Сезонная инсоляция на ранней Венере не была главным фактором климата

Венера и Земля имеют схожие размеры и массу, но их климатическая эволюция пошла по совершенно разным путям. Чтобы понять, как Венера превратилась в раскаленный парниковый мир, ученые исследуют факторы, влиявшие на её ранний климат. Новая работа, представленная на arXiv, посвящена роли сезонной изменчивости инсоляции на молодой планете.

Исследователи построили карты приходящего солнечного потока для Венеры в современную эпоху и для возраста 0,5 млрд лет, когда Солнце было примерно на 30% тусклее, а орбита и параметры вращения планеты могли существенно отличаться от нынешних. Были рассмотрены режимы медленного и быстрого вращения, умеренный наклон оси вращения (10 градусов) и повышенный эксцентриситет орбиты (от 0,15 до 0,30) — такие диапазоны взяты из динамических исследований возможных состояний ранней Венеры.

Для перевода карт потока в климатическую значимость авторы применили идеализированную модель энергетического баланса — как глобальную (нуль-мерную), так и с разрешением по широте (одномерную). Модель калибровалась по современной Венере и включала характерное время радиационной релаксации, связывающее изменчивость внешнего воздействия и термический отклик атмосферы.

Результаты показали, что на ранней Венере происходило заметное перераспределение инсоляции по широтам и фазам орбиты. Однако средний по орбите приходящий поток менялся лишь незначительно во всем рассмотренном диапазоне параметров. Это означает, что атмосферная непрозрачность — в первую очередь толстый слой облаков и парниковые газы — оставалась главным регулятором температуры поверхности.

По словам авторов, вариации инсоляции на Венере действуют скорее как модуляторы климатического состояния, а не как его основные движители. Реализуемый эффект определяется соотношением между временем воздействия и временем радиационной релаксации атмосферы.

Полученные карты инсоляции и диагностические характеристики могут стать важными граничными условиями для будущих трехмерных симуляций климата ранней Венеры. В частности, они помогут исследовать режимы, при которых на поверхности планеты могли долго сохраняться умеренные температуры, гипотетически пригодные для жизни.