Когда-то на Венере извергалось множество вулканов. Около 80 % ее поверхности занимают застывшие лавовые потоки. На Венере можно найти щитовые вулканы и стратовулканы, некоторые потоки их лавы достигают сотен километров в длину. Но долгое время ученые считали, что активный вулканизм на Венере в далеком прошлом и сейчас планета геологически мертва и покрыта толстой неподвижной корой.
Но все-таки постепенно накапливались доводы в пользу того, что извержения вулканов на Венере продолжаются и в современную эпоху. Об этом говорило высокое содержание серы в атмосфере планеты и другие косвенные признаки. Однако добыть доказательства венерианских извержений до сих пор не удавалось. Из-за сложных условий наблюдения (планету закрывает мощный слой атмосферы) ученым трудно определить, извергаются ли венерианские вулканы и каков возраст вулканических пород на поверхности планеты.
В 2007 году в атмосфере Венеры произошло повышение содержания диоксида серы, которое потом снижалось в течение последующих пяти лет. Ранее, в 1980-е годы, подобные колебания концентрации диоксида серы и метана отмечались аппаратами «Пионер-Венера-1» и «Пионер-Венера-2».
В 2008–2009 годах инфракрасный спектрометр, установленный на космическом аппарате Venus Express Orbiter, обнаружил относительно небольшие «горячие пятна» на поверхности Венеры, где температура возрастала с 480 °C до 825 °C на очень краткий срок, всего несколько дней. Это явление объяснили активным вулканизмом, а быстрое охлаждение лавовых потоков связали с исключительно высокой теплопроводностью плотной атмосферы Венеры. «Горячие пятна» располагались вдоль каньона Ганики, который давно считался рифтовой зоной с высоковероятными проявлениями вулканической активности. В 2020 году был предложен новый метод определения возраста вулканических пород на Венере по изменениям минерала оливина. По мнению ученых, возраст отдельных участков насчитывал всего несколько месяцев или лет.
Но это всё же были косвенные признаки венерианского вулканизма. Теперь же группа ученых впервые получила прямое свидетельство извержения. Его удалось увидеть в материалах, собранных космическим аппаратом «Магеллан», который исследовал Венеру в 1990–1994 году. Снимки, сделанные с разницей в восемь месяцев, показывают резкое увеличение кальдеры вулкана в результате внезапного обрушения. Аналогичные события происходят с земными вулканами, когда содержащая магму камера частично опустошается и лежащие над ней горные породы оседают вниз. Такое происхождение имеют, например, кальдеры гавайских вулканов Мауна-Лоа и Килауэа.
«Наблюдение за этими событиями в течение короткого периода предполагает, что либо "Магеллану" невероятно повезло, либо, как и на Земле, на Венере регулярно извергается множество вулканов», — говорит планетолог Роберт Херрик (Robert Herrick) из Аляскинского университета, руководивший исследованием. — Мы можем исключить версию, что это умирающая планета». Авторы исследования опубликовали свои результаты в журнале Science и рассказали о них на недавней конференции Lunar and Planetary Science Conference. Открытие делает Венеру третьим планетным телом в Солнечной системе с активными магматическими вулканами после Земли и спутника Юпитера Ио (свидетельства активной вулканической деятельности в прошлом обнаружены также на Марсе, но там пока не найдено признаков современных извержений).
Роберт Херрик сравнивает проведенное исследование с поисками иголки в стогу сена без гарантии, что иголка там вообще есть. У ученых было несколько кандидатов, например, гора Маат высотой 8330 метров над средним уровнем поверхности Венеры. Маат представляет собой щитовой вулкан, сформированный потоками лавы древних извержений, так что его диаметр составляет сотни километров. На вершине горы располагается кальдера размером 28 на 31 километр, внутри которой есть по меньшей мере пять кратеров диаметром 5–10 километров. Аппарат «Магеллан» обнаружил, что сила гравитации над горой Маат на удивление низкая — признак того, что его подпитывает горячий шлейф менее плотной породы из мантии. А микроволновое излучение вершины свидетельствовало о том, что химический состав ее поверхности напоминает молодую лаву. Признаком недавних извержений было и отсутствие на склонах метеоритных кратеров. Отсутствовал на горе Маат и «венерианский снег» — неизвестная субстанция, хорошо отражающая радиоизлучение, которой покрыты многие венерианские горы.
Анализ снимков оказался непростым делом. При разрешении в несколько сотен метров сделанные «Магелланом» изображения относительно грубы и чувствительны только к самым большим изменениям ландшафта. Более того, за время своей пятилетней миссии космический корабль посещал одни и те же точки не более трех раз, а во время второго прохода его радар был повернут на 180°. По словам Херрика, сопоставлять рельеф местности под разными углами далеко не просто: «Одни и те же вещи выглядят совершенно по-разному».
Но после сотен часов утомительных сравнений, охватывающих менее двух процентов венерианской поверхности, Херрик заметил признаки изменения кальдеры у горы Маат. Чтобы не быть обманутым, он связался со Скоттом Хенсли, специалистом по радарам из Лаборатории реактивного движения NASA, который неоднократно разоблачал прошлые ложные тревоги в данных «Магеллана». Хенсли смоделировал, как должна была выглядеть неизмененная кальдера во время второго прохода «Магеллана», и полученная картина резко отличалась от наблюдавшейся. На втором изображении также были видны свежие потоки лавы, но они могли быть скрыты от глаз во время первого прохода, предупреждает Херрик. Тем не менее изменения кальдеры являются недвусмысленным свидетельством вулканической активности.
Ученые надеются, что новые свидетельства о вулканах на Венере удастся раздобыть трем новым космическим аппаратам, которые отправятся к Венере: европейскому орбитальному аппарату EnVision (2031) и миссиям DAVINCI (2029) и VERITAS (2031), которые готовит NASA. По словам Херрика, и EnVision, и VERITAS будут оснащены более четким радиолокационным зрением, чем «Магеллан», что сделает их более пригодными для наблюдения за активными геологическими процессами на Венере. «Мы гарантированно увидим действительно большие изменения», — говорит ученый.