Книга: Солнечная система (Астрономия и астрофизика)

Парадокс устойчивости рельефа

Существование на поверхности Венеры высоких гор еще недавно казалось сомнительным. В самом деле, материал, из которого сложена кора Венеры, по составу близок к базальту.

Об этом говорят все измерения. На Земле высокие горы плавают на более плотной мантии за счет «поплавков» — корней из материала относительно малой плотности, например толстого слоя базальта. Однако температура поверхности Венеры (460°С) такая же, как на глубине около 15 км. в земной коре. Если градиент температуры там такой же, как на Земле, то на уровне нижней части корней горных массивов базальт должен быть размягченным. Следовательно, высокие горы Венеры за непродолжительное время, казалось бы, должны «утонуть» в литосфере планеты. Но они не тонут. Объяснить это можно было бы тем, что литосфера имеет более толстый свод, и уровень размягчения коры сдвинут вниз. Но для этого требуется уменьшить градиент температуры в коре, а значит — сократить поток тепла, поступающего снизу.

Известно, что часть теплового потока создается за счет распада радиоактивных элементов, рассеянных в литосфере и, частично, в мантии, главным образом — урана, тория и калия-40. Измерения с зондов «Венера» показали, что эти элементы действительно содержатся в коре Венеры и должны создавать соответствующий градиент температуры.

Другая, значительная часть тепла, выходящего сегодня сквозь кору Земли, родилась на ранней стадии ее истории. Если высокие горы Венеры действительно указывают на малый температурный градиент в ее недрах, то это означает, что начальный запас тепла у нее был меньше, чем у Земли, либо она каким-то образом растеряла запасы своего тепла еще на ранней стадии эволюции.

Анализ рельефа Венеры указывает на большие различия геологических историй ее и Земли. Тектонические явления на Венере не носят глобального характера. Во многих местах сохранилась древняя кора. Не исключено, что поступление в атмосферу малых газообразных составляющих происходит за счет вулканической активности. Литосфера Венеры, несмотря на высокую температуру поверхности, удерживает от погружения в мантию огромные горные массивы. Несмотря на весьма плотную атмосферу во множестве сохранились ударные метеоритные кратеры.

Кроме геологических различий, есть, по-видимому, различия в составе. Если бы химический состав обеих планет совпадал полностью, средняя плотность Венеры была бы 5,34, а не 5,24 г/см³. Что же касается плотности поверхности (2,0—2,9 г/см³), то она близка к плотности поверхностных пород Земли.