Наше здоров'я 

Яка із планет практично позбавлена ​​атмосфери. Чи живуть планети? Коли стає спекотно

Планети, що належать до земної групи - Меркурій, Венера, Земля, Марс, Плутон - мають невеликі розміри та маси, середня щільність цих планет у кілька разів перевищує щільність води; вони повільно обертаються навколо осей; у них мало супутників (у Меркурія та Венери їх взагалі немає, у Марса – два, у Землі – один).

Подібність планет земної групи не виключає і певної різниці. Наприклад, Венера, на відміну від інших планет, обертається в напрямку, зворотному її руху навколо Сонця, причому в 243 рази повільніше за Землю. осі.
Кути нахилу осей до площин їх орбіт у Землі і Марса приблизно однакові, але зовсім інші у Меркурія і Венери. Такі ж, як у Землі, пори року є, отже, на Марсі, хоча майже вдвічі довше, ніж на Землі.

Можливо до планет земної групи віднести і далекий Плутон - найменшу з 9 планет. Середній діаметр Плутона близько 2260 км. Лише вдвічі менший діаметр Харона – супутника Плутона. Тому не виключено, що система Плутон - Харон, як і система Земля - ​​Місяць, є "подвійною планетою".

Подібності та відмінності виявляються також у атмосферах планет земної групи. На відміну від Меркурія, який, як і Місяць, практично позбавлений атмосфери, Венера і Марс володіють нею. Атмосфера Марса навпаки надзвичайно розріджена і також бідна на кисень, азот. Тиск біля поверхні Венери майже в 100 разів більше, а в Марса майже в 150 разів менше, ніж у Землі.

Температура біля поверхні Венери дуже висока (близько 500 ° С) і залишається весь час майже однаковою. Висока температура поверхні Венери обумовлена ​​парниковим ефектом. Густа щільна атмосфера пропускає промені Сонця, але затримує інфрачервоне теплове випромінювання, що йде від нагрітої поверхні. Нерідко під час пилових бур, які тривають кілька місяців, величезна кількість пилу піднімається в атмосферу Марса. Ураганні вітри зафіксовані в атмосфері Венери на висотах, де розташований хмарний шар (від 50 до 70 км над поверхнею планети), але поблизу поверхні цієї планети швидкість вітру досягає лише кількох метрів на секунду.

Планети земної групи, подібно до Землі та Місяця, мають тверді поверхні. Поверхня Меркурія, рясна кратерами, дуже нагадує місячну. "Морею" там менше, ніж на Місяці, причому вони невеликі. Як і на Місяці, більшість кратерів утворилися внаслідок падіння метеоритів. Там, де кратерів небагато, бачимо порівняно молоді ділянки поверхні.

Кам'яниста пустеля і безліч окремих каменів видно на перших фототелевізійних панорамах, переданих з поверхні Венери автоматичними станціями серії "Венера". Загалом ця планета виявилася найбільш гладкою з усіх планет земної групи, хоча і на ній є великі гірські масиви і протяжні височини, що вдвічі перевищують за розмірами земний Тибет.

Майже 2/3 Землі займають океани, але на поверхні Венери і Меркурія води немає.

Багать кратерами і поверхню Марса. Особливо багато їх у південній півкулі планети. Темні області, що займають значну частину поверхні планети, одержали назву морів. Діаметри деяких морів перевищують 2000 км. Височини, що нагадують земні континенти, що є світлими полями оранжево-червоного кольору, названі материками. Як і на Венері, тут є великі вулканічні конуси. Висота найбільшого з них – Олімпуса – перевищує 25 км, діаметр кратера 90 км. Діаметр основи цієї гігантської конусоподібної гори понад 500 км. Про те, що мільйони років тому на Марсі відбувалися потужні вулканічні виверження та зміщувалися поверхневі пласти, свідчать залишки лавових потоків, величезні розлами поверхні (один з них – Марінер – тягнеться на 4000 км), численні ущелини та каньйони.


4,6 мільярда років тому в нашій Галактиці з хмар зоряної матерії почали утворюватися згущення. Все, ущільнюючись і згущуючи, гази нагрівалися, випромінюючи тепло. Зі збільшенням щільності та температури почалися ядерні реакції, перетворюючи водень на гелій. Таким чином, виникло дуже потужне джерело енергії - Сонце.

Одночасно зі збільшенням температури та об'єму Сонця, в результаті об'єднання фрагментів міжзоряного пилу в площині, перпендикулярній до осі обертання Зірки, створювалися планети та їх супутники. Формування Сонячної Системи завершилося близько 4 мільярдів років тому.



На даний момент Сонячна Система має вісім планет. Це Меркурій, Венера, Земля, Марс, Юпітер, Сатурн, Уран, Нептон. Плутон - карликова планета, найбільший відомий об'єкт пояса Койпера (є великим поясом осколків, подібним до пояса астероїдів). Після виявлення у 1930 році вважався дев'ятою планетою. Становище змінилося 2006 року з ухваленням формального визначення планети.




На найближчій до Сонця планеті – Меркурії дощів не буває ніколи. Це зумовлено тим чинником, що атмосфера планети настільки розріджена, що її просто неможливо зафіксувати. Та й звідки там взятися дощами, якщо денна температура на поверхні планети часом досягає 430º за Цельсієм. Так, не хотілося б там опинитися:)




А ось на Венері постійно йдуть кислотні дощі, оскільки хмари над цією планетою складаються не з живлющої води, а зі смертоносної сірчаної кислоти. Правда, оскільки температура на поверхні третьої за рахунком планети досягає 480 º за Цельсієм, то краплі кислоти випаровуються раніше, ніж долетять до планети. Небо над Венерою пронизують великі і страшні блискавки, але світла і гуркоту від них більше, ніж дощ.




На Марсі, на думку вчених, давно природні умови були такими ж, як і на Землі. Мільярди років тому атмосфера над планетою була набагато щільнішою, і цілком можливо, що рясні дощі наповнювали ці річки. Але зараз над планетою дуже розріджена атмосфера, а фотографії, передані супутниками-розвідниками, свідчать, що поверхня планети нагадує пустелі південного заходу США або Сухі долини в Антарктиді. Коли частина Марса огортає зимова пора, над червоною планетою з'являються тонкі хмари, що містять двоокис вуглецю, а іній покриває мертві скелі. Рано-вранці в долинах бувають такі густі тумани, що здається, що ось-ось піде дощ, але марні такі очікування.

До речі температура повітря вдень на МРС 20º за Цельсієм. Правда вночі може опускатися до - 140: (




Юпітер – найбільша з планет і є гігантською газовою кулею! Ця куля майже повністю складається з гелію і водню, але не виключено, що глибоко всередині планети знаходиться маленьке тверде ядро, оповите океаном рідкого водню. Тим не менш, Юпітер з усіх боків оточують кольорові смуги хмар. Деякі з цих хмар складаються навіть із води, але, як правило, у переважній більшості їх утворюють застиглі кристали аміаку. Іноді над планетою пролітають сильні урагани і бурі, що несуть у себе снігопади і дощі з аміаку. Ось де б провести Магічну квітку.


Під час сильної сонячної бурі Земля втрачає близько 100 тонн атмосфери.

Факти космічної погоди


  1. Сонячні спалахи можуть іноді нагрівати сонячну поверхню до температури 80 мільйонів F, що гаряче ядра сонця!

  2. Найшвидший викид корональної маси був зареєстрований 4 серпня 1972 року і подорожував від Сонця до Землі 14,6 години - швидкість близько 10 мільйонів кілометрів на годину або 2778 км/сек.

  3. 8 квітня 1947 року зафіксовано найбільші пляма в новітній історії, з максимальним розміром, що перевищує 330 разів площу Землі.

  4. Найпотужніший сонячний спалах за останні 500 років стався 2 вересня 1859 і був виявлений двома астрономами, яким пощастило, глянути на сонце в потрібний час!

  5. У період з 10 по 12 травня 1999 року тиск сонячного вітру практично зник, внаслідок чого магнітосфера Землі розширилася в обсязі більш ніж у 100 разів!

  6. Типові викиди корональної маси можуть мати розміри мільйони кілометрів, але маса відповідає невеликому горі!

  7. Деякі плями на Сонці настільки прохолодні, що водяна пара може утворюватися при температурі 1550 С.

  8. Найпотужніші полярні сяйва можуть генерувати понад 1 трлн ват, що можна порівняти із землетрусом середньої потужності.

  9. 13 березня 1989 року в Квебеку (Канада) внаслідок великої геомагнітної бурі сталася велика аварія в електромережах, що викликала відключення енергії протягом 6 годин. Збитки для економіки Канади склали 6 мільярдів доларів

  10. Під час інтенсивних сонячних спалахів космонавти можуть бачити яскраві миготливі смуги світла від впливу частинок високої енергії на очні яблука.

  11. Найбільшою проблемою подорожі космонавтів на Марс буде подолання впливу сонячних бур та радіації.

  12. Прогнозування космічної погоди коштує лише $5 млн на рік, але зберігає понад 500 мільярдів доларів щорічного доходу від супутників та електротехнічної промисловості.

  13. Протягом останнього циклу сонячної активності було пошкоджено або знищено супутникові технології на 2 млрд $.

  14. Повторення керінгтонівської події, як у 1859 році, може коштувати 30 мільярдів доларів на день для електромереж США і до 70 млрд. $ для супутникової індустрії.

  15. 4 серпня 1972 року сонячний спалах був настільки сильний, що, за деякими оцінками, космонавт під час польоту отримав би смертельну дозу випромінювання.

  16. Протягом мінімуму Маундера (1645-1715), що супроводжувався настанням малого льодовикового періоду, 11-річний цикл сонячних плям не було виявлено.

  17. За одну секунду сонце перетворює 4 мільйони тонн матерії на чисту енергію.

  18. Ядро Сонця, майже так само щільне, як свинець і має температуру 15 млн. градусів C.

  19. Під час сильної сонячної бурі земля втрачає близько 100 тонн атмосфери.

  20. Магнітні іграшки на рідкісноземельних елементах можуть мати магнітне поле в 5 разів сильніше, ніж магнітне поле сонячних плям.


Одна з яскравих особливостей Сонячної системи – різноманітність планетних атмосфер. Земля і Венера схожі за розміром і масою, проте поверхня Венери розжарена до 460 ° C під океаном з вуглецю, який тисне на поверхню як кілометровий шар води.

Каллісто і Титан - великі супутники, відповідно, Юпітера та Сатурна; вони майже одного розміру, але Титан має велику азотну атмосферу. , набагато більшу, ніж у Землі, а Каллісто практично позбавлена ​​атмосфери.


Звідки беруться такі крайнощі? Якби ми це знали, то змогли б пояснити, чому Земля сповнена життя, тоді як інші планети поряд з нею виглядають неживими. Зрозумівши, як еволюціонують атмосфери, ми могли б визначити, які планети поза Сонячною системою можуть бути заселені.


Планета набуває газового покриву різними шляхами. Вона може викидати пару зі своїх надр, може захопити леткі речовини у комет та астероїдів при зіткненні з ними, або її гравітація може притягнути гази з міжпланетного простору. До того ж планетологи роблять висновок, що втрата газу відіграє таку ж важливу роль, як і його придбання.


Навіть земна атмосфера, яка виглядає непорушною, поступово витікає у космічний простір.

Темп витоку нині дуже малий: близько 3 кг водню і 50 р гелію (два найлегших газу) на секунду; але навіть такий струмок може стати суттєвим за геологічний період, а темп втрати міг бути колись значно вищим. Як писав Бенджамін Франклін, "маленька текти може потопити великий корабель".
Нинішні атмосфери планет земної групи та супутників планет-гігантівнагадують руїни середньовічних замків це залишки колишньої розкоші, що стала жертвою пограбування та занепаду .
Атмосфери ще менших тіл схожі на зруйновані форти - беззахисні і легко вразливі.


Усвідомивши важливість витоку атмосфер, ми змінюємо своє уявлення про майбутнє Сонячної системи.
Десятиліттями вчені намагалися зрозуміти, чому у Марса така тонка
атмосфера, але тепер ми здивовані, що в нього взагалі збереглася хоч
якась атмосфера.
Чи не обумовлена ​​різниця між Титаном і Каллісто тим, що Каллісто втратила свою атмосферу, перш ніж на Титані з'явилося повітря? Чи була раніше атмосфера Титану щільнішою, ніж сьогодні? Як Венера зберегла азот та діоксид вуглецю, але повністю втратила воду?
Чи сприяв витік водню зародження життя Землі? Чи перетвориться колись наша планета на другу Венеру?


Коли стає спекотно

Якщо
ракета набрала другу космічну швидкість, вона рухається так швидко, що здатна подолати тяжіння планети. Те саме можна сказати про атоми і молекули, хоча зазвичай вони досягають швидкості втікання, не маючи певної мети.
При тепловому випаровуванні гази стають настільки гарячими, що їх неможливо утримати.
У нетеплових процесах атоми та молекули викидаються внаслідок хімічних реакцій чи взаємодії заряджених частинок. Зрештою, при зіткненні з астероїдами та кометами відриваються цілі шматки атмосфери.


Найпоширеніший процес із цих трьох – теплове випаровування. Усі тіла у Сонячній системі нагріваються сонячним світлом. Позбавляються цього тепла вони двома шляхами: випромінюванням інфрачервоного випромінювання і випаровуванням речовини. У довгоживучих об'єктів, як-от Земля, домінує перший процес, а, наприклад, у комет - другий. Якщо порушиться баланс між нагріванням та охолодженням, то навіть велике тіло розміром із Землю може досить швидко нагрітися, і при цьому його атмосфера, що зазвичай містить малу частку маси планети, може дуже швидко випаруватися.
Наша Сонячна система заповнена тілами, позбавленими повітря, мабуть, в основному через теплове випаровування. Тіло стає безповітряним, якщо сонячне нагрівання перевищує певний поріг, що залежить від сили гравітації тіла.
Теплове випаровування відбувається двома шляхами.
Перший називають випаром Джинса на честь англійського астрофізика Джеймса Джинса (James Jeans), який описав це явище на початку XX ст.
При цьому повітря з верхнього шару атмосфери випаровується буквально за атомом, молекула за молекулою. У нижчих шарах взаємні зіткнення утримують частинки, але вище рівня, званого екзобазою (у Землі він лежить на висоті 500 км від поверхні), повітря настільки розріджене, що частки газу майже ніколи не стикаються. Вище екзобази вже ніщо не може зупинити атом чи молекулу, що мають достатню швидкість для вильоту до космосу.


Водень як найлегший газ простіше за інших долає тяжіння планети. Але спочатку він має дістатися екзобази, а на Землі це довгий процес.
Молекули з воднем зазвичай не піднімаються вище нижніх шарів атмосфери: водяна пара (H2O) конденсується і падає вниз у вигляді дощу, а метан (CH4) окислюється і перетворюється на діоксид вуглецю (CO2). Деякі молекули води і метану дістаються стратосфери і руйнуються, виділяючи водень, який повільно дифундує вгору, поки не дістанеться екзобази. Деяка частина водню витікає, про що свідчать ультрафіолетові знімки, які демонструють гало з атомів водню довкола нашої планети.


Температура на висоті екзобази Землі коливається близько 1000 К, що відповідає середній швидкості атомів водню близько 5 км/с.
Це менше за другу космічну швидкість для Землі на цій висоті (10,8 км/с); але швидкості атомів навколо середнього значення розподілені широко, тому деякі атоми водню мають шанс подолати тяжіння планети. Витік частинок з високошвидкісного " хвосту " у тому розподілі за швидкостями пояснює від 10 до 40 % втрат Землею водню. Випаровуванням Джинса частково пояснюється і відсутність атмосфери в Місяця: гази, що виходять з-під поверхні Місяця, легко випаровуються в космос.


Другий шлях теплового випаровування ефектніший. Коли при випаровуванні Джинса газ летить молекула за молекулою, нагрітий газ може відлітати повністю. Верхні шари атмосфери можуть поглинати ультрафіолетове випромінювання Сонця, нагріватися і розширюватися виштовхувати повітря вгору.
Піднімаючись, повітря прискорюється, долає швидкість звуку та досягає швидкості втікання. Ця форма теплового випаровування називається
гідродинамічним відтоком, або планетним вітром (за аналогією із сонячним вітром - потоком заряджених частинок, що викидаються Сонцем у космос).


Основні положення

Багато
гази, що становлять атмосферу Землі та інших планет, повільно витікають у космос. Гарячі гази, особливо легкі, випаровуються, хімічні
реакції та зіткнення частинок призводять до викиду атомів та молекул, а
комети та астероїди іноді відривають великі шматки атмосфери.
Витоком пояснюються багато загадок Сонячної системи. Наприклад, Марс червоний через те, що його водяна пара розщепилася на водень і кисень; водень полетів у космос, а кисень окислив (накрив іржею) ґрунт.
Подібний процес на Венері призвів до появи щільної атмосфери з
діоксиду вуглецю. Дивно, але могутня атмосфера Венери – результат витоку газу.


Девід Кетлінг та Кевін Цанле
Журнал «У світі науки»


Земля втрачає атмосферу! Чи загрожує нам кисневе голодування?

Дослідники були вражені нещодавнім відкриттям: виявилося, що наша планета втрачає свою атмосферу швидше, ніж Венера і Марс через те, що має набагато значніше і потужніше магнітне поле.


Це може означати, що магнітне поле Землі - не такий і добрий захисний екран, як це передбачалося раніше. Вчені були впевнені в тому, що завдяки дії магнітного поля Землі атмосфера добре захищена від згубного впливу Сонця. А виявилося, що магнітосфера Землі сприяє стоншенню земної атмосфери за рахунок прискореної втрати кисню.


За словами Крістофера Рассела, професора геофізики та фахівця з космічної фізики університету Каліфорнії, вчені звикли вважати, що людству вкрай пощастило із земною "пропискою": чудове магнітне поле Землі, мовляв, відмінно захищає нас від сонячних "атак" - космічних променів, Сонце та сонячного вітру. Тепер з'ясовується, що магнітне поле землі - не тільки захисник, а й ворог.


Група фахівців на чолі з Расселом дійшли цього висновку під час спільної роботи на Конференції порівняльної планетології.


О. Михайлов, проф.

Наука та життя // Ілюстрації

Місячний краєвид.

Танення полярної плями на Марсі.

Орбіти Марса та Землі.

Карта Марса, складена Ловеллом.

Модель Марса, зроблена Кюлем.

Малюнок Марса, зроблений Антоніаді.

Розглядаючи питання про існування життя на інших планетах, ми говоритимемо тільки про планети нашої сонячної системи, тому що нам нічого не відомо про наявність у інших сонців, якими є зірки, власних планетних систем, подібних до нашої. За сучасними поглядами на походження сонячної системи можна навіть вважати, що освіта планет, що обертаються навколо центральної зірки, є випадок, ймовірність якого мізерно мала, і тому більшість зірок не має своїх планетних систем.

Далі слід зазначити, що питання життя на планетах ми мимоволі розглядаємо з нашої, земної погляду, припускаючи, що це життя проявляється у таких формах, як і Землі, т. е. припускаючи життєві процеси і загальне будова організмів подібними земним. У такому разі для розвитку життя на поверхні якоїсь планети повинні існувати певні фізико-хімічні умови, повинна бути не надто висока і не надто низька температура, необхідна наявність води та кисню, основою органічної речовини повинні бути сполуки вуглецю.

Атмосфери планет

Присутність у планет атмосфери визначається напругою сили тяжіння з їхньої поверхні. Великі планети мають достатню силу тяжіння, щоб утримувати біля себе газоподібну оболонку. Дійсно, молекули газу перебувають у постійному швидкому русі, швидкість якого визначається хімічною природою цього газу та температурою.

Найбільшу швидкість мають легкі гази – водень та гелій; у разі підвищення температури швидкість зростає. При нормальних умовах, тобто температурі 0° і атмосферному тиску, середня швидкість молекули водню становить 1840 м/сек, а кисню 460 м/сек. Але під впливом взаємних зіткнень окремі молекули набувають швидкості, що у кілька разів перевершують зазначені середні числа. Якщо у верхніх шарах земної атмосфери з'явиться молекула водню зі швидкістю, що перевищує 11 км/сек, то така молекула відлетить геть від Землі до міжпланетного простору, оскільки сила земного тяжіння виявиться недостатньою для її утримання.

Чим менша планета, чим менш масивна, тим менша ця гранична чи, як кажуть, критична швидкість. Для Землі критична швидкість становить 11 км/сек, для Меркурія вона дорівнює лише 3,6 км/сек, для Марса 5 км/сек, для Юпітера ж, найбільшої і наймасивнішої з усіх планет, - 60 км/сек. Звідси випливає, що Меркурій, а тим паче ще менші тіла, як супутники планет (у тому числі й наш Місяць) та всі малі планети (астероїди), не можуть утримати своїм слабким тяжінням атмосферну оболонку біля своєї поверхні. Марс в змозі, хоч і насилу, утримувати атмосферу, значно більш розріджену, ніж атмосфера Землі, що стосується Юпітера, Сатурна, Урана і Нептуна, їх тяжіння досить сильно для того, щоб утримувати потужні атмосфери, що містять легкі гази, на зразок аміаку і метану, а можливо, також і вільний водень.

Відсутність атмосфери неминуче тягне за собою відсутність води в рідкому стані. У безповітряному просторі випаровування води відбувається набагато енергійніше, ніж при атмосферному тиску; тому вода швидко перетворюється на пару, який є дуже легкий таз, піддається тієї ж долі, як і інші гази атмосфери, т. е. він більш менш швидко покидає поверхню планети.

Зрозуміло, що на планеті, позбавленої атмосфери та води, умови для розвитку життя зовсім несприятливі, і ми не можемо очікувати на такій планеті ні рослинного, ні тваринного життя. Під цю категорію потрапляють усі малі планети, супутники планет, та якщо з великих планет - Меркурій. Скажімо трохи докладніше про два тіла цієї категорії, саме про Місяць та Меркурію.

Місяць та Меркурій

Для цих тіл відсутність атмосфери встановлено як шляхом наведених вище міркувань, а й у вигляді прямих спостережень. Коли Місяць рухається небом, здійснюючи свій шлях навколо Землі, він часто закриває собою зірки. Зникнення зірки за диском Місяця можна спостерігати вже в невелику трубу і відбувається воно завжди миттєво. Якби місячний рай був оточений хоча б рідкісною атмосферою, то, перш ніж цілком зникнути, зірка просвічувала б протягом деякого часу крізь цю атмосферу, причому поступово зменшувалася б видима яскравість зірки, крім того, внаслідок заломлення світла зірка здавалася б зміщеною зі свого місця. . Всі ці явища зовсім відсутні при покритті зірок Місяцем.

Місячні ландшафти, що спостерігаються в телескопи, вражають різкістю та контрастністю свого освітлення. На Місяці немає півтінь. Поруч із яскравими, освітленими Сонцем місцями зустрічаються глибокі чорні тіні. Відбувається це тому, що внаслідок відсутності атмосфери на Місяці немає блакитного денного неба, яке своїм світлом пом'якшує тіні; небо там завжди чорне. Немає на Місяці і сутінків, і після заходу Сонця одразу настає темна ніч.

Меркурій знаходиться від нас набагато далі, ніж Місяць. Тому таких подробиць, як на Місяці, ми спостерігати на ньому не можемо. Нам невідомий вид ландшафту. Покриття зірок Меркурієм внаслідок його видимої дрібниці надзвичайно рідкісне явище, і немає вказівок на те, щоб такі покриття коли-небудь спостерігалися. Натомість бувають проходження Меркурія перед диском Сонця, коли ми спостерігаємо, що ця планета у вигляді крихітної чорної точки повільно проповзає яскравою сонячною поверхнею. Край Меркурія у своїй буває різко окреслено, і явища, які вбачалися під час проходження перед Сонцем Венери, у Меркурія немає. Але все ж таки можливо, щоб невеликі сліди атмосфери у Меркурія збереглися, проте ця атмосфера має зовсім незначну щільність у порівнянні з земною.

На Місяці та Меркурії зовсім несприятливі для життя та температурні умови. Місяць обертається навколо своєї осі надзвичайно повільно, завдяки чому день і ніч тривають на ньому по чотирнадцять діб. Спека сонячних променів не стримується повітряною оболонкою, і в результаті вдень на Місяці температура поверхні підвищується до 120 °, тобто вище точки кипіння води. Під час довгої ночі температура падає до 150° нижче нуля.

Під час місячного затемнення спостерігалося, як протягом лише години з невеликим температура впала з 70 ° тепла до 80 ° морозу, а після закінчення затемнення майже в такий же короткий термін повернулася до свого вихідного значення. Це спостереження свідчить про надзвичайно малу теплопровідність гірських порід, що утворюють місячну поверхню. Сонячне тепло не проникає вглиб, а залишається у найтоншому верхньому шарі.

Потрібно думати, що поверхня Місяця покрита легкими і пухкими туфами вулканічними, може бути навіть попелом. Вже на глибині метра контрасти тепла і холоду огладжуються «естолькі, що ймовірно там панує середня температура, що мало відрізняється від середньої температури земної поверхні, тобто становить кілька градусів вище нуля. Може там і збереглися деякі зародки живої речовини, але доля їх, звичайно, незавидна.

На Меркурії різниця температурних умов ще різкіша. Ця планета завжди повернута до Сонця однією стороною. На денній півкулі Меркурія температура досягає 400°, тобто вона вища за точку плавлення свинцю. А на нічній півкулі мороз повинен доходити до температури рідкого повітря, і якби на Меркурії існувала атмосфера, то на нічному боці вона мала перетворитися на рідину, а можливо навіть замерзнути. Лише на кордоні між денною та нічними півкулями в межах вузької зони можуть бути температурні умови, хоч скільки-небудь сприятливі для життя. Однак про можливість там розвиненого органічного життя думати не доведеться. Далі за наявності слідів атмосфери у ній було втриматися вільний кисень, оскільки за температури денного півкулі кисень енергійно з'єднується з більшістю хімічних елементів.

Отже, щодо можливості життя на Місяці перспективи є досить несприятливими.

Венера

На відміну від Меркурія Венері спостерігаються певні ознаки густої атмосфери. Коли Венера проходить між Сонцем та Землею, вона буває оточена світлим кільцем, - це її атмосфера, яка на просвіт освітлюється Сонцем. Такі проходження Венери перед диском Сонця бувають дуже рідко: останнє проходження мало місце в 18S2 р., найближче наступне відбудеться в 2004 р. Проте майже щороку Венера проходить хоч і не через сонячний диск, але досить близько від нього, і тоді вона буває видно. у формі дуже вузького серпа, на зразок Місяця відразу після молодика. За законами перспективи освітлений Сонцем серп Венери мав би становити дугу рівно 180°, але насправді спостерігається довша світла дуга, що відбувається внаслідок відбиття та загинання сонячних променів в атмосфері Венери. Іншими словами, на Венері є сутінки, які збільшують тривалість дня і частково висвітлюють її нічну півкулю.

Склад атмосфери Венери поки що мало вивчений. У 1932 р. за допомогою спектрального аналізу в ній було виявлено присутність великої кількості вуглекислоти, що відповідає шару потужністю 3 км за стандартних умов (тобто при 0° і 760 мм тиску).

Поверхня Венери завжди видається нам сліпуче білою і без помітних постійних плям або контурів. Вважають, що в атмосфері Венери завжди знаходиться густий шар білих хмар, що цілком закриває собою тверду поверхню планети.

Склад цих хмар невідомий, але найімовірніше, що це водяні пари. Що знаходиться під ними, ми не бачимо, але зрозуміло, що хмари повинні стримувати спеку сонячного проміння, яке на Венері, що знаходиться ближче до Сонця, ніж Земля, було б інакше надмірно сильним.

Вимірювання температури дали для денної півкулі близько 50-60 ° тепла, а для нічної 20 ° морозу. Такі контрасти пояснюються повільністю обертання Венери біля осі. Хоча точний період її обертання невідомий через відсутність на поверхні планети помітних плям, але, мабуть, доба триває на Венері не менше ніж 15 діб.

Які шанси існування життя на Венері?

Щодо цього блискавки вчених розходяться. Деякі вважають, що весь кисень у її атмосфері хімічно пов'язаний і існує лише у складі вуглекислоти. Так як цей газ має малу теплопровідність, то в такому випадку температура біля поверхні Венери повинна бути досить високою, можливо навіть близькою до точки кипіння води. Цим можна було б пояснити присутність у верхніх шарах її атмосфери великої кількості водяної пари.

Зауважимо, що наведені вище результати визначення температури Венери відносяться до зовнішньої поверхні покриву хмари, тобто. до досить велику висоту над її твердою поверхнею. У всякому разі, треба думати, що умови на Венері нагадують теплицю або оранжерею, але, ймовірно, з ще значно вищою температурою.

Марс

Найбільший інтерес з погляду питання існування життя представляє планета Марс. Багато в чому він схожий на Землю. По плямах, які добре видно на його поверхні, встановлено, що Марс обертається біля осі, здійснюючи один оборот у 24 год. і 37 м. Тому на ньому існує зміна дня та ночі майже такої ж тривалості, як і на Землі.

Вісь обертання Марса складає з площиною його орбіти кут в 66°, майже такою самою, як і в Землі. Завдяки цьому нахилу осі на Землі відбувається зміна пір року. Очевидно, і на Марсі існує така ж зміна, але тільки кожну пору року на ньому майже вдвічі триваліша за нашу. Причина цього полягає в тому, що Марс, будучи в середньому в півтора рази далі від Сонця, ніж Земля, здійснює свій оборот навколо Сонця майже у два земні роки, точніше у 689 діб.

Найбільш виразна подробиця на поверхні Марса, помітна при розгляді його в телескоп, - біла пляма, яка за своїм становищем збігається з одним з його полюсів. Найкраще буває видно пляма біля південного полюса Марса, тому що в періоди своєї найбільшої близькості до Землі Марс буває нахилений у бік Сонця та Землі своєю південною півкулею. Помічено, що з настанням зими у відповідній півкулі Марса біла пляма починає збільшуватися, а влітку вона зменшується. Бували навіть випадки (наприклад, 1894 р.), коли полярна пляма восени майже зовсім зникала. Можна думати, що це сніг чи лід, що відкладається взимку тонким покривом біля полюсів планети. Що цей покрив дуже тонкий, випливає із зазначеного спостереження над зникненням білої плями.

Внаслідок віддаленості Марса від Сонця температура на ньому порівняно низька. Літо там дуже холодне, проте буває, що полярні сніги повністю стаюють. Велика тривалість літа не компенсує достатньою мірою нестачі тепла. Звідси випливає, що снігу випадає там мало, можливо лише на кілька сантиметрів, можливо навіть, що білі полярні плями складаються не зі снігу, а з інею.

Ця обставина перебуває у згоді з тим, що за всіма даними на Марсі мало вологи, мало води. Морів та великих водних просторів на ньому не виявлено. У його атмосфері вкрай рідко спостерігаються хмари. Саме помаранчеве забарвлення поверхні планети, завдяки якому неозброєному оку Марс представляється червоною зіркою (звідки і походить його назва на ім'я давньоримського бога. війни), більшістю "спостерігачів пояснюється тим, що поверхня Марса представляє безводну піщану пустелю, пофарбовану оксидами заліза.

Марс рухається навколо Сонця по витягнутому еліпсу. Завдяки цьому його відстань від Сонця змінюється у досить широких межах – від 206 до 249 млн. км. Коли Земля перебуває з тієї ж сторони Сонця, як і Марс, відбуваються звані протистояння Марса (бо Марс у цей час перебуває осторонь неба, протилежної Сонцю). Під час протистоянь Марс спостерігається на нічному небі за сприятливих умов. Протистояння чергуються в середньому через 780 днів, або через два роки та два місяці.

Однак далеко не в кожне протистояння Марс наближається до Землі на свою найкоротшу відстань. Для цього потрібно, щоб протистояння збіглося з часом найбільшого наближення Марса до Сонця, що буває лише кожне сьоме чи восьме протистояння, тобто приблизно через п'ятнадцять років. Такі протистояння називаються великими протистояннями; вони мали місце у 1877, 1892, 1909 та 1924 pp. Наступне велике протистояння буде у 1939 т. Саме до цих термінів і присвячені головні спостереження Марса та пов'язані з ними відкриття. Найближче до Землі Марс був у час - протистояння 1924 р., а й тоді його відстань від нас становила 55 млн. км. На ближчій відстані від Землі Марс ніколи не буває.

"Канали" на Марсі

У 1877 р. італійський астроном Скіапареллі, проводячи спостереження в порівняно скромний за своїми розмірами телескоп, але під прозорим небом Італії, виявив на поверхні Марса, крім темних плям, названих хоч і неправильно морями, ще цілу мережу вузьких прямих ліній чи смужок, які він назвав протоками (італійською canale). Звідси слово «канал» стало вживатися і іншими мовами для позначення цих загадкових утворень.

Скіапареллі в результаті своїх багаторічних спостережень склав докладну карту поверхні Марса, на якій нанесені сотні каналів, що з'єднують між собою темні плями «морей». Пізніше американський астроном Лоуелл, який побудував в Аризоні навіть спеціальну обсерваторію для спостереження Марса, виявив канали і темних просторах «морів». Він виявив, що як «моря», так і канали змінюють свою видимість в залежності від пори року: влітку вони стають темнішими, приймаючи іноді сіро-зелений відтінок взимку бліднуть і стають бурими. Карти Лоуелла ще докладніше за карти Скіапареллі, на них нанесено безліч каналів, що утворюють складну, але досить правильну геометричну мережу.

Для пояснення явищ, що спостерігаються на Марсі, Лоуелл розвинув теорію, яка набула широкого поширення, головним чином, серед любителів астрономії. Теорія ця зводиться до такого.

Помаранчеву поверхню планети Лоуелл, як і більшість інших спостерігачів, вважає піщаною пусткою. Темні плями «морів» він вважає за області, вкриті рослинністю – полями та лісами. Канали він вважає за мережу зрошення, проведену розумними істотами, що мешкають на поверхні планети. Однак самі канали нам із Землі не видно, тому що їхня ширина для цього далеко не достатня. Щоб бути видимими із Землі, канали повинні мати ширину не менше десятка кілометрів. Тому Лоуелл вважає, що ми бачимо лише широку смугу рослинності, яка розпускає своє зелене листя, коли власне канал, що пролягає в середині цієї смуги, наповнюється навесні водою, яка притікає від полюсів, де вона утворюється від танення полярних снігів.

Однак поступово почали виникати сумніви в реальності таких прямолінійних каналів. Найбільш показовою була та обставина, що спостерігачі, озброєні найпотужнішими сучасними телескопами, жодних каналів не бачили, а спостерігали лише надзвичайно багату картину різних деталей та відтінків на поверхні Марса, позбавлених, однак, правильних геометричних контурів. Лише спостерігачі, які користувалися інструментами середньої сили, бачили та замальовували канали. Звідси виникла сильна підозра, що канали становлять лише оптичну ілюзію (обман зору), що виникає при крайньому напруженні ока. Багато робіт та різних дослідів було проведено для з'ясування цієї обставини.

Найбільш переконливими є результати, отримані німецьким фізиком та фізіологом Кюлем. Їм було влаштовано спеціальну модель, що зображує Марс. На темному тлі Кюль наклеїв вирізаний ним зі звичайної газети гурток, на якому було розміщено кілька сірих плям, що нагадують за своїми контурами «моря» на Марсі. Якщо розглядати таку модель поблизу, то ясно видно, що вона є, - можна прочитати газетний текст і ніякої ілюзії не створюється. Але якщо відійти подалі, то при правильному освітленні починають з'являтися прямі тонкі смужки, що йдуть від однієї темної плями до іншої і не співпадають з рядками друкованого тексту.

Кюль докладно досліджував це.

Він показав, що три наявності багатьох дрібних деталей і відтінків, що поступово переходять один в інший, коли око не може вловити їх «про всі подробиці, виникає прагнення об'єднати ці деталі більш простими геометричними схемами, внаслідок чого і з'являється ілюзія прямих смужок там, де ніяких правильних обрисів немає. Сучасний видатний спостерігач Антоніаді, який водночас є гарним художником, малює Марс плямистим, з масою неправильних деталей, але без жодних прямолінійних каналів.

Можна подумати, що це питання краще вирішити три допомоги фотографії. Фотографічну платівку обдурити не можна: вона повинна, здавалося б, показати, що насправді є на Марсі. На жаль, це негаразд. Фотографія, яка у застосуванні до зірок і туманностей дала так багато, щодо поверхні планет дає менше, ніж бачить око спостерігача в той самий інструмент. Пояснюється це тим, що зображення Марса, отримане навіть за допомогою найбільших і довгофокусних інструментів, на платівці виходить дуже малих розмірів, - діаметром всього лише до 2 мм. Звичайно, на такому зображенні великих подробиць розібрати не можна. При сильному збільшенні таких фотографій виступає дефект, від якого так страждають сучасні любителі фотографії, що знімають апаратами типу «Лейка», а саме, зернистість зображення, яка затушовує всі дрібні деталі.

Життя на Марсі

Однак фотографії Марса, зняті через різні світлофільтри, з повною ясністю довели існування у Марса атмосфери, хоч і значно рідкішої, ніж у Землі. Іноді надвечір у цій атмосфері помічаються світлі точки, які, ймовірно, є купчастими хмарами. Але взагалі хмарність на Марсі незначна, що цілком узгоджується з малою кількістю води на ньому.

В даний час майже всі спостерігачі Марса згодні в тому, що темні плями "морей" дійсно представляють області, вкриті рослинами. Щодо цього теорія Лоуелла підтверджується. Однак тут до порівняно недавнього часу була одна перешкода. Питання ускладнилося температурними умовами на поверхні Марса.

Так як Марс знаходиться в півтора рази далі від Сонця, ніж Земля, він отримує в два з чвертю рази менше тепла. Питання про те, до якої температури може зігріти його поверхню така незначна кількість тепла, залежить від будови атмосфери Марса, що представляє собою шубу невідомої нам товщини і складу.

Нещодавно вдалося безпосередніми вимірами визначити температуру поверхні Марса. Виявилося, що в екваторіальних областях опівдні температура підвищується до 15-25 ° тепла, але надвечір настає сильне похолодання, а ніч, мабуть, супроводжується незмінними міцними морозами.

Умови на Марсі схожі на ті, які спостерігаються у нас на високих горах: розрідженість та прозорість повітря, значне нагрівання прямим сонячним промінням, холод у тіні та сильні нічні морози. Умови, без сумніву, дуже суворі, але можна вважати, що рослини акліматизувалися, пристосувалися до них, а також до нестачі вологи.

Отже, існування рослинного життя на Марсі можна вважати майже доведеним, але щодо тварин, а тим паче розумних, ми поки що нічого певного сказати не можемо.

Що стосується інших планет сонячної системи - Юпітера, Сатурна, Урана та Нептуна, то на них важко припускати можливість життя за такими підставами: по-перше, низька температура через дальність відстані від Сонця і, по-друге, отруйні гази, нещодавно відкриті у тому атмосферах,- аміак і метан. Якщо ці планети і мають тверду поверхню, то вона захована десь на великій глибині, ми ж бачимо лише верхні шари надзвичайно потужних атмосфер.

Ще менш ймовірне життя на найвіддаленішій від Сонця планеті - нещодавно відкритому Плутоні, про фізичні умови якого ми поки що нічого не знаємо.

Отже, зі всіх планет нашої сонячної системи (крім Землі) можна підозрювати існування життя на Венері та вважати майже доведеною наявність життя на Марсі. Але, звичайно, це все стосується теперішнього часу. З часом, при еволюції планет, умови можуть сильно змінитись. Про це через брак даних ми не говоритимемо.

У статті розповідається про те, яка планета не має атмосфери, для чого потрібна атмосфера, як виникає, чому деякі її позбавлені і як її можна було б створити штучно.

початок

Життя на нашій планеті було б неможливим, якби не було на ній атмосфери. І справа не тільки в кисні, яким ми дихаємо, до речі, його в ній міститься трохи більше 20%, а й у тому, що вона створює необхідний для живих істот тиск і захищає від сонячної радіації.

Згідно з науковим визначенням, атмосфера — це газова оболонка планети, яка обертається разом із нею. Якщо говорити спрощено, то над нами постійно висить величезне за своєю масою скупчення газу, але його ваги ми не помічаємо так само, як і тяжіння Землі, тому що народилися в таких умовах і звикли. Але не всім небесним тілам пощастило мати її. Так яка планета не має в розрахунок приймати не будемо, так як це все ж таки супутник.

Меркурій

Атмосфера планет подібного типу складається здебільшого з водню, і процеси в ній дуже бурхливі. Чого вартий один лише атмосферний вихор, який спостерігають вже понад триста років - та сама червона пляма в нижній частині планети.

Сатурн

Як і всі газові гіганти, Сатурн складається переважно з водню. На ньому не вщухають вітри, блискавки і навіть спостерігаються рідкісні полярні сяйва.

Уран та Нептун

Обидві планети приховує товстий шар хмар із водню, метану та гелію. Нептун, до речі, рекордсмен за швидкістю вітрів на поверхні - цілих 700 кілометрів на годину!

Плутон

Згадуючи таке явище, як планета без атмосфери, важко згадати Плутон. До Меркурія йому, звичайно, далеко: його газова оболонка «лише» в 7 тисяч разів менш щільна, ніж земна. Але все ж таки це найдальша і поки що маловивчена планета. Про також відомо мало лише те, що в ній присутній метан.

Як створити атмосферу для життя

Думка про колонізацію інших планет не дає спокою вченим із самого І тим більше про тераформацію (створення на умовах без засобів захисту). Все це поки що на рівні гіпотез, але на тому Марсі створити атмосферу цілком реально. Процес цей складний і багатоступінчастий, але основна ідея його наступна: розпорошити на поверхні бактерії, які вироблятимуть ще більше вуглекислоти, густина газової оболонки збільшиться, і температура зросте. Після цього почнеться танення полярних льодовиків, а через підвищення тиску вода не випаровуватиметься безслідно. А потім підуть дощі, і ґрунт стане придатним для рослин.

Отже, ми розібралися з тим, яка планета практично позбавлена ​​атмосфери.