Сейчас на поверхности Венеры воды в жидком состоянии нет. О том, была ли она когда-то, мнения ученых до сих пор расходились, ведь неизвестно, как менялись условия на Венере в течение ее истории. Исследование соотношения дейтерия к водороду в современной атмосфере Венеры показывают, что в начале ее существования воды было достаточно для того, чтобы равномерно покрыть всю поверхность Венеры слоем от 4 до 500 метров. Это значительно меньше, чем на Земле, но все равно означает возможность существования целых озер или морей.

До сих пор ученые преимущественно моделировали возможность существования океанов на поверхности Венеры исходя из условий того, что вода с поверхности полностью не испарится. В своей новой работе исследователи из Сорбонны, Университета Женевы и Университета Бордо отметили, что для того, чтобы океаны могли испариться, они сначала должны конденсироваться из водяного пара. Поэтому они взялись за создание климатической 3D- модели Земли и Венеры, которая учла влияние атмосферной циркуляции и облаков как ключевых стабилизаторов климата, и которые можно будет сравнить.

Свои 3D- модели атмосферы Венеры и Земли исследователи построили на том факте, что сначала своего существования обе планеты были раскаленными в результате первичного разогрева недр, поэтому вся вода находилась в виде пара в атмосфере. В соответствии с этим изменились условия конденсации и конвективного переноса воды в атмосфере. Если на современной Земле, где существуют океанические участки, перенос осуществляется преимущественно в рамках одной небольшой ячейки, размер которой ограничивается несколькими тысячами километров, то в условиях полного испарения воды, доминировала одна огромная ячейка, которая особенно была заметна на Венере с ее небольшим содержанием воды в атмосфере.

Облака играют в этой модели двойную роль. На дневной стороне они создают альбедо и отражают часть солнечной радиации в космос. На ночной стороне все наоборот - облака мешают тепловой энергии атмосферы излучаться в космос и сохраняют тепло. На современной Земле, где облака расположены более или менее случайным образом, основная часть излучения тепла в космос происходит на ночной стороне, в результате чего происходит охлаждение атмосферы. А уже охлаждения атмосферы приводит к конденсации водяных паров из атмосферы, следствием чего является, например, выпадение росы.

Новая модель показала, что в условиях, когда вся вода находится в атмосфере в условиях пара ночная сторона должна быть покрыта плотным «одеялом» из облаков, в результате чего охлаждение атмосферы и конденсации влаги не происходит.

Построенная модель указывает на то, что температурные перепады, вызванные вращением планеты вокруг своей оси не могли способствовать конденсации воды в океаны. И критической здесь является величина инсоляции, то есть количества солнечного света, падающего на планету. Для того, чтобы океаны образовались, величина инсоляции должна составлять не более 312,5 Ватт на квадратный метр. Но это значение выше не только реального значения современной инсоляции Венеры, которая составляет 500, но и инсоляции на современной Земле, которая составляет 340 Ватт на квадратный метр.

Объяснить, почему океаны на Земле все же образовались можно с помощью парадокса слабого молодого Солнца. Дело в том, что в соответствии с моделью эволюции Солнца четыре миллиарда лет назад его светимость составляла только 75 процентов от современной. Парадоксом является то, что Земля при этом должна замерзнуть навсегда, но этого не произошло кроме нескольких глобальных оледенений, известных как «Земля — снежный ком» (гипотеза, предполагающая, что Земля была полностью покрыта льдом).

В условиях же новой модели парадокс слабого молодого Солнца позволяет объяснить, как пар в первоначальной атмосфере Земли все же могл конденсироваться. Потому что при снижении инсоляции на 25 процентов ее значение становится ниже по сравнению с тем, при котором уже становится возможным образование океанов. А на Венере такого снижения оказалось недостаточно, потому что даже при нем инсоляция составляет 325 Ватт на квадратный метр, что выше критической отметки. И Венера в такой модели остается без океанов навсегда.