Тема № 6: «Планети земної групи»

1)          Особливості планет земної групи.

Пла­нети земної групи — Земля, Меркурій, Венера і Марс мають відносно невеликі розміри і масу, складаються з важких хімічних елементів і тому мають велику гу­стину (близько 5 г/см3) та тверду поверхню.

Ці планети мають гаряче металічне ядро, яке оточене мантією з силікатних порід. Верхній шар планет — ко­ра формується під дією як внутрішнього тепла, так і зовнішніх (космічних) факторів. Але температура на поверхні планет земної групи суттєво відрізняється, бо вони отримують від Сонця різну кількість енергії. До того ж в атмосферах Меркурія, Венери і Марса майже немає кисню, а тиск суттєво відрізняється від атмо­сферного тиску на Землі, тому на поверхні цих планет без скафандрів люди жити не зможуть. Якщо на Землі ми бачимо ідеальні умови для існування життя, то на поверхні інших планет поки що не виявлено навіть примітивних бактерій.

Хоча планети земної групи — Меркурій, Венера, Земля і Марс схожі за розмірами, масою і внутрішньою будовою, але фізичні умови на поверхні Меркурія, Венери і Марса дуже відрізняються від земних, тому там не виявлені ознаки життя. На Меркурії відсутня атмосфера, тому коливання темпера­тури протягом доби там набагато більші, ніж на Місяці. На Венері густа атмосфера з вуглекислого газу створює пекельні умови для існування живих істот — там і вдень і вночі температура +480 °С. Марс буде першою планетою, яку в недалекому майбутньому відвідають люди, але жити там можна тільки в скафандрах. Русла висохлих рік свідчать про те, що колись на Марсі була більш густа атмосфера, випадали дощі, текли ріки і, можливо, існувало життя. Не виключено, що живі організми існують під поверхнею планети, де виявлена велика кількість криги.

2)    Внутрішня будова планет земної групи.

3)    Меркурій.

Меркурій є однією з найменших планет Сонячної системи, яку рідко кому випадало спостерігати неозброєним оком, бо знаходиться вона близько від Сонця. Меркурій має дуже повільне обертання навколо своєї осі — сонячна доба вдвічі довша періоду його обертання навколо Сонця. Отже, протягом майже трьох місяців там світить Сонце, і стільки ж триває ніч.

Знімки поверхні Меркурія, які були зроблені за допо­могою АМС «Марінер-10» (США), вражають схожістю його рельєфу з поверхнею Місяця — така ж величезна кількість кратерів, що свідчить про однакову природу цих косміч­них тіл. Кратери на Меркурії вирішили назвати іменами відомих поетів, письменників, художників, композиторів. Один з великих кратерів названий на честь Тараса Шевченка.

На поверхні Меркурія були виявлені також величезні рівнини, які заповнені застиглою базальтовою лавою. Це свідчить, що планета була колись розігріта, внаслідок чого у той час відбувалася інтенсивна вулканічна діяльність.

Застигла лава на рівнині Калоріс свідчить, що Меркурій 3 млрд років тому був розігрітий за ра­хунок внутрішнього тепла, і тоді діяли сотні вулканів. Свіжі кратери утворилися після падіння метеоритів

Тривалість дня і ночі та погода на Меркурії не змінюються, бо його вісь обертання майже перпендикулярна до площини орбіти, і змін пір року на ньому не відбувається. Денна температура досягає +430 °С, але протягом тримісячної ночі поверхня цієї планети сильно охолоджується і температура на світанку знижується до —170 °С. Ґрунт Меркурія дуже роз­дрібнений і має низьку теплопровідність, тому вже на глибині кількох десятків сантиметрів тем­пература не змінюється. Меркурій не може утримувати сталу атмосферу, але біля поверхні планети вдалося виявити присутність атомів Гелію — це пояснюється так званим «сонячним ві­тром», який складається з елементарних частинок та окремих ядер легких хімічних елементів. У гравітаційному полі Меркурія атоми Гелію можуть рухатися не більше 200 діб, а потім гублять­ся у міжпланетному просторі. Так що атмосфера цієї планети трохи подібна до ріки, складові якої постійно «пливуть» від Сонця мимо Меркурія до Землі й більш далеких планет.

 

4)    Венера.

Венера привертає увагу людей тим, що на нашому небі її яскравість у десятки разів перевищує блиск зір пер­шої зоряної величини. Українська народна назва цієї планети — Вечірня або Вранішня зоря, бо вона першою з’являється на вечірньому небосхилі й останньою гасне на світанку.

Довгий час Венеру називали планетою загадок, бо густі хмари заслоняють її поверхню. Тільки недавно радіоспостереження виявили, що Венера обер­тається навколо осі у зворотному напрямку (порівняно з обертанням Землі) і сонячна доба там триває 117 зем­них діб.

На перший погляд Венера дуже схожа на Землю, бо ці планети мають майже однакові розміри та масу. Астрономи сподівались, що клімат на Венері трохи тепліший в порівнянні з земним, а фантасти навіть писали про життя на цій планеті… Вперше в історії людства АМС серії «Венера» (СРСР) зробили посадку на поверхню іншої планети і передали на Землю теле­візійне зображення поверхні Венери.

У хмарах на Венері крім пари води утворюються краплини сірчаної кислоти, але до поверхні ці дощі не долітають, бо під хмарами температура різко підвищу­ється (на поверхні +480 °С) і краплі випаровуються. Основний шар хмар знаходиться на значній висоті (50—60 км), що пояснюється великим атмосферним тиском, який біля поверхні досягає 90 атм — такий тиск на Землі в океані на глибині 900 м. Хмари на Венері скоріше нагадують слабку імлу, в якій видно предмети на відстані до 1 км. Загадкою Венери зали­шається питання: чому в атмосфері планети так багато вуглекислого газу і так мало води? Дослідження пока­зують, що загальна кількість вуглекислого газу та во­ди, яка виділяється при виверженні вулканів на Землі й Венері, була колись приблизно однакова. Виникає природне запитання: куди поділася вода з поверхні Венери? Чи були колись на Венері океани та моря?

Астрономи створили детальну карту Венери, де позначено понад 400 велетенських вулканів, жерла яких мають діаметр більший ніж 20 км. Майже 80 % поверхні Венери вкриті вулканічною лавою. За традицією назви кратерів на Венері даються на честь видатних жінок, які зробили суттєвий внесок у поступ нашої цивілізації. Один з вулканів назвали на честь астронома Харківської астрономічної обсерваторії Ва­лентини Федорець (1921—1976).

За допомогою радіолокатора вдалося зазирнути під хмари. Поверхня Венери вкрита лавою від виверження вулканів. Червонуватий колір пов’язаний з висо­кою температурою по­верхні — там вдень і вно­чі +480 °С

Температура поверхні Венери становить +480 °С, залишається сталою протягом доби і не змінюється у залежності від відстані до полюса чи екватора. За таких умов на Венері не відбувається різких змін погоди — ніколи не буває ураганів, а швидкість вітру коло поверхні не перевищує 1 м/с. Високу температуру поверхні планети пояснюють парниковим ефектом, який створює вуглекислий газ (СО2) — основна складова її атмосфери (96% за об’ємом). Несподіванкою виявилося те, що протягом двомісячної ночі на поверхні Венери не спостерігається абсолютної темряви. Крім постійних спалахів блискавок, які супроводжуються гуркотом грому, там вночі видно загадкове свічення верхніх шарів атмосфери. Нічне освітлення підсилюють вогні від діючих вулканів, які внаслідок заломлення променів в атмосфері видно на відстані сотень кілометрів.

На поверхні Венери людина вижити не зможе, бо сучасні скафандри не витримають атмосферний тиск у 90 атм. Можливо, що космонавти будуть користуватися літаками і повітряними кулями, які зможуть літати у верхніх шарах атмосфери планети на висотах майже 50 км, де температура та тиск такі, як на Землі. Не виключена можливість існування чужих форм життя, які пристосу­валися до умов на Венері, адже навіть деякі види земних бактерій могли б вижити у хмарах на цих висотах. Фантасти пропонують поселити у хмарах бактерії, які будуть поглинати вуглекислий газ та виділяти кисень. З часом на Венері може знизитися температура, на поверхню випадуть дощі, потечуть ріки і знову утворяться моря…

 

5)          Марс.

Чи є життя на Марсі? Названий колись за свій червоний колір на честь бога війни, «кривавий» Марс під час про­тистоянь за яскравістю поступається тільки Венері. Хоча маса та радіус Марса трохи менші, ніж Землі, але три­валість доби (24,6 год) і зміна пір року (вісь обертання нахилена під кутом 65° до площини орбіти) нагадують нашу планету. Правда, тривалість сезонів на Марсі майже у 2 рази довша, ніж на Землі. Навіть у невеликі теле­скопи на Марсі видно білі полярні шапки, які свідчать про наявність води в атмосфері планети.

Марс привернув особливу увагу людей після того, як у 1877 р. італійський астроном Д. Скіапареллі від­крив «канали». Тоненькі, ледве помітні лінії, які з’єд­нували темні ділянки поверхні Марса, нагадували люд­ству зрошувальні системи на Землі, тому фантасти висунули ідею про високий інтелект марсіанської циві­лізації. Ці повідомлення зачарували американського мільйонера П. Ловелла, який залишив торгівлю і спе­ціально для пошуків життя на Марсі побудував вели­чезну астрономічну обсерваторію. Після дослідження Марса за допомогою АМС було встановлено, що «канали» є своєрідною оптичною ілюзією, яку створюють окремі ділянки марсіанського ландшафту — гори, долини, кратери.

З близької відстані Марс більше схожий на Місяць, ніж на Землю, бо безліч круглих кратерів свідчать про інтенсивне метеоритне бомбардування у минулому. На деяких схилах метеоритних кратерів видно застиглі по­токи якоїсь рідини, — можливо, під час вибуху з надр виділялася вода, а потім при низькій температурі знову замерзала. Ряд кратерів на Марсі назвали на честь українських астрономів: Барабашов, Герасимо­вич, Сімейкін, Струве, Фесенков.

На горизонті — тонкий шар розрідженої атмосфе­ри. Зліва — дивний кра­тер, який нагадує обличчя людини, що усміхається.

Вулкан Олімп, розташований недалеко від екватора Марса, є най­вищою горою Сонячної системи. Діаметр вулка­нічної платформи сягає 700 км, вершина має ви­соту 27 км, а діаметр жер­ла вулкана — 75 км.

Панорама по­верхні Марса. Червоного кольору поверхні надають оксиди заліза. Сильні ві­три піднімають у повітря мільйони тон пилу, тому барви неба теж рожеві.

Чи є життя на Марсі? Розріджена атмосфера та ве­ликі добові перепади температури роблять неможливим існування високорозвинених форм життя — рослин або тварин. На знімках поверхні  видно червону пустелю з дюнами піску, який переноситься вітром на тисячі кілометрів. Червоний колір марсіанського ґрунту пояснюють значним вмістом (до 16 %) оксидів заліза (звичайної іржі). Про відсутність життя на поверхні Марса свідчать також результати експериментів, які безпосередньо проводилися за допомогою АМС, — при­сутність мікроорганізмів на поверхні не зареєстровано. У минулому на Марсі була більш густа атмосфера, випа­дали дощі і, ймовірно, існувало життя. Можливо, що клімат Марса міг змінитися через зіткнення з великим астероїдом.

На Марсі ніколи не випадає дощ, бо пари води в ат­мосфері у 100 разів менше, ніж на Землі. На самій по­верхні Марса вода у рідкому стані не помічена, бо при тискові 0,006 атм температура кипіння води знижується до +3 °С. Тобто як тільки на поверхні утворюється не­велика калюжа, то вода закипає і випаровується. Запасів води у вигляді снігу та льоду під поверхнею Марса може бути набагато більше — якби рівномірно її розподілити по поверхні, то глибина такого моря могла б сягати кілька сотень метрів.

На Марсі виявлена розріджена атмосфера, яка складається в основному з вуглекислого газу (СО2 95 %). Атмосферний тиск не перевищує 0,006 атм (такий малий тиск в земній атмосфері на висоті 20 км), тому парниковий ефект є невеликим — цим пояснюються значні добові коливання температури. Найвища температура влітку поблизу екватора на темних ділянках ґрунту піднімається до +22 °С, але в тому ж місці температура перед світанком опуска­ється до —50 °С. Взимку біля полюсів, де полярна ніч триває 8 місяців, мороз сягає — 133 °С, це є найнижчою можливою температурою на поверхні Марса. За таких умов починається конденсація вуглекислого газу, коли виділяється тепло. Температура залишається сталою, поки весь вуглекислий газ з атмосфери не перетвориться у твердий стан.

На поверхні Марса теж треба одягати скафандри, але досвід космічних експедицій на Місяць показує, що люди зможуть працювати на цій планеті. Основною проблемою марсіанських експедицій буде велика тривалість космічних перельотів Земля — Марс — Земля, бо космонавти більше двох років будуть знаходитися за межами Землі. Міжпланетний корабель з масою кілька тисяч тон будуть монтувати на орбіті навколо Землі, і можливо на Марс полетить міжнародна експедиція з 5—10 космонавтів. У майбутньому на Марсі можна буде створити космічну базу — будівельним матеріалом служитимуть гірські породи, а джерелом енергії — сонячні промені. Воду можна вико­ристати для добування кисню і водню, які будуть додатковим джерелом енергії. Не виключена можливість, що під поверхнею Марса можуть існувати поклади нафти і газу… Нарешті, марсіанські експедиції розгадають основну таємницю цієї планети — чи існували там розумні марсіани?

В існуванні двох супутників Марса не сумнівався свого часу Кеплер, як це видно з його листа до Галілея: «Я … шалено хочу мати телескоп, щоб, якщо зможу, випередити вас у відкритті двох супутників, які обертаються навколо Марса». А письменник Дж. Свіфт у «Мандрах Гуллівера» (1726 р.) написав: «Вчені Лапути відкрили два супутники, що обертаються навколо Мар­са, … з яких внутрішній віддалений від центра планети точно на три її діаметри, а зовнішній — на п’ять, перший обертається в просторі за 10 годин, а другий — за 21,5».

Під час протистояння Марса у серпні 1877 р. американець А. Холл (1829-1907), архітектор за фахом, випробовуючи новий 66-сантиметровий рефрактор, узявся відкрити ці супутники. Ось його спогади: «Шан­си виявити супутник здавалися дуже малими, так що я міг би відмови­тись від пошуку, якби не моя дружина, яка наполегливо вселяла мені віру в успіх». Проте трапилось неймовірне: 2 серпня Холл уперше поба­чив супутник, згодом названий Деймосом, а 17 серпня він відкрив Фо­бос. Імена супутників — Фобос і Деймос — в перекладі з давньогрецької означають відповідно «страх» і «жах». Це, за легендою, — сини бога війни Ареса (Марса), вічні супутники свого батька.

Відстань Фобоса і Деймоса від центра Марса відповідно 2,76 і 6,9 радіуса планети (Фобос у 40 разів ближчий до поверхні Марса, ніж Місяць до Землі), період обертання відповідно 7 год 39 хв і 30 год 18 хв. Супутники Марса дуже «оригінально» поводять себе на його небі: Фобос за одну марсіанську добу встигає зробити три оберти навколо планети, сходячи на заході і заходячи на сході, а Деймос, зійшовши на сході, перебуває над горизонтом близько 65 год, тобто понад 2,5 марсіанської доби. Супутники рухаються в площині екватора і по колових орбітах.

Супутники Марса — дрібні небесні тіла, які за формою нагадують картопли­ни. Розміри Фобоса становлять 28-20×18 км, Деймоса — 16×12 10 км. По­верхні супутників поцятковані кратерами набагато сильніше, ніж поверхня Марса. На знімках Фобоса добре вид­но найбільший кратер на його поверхні — Стікні діаметром 10 км. Відстань між бо­рознами глибиною до 30 м становить 200-300 м. Природа цих утворень досі за­лишається нез’ясованою.

Реклама

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход /  Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход /  Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход /  Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход /  Изменить )

Connecting to %s