При описании поверхности Венеры, нам часто бу­дут встречаться понятия «восток, запад, север, юг». Учитывая необычный характер вращения Венеры, их следует уточнить. Северное полушарие Венеры лежит к северу от эклиптики, юж­ное — к югу. Восточным считается направление против часовой стрелки, если смотреть сверху на Неверный полюс планеты (так же, как и на Земле). Таким образом, вращается Венера с востока на запад (а Земля — с запада на восток). Отсчет долгот произ­водится от центрального меридиана к востоку, от 0 до 360°. Этот нулевой меридиан выбран так, что он проходит точно через центр небольшого метеоритного кратера Ариадна диаметром 28 км, лежащего на равнине Седны (его северная широта около 44°). В качестве курьеза отметим, что Солнце на Венере восходит на западе. Впрочем, это не имеет значения, ибо с поверхности планеты его диск все равно не виден, а рассеянный солнечный свет практически однородно разлит по небосводу.

Телевизионное изображение поверхности Венеры, которое пе­редала со дна ее газового океана советская «Венера-9» (1975 г.), было первым изображением, полученным с другой планеты (не считая Луны). Оно показало (рис. 1) нагромождение камней на склоне горы — восточном склоне горного массива Бета, в точке с координатами 32° с. ш. и 291° в. д. Лишь спустя несколько лет выяснилось, что Бета — вулканический массив, причем один из крупнейших в Солнечной системе. Более того, по некоторым признакам одна из его частей может сейчас находиться в актив­ном состоянии.

Рис. 1. Первый в истории снимок поверхности Венеры.
Снимок передан 22 октября 1975 г. спускаемым
аппаратом "Венера-9".

На панораме, которая охватывает угол в 170°, видны кам­ни, разбросанные по всему полю снимка. Самые крупные из них — метровые глыбы у горизонта. Между камнями виден рыхлый грунт. В нем содержится 0,3% калия, 0,6 · 10^-4% урана и 3,6· 10^-4% тория. Такой состав более или менее характерен для базальтоидов. Вместе с другими данными он свидетельству­ет о глубокой геохимической дифференциации коры Венеры.

«Венера-9» села на крутом склоне: приборы показали, что наклон составляет 30°. Аппарат проработал на поверхности 53 минуты, пока мог противостоять адскому теплу окружающей атмосферы. Камни на разрушающемся склоне горы указывают на активность коры планеты. Эти камни не могут быть очень старыми, поскольку за долгое время они все-таки разрушаются под действием ветра и небольших изменений температуры. Зна­чительные изменения температуры, которые на Земле вместе с водой и ветром довольно быстро разрушают рельеф, на Венере отсутствуют: различие дневной и ночной температур поверхно­сти по расчетам не превышает одного градуса — это своеоб­разный природный термостат. Скорость ветра у поверхности, как уже отмечалось, не превосходит 1 м/с, но из-за большой плотности атмосферы Венеры это равносильно земному ветру 8 м/с — весьма внушительно. «Свежие» обломки, которые видны на рис. 1, могли возникнуть под действием каких-то внутрен­них сил, например, сейсмических явлений.

Зонд «Венера-10» (1975 г.) опустился ближе к экватору, на расстоянии 1700 км от «Венеры-9», в точке с координатами 16° с. ш. и 291° в. д. Он сел практически без наклона на об­ширную каменную плиту на равнине у южного склона Беты и передавал данные в течение 65 минут. Зонды «Венера-13 и -14» (1 и 5 марта 1982 г.) опустились намного южнее Беты, на 750 и 1350 км к югу от экватора, в 1600 и 2700 км к востоку от центра меньшего, чем Бета, горного массива Феба, располо­женного на той же долготе. Их телефотометры впервые пере­дали цветное изображение ландшафта, окружающего аппараты. К тому же, каждый из аппаратов специальным грунтозаборником взял с поверхности образец грунта, поместил его в герметичный корпус аппарата и с помощью рентгеновского флюоресцентного спектрометра определил химический состав.

Рис. 2. Полукруговая панорама поверхности Венеры,
полученная посадочным аппаратом "Венера-13"

На снимках «Венеры-13» (рис. 2) показана поверхность, очень похожая на ту, что видна на панораме «Венеры-10», хотя расстояние между точками их посадки 2820 км. Изображение состоит из двух частей; каждое охватывает по 170° одной из сторон от аппарата. Оси камер были наклонены на 50° к вер­тикали, что позволило увидеть подробности в центре снимка и получить изображение участков с меньшим разрешением вплоть до горизонта на краях панорамы.

Самые мелкие частицы грунта, различимые на снимке, имеют размер 3 мм. Раздробленный грунт в центре состоит из мелких частиц и камешков до 50 мм. Здесь же видны каменные плиты протяженностью 0,5-2 м. Возможно, рис. 3 показывает наибо­лее распространенные на Венере пейзажи. Геологи считают, что каменные плиты — это выходы коренных скальных пород, об­ладающие заметной слоистостью. Поверхность плит носит следы выветривания (бугорки и ямки).

Рис. 3. Полукруговая панорама поверхности Венеры,
полученная посадочным аппаратом "Венера-14"

Интересно происхождение мелкого грунта. Частично это про­дукт разрушения каменных плит. Вид рыхлого грунта говорит о большом возрасте поверхности. Приборы зарегистрировали пы­левое облако, которое образовалось при ударе аппарата в момент посадки. Грунт может также содержать вулканические пеплы, а некоторые тонкие каменные плиты могут быть сцементирован­ной (литифицированной) коркой таких пеплов. Не исключено, что поверхность в районе посадки «Венеры-13» носит следы недалеких вулканических извержений.

Таким образом, однотипный ландшафт видели три «Венеры» из четырех. Это рыхлый грунт и выходы коренных пород, кото­рые изломаны в куски каким-то неизвестным процессом.

Дальний склон на панорамах «Венеры-13 и -14» окрашен в яркий желто-зеленый цвет, в то время как ближняя часть того же района имеет бурые и оранжево-зеленоватые оттенки. Это связано с составом света, рассеянного в плотной атмосфере. Голубой цвет земного неба — результат рэлеевского рассеяния света молекулами воздуха, которое быстро ослабевает с ростом длины волны света (λ^-4). Поэтому небо Земли, строго говоря, больше фиолетовое, чем голубое. На Венере рэлеевское рассе­яние действует во много раз сильнее. Кроме того, синие лучи поглощаются некоторыми газами в атмосфере. Лишь незначи­тельная часть синих и голубых лучей достигает поверхности Ве­неры. Поэтому небо над горизонтом там имеет яркий оранжевый и желто-зеленый оттенок.

Поверхность Венеры, состоящая главным образом из базальтоидов, имеет неяркие характерные оттенки — черный и ко­ричневый. Как и на Земле, основную окраску грунту придают соединения железа: двухвалентный ион железа дает зеленоватый тон, трехвалентный — красноватый. В качестве возможного зем­ного аналога венерианской поверхности называют окрестности вулкана Толбачик на Камчатке, сильное извержение которого наблюдалось в 1975 г. Однако цвет вулканической породы у Толбачика отличается от цветов на снимках с Венеры из-за различий в спектральном составе освещения. В грунте Венеры примерно половину составляет кремнезем (SiO₂). В таблице 1 приведен со­став поверхности Венеры, найденный рентгенофлуоресцентным методом в трех точках посадки.

Таблица 1. Состав поверхности Венеры в весовых процентах

Исходя из состава, порода в месте посадки «Венеры-13» отне­сена к довольно редким на Земле толеитовым базальтам, которые можно встретить, например, на Гавайях.

Цветовые оттенки на панорамах «Венеры-13 и -14» удобно сравнивать с белыми полуцилиндрическими крышками телефо­тометров. Эти крышки отбрасывались перед началом работы и лежат на грунте, как можно видеть на снимках. Но с одной из четырех крышек произошло непредвиденное: пробник для измерения механических свойств грунта, распрямляясь, вонзился именно в крышку. Другого места на Венере для него не нашлось!

Зонд «Венера-13» за 127 минут, которые он проработал на поверхности планеты, 11 раз передал панорамные изображения, которые показали, что количество грунта, выброшенного на по­верхность посадочного буфера, постепенно уменьшалось. Причи­на может быть лишь одна: ветер. Он сдувал мелкие частицы, оставляя следы за выступающими деталями аппарата. Измерения показали, что скорость ветра вокруг «Венеры-13» была от 0,5 до 0,6 м/с, а иногда немного больше. В результате крупинки грунта до 4 мм, а также более мелкий материал постепенно исчезли с посадочного буфера.

Скорость ветра в месте посадки «Венеры-14» была почти вдвое меньше. Вид поверхности в этом районе (13°15' ю. ш., 310°09' в. д.) совершенно не похож на предыдущие снимки. В нижней половине рис.5.11 видна ровная поверхность, обра­зованная наслоением горизонтальных плоских плит небольшой толщины, иногда до 12 слоев. Местами плиты растрескались, но сыпучего грунта здесь почти нет.

Скорость ветра, которую при спуске аппарата обычно из­меряют по доплеровскому смещению частоты радиосигнала, в 1982 г. определяли еще одним, несколько необычным методом — с помощью микрофона. Вообще говоря, он предназначался для регистрации шума, создаваемого устройствами самого зонда, по­скольку эти шумы могли помешать регистрации микросейсмов — очень слабых колебаний грунта, которые записывал сейсмограф. Выяснилось, что кроме ожидавшихся звуков, микрофон слышал также шум ветра, обтекавшего его арматуру. В пересчете на условия Венеры скорость ветра составила всего 0,37 м/с. Этого хватало на перемещение лишь мелких частиц.

В левой части панорамы рис. 3 сквозь разлом в темной поверхности видна более светлая плита нижнего слоя. Было высказано предположение, что грунт здесь представляет собой затвердевшие слои горизонтально растекавшейся во вре­мя вулканических извержений лавы. Однако по горизонтальной поверхности лава далеко не растечется, и ее поверхность при этом получается неровной. Но в дальнейшем сходный вулкани­ческий пейзаж на Земле все же удалось найти. Тем не менее группа геологов выступает с другой гипотезой, состоящей в том, что этот рельеф возник в процессах накопления осадков (седиментации), когда осаждение последовательных слоев проис­ходило через большие интервалы времени. Предполагается, что пыль выбрасывалась в атмосферу вулканами, а затем медлен­но осаждалась на поверхность, где слеживалась и спекалась. «Венера-14» стоит на совершенно плоской равнине, в то время как «Венера-9 и -13» опустились в холмистой местности. По сравнению с температурой и давлением, зарегистрированными «Венерой-13» (738 К и 89,5 бар), более высокие значения (743 К и 93,5 бар), переданные «Венерой-14», указывают, что место ее посадки находится на 0,7 км ниже.

Так выглядят небольшие участки поверхности, которую Вене­ра долго скрывала от нас. Но кроме панорам мест посадки зондов «Венера», планетологи имеют и весьма детальные глобальные карты, полученные с помощью радиолокаторов, находящихся как на Земле, так и на борту космических аппаратов.

Планетную радиолокацию можно отнести к главным дости­жениям техники конца XX в. В начале 1970-х появилась первая радиокарта Венеры. Она давала распределение коэффициента радиоотражения, который, в принципе, прямо не связан с оп­тически темными и светлыми районами поверхности. Наземные радиолокационные исследования Венеры наиболее удобно про­водить вблизи ее нижнего соединения, когда планета наиболее близка к Земле. В верхнем соединении планета слишком далека от нас. Поэтому первая наземная радиолокационная карта могла охватить только одно полушарие планеты (точнее, 30% всей ее территории).

Первые топографические карты были невыразительными, так как Венера оказалась равнинной планетой. Подробности появились вместе с новым мощным инструментом космических ис­следований — радиолокатором бокового обзора. Такие локаторы были установлены на советских аппаратах «Венера-15 и -16», выведенных в 1983 г. на полярные эллиптические орбиты с перицентром вблизи северного полюса планеты. За каждый ви­ток орбиты аппараты картировали полосу поверхности шириной 150 км и длиной в четверть окружности планеты.

Рис. 4. Радарная карта полушария Венеры с
долготой центрального меридиана 180°.
Светлая полоса, пересекающая полушарие
вдоль экватора, это крупнейшая возвышенность
на Венере — земля Афродиты. Изображение
построено по данным КА "Магеллан".

В общей сложности было кар­тировано 66% территории се­верного полушария Венеры, включая район полюса с раз­решением до 1 км. Еще луч­шее разрешение, до 120 м, бы­ло получено локацией с аме­риканского аппарата «Магел­лан», который работал на ор­бите спутника Венеры с 1990 по 1994 г. (рис. 4).

Если бы поверхность Вене­ры была покрыта водой до «ну­левого» уровня, т. е. до 6051 км по радиусу, то 92% ее поверх­ности скрылось бы под неглу­боким океаном. Над вообража­емой водной поверхностью вы­ступали бы только три масси­ва—в северной, восточной и западной частях планеты. Ре­льеф Венеры характеризуется равнинными районами, горами и низменностями. По аналогии с Землей горные районы Ве­неры можно называть матери­ками. Их суммарная площадь невелика. К ним относятся три большие области: земля Иштар, где располо­жены плато Лакшми и высочайшие на Венере горы Максвелла (центр у 63° с. ш., 2,5° в. д.); крупнейший материк — земля Афродиты, простирающийся в южном полушарии почти до 10-й параллели (рис. 4); область Бета (центр 30° с. ш., 283° в. д.), склоны которой известны по снимкам «Венеры-9 и -10». Горные районы Венеры похожи на горные районы Земли, но занимают всего 8% поверхности планеты.

Несколько большую площадь имеют низменности: 27%. К ним относятся Аталанта (центр 63° с. ш., 163° в. д.), пред­ставляющая большую равнину диаметром 2500 км, углубленную почти на 2 км относительно среднего уровня, а также некото­рые другие районы. Остальная поверхность находится на про­межуточных высотах и представляет собой волнистые равнины, вероятно, вроде тех, что представлены на снимках «Венеры-13». В северо-восточной части земли Афродиты имеются многочисленные горные цепи высотой 1,5-2 км, разделенные интервалами около 1000 км.

Большая часть коры Венеры очень древняя; в пользу этого говорит сравнение кривых распределения метеоритных кратеров по размерам для Земли и Венеры. Возможно, кора Венеры более стабильна, тогда как Земля потеряла значительную часть древ­ней коры в процессе ее переработки. По своей геологической истории Венера и Земля различаются. Тектоническая деятель­ность Венеры, по-видимому, менее активна, но локальные ее проявления очень заметны, например, земля Иштар, о которой речь пойдет ниже.

Земля и Венера — единственные планеты, носящие женские имена. Когда пришла пора называть детали на карте Венеры, было решено, что всем им (за одним сключением) будут при­сваиваться только женские имена из языков всех народов мира, принадлежащие историче­ским, мифологическим и литературным героиням. Если считать Альфу и Бету также женскими именами, то единственным исключе­нием стало название «горы Максвелла», о которых речь пойдет впереди. Уточ­нение структуры области Альфа позволило привя­зать нулевой меридиан к небольшому, но заметному кратеру. Для начала коор­динат среди женских имен было остроумно выбрано имя Ева.

Структура Альфы (25° ю.ш., 0° в. д.) — это волнистое плато размером около 1300 км с небольшим понижением в центре. Альфа относится к древней части коры Венеры. Рельеф этой области образован многократным и длительным процессом сжатия, создавшим сложно ори­ентированную складчатость поверхности. Альфа возвышается до 2,5 км над окружающей местностью (с юга это равнина Лавинии). Плато имеет сильно раздробленную поверхность. За время существования Альфы, достигающее 1 млрд лет, процес­сы сжатия образовали систему пересекающихся долин и гряд. Такой рельеф получил название «тессера». На рис. 5.18 крупным планом показан участок Альфы размером 125x150 км. Такие же тессеры встречаются и в других районах планеты.

Наибольший из «континентов», или «материков» — Зем­ля Афродиты, расположенная в экваториальной области, име­ет протяженность около 18 тыс. км и охватывает долготы 60-220° (рис. 4). В широтном направлении она простирается от 10° с. ш. до 45° ю. ш. (более 5000 км), а ее восточная оконеч­ность Атла тянется до 30° с. ш. Площадь континента по уровню 6052,2 км составляет 41 млн км², что близко к площади Африки. (В сумме континенты Венеры занимают лишь 5-7% территории, в зависимости от того, по какому превышению над средним уровнем считать). Здесь расположено большое число ярких в радиолучах кольцевых образований. Их глубина невелика, всего сотни метров. На южной окраине Земли Афродиты находится необычное образование — каньон Артемиды (разомкнутое коль­цо в юго-западной части рис. 4). Это что-то вроде огромного кратера-фантома сравни­тельно правильной фор­мы и диаметром около 2600 км, с сильно разру­шенным двойным валом и ярким в радиолучах пят­ном в центре (34° ю. ш., 135° в. д.). Рифтовая си­стема каньона Артемиды напоминает сильно разру­шенный срединноокеанический хребет на Земле.

Типичные равнины Ве­неры — обширные Рав­нины Седны и Гиневры. По многим признакам центральную и южную части равнины Седны можно отнести к вулканическим образованиям. Вероятно, она похожа на базальтовые равнины Марса и Луны. Равнину Седны составляют холмистые районы. Равнины Венеры можнолишь условно считать плоскими. На них встречается большое разнообразие рельефа. Гряды, вытянутые с северо-запада на юго-восток и разделенные интервалами примерно в 1 км, представляют рельеф в районе 30° с.ш., 333° в. д.

Во многих районах Венеры встречаются кратеры несомнен­но метеоритного происхождения. Так, в 2000 км к западу от Альфы, на равнине Лавинии расположена группа из трех боль­ших ударных кратеров диаметрами от 37 до 63 км. По-видимому, они имеют общее происхождение и порождены большим метеоритным телом, распавшимся в атмосфере на три части. Высокая раздробленность материала валов кратеров уве­личивает эффективность отражения радиоволн, поэтому валы кажутся светлыми. И наоборот, темный фон указывает на от­носительно гладкую поверхность окружающей равнины. На Венере обнаружено 850 метеоритных кратеров диаметрами от 1,5 до 280 км; они сравнительно равномерно распределены по поверхности. Плотная атмосфера рассеивает импульс, которым обладает метеоритное тело. Поэтому основное число метеорит­ных кратеров должно было образоваться в очень отдаленную эпоху, когда масса атмосферы была значительно меньше. Впро­чем, крупные метеоритные тела с массой более 10⁸ кг могут пробить атмосферу Венеры даже теперь. Но таких тел мало. По результатам, полученным с «Магеллана», было установлено, что метеоритные кратеры Венеры похожи на молодые ударные кратеры Земли, но гораздо старше их; они отражают события по­следних 500 млн лет. Многие удары сопровождались обильными лавовыми излияниями; таков кратер Изабелла. Следы намного более ранних событий на поверхности планеты не сохранились. Во всяком случае похоже, что полмиллиарда лет назад усиление вулканизма на Венере значительно обновило ее поверхность. Ныне вулканы планеты изливают около 0,5 км³ лавы в год, что близко к показателям Земли.

Рис. 5. Фрагмент области Альфа (30° ю.ш. и 11.8° в.д.).
Трехмерное изображение создано по данным
АМС «Магеллан».

Вулканизм Венеры — важный фактор ее жизни. Вулканы там обычно небольшие, около 20 км в диаметре, хотя имеются и более крупные: у 150 вулканических объектов диаметры превыша­ют 100 км, а общее число вулканов — более 1600. Формы многих из них необычны. Среди них есть «короны» (концентрические валы), «арахноиды» (радиальные структуры с концен­трическими валами), извилистые лавовые каналы, до­стигающие в длину 1000 км, и другие. Все данные указывают на присутствие огромных резервуаров лавы под поверхностью планеты. Вулканизм Венеры относится к восходящим мантий­ным потокам и системе «горячих пятен». У Венеры вулканизм распределен практически глобально, тогда как на Земле он кон­центрируется вдоль границ плит. Несколько повышена плотность вулканов в районах, охватывающих около 20% территории вдоль экватора Венеры.

Внимание исследователей привлекли необычные, совершенно круглые образования, с плоской, а иногда проваленной верхуш­кой и очень крутыми склонами. Семь таких «тарелок» диамет­рами, в среднем, около 25 км вытянуты в линию, вероятно, вдоль глубокой трещины, сквозь которую поднималась магма. Они расположены у восточного края Альфы и напоминают толстые блины с крутыми краями (рис. 5). Предполагается, что они образовались при излияниях очень вязкой лавы, которая медленно растекалась и застывала.

Вулканы Земли во время извержений часто выбрасывают огромные тучи пыли, которая покрывает толстым слоем окрест­ные районы. Заметить вулканическую пыль в атмосфере Венеры не удалось: ее подоблачная часть всегда была чистой. Но следы пыли на поверхности («хвосты» за некоторыми кратерами) все же удалось найти, причем не только от вулканов.

С севера к равнине Седны примыкает второй по величине материк Венеры — земля Иштар. Ее площадь около 8,5 млн км² (примерно площадь Австралии). В широтном направлении Земля Иштар тянется на 2500 км, в долготном — почти на 8000 км. Это своеобразный геоморфологический заповедник, объединяю­щий совершенно несходные элементы рельефа: обширное высокогорное плато Лакшми вулканического происхождения, горы Максвелла, примыкающие к нему с востока, и расположенный на восточной оконечности материка район особого рельефа. Плато Лакшми лежит на высоте 3-4 км (2-3 км над окружающим районом). Оно вдвое больше земного Тибета. На его поверхности можно видеть несколько крупных вулканических кальдер. Наиболее крупные — Сакаджавейя (64,5° с. ш., 336° в. д.) и Коллет (66° с. ш., 323° в. д.) размерами около 100 и 160 км. По ряду признаков они близки к щитовым вулканам. Рельеф горных районов Земли Иштар чрезвычайно сложен. Общего мнения о тектонических процессах образования Земли Иштар пока нет.

Рис. 6. Высочайшая область Венеры — горы Максвелла.
В центре изображения – кратер Клеопатра.

Другая достопримечательность этой области — горы Макс­велла, примыкающие к плато Лакшми с востока. Ставшее исклю­чением для топонимики Венеры мужское имя Джеймса Клерка Максвелла (1831-1879), теоретически открывшего радиоволны, было присвоено высочайшим горам планеты, чтобы подчеркнуть роль радиолокации в исследованиях Венеры. Горы Максвелла (рис. 6) находятся в центральной части земли Иштар. Назападе можно видеть выступающий язык плато Лакшми. Цен­тральная часть горного массива находится на уровне 7 км над плато, причем крутизна склона с западной стороны очень велика; даже усредненная по радиоизмерениям она достигает 18°. Во многих отношениях горы Максвелла напоминают горы Акны и Фрейи, обрамляющие плато Лакшми с севера и запада, — такая же складчатость рельефа с типичной шириной складок 10-20 км. Высочайшая часть гор Максвелла находится в 50 км от их подножья со стороны плато. Вершина массива (63° с. ш., 2,5° в. д.) достигает уровня 11 км над средней поверхностью (ра­диус 6051,6 км). На 5 км ниже вершины расположен необычный кратер — патера Клеопатры (66° с. ш., 10° в. д.) с диаметром внешнего вала 100 км. Внутри большого кратера находится еще один с внутренним диаметром 50 км и глубиной 1 км относи­тельно дна внешнего. Общая их глубина 2,5 км.

Происхождение этого кратера вызывает споры. Если он ме­теоритный, то как удалось очень большому метеориту угодить почти точно в высочайшую вершину? Если же это вулканиче­ская кальдера, то почему она находится в стороне от вершины? Против вулканической гипотезы говорит отсутствие радиальных лавовых потоков, но оказалось, что такой же вид имеет вулкан Пакка в Кении (Африка). Все же большинство планетологов считает, что Патера Клеопатры — это ударный кратер гигантских размеров. На его северо-восточном склоне виден прорыв вала, через который лава вытекала и заливала всю восточную часть района. Излияние лавы могло быть следствием вскрытия ее ре­зервуаров при ударе метеоритного тела. Возможно также, что при ударе расплавились горные породы, что вызвало извержение.

По-видимому, тектоническая активность Земли Иштар отно­сится к прошлому. Возраст плато Лакшми и прилегающих райо­нов оценен в 0,5-1 млрд лет. Это подтверждает, что метеоритные кратеры на Венере сохраняются до 500 млн лет, в то время как на Земле они разрушаются за несколько миллионов лет.

В 4000 км к юго-западу от Земли Иштар находится область Бета. Этот массив состоит из двух сходных по размерам частей: горы Реи и горы Тейи. Вид восточного склона Беты известен: там опустились «Венера-9 и -10». С большой вероятностью можно считать Бету огромным щитовым вулканом. На светлом фоне горы Тейи выделяется черное пятно, похожее на вулканическую кальдеру на вершине горы. Отходящие в стороны лучи — это, вероятно, следы лавовых потоков. Массив Бета достигает в вы­соту 4-5 км над средним уровнем планеты. Исходя из видимых разрушений, специалисты считают гору Реи старым образова­нием, а гору Тейи — более молодым. Проявления современного вулканизма возможны именно в районе Беты.

Таким образом, радиолокационная техника позволила осуще­ствить то, о чем так долго мечтали астрономы: увидеть поверх­ность Венеры.

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.

Если тепловыделение от распада радиоактивных элементов в коре Земли и Венеры одинаково, то средний тепловой поток через поверхность планеты должен быть около 0,05 Вт/м². Бла­годаря конвекции в мантии Земли, тепловой поток выносится на ее поверхность главным образом через «горячие точки» — срединноокеанические рифты и, в меньшей степени, вулканы. Но на Венере, где рифты немногочисленны, основной вынос тепла мо­жет происходить лишь при извержении вулканов. Просачивание тепла сквозь кристаллическую кору благодаря молекулярной теп­лопроводности для Венеры должно играть второстепенную роль, так как при большом тепловом потоке существование высоких гор на планете было бы невозможным. Постоянно извергающиеся вулканы могли бы дать выход теплу и сохранить от плавления корни горных массивов.

Впрочем, противники вулканизма Венеры обращают внима­ние, что гравитационные аномалии там значительно сильнее, чем для массивов того же масштаба на Земле, что указывает на какие-то необычные процессы в литосфере Венеры. Возможно, в горячих точках лава выдавливается на поверхность из мантии и динамически поддерживает вулканические массивы вроде Макс­велла или Беты.

Следует упомянуть еще один аспект вулканизма Венеры. С космических аппаратов наблюдалось внезапное резкое обога­щение верхней части облачного слоя дымкой — мельчайшими аэрозольными каплями. Имеются сообщения, что подобное ино­гда наблюдалось и на Земле. Для образования избытка аэрозоля что-то должно было резко увеличить концентрацию сернистого газа. Было высказано предположение, что причиной служит ги­гантское вулканическое извержение. Но количество сернистого газа в атмосфере не может существенно измениться в результате одного извержения; для этого нужны миллионы лет. Механизм проще. Сернистого газа много в подоблачной атмосфере. В мо­мент мощного извержения (как извержение Тамборы в 1815 г.) выбрасывается огромное количество тепла, которое разогревает приземные слои атмосферы и образует настолько мощную кон­векцию, что восходящие потоки воздуха выносят достаточное количество сернистого газа в надоблачную атмосферу. Там он перерабатывается в серную кислоту и образует избыток аэрозоля. Подтверждается такое объяснение не только внезапностью обогащения, но и постепенным, в течение нескольких лет, умень­шением концентрации аэрозоля.

О строении недр Венеры пока мало данных. Ее безразмерный момент инерции, по-видимому, лишь чуть больше, чем у Земли. Пока он точно не найден; обычно принимают значение 0,333. Яд­ро планеты несколько меньше, чем у Земли. На него приходится около 12% массы (у Земли 16%). В целом недра Венеры должны быть похожи на земные недра, хотя литосфера может быть более толстой.

С внутренним строением Венеры и особенностями ее враще­ния связана проблема отсутствия у нее магнитного поля, что выделяет ее из планет земной группы. У Венеры и Земли близки размеры, средняя плотность и, вероятно, строение недр. Одна из современных теорий генерации магнитного поля у небесных тел (теория динамо) указывает, что напряженность магнитного поля планеты зависит от скорости ее вращения и прецессии полярной оси. Из этой теории следует, что дипольное поле Венеры должно быть слабым. Но измерения указывают на напряженность, еще по крайней мере в 10 раз более низкую, чем предсказывает тео­рия. Похоже, что общего дипольного поля у Венеры вообще нет.

Те слабые хаотические магнитные поля напряженностью 15-20 нТл, которые замечены в ионосфере Венеры, индуцируют­ся в ней вмороженным в солнечный ветер межпланетным маг­нитным полем, напряженность которого поблизости от планеты около 10 нТл (10^-4Гс).

Источники

См. также