В царството на венерианските облаци

Многократното озвучаване на атмосферата на Венера по време на преминаването на автоматични станции през нея даде възможност да се получи доста подробна картина на нейната структура. Облачността на планетата е трипластова: на височини от 70 до 90 км има разредена стратосферна мъгла, на 50-70 км - основният облачен слой, а на 30-50 км - суб облачна мъгла. Основният облачен слой е много стабилен, въпреки че на места е по-дебел и на места малко по-прозрачен. Той е оранжево-жълт на цвят. Този необичаен за жителите на Земята цвят на небето се дължи на факта, че атмосферата на Венера се състои от CO2, големите молекули на които разпръскват тази част от слънчевата светлина. Облаците на Венера са много ярки, отразяващи около 80% от светлината (това е сравнима с отражателната способност на купчините облаци в атмосферата и полярните ледени шапки на повърхността на Земята). Облаците съдържат аерозолни частици сярна киселина и водни пари. Температурата в този слой е около 10 ° C. Измерванията от космическите станции показват, че дори в най-плътната част на основния облачен слой (57-61 км) той е подобен на слабата земна мъгла или мъгла, тъй като обхватът на видимост в нея е 1-3 км.

Най-острата граница на промяната на физическите параметри в облачната покривка на Венера (осветеност, плътност, прозрачност и др.) Настъпва на ниво 50 км, където се намира долната граница на облаците. Структурата на облачния слой от дневната и нощната страна на планетата е различна. Постоянен облачен слой съществува само над 50 ± 2 км. Слоят под него (суб облачна мъгла) има различен химичен състав и се появява само през нощта, като се разпространява до нивото от 37 км - до полунощ и до 30 км - до зори. До обяд тази мъгла се изчиства.

Облачният слой бързо се движи от изток на запад над бавно въртяща се планета, като прави една революция около него за 4 земни дни. Ветровете в него на височини 50-60 км достигат супер-ураган (повече от 12 точки) със скорост -100-710 м/сек (около 400 км/ч). При приближаване към повърхността, започвайки от надморска височина от 20 км, скоростта на вятъра намалява рязко и на височина от 10 км вече е само 3 m/s (около 10 km/h). На самата повърхност на планетата (на височина около 1 м) вятърът духа със скорост 0,5-1 м/с (2-4 км/ч). Трябва обаче да се има предвид, че на Венера това е вятърът от въздуха, който е 50 пъти по-плътен от земята, така че налягането, което създава, е много по-голямо.

Масата на атмосферата на Венера е около 100 пъти масата на атмосферата на Земята. Преобладаващият дял на атмосферата е въглеродният диоксид (CO2

97%); азот (N2) - около 3%; водна пара (H2O) - 0,05%, кислород - хилядни от процента. Съществуват и много малки количества примеси SO2, H2S, CO, HCl, HF. Температурата на повърхността на Венера (на нивото на средния радиус на планетата) е около 750 K (470 ° C, а максималната е регистрирана 530 ° C), а дневните й колебания са незначителни. Налягането е около 107 Ра, или 100 атм, плътността на газа е почти два порядъка по-висока, отколкото в земната атмосфера. Установяването на тези факти беше разочарование за много изследователи, които вярваха, че на тази планета, толкова подобна на нашата, условията са близки до тези на Земята през карбоновия период и следователно има подобна фауна. Изглежда, че първите температурни определяния биха могли да оправдаят подобни надежди, но уточненията (по-специално с помощта на превозни средства за спускане) показаха, че поради парниковия ефект близо до повърхността на Венера е изключено всяко съществуване на течна вода.

Облаците на Венера са съставени предимно от 75 до 80 процента сярна киселина. В облаците присъстват капчици разтвор на сярна киселина, образувани под въздействието на слънчева светлина от въглероден диоксид, присъстващ в атмосферата, както и водни пари и сярни съединения. Концентрацията на водната пара се увеличава с височината, достигайки максимум на надморска височина от около 50 км, където е сто пъти по-висока от тази на твърда повърхност, тоест фракцията на парите на тази височина се доближава до един процент. Температурата и налягането първо падат с увеличаване на надморската височина. Температурният минимум (150-170 К) е определен на височина 100-120 км, а с по-нататъшно покачване температурата се повишава, достигайки 600-800 К на височина 12 хил. Км. Установено е, че изотопът на лекия аргон на Венера е с два порядъка по-висок от този на земята. Най-горните слоеве на облаците на Венера отразяват 76% от падащата слънчева светлина.

От историята на изследването на атмосферата

Освен това в атмосферата на Венера са открити азот (4%) и други газове (метан, амоняк, азотни оксиди, сяра, хлор и флуорни съединения, кислород).

Астрономите са изследвали подробно разпределението на налягането, плътността, състава и температурата на атмосферата на Венера по височина. Дългосрочните наблюдения на облачния слой на Венера от Mariner-10 позволиха да се разкрият редица стабилни детайли, ясно видими при ултравиолетовите лъчи. Те се движат по посока на въртенето на планетата, значително преди нея - с период от четири дни.

Въпросът за състава на облаците на Венера дълго време остава обект на остър дебат. Хипотезите, че венерианските облаци са водни капчици, ледени кристали, капчици CO2, прахови частици бяха отхвърлени една след друга. Когато в началото на 1967 г. френските астрофизици Пиер и Жана Конес откриват следи от хлор и флуорни съединения (HCI и HF) в спектъра на облаците на Венера, те също се считат за възможни компоненти на частиците от облачния слой. Но внимателният анализ показа, че тази хипотеза също е погрешна.

Отговорът е получен през 1972 г., когато американските изследователи Луиз и Андрю Йънг, както и Годфри Сил, независимо един от друг, стигат до извода, че най-разнообразните данни от наблюденията върху облаците на Венера (техният индекс на пречупване, спектрални характеристики) са добре удовлетворени като се приеме, че те се състоят от капчици концентрирана сярна киселина (H2SO4). В допълнение сярната киселина лесно се комбинира с вода. Налягането на водната пара над нивото на облаците се оказа точно такова, каквото трябва да бъде, ако облаците са съставени от капки от 80% разтвор на сярна киселина. Такива капчици се намират и в земната стратосфера. Но в облаците на Венера те играят основна роля.

Откъде идва сярната киселина в атмосферата на Венера? Проучванията показват, че той се образува химически от серен диоксид SO2, който може да бъде получен от повърхностни скали, съдържащи сяра (пирити) и вулканични изригвания. Вулканите се проявяват по друг начин: техните изригвания нанасят мощни електрически разряди - истински гръмотевични бури в атмосферата на Венера, които многократно са били записвани от инструменти на станциите от серията Venera.

Георги Бурба, кандидат на географските науки