Care planetă nu are practic atmosferă? Sunt planetele locuibile? Cand se incalzeste

Planetele aparținând grupei terestre - Mercur, Venus, Pământ, Marte, Pluto - au dimensiuni și mase mici, densitatea medie a acestor planete este de câteva ori mai mare decât densitatea apei; se rotesc încet în jurul axelor lor; au puțini sateliți (Mercur și Venus nu au deloc, Marte are doi, Pământul are unul).

Asemănarea planetelor terestre nu exclude unele diferențe. De exemplu, Venus, spre deosebire de alte planete, se rotește în direcția opusă mișcării sale în jurul Soarelui și este de 243 de ori mai lentă decât Pământul. Perioada de rotație a lui Mercur (adică anul acestei planete) este doar 1/ 3 mai lungă decât perioada de rotație în jurul axelor.
Unghiurile de înclinare ale axelor față de planurile orbitelor lor pentru Pământ și Marte sunt aproximativ aceleași, dar complet diferite pentru Mercur și Venus. În consecință, Marte are aceleași anotimpuri ca Pământul, deși sunt aproape de două ori mai lungi decât pe Pământ.

Este posibil să includem îndepărtatul Pluto, cea mai mică dintre cele 9 planete, printre planetele terestre. Diametrul mediu al lui Pluto este de aproximativ 2260 km. Diametrul lui Charon, luna lui Pluto, este doar jumătate din mărime. Prin urmare, este posibil ca sistemul Pluto-Charon, ca și sistemul Pământ-Lună, să fie o „planetă dublă”.

Asemănări și diferențe se găsesc și în atmosferele planetelor terestre. Spre deosebire de Mercur, care, ca și Luna, este practic lipsită de atmosferă, Venus și Marte au o atmosferă foarte densă, constând în principal din dioxid de carbon și compuși de sulf. Atmosfera lui Marte, dimpotrivă, este extrem de rarefiată și, de asemenea, săracă în oxigen și azot. Presiunea la suprafața lui Venus este de aproape 100 de ori mai mare, iar pe Marte de aproape 150 de ori mai mică decât la suprafața Pământului.

Temperatura de la suprafața lui Venus este foarte ridicată (aproximativ 500°C) și rămâne aproape aceeași tot timpul. Temperatura ridicată a suprafeței lui Venus se datorează efectului de seră. Atmosfera groasă și densă permite trecerea razelor Soarelui, dar blochează radiația termică infraroșie provenită de la suprafața încălzită. Gazul din atmosferele planetelor terestre este în mișcare continuă. Adesea, în timpul furtunilor de praf care durează câteva luni, cantități uriașe de praf se ridică în atmosfera lui Marte. Vânturile de uragan au fost înregistrate în atmosfera lui Venus la altitudini la care se află stratul de nor (de la 50 la 70 km deasupra suprafeței planetei), dar în apropierea suprafeței acestei planete viteza vântului atinge doar câțiva metri pe secundă.

Planetele terestre, precum Pământul și Luna, au suprafețe stâncoase. Suprafața lui Mercur, plină de cratere, este foarte asemănătoare cu cea a Lunii. Există mai puține „mări” acolo decât pe Lună și sunt mici. Ca și pe Lună, majoritatea craterelor s-au format prin impactul meteoriților. Acolo unde sunt puține cratere, vedem zone relativ tinere ale suprafeței.

Un deșert stâncos și multe pietre individuale sunt vizibile în primele panorame foto-televizoare transmise de pe suprafața lui Venus de către stațiile automate din seria Venus. Observațiile radar de la sol au descoperit multe cratere de mică adâncime pe această planetă, cu diametre cuprinse între 30 și 700. km. În general, această planetă s-a dovedit a fi cea mai netedă dintre toate planetele terestre, deși are și lanțuri muntoase mari și dealuri întinse, de două ori mai mari decât Tibetul terestru.

Aproape 2/3 din suprafața Pământului este ocupată de oceane, dar nu există apă pe suprafața lui Venus și Mercur.

Suprafața lui Marte este, de asemenea, plină de cratere. Există mai ales multe dintre ele în emisfera sudică a planetei. Zonele întunecate care ocupă o parte semnificativă a suprafeței planetei se numesc mări. Diametrele unor mări depășesc 2000 km. Dealurile care seamănă cu continentele pământului, care sunt câmpuri deschise de culoare portocalie-roșu, sunt numite continente. Ca și Venus, există conuri vulcanice uriașe. Înălțimea celui mai mare dintre ele - Olimp - depășește 25 km, diametrul craterului este de 90 km. Diametrul de bază al acestui munte gigant în formă de con este de peste 500 km. Faptul că în urmă cu milioane de ani au avut loc erupții vulcanice puternice pe Marte și straturile de suprafață s-au deplasat este evidențiat de rămășițele fluxurilor de lavă, falii uriașe de suprafață (una dintre ele, Mariner, se întinde pe 4000 km), numeroase chei și canioane.

Cu 4,6 miliarde de ani în urmă, în galaxia noastră au început să se formeze condensuri din norii de materie stelară. Pe măsură ce gazele au devenit mai dense și condensate, s-au încălzit, radiind căldură. Pe măsură ce densitatea și temperatura creșteau, au început reacțiile nucleare, transformând hidrogenul în heliu. Astfel, a apărut o sursă foarte puternică de energie - Soarele.

Concomitent cu creșterea temperaturii și volumului Soarelui, ca urmare a combinării fragmentelor de praf interstelar într-un plan perpendicular pe axa de rotație a Stelei, au fost create planete și sateliții lor. Formarea Sistemului Solar a fost finalizată cu aproximativ 4 miliarde de ani în urmă.

În prezent, Sistemul Solar are opt planete. Acestea sunt Mercur, Venus, Pământ, Marte, Jupiter, Saturn, Uranus, Nepton. Pluto este o planetă pitică și cel mai mare obiect cunoscut din Centura Kuiper (care este o centură mare de resturi similară cu centura de asteroizi). După descoperirea sa în 1930, a fost considerată a noua planetă. Acest lucru sa schimbat în 2006 odată cu adoptarea unei definiții oficiale a planetei.

Pe planeta cea mai apropiată de Soare, Mercur, nu plouă niciodată. Acest lucru se datorează faptului că atmosfera planetei este atât de rarefiată încât este pur și simplu imposibil de detectat. Și de unde va veni ploaia dacă temperatura din timpul zilei de pe suprafața planetei ajunge uneori la 430 ° Celsius? Da, nu as vrea sa fiu acolo :)

Dar pe Venus există o ploaie acide constantă, deoarece norii de deasupra acestei planete nu sunt formați din apă dătătoare de viață, ci din acid sulfuric mortal. Adevărat, deoarece temperatura de pe suprafața celei de-a treia planete atinge 480 ° Celsius, picăturile de acid se evaporă înainte de a ajunge pe planetă. Cerul de deasupra lui Venus este străpuns de fulgere mari și groaznice, dar există mai multă lumină și vuiet din ele decât ploaia.

Pe Marte, conform oamenilor de știință, cu mult timp în urmă, condițiile naturale erau aceleași ca pe Pământ. Cu miliarde de ani în urmă, atmosfera de deasupra planetei era mult mai densă și este posibil ca ploile abundente să fi umplut aceste râuri. Dar acum există o atmosferă foarte subțire deasupra planetei, iar fotografiile transmise de sateliții de recunoaștere indică faptul că suprafața planetei seamănă cu deșerturile din sud-vestul Statelor Unite sau cu văile uscate din Antarctica. Când iarna lovește părți ale lui Marte, nori subțiri care conțin dioxid de carbon apar deasupra planetei roșii și înghețul acoperă rocile moarte. Dimineața devreme în văi sunt atât de dese cețuri încât parcă este pe cale să plouă, dar astfel de așteptări sunt în zadar.

Apropo, temperatura aerului în timpul zilei pe Mrsa este de 20º Celsius. Adevărat, noaptea poate scădea la - 140 :(

Jupiter este cea mai mare dintre planete și este o minge uriașă de gaz! Această minge este compusă aproape în întregime din heliu și hidrogen, dar este posibil ca adânc în interiorul planetei să existe un mic nucleu solid învăluit într-un ocean de hidrogen lichid. Cu toate acestea, Jupiter este înconjurat pe toate părțile de benzi colorate de nori. Unii dintre acești nori constau chiar din apă, dar, de regulă, marea majoritate a acestora sunt formați din cristale înghețate de amoniac. Din când în când, uragane și furtuni puternice zboară deasupra planetei, aducând cu ele zăpadă și ploi de amoniac. Aici trebuie să țineți Floarea Magică.

În timpul unei furtuni solare puternice, Pământul pierde aproximativ 100 de tone de atmosferă.

Date despre vremea spațială

1. Erupțiile solare pot încălzi uneori suprafața solară la temperaturi de 80 de milioane de F, ceea ce este mai fierbinte decât miezul soarelui!


2. Cea mai rapidă ejecție de masă coronală înregistrată a fost pe 4 august 1972 și a călătorit de la Soare la Pământ în 14,6 ore - o viteză de aproximativ 10 milioane de kilometri pe oră sau 2.778 km/sec.


3. Pe 8 aprilie 1947 a fost înregistrată cea mai mare pată solară din istoria recentă, cu o dimensiune maximă depășind de 330 de ori suprafața Pământului.


4. Cea mai puternică erupție solară din ultimii 500 de ani a avut loc pe 2 septembrie 1859 și a fost descoperită de doi astronomi care au avut norocul să privească soarele la momentul potrivit!


5. Între 10 mai și 12 mai 1999, presiunea vântului solar a dispărut practic, făcând ca magnetosfera Pământului să se extindă de peste 100 de ori în volum!


6. Ejecțiile tipice de masă coronară pot avea o dimensiune de milioane de kilometri, dar masa este echivalentă cu un munte mic!


7. Unele pete solare sunt atât de reci, încât vaporii de apă se pot forma la o temperatură de 1550 C.


8. Cele mai puternice aurore pot genera mai mult de 1 trilion de wați, ceea ce este comparabil cu un cutremur mediu.


9. Pe 13 martie 1989, în Quebec (Canada), ca urmare a unei furtuni geomagnetice majore, a avut loc o întrerupere majoră de curent, provocând o întrerupere de curent timp de 6 ore. Daunele aduse economiei canadiane s-au ridicat la 6 miliarde de dolari


10. În timpul erupțiilor solare intense, astronauții pot vedea dungi strălucitoare, intermitente, de la impactul particulelor de mare energie asupra globilor oculari.


11. Cea mai mare provocare pentru astronauții care călătoresc pe Marte va fi să facă față furtunilor solare și radiațiilor.


12. Prognoza meteo spațială costă doar 5 milioane de dolari pe an, dar economisește peste 500 de miliarde de dolari în venituri anuale din industriile satelit și electrice.


13. În timpul ultimului ciclu solar, tehnologia satelitului în valoare de 2 miliarde de dolari a fost deteriorată sau distrusă.


14. O repetare a evenimentului Carrington, precum cel din 1859, ar putea costa 30 de miliarde de dolari pe zi pentru rețeaua de energie din SUA și până la 70 de miliarde de dolari pentru industria satelitilor.


15. Pe 4 august 1972, o erupție solară a fost atât de puternică încât, potrivit unor estimări, un astronaut ar fi primit o doză letală de radiații în timpul zborului.


16. În timpul minimului Maunder (1645-1715), însoțit de debutul Micii Epoci de Gheață, ciclul petelor solare de 11 ani nu a fost detectat.


17. Într-o secundă, soarele transformă 4 milioane de tone de materie în energie curată.


18. Miezul Soarelui este aproape la fel de dens ca plumbul și are o temperatură de 15 milioane de grade C.


19. În timpul unei furtuni solare puternice, Pământul pierde aproximativ 100 de tone de atmosferă.


20. Jucăriile magnetice din pământuri rare pot avea un câmp magnetic de 5 ori mai puternic decât câmpul magnetic al petelor solare.

Una dintre caracteristicile izbitoare ale Sistemului Solar este diversitatea atmosferelor planetare. Pământul și Venus sunt similare ca dimensiune și masă, dar suprafața lui Venus este fierbinte la 460°C sub un ocean de dioxid de carbon care presează suprafața ca un strat de apă lung de un kilometru.

Callisto și Titan sunt sateliți mari ai lui Jupiter și, respectiv, Saturn; au aproape aceeași dimensiune, dar Titan are o atmosferă extinsă de azot , mult mai mare decât cea a Pământului, iar Callisto este practic lipsită de atmosferă.

De unde astfel de extreme? Dacă am ști asta, am putea explica de ce Pământul este plin de viață, în timp ce alte planete din apropiere par lipsite de viață. Înțelegând modul în care evoluează atmosferele, am putea determina ce planete din afara sistemului solar ar putea fi locuibile.

Planeta dobândește acoperire de gaze în diferite moduri. Poate arunca abur din adâncurile sale, poate capta substanțe volatile din comete și asteroizi la ciocnirea cu aceștia sau gravitația sa poate atrage gaze din spațiul interplanetar. În plus, oamenii de știință planetari ajung la concluzia că pierderea gazului joacă un rol la fel de important ca și achiziția acestuia.

Chiar și atmosfera pământului, care pare de neclintit, curge treptat în spațiul cosmic.

Rata de scurgere este în prezent foarte mică: aproximativ 3 kg de hidrogen și 50 g de heliu (cele două gaze cele mai ușoare) pe secundă; dar chiar și o astfel de scurgere poate deveni semnificativă într-o perioadă geologică, iar rata pierderilor poate să fi fost odată mult mai mare. După cum a scris Benjamin Franklin, „O mică scurgere poate scufunda o navă mare”.
Atmosfere actuale ale planetelor terestre și sateliți ai planetelor gigantice amintește de ruinele castelelor medievale - acestea sunt rămășițele luxului de odinioară care au devenit o victimă a jafului și a dărâmării .
Atmosfera unor corpuri și mai mici sunt ca forturi ruinate - lipsite de apărare și ușor vulnerabile.

Recunoscând importanța scurgerilor atmosferice, ne schimbăm înțelegerea viitorului sistemului solar.
Timp de zeci de ani, oamenii de știință au încercat să înțeleagă de ce Marte este atât de subțire.
atmosferă, dar acum suntem surprinși că chiar și-a păstrat
un fel de atmosferă.
Diferența dintre Titan și Callisto se datorează faptului că Callisto și-a pierdut atmosfera înainte ca aerul să apară pe Titan? A fost odată atmosfera lui Titan mai densă decât este astăzi? Cum a reținut Venus azotul și dioxidul de carbon, dar a pierdut toată apa?
O scurgere de hidrogen a contribuit la originea vieții pe Pământ? Se va transforma vreodată planeta noastră într-o a doua Venus?

Cand se incalzeste

Dacă
Racheta a atins a doua viteză de evacuare, apoi se mișcă atât de repede încât este capabilă să depășească gravitația planetei. Același lucru se poate spune despre atomi și molecule, deși de obicei ating viteza de evacuare fără a avea o țintă specifică.
În timpul evaporării termice, gazele devin atât de fierbinți încât nu pot fi reținute.
În procesele non-termice, atomii și moleculele sunt eliberați ca rezultat al reacțiilor chimice sau al interacțiunii particulelor încărcate. În cele din urmă, la ciocnirea cu asteroizi și comete, bucăți întregi din atmosferă sunt rupte.

Cel mai comun proces dintre aceste trei este evaporarea termică. Toate corpurile din sistemul solar sunt încălzite de lumina soarelui. Ei scapă de această căldură în două moduri: emitând radiații infraroșii și evaporând substanța. În obiectele cu viață lungă, cum ar fi Pământul, domină primul proces și, de exemplu, în comete, domină al doilea proces. Dacă echilibrul dintre încălzire și răcire este deranjat, chiar și un corp mare de dimensiunea Pământului se poate încălzi destul de repede și, în același timp, atmosfera sa, care conține de obicei o mică parte din masa planetei, se poate evapora destul de repede.
Sistemul nostru solar este plin cu corpuri lipsite de aer, aparent în principal din cauza evaporării termice. Un corp devine lipsit de aer dacă încălzirea solară depășește un anumit prag, în funcție de forța gravitațională a corpului.
Evaporarea termică are loc în două moduri.
Primul se numește Jeans evaporation în onoarea astrofizicianului englez James Jeans, care a descris acest fenomen la începutul secolului al XX-lea.
În acest caz, aerul din stratul superior al atmosferei se evaporă literalmente atom cu atom, moleculă cu moleculă. În straturile inferioare, ciocnirile reciproce țin particulele împreună, dar deasupra unui nivel numit exobază (la 500 km deasupra suprafeței Pământului), aerul este atât de subțire încât particulele de gaz aproape niciodată nu se ciocnesc. Deasupra exobazei, nimic nu poate opri un atom sau o moleculă care are suficientă viteză pentru a zbura în spațiu.

Hidrogenul, fiind cel mai ușor gaz, învinge gravitația planetei mai ușor decât altele. Dar mai întâi trebuie să ajungă la exobază, iar pe Pământ acesta este un proces lung.
Moleculele care conțin hidrogen de obicei nu se ridică deasupra atmosferei inferioare: vaporii de apă (H2O) se condensează și cad sub formă de ploaie, iar metanul (CH4) se oxidează și se transformă în dioxid de carbon (CO2). Unele molecule de apă și metan ajung în stratosferă și se descompun, eliberând hidrogen, care difuzează încet în sus până ajunge la exobază. Unele scapă de hidrogen, așa cum demonstrează imaginile ultraviolete care arată un halou de atomi de hidrogen în jurul planetei noastre.

Temperatura la înălțimea exobezei Pământului fluctuează în jurul valorii de 1000 K, ceea ce corespunde unei viteze medii a atomilor de hidrogen de aproximativ 5 km/s.
Aceasta este mai mică decât cea de-a doua viteză de evacuare a Pământului la această altitudine (10,8 km/s); dar vitezele atomilor în jurul valorii medii sunt larg distribuite, așa că unii atomi de hidrogen au șansa de a depăși gravitația planetei. Scurgerea particulelor din „coada” de mare viteză în distribuția lor de viteză explică între 10 și 40% din pierderea de hidrogen a Pământului. Evaporarea blugilor explică parțial lipsa unei atmosfere pe Lună: gazele care scapă de sub suprafața Lunii se evaporă cu ușurință în spațiu.

A doua cale de evaporare termică este mai eficientă. În timp ce în timpul evaporării blugilor, gazul scapă moleculă cu moleculă, gazul încălzit poate scăpa în întregime. Straturile superioare ale atmosferei pot absorbi radiațiile ultraviolete de la Soare, se pot încălzi și, extinzându-se, pot împinge aerul în sus.
Pe măsură ce aerul se ridică, acesta accelerează, depășește viteza sunetului și atinge viteza de evacuare. Această formă de evaporare termică se numește
flux hidrodinamic sau vânt planetar (prin analogie cu vântul solar - un flux de particule încărcate ejectate de Soare în spațiu).

Dispoziții de bază

Mulți
Gazele care alcătuiesc atmosfera Pământului și a altor planete curg încet în spațiu. Gazele fierbinți, în special gazele ușoare, se evaporă, chimice
reacțiile și ciocnirile particulelor duc la ejectarea atomilor și moleculelor și
cometele și asteroizii rupe uneori bucăți mari din atmosferă.
Scurgerea explică multe dintre misterele sistemului solar. De exemplu, Marte este roșu deoarece vaporii săi de apă s-au împărțit în hidrogen și oxigen; hidrogenul a zburat în spațiu, iar oxigenul a oxidat (acoperit cu rugină) solul.
Un proces similar pe Venus a dus la apariția unei atmosfere dense din
dioxid de carbon. În mod surprinzător, atmosfera puternică a lui Venus este rezultatul unei scurgeri de gaz.

David Catling și Kevin Zahnle
Revista „În lumea științei”

Pământul își pierde atmosfera! Suntem expuși riscului de foamete de oxigen?

Cercetătorii au fost uimiți de o descoperire recentă: s-a dovedit că planeta noastră își pierde atmosfera mai repede decât Venus și Marte datorită faptului că are un câmp magnetic mult mai mare și mai puternic.

Acest lucru poate însemna că câmpul magnetic al Pământului nu este un scut de protecție atât de bun cum se credea anterior. Oamenii de știință erau încrezători că datorită acțiunii câmpului magnetic al Pământului, atmosfera a fost bine protejată de efectele nocive ale Soarelui. Dar s-a dovedit că magnetosfera Pământului contribuie la subțierea atmosferei Pământului din cauza pierderii accelerate de oxigen.

Potrivit lui Christopher Russell, profesor de geofizică și specialist în fizica spațială la Universitatea din California, oamenii de știință sunt obișnuiți să creadă că omenirea este extrem de norocoasă cu „reședința” pământească: câmpul magnetic remarcabil al Pământului, spun ei, ne protejează perfect. de la „atacuri” solare - raze cosmice, erupții solare Soare și vânt solar. Acum se dovedește că câmpul magnetic al pământului nu este doar un protector, ci și un inamic.

Un grup de specialiști condus de Russell a ajuns la această concluzie în timp ce lucra împreună la Conferința de Planetologie Comparată.

A. Mihailov, prof.

Știință și viață // Ilustrații

Peisaj lunar.

Punct polar de topire pe Marte.

Orbitele lui Marte și ale Pământului.

Harta lui Lowell a lui Marte.

Modelul lui Kühl al lui Marte.

Desen de Marte de Antoniadi.

Când luăm în considerare problema existenței vieții pe alte planete, vom vorbi doar despre planetele sistemului nostru solar, deoarece nu știm nimic despre prezența altor sori, cum ar fi stelele, ale propriilor sisteme planetare similare cu ale noastre. Potrivit concepțiilor moderne despre originea sistemului solar, se poate chiar crede că formarea planetelor care orbitează o stea centrală este un eveniment a cărui probabilitate este neglijabilă și, prin urmare, marea majoritate a stelelor nu au propriile lor sisteme planetare.

În continuare, trebuie să facem o rezervă că inevitabil luăm în considerare problema vieții pe planete din punctul nostru de vedere pământesc, presupunând că această viață se manifestă în aceleași forme ca pe Pământ, adică presupunând procesele vieții și structura generală a organismele sunt asemănătoare cu cele de pe pământ. În acest caz, pentru dezvoltarea vieții pe suprafața unei planete, trebuie să existe anumite condiții fizice și chimice, temperatura nu trebuie să fie prea ridicată și nici prea scăzută, prezența apei și a oxigenului trebuie să fie prezentă, iar baza de materia organică trebuie să fie compuși de carbon.

Atmosfere planetare

Prezența atmosferelor pe planete este determinată de tensiunea gravitației pe suprafața lor. Planetele mari au suficientă forță gravitațională pentru a menține un înveliș gazos în jurul lor. Într-adevăr, moleculele de gaz sunt într-o mișcare rapidă constantă, a cărei viteză este determinată de natura chimică a acestui gaz și de temperatură.

Gazele ușoare - hidrogenul și heliul - au cea mai mare viteză; Pe măsură ce temperatura crește, viteza crește. În condiții normale, adică o temperatură de 0° și presiunea atmosferică, viteza medie a unei molecule de hidrogen este de 1840 m/sec, iar cea a oxigenului este de 460 m/sec. Dar sub influența ciocnirilor reciproce, moleculele individuale dobândesc viteze de câteva ori mai mari decât numerele medii indicate. Dacă o moleculă de hidrogen apare în straturile superioare ale atmosferei Pământului cu o viteză care depășește 11 km/sec, atunci o astfel de moleculă va zbura departe de Pământ în spațiul interplanetar, deoarece forța gravitației Pământului va fi insuficientă pentru a o menține.

Cu cât planeta este mai mică, cu atât este mai puțin masivă, cu atât această viteză limită sau, după cum se spune, este mai mică. Pentru Pământ, viteza critică este de 11 km/sec, pentru Mercur este de doar 3,6 km/sec, pentru Marte de 5 km/sec, pentru Jupiter, cea mai mare și mai masivă dintre toate planetele, de 60 km/sec. Rezultă că Mercur, și cu atât mai mult și corpurile mai mici, cum ar fi sateliții planetelor (inclusiv Luna noastră) și toate planetele mici (asteroizi), nu pot reține învelișul atmosferic la suprafața lor cu atractia lor slabă. Marte este capabil, deși cu dificultate, să rețină o atmosferă mult mai subțire decât cea a Pământului, în timp ce Jupiter, Saturn, Uranus și Neptun, gravitația lor este suficient de puternică pentru a reține atmosfere puternice care conțin gaze ușoare precum amoniacul și metanul și, eventual, de asemenea. hidrogen liber.

Absența unei atmosfere implică inevitabil absența apei lichide. În spațiul fără aer, evaporarea apei are loc mult mai energetic decât la presiunea atmosferică; prin urmare, apa se transformă rapid în abur, care este un bazin foarte ușor, supus aceleiași soarte ca și alte gaze atmosferice, adică părăsește mai mult sau mai puțin repede suprafața planetei.

Este clar că pe o planetă lipsită de atmosferă și apă, condițiile dezvoltării vieții sunt complet nefavorabile și nu ne putem aștepta nici la viață vegetală, nici la viață animală pe o astfel de planetă. Toate planetele minore, sateliții planetelor și ai planetelor majore - Mercur se încadrează în această categorie. Să spunem puțin mai multe despre cele două corpuri din această categorie și anume Luna și Mercur.

Luna și Mercur

Pentru aceste corpuri, absența unei atmosfere a fost stabilită nu numai prin considerentele de mai sus, ci și prin observații directe. Pe măsură ce Luna se mișcă pe cer în drumul său în jurul Pământului, ea acoperă adesea stelele. Dispariția unei stele în spatele discului Lunii poate fi observată deja printr-un mic telescop și are loc întotdeauna destul de instantaneu. Dacă paradisul lunar ar fi înconjurat de cel puțin o atmosferă rară, atunci, înainte de a dispărea complet, steaua ar străluci o vreme prin această atmosferă, iar luminozitatea aparentă a stelei ar scădea treptat, în plus, datorită refracției luminii. , steaua ar părea deplasată de la locul ei . Toate aceste fenomene sunt complet absente atunci când stelele sunt acoperite de Lună.

Peisajele lunare observate prin telescoape uimesc prin claritatea și contrastul iluminării lor. Nu există penumbre pe Lună. În apropierea locurilor luminoase, luminate de soare, există umbre negre adânci. Acest lucru se întâmplă pentru că, din cauza absenței unei atmosfere, pe Lună nu există un cer albastru de zi, care ar înmuia umbrele cu lumina ei; cerul de acolo este mereu negru. Nu există amurg pe Lună, iar după apusul soarelui se apune imediat noaptea întunecată.

Mercur este mult mai departe de noi decât Luna. Prin urmare, nu putem observa astfel de detalii ca pe Lună. Nu cunoaștem aspectul peisajului său. Ocultarea stelelor de către Mercur, datorită aparentei sale mici, este un fenomen extrem de rar și nu există nicio indicație că astfel de ocultări au fost observate vreodată. Dar există pasaje ale lui Mercur în fața discului Soarelui, când observăm că această planetă, sub forma unui punct negru minuscul, se strecoară încet de-a lungul suprafeței solare strălucitoare. În acest caz, marginea lui Mercur este conturată ascuțit, iar fenomenele care au fost văzute când Venus a trecut prin fața Soarelui nu au fost observate pe Mercur. Dar este totuși posibil să rămână mici urme din atmosfera lui Mercur, dar această atmosferă are o densitate foarte neglijabilă în comparație cu cea a Pământului.

Condițiile de temperatură de pe Lună și Mercur sunt complet nefavorabile vieții. Luna se rotește în jurul axei sale extrem de lent, din cauza căreia ziua și noaptea durează paisprezece zile. Căldura razelor soarelui nu este moderată de învelișul de aer și, ca urmare, în timpul zilei pe Lună temperatura suprafeței crește la 120°, adică peste punctul de fierbere al apei. În timpul nopții lungi, temperatura scade la 150° sub zero.

În timpul eclipsei de Lună, s-a observat cum, în puțin peste o oră, temperatura a scăzut de la 70° căldură la 80° sub zero, iar după terminarea eclipsei, aproape în același timp scurt a revenit la valoarea inițială. Această observație indică conductivitatea termică extrem de scăzută a rocilor care formează suprafața lunară. Căldura solară nu pătrunde adânc, dar rămâne în cel mai subțire strat superior.

Trebuie să ne gândim că suprafața Lunii este acoperită cu tuf vulcanic ușor și liber, poate chiar cenușă. Deja la o adâncime de un metru, contrastele de căldură și frig sunt netezite „în măsura în care probabil predomină acolo o temperatură medie, care diferă puțin de temperatura medie a suprafeței pământului, adică câteva grade peste zero. S-ar putea ca acolo să fi fost păstrați niște embrioni de materie vie, dar soarta lor, desigur, este de neinvidiat.

Pe Mercur, diferența de temperatură este și mai accentuată. Această planetă se confruntă întotdeauna cu Soarele cu o singură parte. În emisfera zilei a lui Mercur, temperatura atinge 400°, adică este peste punctul de topire al plumbului. Și pe emisfera nopții, gerul ar trebui să atingă temperatura aerului lichid, iar dacă a existat o atmosferă pe Mercur, atunci pe partea de noapte ar fi trebuit să se transforme în lichid și poate chiar să înghețe. Numai la granița dintre emisfera zi și noapte, într-o zonă îngustă, pot exista condiții de temperatură care sunt cel puțin oarecum favorabile vieții. Cu toate acestea, nu este nevoie să ne gândim la posibilitatea existenței unei vieți organice dezvoltate acolo. În plus, în prezența urmelor atmosferei, oxigenul liber nu a putut fi reținut în ea, deoarece la temperatura emisferei de zi, oxigenul se combină energetic cu majoritatea elementelor chimice.

Deci, în ceea ce privește posibilitatea vieții pe Lună, perspectivele sunt destul de nefavorabile.

Venus

Spre deosebire de Mercur, Venus prezintă anumite semne ale unei atmosfere groase. Când Venus trece între Soare și Pământ, este înconjurată de un inel luminos - aceasta este atmosfera sa, care este iluminată de Soare. Asemenea treceri ale lui Venus în fața discului solar sunt foarte rare: ultima trecere a avut loc în 18S2, următoarea va avea loc în 2004. Cu toate acestea, aproape în fiecare an Venus trece, deși nu prin discul solar în sine, ci suficient de aproape de acesta și apoi poate fi vizibil sub forma unei semilună foarte îngustă, ca Luna imediat după luna nouă. Conform legilor perspectivei, semiluna lui Venus iluminată de Soare ar trebui să formeze un arc de exact 180°, dar în realitate se observă un arc strălucitor mai lung, care apare datorită reflectării și curbării razelor solare în atmosfera lui Venus. . Cu alte cuvinte, pe Venus este amurg, care crește durata zilei și iluminează parțial emisfera nopții.

Compoziția atmosferei lui Venus este încă puțin înțeleasă. În 1932, folosind analiza spectrală, s-a descoperit în el prezența unei cantități mari de dioxid de carbon, corespunzând unui strat de 3 km grosime în condiții standard (adică la 0° și 760 mm presiune).

Suprafața lui Venus ne apare întotdeauna uluitor de albă și fără pete sau contururi permanente vizibile. Se crede că în atmosfera lui Venus există întotdeauna un strat gros de nori albi, acoperind complet suprafața solidă a planetei.

Compoziția acestor nori este necunoscută, dar cel mai probabil sunt vapori de apă. Nu vedem ce este sub ei, dar este clar că norii trebuie să modereze căldura razelor solare, care pe Venus, care este mai aproape de Soare decât Pământ, ar fi altfel excesiv de puternică.

Măsurătorile de temperatură au dat aproximativ 50-60° de căldură pentru emisfera de zi și 20° de îngheț pentru emisfera de noapte. Astfel de contraste se explică prin rotația lentă a lui Venus în jurul axei sale. Deși perioada exactă a rotației sale este necunoscută din cauza absenței unor pete vizibile pe suprafața planetei, se pare că o zi pe Venus durează nu mai puțin de cele 15 zile ale noastre.

Care sunt șansele ca viața să existe pe Venus?

În acest sens, oamenii de știință au opinii diferite. Unii cred că tot oxigenul din atmosfera sa este legat chimic și există doar ca parte a dioxidului de carbon. Deoarece acest gaz are o conductivitate termică scăzută, în acest caz temperatura de lângă suprafața lui Venus ar trebui să fie destul de ridicată, poate chiar aproape de punctul de fierbere al apei. Acest lucru ar putea explica prezența unei cantități mari de vapori de apă în straturile superioare ale atmosferei sale.

Rețineți că rezultatele de mai sus ale determinării temperaturii lui Venus se referă la suprafața exterioară a acoperirii norilor, de exemplu. la o înălțime destul de mare deasupra suprafeței sale solide. În orice caz, trebuie să ne gândim că condițiile de pe Venus seamănă cu o seră sau cu o seră, dar probabil cu o temperatură și mult mai ridicată.

Marte

Planeta Marte prezintă cel mai mare interes din punctul de vedere al problemei existenței vieții. În multe privințe, este similar cu Pământul. Pe baza petelor care sunt clar vizibile pe suprafața sa, s-a stabilit că Marte se rotește în jurul axei sale, făcând o revoluție la fiecare 24 de ore și 37 de metri. Prin urmare, are loc o schimbare a zilei și a nopții pe el de aproape aceeași durată ca pe Pământ.

Axa de rotație a lui Marte face un unghi de 66° cu planul orbitei sale, aproape exact același cu cel al Pământului. Datorită acestei înclinări a axei, anotimpurile se schimbă pe Pământ. Evident, aceeași schimbare există pe Marte, dar fiecare sezon de pe acesta este aproape de două ori mai lung decât al nostru. Motivul pentru aceasta este că Marte, fiind în medie de o ori și jumătate mai departe de Soare decât Pământ, își finalizează revoluția în jurul Soarelui în aproape doi ani pământeni, sau mai precis 689 de zile.

Cel mai distinct detaliu de pe suprafața lui Marte, observabil atunci când îl privești printr-un telescop, este o pată albă, poziția sa coincizând cu unul dintre polii săi. Locul de la polul sudic al lui Marte este cel mai bine vizibil, deoarece în perioadele de cea mai mare apropiere de Pământ, Marte este înclinat spre Soare și Pământ cu emisfera sa sudică. S-a observat că odată cu debutul iernii în emisfera corespunzătoare a lui Marte, pata albă începe să crească, iar vara scade. Au existat chiar cazuri (de exemplu, în 1894) când pata polară a dispărut aproape complet în toamnă. S-ar putea crede că aceasta este zăpadă sau gheață, care se depune iarna sub formă de strat subțire lângă polii planetei. Că această acoperire este foarte subțire rezultă din observația de mai sus a dispariției petei albe.

Datorită distanței dintre Marte și Soare, temperatura de pe acesta este relativ scăzută. Acolo vara este foarte rece și totuși se întâmplă ca zăpezile polare să se topească complet. Durata lungă a verii nu compensează suficient lipsa căldurii. Rezultă că acolo cade puțină zăpadă, poate doar câțiva centimetri, și este chiar posibil ca petele polare albe să nu fie formate din zăpadă, ci din ger.

Această împrejurare este în deplin acord cu faptul că, conform tuturor datelor, pe Marte există puțină umiditate și puțină apă. Pe ea nu au fost găsite mări sau întinderi mari de apă. Norii sunt foarte rar observați în atmosfera sa. Culoarea foarte portocalie a suprafeței planetei, datorită căreia Marte apare cu ochiul liber ca o stea roșie (de unde și numele său de la vechiul zeu roman al războiului), este explicată de majoritatea observatorilor prin faptul că suprafața lui Marte este un desert de nisip fara apa, colorat de oxizi de fier.

Marte se mișcă în jurul Soarelui într-o elipsă vizibil alungită. Din acest motiv, distanța sa față de Soare variază într-un interval destul de larg - de la 206 la 249 milioane km. Când Pământul se află de aceeași parte a Soarelui cu Marte, apar așa-numitele opoziții ale lui Marte (deoarece Marte se află pe partea opusă a cerului față de Soare în acel moment). În timpul opozițiilor, Marte apare pe cerul nopții în condiții favorabile. Opozițiile se alternează în medie la fiecare 780 de zile, sau doi ani și două luni.

Cu toate acestea, nu la orice opoziție Marte se apropie de Pământ la cea mai scurtă distanță. Pentru a face acest lucru, este necesar ca opoziția să coincidă cu momentul celei mai apropiate apropieri a lui Marte de Soare, care are loc numai la fiecare a șaptea sau a opta opoziție, adică după aproximativ cincisprezece ani. Asemenea opoziții se numesc mari opoziții; au avut loc în 1877, 1892, 1909 și 1924. Următoarea mare confruntare va avea loc în 1939. Principalele observații ale lui Marte și descoperirile aferente sunt datate tocmai la aceste date. Marte a fost cel mai aproape de Pământ în timpul confruntării din 1924, dar chiar și atunci distanța sa față de noi a fost de 55 de milioane de km. Marte nu se apropie niciodată mai mult de Pământ.

„Canale” pe Marte

În 1877, astronomul italian Schiaparelli, făcând observații cu un telescop de dimensiuni relativ modeste, dar sub cerul transparent al Italiei, a descoperit pe suprafața lui Marte, pe lângă pete întunecate numite, deși incorect, mări, o întreagă rețea de înguste. linii drepte sau dungi, pe care le-a numit strâmtori (canale în italiană). Prin urmare, cuvântul „canal” a început să fie folosit în alte limbi pentru a desemna aceste formațiuni misterioase.

Schiaparelli, ca urmare a mulți ani de observații, a alcătuit o hartă detaliată a suprafeței lui Marte, pe care sunt trasate sute de canale, conectând pete întunecate ale „mărilor” între ele. Mai târziu, astronomul american Lowell, care a construit chiar și un observator special în Arizona pentru a observa Marte, a descoperit canale în spațiile întunecate ale „mărilor”. El a constatat că atât „mările”, cât și canalele își schimbă vizibilitatea în funcție de anotimpuri: vara devin mai întunecate, iarna capătă o nuanță gri-verzuie; Hărțile lui Lowell sunt chiar mai detaliate decât hărțile lui Schiaparelli, ele arată multe canale, formând o rețea geometrică complexă, dar destul de regulată.

Pentru a explica fenomenele observate pe Marte, Lowell a dezvoltat o teorie care a devenit larg răspândită, în special în rândul astronomilor amatori. Această teorie se rezumă la următoarele.

Lowell, ca majoritatea celorlalți observatori, confundă suprafața portocalie a planetei cu un pustiu nisipos. El consideră că petele întunecate ale „mărilor” sunt zone acoperite cu vegetație - câmpuri și păduri. El consideră că canalele sunt o rețea de irigare realizată de ființe inteligente care trăiesc la suprafața planetei. Cu toate acestea, canalele în sine nu ne sunt vizibile de pe Pământ, deoarece lățimea lor este departe de a fi suficientă pentru aceasta. Pentru a fi vizibile de pe Pământ, canalele trebuie să aibă cel puțin zece kilometri lățime. Prin urmare, Lowell crede că vedem doar o fâșie largă de vegetație, care își stinge frunzele verzi atunci când canalul însuși, care curge în mijlocul acestei fâșii, este umplut în izvor cu apă care curge din poli, de unde se formează din topirea zăpezilor polare.

Cu toate acestea, încetul cu încetul au început să apară îndoieli cu privire la realitatea unor astfel de canale directe. Cel mai semnificativ a fost faptul că observatorii înarmați cu cele mai puternice telescoape moderne nu au văzut niciun canal, ci au observat doar o imagine neobișnuit de bogată a diferitelor detalii și nuanțe de pe suprafața lui Marte, lipsită, totuși, de contururi geometrice corecte. Doar observatorii care foloseau unelte de putere medie au văzut și au schițat canalele. Prin urmare, a apărut o suspiciune puternică că canalele reprezintă doar o iluzie optică (iluzie optică) care apare cu efortul ochilor extrem. S-au desfășurat multă muncă și diverse experimente pentru a clarifica această circumstanță.

Cele mai convingătoare rezultate sunt cele obținute de fizicianul și fiziologul german Kühl. A creat un model special care înfățișează Marte. Pe un fundal întunecat, Kühl a lipit un cerc pe care îl decupase dintr-un ziar obișnuit, pe care erau așezate mai multe pete gri, care amintesc în contururile lor de „măria” de pe Marte. Dacă te uiți la un astfel de model de aproape, poți vedea clar ce este - poți citi un text din ziar și nu se creează iluzii. Dar dacă vă îndepărtați mai mult, atunci cu iluminarea potrivită, încep să apară dungi drepte subțiri, care trec de la o pată întunecată la alta și, în plus, nu coincid cu liniile textului tipărit.

Kühl a studiat acest fenomen în detaliu.

El a arătat că există multe detalii mici și nuanțe care se transformă treptat unele în altele, atunci când ochiul nu le poate surprinde „în toate detaliile, există dorința de a combina aceste detalii cu modele geometrice mai simple, în urma cărora iluzia de dungi drepte apar acolo unde nu există contururi corecte. Eminentul observator modern Antoniadi, care este în același timp un bun artist, pictează Marte ca pete, cu multe detalii neregulate, dar fără canale drepte.

S-ar putea crede că această întrebare ar fi cel mai bine rezolvată prin trei mijloace de fotografie. Placa fotografică nu poate fi înșelată: ar trebui, se pare, să arate ce este de fapt pe Marte. Din păcate, nu este. Fotografia, care, atunci când este aplicată la stele și nebuloase, a dat atât de mult, atunci când este aplicată pe suprafața planetelor, oferă mai puțin decât ceea ce ochiul unui observator vede cu același instrument. Acest lucru se explică prin faptul că imaginea lui Marte, obținută chiar și cu ajutorul celor mai mari și mai lungi instrumente de focalizare, se dovedește a fi de dimensiuni foarte mici pe placă - cu un diametru de numai 2 mm , este imposibil de distins detalii mari într-o asemenea imagine Cu o mărire puternică, așa În fotografii, există un defect de care suferă pasionații de fotografie modernă care fotografiază cu aparate foto de tip Leica și anume granularea imaginii. ascunde toate micile detalii.

Viata pe Marte

Cu toate acestea, fotografiile lui Marte realizate prin diferite filtre au dovedit clar existența unei atmosfere pe Marte, deși mult mai rară decât cea a Pământului. Uneori, seara, în această atmosferă se observă puncte luminoase, care sunt probabil nori cumulus. Dar, în general, tulbureala de pe Marte este neglijabilă, ceea ce este destul de compatibil cu cantitatea mică de apă de pe acesta.

În prezent, aproape toți observatorii lui Marte sunt de acord că petele întunecate ale „mărilor” reprezintă într-adevăr zone acoperite cu plante. În acest sens, teoria lui Lowell este confirmată. Cu toate acestea, până relativ recent a existat un obstacol. Problema este complicată de condițiile de temperatură de pe suprafața lui Marte.

Deoarece Marte este de o ori și jumătate mai departe de Soare decât Pământ, primește de două ori și un sfert mai puțină căldură. Întrebarea la ce temperatură își poate încălzi suprafața o cantitate atât de mică de căldură depinde de structura atmosferei lui Marte, care este o „blană” de grosime și compoziție necunoscută nouă.

Recent a fost posibilă determinarea temperaturii suprafeței lui Marte prin măsurători directe. S-a dovedit că în regiunile ecuatoriale la prânz temperatura crește la 15-25°C, dar seara are loc o răcire puternică, iar noaptea este aparent însoțită de înghețuri severe constante.

Condițiile de pe Marte sunt similare cu cele observate pe munții noștri înalți: aer rarefiat și transparent, încălzire semnificativă prin lumina directă a soarelui, frig la umbră și înghețuri severe nocturne. Condițiile sunt, fără îndoială, foarte dure, dar putem presupune că plantele s-au aclimatizat și adaptat la ele, precum și la lipsa de umiditate.

Deci, existența vieții vegetale pe Marte poate fi considerată aproape dovedită, dar în ceea ce privește animalele, și mai ales cele inteligente, nu putem spune încă nimic cert.

În ceea ce privește celelalte planete ale sistemului solar - Jupiter, Saturn, Uranus și Neptun, este dificil să presupunem posibilitatea vieții pe ele din următoarele motive: în primul rând, temperatură scăzută din cauza distanței de la Soare și, în al doilea rând, otrăvitoare. gaze descoperite recent în atmosferele lor – amoniacul și metanul. Dacă aceste planete au o suprafață solidă, atunci ea este ascunsă undeva la adâncimi mari, dar vedem doar straturile superioare ale atmosferelor lor extrem de puternice.

Viața este și mai puțin probabilă pe cea mai îndepărtată planetă de Soare - recent descoperitul Pluto, despre condițiile fizice despre care încă nu știm nimic.

Deci, dintre toate planetele din sistemul nostru solar (cu excepția Pământului), se poate suspecta existența vieții pe Venus și se poate considera că existența vieții pe Marte este aproape dovedită. Dar, desigur, toate acestea se aplică în prezent. În timp, odată cu evoluția planetelor, condițiile se pot schimba foarte mult. Nu vom vorbi despre asta din cauza lipsei de date.

Articolul vorbește despre ce planetă nu are atmosferă, de ce este nevoie de o atmosferă, cum apare, de ce unii sunt lipsiți de ea și cum ar putea fi creată artificial.

start

Viața pe planeta noastră ar fi imposibilă fără atmosferă. Iar ideea nu este doar în oxigenul pe care îl respirăm, apropo, acesta conține doar puțin mai mult de 20%, ci și în faptul că creează presiunea necesară ființelor vii și protejează de radiațiile solare.

Conform definiției științifice, atmosfera este învelișul gazos al planetei care se rotește cu ea. Pentru a spune simplu, o acumulare uriașă de gaz atârnă în mod constant peste noi, dar nu îi vom observa greutatea la fel ca gravitația Pământului, pentru că ne-am născut în astfel de condiții și suntem obișnuiți cu ea. Dar nu toate corpurile cerești au norocul să o aibă. Deci nu vom lua în considerare ce planetă, deoarece este încă un satelit.

Mercur

Atmosfera planetelor de acest tip este formată în principal din hidrogen, iar procesele din ea sunt foarte violente. Luați în considerare doar vârtejul atmosferic, care a fost observat de mai bine de trei sute de ani - acel punct foarte roșu din partea inferioară a planetei.

Saturn

La fel ca toți giganții gazosi, Saturn este compus în principal din hidrogen. Vânturile nu se potolesc, se observă fulgere și chiar aurore rare.

Uranus și Neptun

Ambele planete sunt ascunse de un strat gros de nori de hidrogen, metan și heliu. Neptun, de altfel, deține recordul pentru viteza vântului la suprafață - până la 700 de kilometri pe oră!

Pluton

Când ne amintim de un astfel de fenomen ca o planetă fără atmosferă, este dificil să nu menționăm Pluto. Este, desigur, departe de Mercur: învelișul său de gaz este „doar” de 7 mii de ori mai puțin dens decât cel al Pământului. Dar totuși, aceasta este cea mai îndepărtată și până acum puțin studiată planetă. Se știu puține lucruri despre el - doar că conține metan.

Cum să creezi o atmosferă pentru viață

Gândul de a coloniza alte planete i-a bântuit pe oamenii de știință încă de la început și cu atât mai mult despre terraformare (crearea de condiții fără mijloace de protecție). Toate acestea sunt încă la nivel de ipoteze, dar pe Marte, de exemplu, este foarte posibil să se creeze o atmosferă. Acest proces este complex și în mai multe etape, dar ideea sa principală este următoarea: pulverizați bacterii pe suprafață, care vor produce și mai mult dioxid de carbon, densitatea învelișului de gaz va crește și temperatura va crește. După aceasta, ghețarii polari vor începe să se topească, iar din cauza presiunii crescute, apa nu se va evapora fără urmă. Și atunci vor veni ploile și solul va deveni potrivit pentru plante.

Așa că ne-am dat seama ce planetă este practic lipsită de atmosferă.