начальных событий была значительно более водной чем Земля. И не исключено что долго.

Предположим.

Добавим сейчас  (для следственного эксперимента, не на самом деле конечно, для умственного) в атмосферу Венеры водорода сколько надо. Свяжем углекислый газ в воду и карбонаты. Сколько воды получится? А примерно сколько в земном океане.

Как не-химик, крадучись сходил в гуугл... Водород с углекислотой реагирует в присутствии катализатора (медь, никель) образует воду и метан. Ещё более худшая парниковая смесь, чем углекислота. Но меди и никеля у нас нет. Так что эксперимент, наверное, не получится. Тем более, кальция (главного сырья для карбонатов в земном цикле) у нас тоже в доступе нет.

Впрочем, можно поискать куда делся кислород. Если окажется, что Венера на порядок "ржавее" Марса - то гипотеза "горячей и влажной Венеры" (поручик, молчать!) имеет право на жизнь.

P.S.

Кислород понятно будет быстро выгорать в углекислоту

При наличии массы доступных на поверхности углеводородов - возможно. А так - хм...

[Dioksan]

Кислород понятно будет быстро выгорать в углекислоту (тут уже без сомнений, если процесс пойдёт).

Что то подобное возможно было бы в волшебном мире флогистона, но вообще у нас в химии сохранение массы и элементного состава.

[Klapaucius]

Как не-химик, крадучись сходил в гуугл... Водород с углекислотой реагирует в присутствии катализатора (медь, никель) образует воду и метан. Ещё более худшая парниковая смесь, чем углекислота. Но меди и никеля у нас нет. Так что эксперимент, наверное, не получится. Тем более, кальция (главного сырья для карбонатов в земном цикле) у нас тоже в доступе нет.

Я лишь про "фарш провернуть назад".

Впрочем, можно поискать куда делся кислород.

Он в атмосфере Венеры, в виде углекислого газа (не меньше чем в земной гидросфере). Вас может смущает откуда столько углерода - но ведь в биосфере и литосфере Земли его вряд ли меньше. Просто он связан, температуры не те.

[Novosedoff]

[л. Венера, возможно, после всех начальных событий была значительно более водной чем Земля.

Очевидно же, что наоборот.
Возьмите расчетную массу венерианской атмосферы с сайта НАСА (в самом низу страницы):
https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/venusfact.html

Если б на Земле все океаны испарились в атмосферу, то по закону сохранения массы новая атмосфера весила бы те же 0.02% от массы Земли, что гидросфера сейчас весит. А на Венере атмосфера сейчас весит как 0.01% от массы Венеры. Иными словами, если б вся атмосфера Венеры превратилась бы в воду (хотя в ней диоксид углерода на 96% доминирует), то при той же площади покрытия поверхности планеты океаном что на Земле (70%) венерианский океан должен был бы получиться в среднем в 2 раза менее глубоким, т.е. не 4 км как на Земле, а 2 км, считайте глубина Черного или Красного моря

[Klapaucius]

Если б на Земле все океаны испарились в атмосферу, то по закону сохранения массы новая атмосфера весила бы те же 0.02% от массы Земли, что гидросфера сейчас весит. А на Венере атмосфера сейчас весит как 0.01% от массы Венеры. Иными словами, если б вся атмосфера Венеры превратилась бы в воду (хотя в ней диоксид углерода на 96% доминирует), то при той же площади покрытия поверхности планеты океаном что на Земле (70%) венерианский океан должен был бы получиться в среднем в 2 раза менее глубоким, т.е. не 4 км как на Земле, а 2 км, считайте глубина Черного или Красного моря

Во-первых, Венера всё же поменьше, хоть и немного (впрочем не так уж немного, 2я космическая скорость там заметно меньше). Во-вторых, массу улетучившегося (предположительно) водорода тоже стоило бы учесть, хотя конечно он весит мало. В третьих, процессы связывания кислорода в литосфере Венеры, а также выделение углерода и азота вполне возможны после разогрева.
В четвёртых, Венера не имеет магнитного поля. А тут на форуме весьма популярна гипотеза, что атмосфера таких планет быстро улетучивается из-за звёздного ветра. Я не согласен с ней (что это сильно существенно), но как фактор тоже можно было бы предположить.