Солнечное просвечивание SPICAV/SOIR миссии «Венера Экспресс»: вертикальное распределение оксидов серы над облаками Венеры

Оксиды серы (SO и SO2) являются ключевыми компонентами атмосферы Венеры, полностью покрытой облаками из капель серной кислоты (H2SO4). Изменения в содержании этих газов в надоблачном слое могут служить индикатором фотохимической активности в атмосфере, а также геологической активности: единичный вулканический всплеск на поверхности нарушает атмосферную циркуляцию и увеличивает доставку сернистых окисей (SOx) к облакам (высоты 50-70 км).
Новые измерения SO и SO2 в мезосфере Венеры были проведены прибором SPICAV/SOIR с борта орбитального аппарата «Венера-Экспресс». Прибор – система из трех спектрометров – зондирует атмосферу над облаками в различных режимах (надир, солнечное и звездное просвечивание) как в УФ, так и в ИК области спектра. В данной работе представлены результаты солнечного просвечивания в полосах поглощения SO2 (190-320 нм, 4 мкм) и SO (190-320 нм). Содержание двуокиси (SO2) было померено спектрометром SOIR на высотах 65-80 км в ИК диапазоне и спектрометром SPICAV на 85-105 км в УФ области. Поглощение SO детектировано только прибором SPICAV на высотах 85-105 км. Таким образом, впервые в вертикальном распределении газов над облаками Венеры зафиксировано наличие двух слоев SO2. В нижнем слое (65-80 км) относительное содержание двуокиси меняется в пределах 0.02-0.5 ppm. Для верхнего слоя (85-105 км) характерно увеличение содержания газа с высотой от 0.05 до 2 ppm, причем отношение концентраций [SO2]/[SO] варьируется от 1 до 5. Похожие результаты были получены из наземных микроволновых наблюдений (Sandor et al. 2010).
Значительное поглощение SOx на больших высотах может быть объяснено фотолизом H2SO4 при определенных температурных условиях в мезосфере Венеры. Было замечено, что на высотах 90-100 км содержание двуокиси серы коррелирует с температурой, увеличиваясь от 0.1 ppm при 165-170 К до 0.5-1 ppm 190-192 К. Такое поведение говорит в пользу гипотезы об образовании SO2 путем испарения капель серной кислоты и ее последующим фотолизом на 100 км (Zhang et al., 2011).