Из чего состоят облака Венеры? Ученые знают, что они состоят в основном из капель серной кислоты с небольшим количеством воды, хлора и железа. Их концентрации меняются с высотой в плотной и враждебной атмосфере Венеры. Но до сих пор им не удалось идентифицировать недостающий компонент, который мог бы объяснить пятна и полосы облаков, видимые только в УФ-диапазоне.
В новом исследовании, исследователи из Кембриджского университета синтезировали железосодержащие сульфатные минералы, которые стабильны в суровых химических условиях венерианских облаков. Спектроскопический анализ показал, что сочетание двух минералов, ромбоклаза и кислого сульфата железа, может объяснить загадочную особенность поглощения ультрафиолета на нашей соседней планете.
«Единственные доступные данные о составе облаков были собраны зондами и выявили странные свойства облаков, которые до сих пор мы не смогли полностью объяснить», — сказал Пол Риммер (Paul Rimmer) из Кавендишской лаборатории и соавтор исследования. «В частности, при исследовании в УФ-свете венерианские облака показали особую картину поглощения УФ-излучения. Какие элементы, соединения или минералы ответственны за такое наблюдение?»
Создавая на основе химии атмосферы Венеры, команда синтезировала несколько железосодержащих сульфатных минералов в лаборатории водной геохимии Департамента наук о Земле.
Суспендируя синтезированные материалы в серной кислоте различных концентраций и отслеживая химические и минералогические изменения, команда сузила список потенциальных минералов до ромбоклаза и кислого сульфата железа, спектроскопические характеристики которых были изучены под источниками света, специально разработанными для имитации спектра солнечных вспышек.
Лаборатория фотохимии в Гарварде участвовала в исследовании, предоставив измерения характера поглощения УФ-излучения трехвалентного железа Fe3+ в экстремально кислых условиях, пытаясь имитировать еще более экстремальные венерианские облака.
«Характер и уровень поглощения, показанные комбинацией этих двух минеральных фаз, согласуются с темными ультрафиолетовыми пятнами, наблюдаемыми в венерианских облаках», — сказал соавтор Клэнси Чжицзян Цзян (Clancy Zhijian Jiang). «Эти целенаправленные эксперименты выявили сложную химическую сеть в атмосфере и пролили свет на круговорот элементов на поверхности Венеры».
«Венера — наш ближайший сосед, но она остается загадкой», — сказал Риммер. «У нас будет шанс узнать гораздо больше об этой планете в ближайшие годы благодаря будущим миссиям НАСА и ЕКА, которые будут исследовать ее атмосферу, облака и поверхность. Это исследование подготавливает почву для этих будущих исследований».
Исследование было опубликовано в журнале Science Advances.
Источник: University of Cambridge.
