Wszystkie planety grupa naziemna- Merkury, Wenus, Ziemia i Mars mają wspólną strukturę - litosferę, która niejako odpowiada stałemu skupieniu materii. Trzy planety: Wenus, Ziemia i Mars mają atmosferę, a hydrosfera została założona do tej pory tylko na naszej planecie. Na ryc. 5 przedstawia strukturę planet grupy ziemskiej i Księżyca oraz w tabeli. 2 - charakterystyka atmosfery planet ziemskich.[...]
W dolnej części atmosfery planety stratyfikacja jest zbliżona do adiabatycznej (patrz ), gdy cy = 1,3 i /1 = 44 (dwutlenek węgla), stwierdzamy, że w dolnej części atmosfery planety r « 1500 km, czyli około cztery razy mniej niż promień planety.[...]
Niska gęstość planet olbrzymów (dla Saturna jest mniejsza niż gęstość wody) tłumaczy się tym, że składają się one głównie z substancji gazowych i ciekłych, głównie wodoru i helu. Pod tym względem są podobne do Słońca i wielu innych gwiazd, których masa wodoru i helu wynosi około 98%. Atmosfera planet olbrzymów zawiera różne połączenia wodór, taki jak metan i amoniak.[...]
| 1.1 |
| 2 |
Ogólny wzrost stężenia CO2 w atmosferze planety jest często uważany za źródło zagrożenia dla klimatu. Absorpcja promieni cieplnych przez dwutlenek węgla może zakłócać ich odbicie od powierzchni Ziemi i prowadzić do ogólnego wzrostu temperatury. Brak jest jednak danych na ten temat; czasami wskazuje się, że taki efekt może być skompensowany spadkiem ciepła promieniowanego przez słońce na skutek wzrostu zawartości pyłów i aerozoli w powietrzu.[...]
Rakiety wynoszące instrumenty poza atmosferę planety i jej magnetosferę pozwalają również przezwyciężyć główną słabość ziemskiej astronomii - niemożność obserwowania z Ziemi obszaru widmowego fal elektromagnetycznych krótszych niż 300 nm, które są całkowicie pochłaniane w grubości powłoka powietrzna. Na naszych oczach rodzą się nowe dziedziny starożytnej nauki - astronomia rentgenowska, astronomia gamma, prowadzone są obserwacje w całym spektrum promieniowania wysyłanego przez Wszechświat. Wśród tych nowych kierunków, ściśle związanych z kwestie ochrony środowiska, obejmuje następujące elementy.[ ...]
Całkowita ilość dwutlenku węgla w atmosferze planety wynosi co najmniej 2,3-1012 ton, podczas gdy jego zawartość w Oceanie Światowym szacuje się na 1,3-10 t. W litosferze 2-1017 ton dwutlenku węgla jest w stanie związanym. Znaczna ilość dwutlenku węgla zawarta jest również w żywej materii biosfery (około 1,5-1012 ton, czyli prawie tyle samo, co w całej atmosferze).[...]
Ale nawet astronomia planetarna jasno pokazuje, że atmosfer planet nie da się wyjaśnić (co jest teraz jasne dla atmosfery ziemskiej) na podstawie ich składu chemicznego jako pochodnych powszechnej grawitacji i promieniowania słonecznego, dwóch czynników, które astronomowie do tej pory brali jedynie pod uwagę na konto. Z najnowszych doniesień angielskich i amerykańskich astronomów Ressel, Wildt, Sp. Jones, Jeans i inni, to wyraźnie wynika.[...]
Nie wolno nam zapominać, że biogeniczne pochodzenie naszej ziemskiej atmosfery jest uogólnieniem empirycznym, tj. logicznym wnioskiem z dokładnych danych obserwacji naukowych, oraz Analiza chemiczna troposfera i stratosfera ostro zaprzeczają logicznemu wnioskowi wynikającemu z astronomicznej teorii pochodzenia atmosfer planetarnych w jej zastosowaniu do Ziemi. Gdyby ta teoria była słuszna, to ilość tlenu powinna spadać wraz z wysokością w stosunku do azotu, natomiast na dużych wysokościach (do 40 km), gdzie powinno to mieć duży wpływ, takiego spadku tlenu w stosunku do azotu nie obserwuje się. Stosunek O2 do N2 pozostaje niezmieniony, zarówno w wyższych warstwach troposfery, jak i niższych warstwach stratosfery.[...]
Jeśli dokładny skład chemiczny Atmosfera Wenus, porównując znalezioną wartość n ze wskaźnikiem adiabatycznym - cp/su dla mieszaniny gazów tworzących atmosferę planety, można by ocenić charakter stratyfikacji atmosfery. Gdy p[ ...]
Zawieszone ciała stałe, według First (1973), wchodzą w atmosferę planety w wyniku: naturalne procesy(do 2200-10a t/rok cząstek mniejszych niż 20 mikronów) i działalności człowieka (do 415-106 t/rok). Jednocześnie należy zauważyć, że przedostawanie się cząstek do powietrza w wyniku działalności człowieka ogranicza się głównie do miejsc ich zasiedlenia, a zwłaszcza dużych i duże miasta. Podczas spalania powstają zawiesiny stałe różnego rodzaju paliwo, rozpad materiałów stałych, podczas przeładunku i transportu materiałów pylistych, unoszą się z powierzchni aglomeracji. Głównymi źródłami tych substancji dostających się do basenu powietrza miasta są różne duże i małe elektrownie, przedsiębiorstwa hutnicze, budowy maszyn, materiałów budowlanych, chemii koksowniczej i transportu.[...]
Nie trzeba dodawać, że istnienie wolnego tlenu w atmosferze planet może wskazywać na obecność na nich życia: na Ziemi pojawienie się atmosfery tlenowej było również związane z powstaniem życia. W ten sposób badania nad ozonem stykają się z jednym z niezwykłych problemów współczesnej kosmogonii.[...]
Reakcje fotochemiczne to nie jedyne reakcje zachodzące w atmosferze. Dokonują się tam liczne przemiany obejmujące dziesiątki tysięcy związków chemicznych, których przepływ jest przyspieszany przez promieniowanie (promieniowanie słoneczne, promieniowanie kosmiczne, promieniowanie), a także właściwości katalitycznych pyłu zawieszonego w powietrzu i śladowych ilości metali ciężkich. Dwutlenek siarki i siarkowodór, halogeny i związki międzyhalogenowe, tlenki azotu i amoniak, aldehydy i aminy, siarczki i merkaptany, nitrozwiązki i olefiny, wielopierścieniowe Aromatyczne węglowodory i pestycydy. Czasami reakcje te mogą powodować nie tylko jakościowe, ale i ilościowe zmiany w globalnym składzie atmosfery planety, prowadząc do zmian klimatycznych na Ziemi. Kumulacja w górne warstwy W atmosferze fluoro-chlorowęglowodory rozkładają się fotolitycznie, tworząc tlenki chloru, które oddziałują z ozonem, zmniejszając jego stężenie w stratosferze. Podobny efekt obserwuje się również w reakcjach ozonu z tlenkami siarki, tlenkami azotu i węglowodorami. W wyniku rozkładu wprowadzonego do gleby nawozy azotowe Do atmosfery emitowany jest tlenek azotu NO, który oddziałuje z atmosferycznym ozonem, zamieniając go w tlen. Wszystkie te reakcje zmniejszają zawartość ozonu w warstwach atmosfery na wysokości 20-40 km, które chronią wierzchnią warstwę atmosfery przed wysokoenergetycznym promieniowaniem słonecznym. Takie przemiany prowadzą do globalnych zmian klimatu planety.[...]
Mimo takich wysokie poziomy Z.a. Federacja Rosyjska nie jest głównym zanieczyszczeniem atmosfery planety (tabela 18).[...]
Istnieje hipoteza o nieorganicznym pochodzeniu wolnego tlenu w atmosferze ziemskiej. Zgodnie z tą hipotezą, istnienie w górnej atmosferze procesu rozkładu cząsteczek wody na wodór i tlen pod działaniem twardej promieniowanie kosmiczne powinno skutkować stopniowym wyciekiem lekkiego, ruchliwego wodoru w przestrzeń kosmiczną i akumulacją wolnego tlenu w atmosferze, co bez udziału życia powinno zamienić redukującą pierwotną atmosferę planety w utleniającą. Według obliczeń proces ten może stworzyć na Ziemi utleniającą atmosferę za 1-1,2 miliarda lat. Ale nieuchronnie występuje na innych planetach Układu Słonecznego i przez cały czas ich istnienia, czyli około 4,5 miliarda lat. Niemniej jednak na żadnej planecie w naszym układzie, poza Ziemią i przy nieporównywalnie mniejszej zawartości tlenu, Marsem, praktycznie nie ma wolnego tlenu, a ich atmosfery nadal zachowują właściwości regenerujące. Oczywiście na Ziemi proces ten mógłby spowodować wzrost zawartości tlenków węgla i azotu w atmosferze, ale nie na tyle, by spowodować jej utlenianie. Najbardziej prawdopodobna jest więc hipoteza, która łączy obecność wolnego tlenu na Ziemi z aktywnością organizmów fotosyntetycznych.[...]
W przypadku zapachów ich rola w przenoszeniu do atmosfery w postaci gazowej takich cięższych atomów, jak arsen, siarka, selen itp., nie została w ogóle zbadana.Teraz można to tylko zauważyć. Jak już wspomniałem, chemiczne ilościowe badanie atmosfer planety jest jednym z zacofanych problemów geochemicznych.[...]
Podsumowując, warto podać pewne informacje o magnetosferach i jonosferach innych planet. Różnice w stosunku do jonosfery ziemskiej wynikają ze składu chemicznego atmosfer planet i różnicy odległości od Słońca. W ciągu dnia maksymalne stężenie elektronów na Marsie wynosi 2105 cm-3 na wysokości 130-140 km, na Wenus - 5106 cm-3 na wysokości 140-150 km. Na Wenus, pozbawionej pola magnetycznego, w ciągu dnia występuje nisko położona plazmapauza (300 km), co jest efektem działania wiatr słoneczny. Na Jowiszu, z jego silnym polem magnetycznym, znaleziono zorze polarne i pas radiacyjny, które są znacznie intensywniejsze niż na Ziemi.[...]
Dwutlenek węgla CO2 jest substancją nietoksyczną, ale szkodliwą ze względu na odnotowany wzrost jego stężenia w atmosferze planety oraz wpływ na zmiany klimatyczne (patrz rozdział 5). Podejmowane są kroki w celu uregulowania jego emisji z obiektów energetycznych, przemysłowych i transportowych.[...]
Postępujący wzrost ilości tlenu w wodzie na skutek aktywności organizmów fotosyntetycznych i jego dyfuzja do atmosfery spowodował zmiany w składzie chemicznym powłok Ziemi, a przede wszystkim atmosfery, co z kolei umożliwiło szybkie rozprzestrzenianie się życia na całej planecie i pojawienie się bardziej złożonych form życia. Wraz ze wzrostem zawartości tlenu w atmosferze powstaje wystarczająco silna warstwa ozonu, która chroni powierzchnię Ziemi przed przenikaniem ostrego ultrafioletu i badań kosmicznych. W takich warunkach życie mogło przenieść się na powierzchnię morza. Rozwój mechanizmu oddychania tlenowego umożliwił powstanie organizmów wielokomórkowych. Pierwsze takie organizmy pojawiły się po osiągnięciu 3% stężenia tlenu w atmosferze planety, co miało miejsce 600 milionów lat temu (początek okresu kambryjskiego).[...]
Otoczka gazowa ratuje wszystko, co żyje na Ziemi przed niszczącym ultrafioletem, promieniami rentgenowskimi i promieniami kosmicznymi. Górne warstwy atmosfery częściowo pochłaniają, a częściowo rozpraszają te promienie. Atmosfera chroni nas również przed „odłamkami gwiazd”. Meteoryty, przeważnie nie większe od grochu, pod wpływem grawitacji z dużą prędkością (od 11 do 64 km/s) uderzają w atmosferę planety, nagrzewają się tam w wyniku tarcia o powietrze i na wysokości około 60-70 km w większości wypala się. Atmosfera chroni również Ziemię przed dużymi fragmentami kosmosu.[ ...]
Obecny charakter zużycia surowców prowadzi do niekontrolowanego wzrostu ilości odpadów. Ogromna ich ilość przedostaje się do atmosfery w postaci emisji pyłów i gazów oraz ścieki do zbiorników wodnych, co niekorzystnie wpływa na stan środowisko. Przede wszystkim atmosfera jest zanieczyszczona przez energetykę cieplną, hutnictwo żelaza i metali nieżelaznych, przemysł chemiczny.[ ...]
Przed przedstawieniem teorii należy wspomnieć o idei niekontrolowanego „efektu cieplarnianego” zaproponowanej przez Reisula i De Berga w związku z teorią ewolucji atmosfer planetarnych. Wstępnie należy wyjaśnić tak silne różnice między atmosferami Wenus, Ziemi i Marsa.[...]
Analiza dynamiki opadania automatycznej stacji międzyplanetarnej (AMS) na spadochronie stanowi dodatkowy sposób monitorowania wewnętrznej spójności danych o atmosferze planety, jeśli przynajmniej dwa z dowolnych trzech termodynamicznych parametrów atmosferycznych powiązanych równaniem gazowym są jednocześnie mierzone. Metodologia opisana poniżej zostanie zastosowana w celu zilustrowania jej zastosowania do analizy i kontroli spójności danych uzyskanych podczas opadania AMS Venera-4 (patrz ).[...]
Katastrofalne jest obecnie wylesianie1 lasów tropikalnych, które są jednym z największych źródeł tlenu, podstawowego zasobu naszej planety, odnawialnego przez biotę. Lasy tropikalne zanikają w związku z szybkim wzrostem populacji na tych obszarach. Ze względu na zagrożenie głodem, ludzie w pogoni za małymi uprawami wykorzystują wszelkie skrawki ziemi na pola i ogrody, wycinając w tym celu prastare lasy tropikalne, drzewa i krzewy. W przypadku zniszczenia lasów w strefie równikowej Amazonii i w konsekwencji spadku zawartości tlenu w atmosferze planety ludzkość i samo istnienie biosfery2 będą zagrożone śmiercią z powodu niedotlenienia .[...]
Podkreślamy teraz, że wszystkie wzory wskazane w tym akapicie zawierały tylko sześć prawdziwie „zewnętrznych” parametrów wymiarowych: zasymilowany strumień promieniowania słonecznego q, promień planety a i prędkość kątową jej obrotu
Jednocześnie centralne miejsce w negocjacjach na temat globalnych zmian klimatycznych zajmują Stany Zjednoczone nie tyle ze względu na ich wagę polityczną czy gospodarczą, ile ze względu na udział emisji do atmosfery planety; wkład tego kraju wynosi 25%, tak więc wszelkie umowy międzynarodowe bez ich udziału są prawie bez znaczenia. W przeciwieństwie do krajów europejskich, Stany Zjednoczone są niezwykle ostrożne i nieaktywne, co wiąże się z ceną, jaką będą musiały zapłacić za ograniczenie emisji CO2.[...]
Od połowy lat siedemdziesiątych. Golicyn zajął się rozwojem teorii konwekcji, w tym uwzględniającej rotację. Ten temat ma zastosowanie dla wielu obiekty naturalne: do płaszcza Ziemi i jej płynnego jądra, do atmosfer planet i gwiazd, do oceanu. Dla wszystkich tych obiektów proste formuły, wyjaśniając dane obserwacyjne lub wyniki symulacji numerycznych. Opracował teorię i zorganizował cykl prac eksperymentalnych nad konwekcją wirującego płynu. Na tej podstawie wyjaśniono siłę wiatrów oraz wielkość huraganów tropikalnych i polarnych.[...]
To samo dzieje się w krajach afrykańskich, w Indonezji, na Filipinach, w Tajlandii, Gwinei. Lasy tropikalne, pokrywające 7% powierzchni Ziemi na obszarach położonych w pobliżu równika i odgrywające kluczową rolę we wzbogacaniu atmosfery planety w tlen i pochłanianie dwutlenku węgla, wyczerpują się w tempie 100 tys. km2 rocznie.[... ]
Nie mamy jeszcze w pełni przekonujących dowodów na istnienie życia poza Ziemią lub, jak to nazywa Lederberg (1960), „egzobiologii”, ale to, czego dowiedzieliśmy się o środowisku na Marsie i na innych planetach z atmosferą, nie wykluczyć taką możliwość. Chociaż temperatura i inne fizyczne warunki środowiska na tych planetach są ekstremalne, nie wykraczają poza tolerancję niektórych z najbardziej odpornych mieszkańców Ziemi (bakterie, wirusy, porosty itp.), zwłaszcza jeśli panuje łagodniejszy mikroklimat pod powierzchni lub w obszarach chronionych jest uważana za prawdopodobną. Można jednak uznać za ustalone, że na innych planetach Układ Słoneczny nie ma dużych „zjadaczy tlenu”, takich jak ludzie czy dinozaury, ponieważ w atmosferze tych planet jest bardzo mało tlenu lub nie ma go wcale. Teraz jest jasne, że tereny zielone i tak zwane „kanały” Marsa nie są roślinnością ani dziełem inteligentnych istot. Jednak na podstawie danych z obserwacji spektroskopowych ciemnych obszarów Marsa w promieniach podczerwonych można przypuszczać, że znajduje się tam materia organiczna, a ostatnie automatyczne stacje międzyplanetarne (Mariner-6 i Mariner-7) odkryły na tej planecie amoniak, które mogą mieć pochodzenie biologiczne.[...]
Badanie oceanu jako fizycznego i układ chemiczny postępował znacznie szybciej niż jego badanie jako systemu biologicznego. Hipotezy o pochodzeniu i historii geologicznej oceanów, początkowo spekulacyjne, zyskały solidność podstawy teoretyczne.[ ...]
W związku z tym należy zastanowić się nad istniejącymi modelami teoretycznymi rozwoju incydentów jądrowych w aspekcie militarnym. Modele uwzględniają ilość energii zmagazynowanej w postaci ładunków termojądrowych oraz w elektrowniach jądrowych i dają odpowiedź na pytanie, jak zmieniłyby się warunki klimatyczne w skali planety po roku wojna atomowa. Ostateczne poglądy były następujące. Reakcja atmosfery doprowadzi do sytuacji podobnej do atmosfery na Marsie, gdzie pył nadal rozprzestrzenia się w atmosferze planety 10 dni po rozpoczęciu burz pyłowych, co dramatycznie zmniejsza promieniowanie słoneczne. W rezultacie ląd marsjański ochładza się o 10 - 15 °C, a zakurzona atmosfera nagrzewa się o 30 °C (w porównaniu do normalnych warunków). Są to oznaki tak zwanej „zimy nuklearnej”, której konkretne wskaźniki są dziś trudne do przewidzenia. Jest jednak dość oczywiste, że warunki dla istnienia wyższych form organizacji materii żywej ulegną radykalnej zmianie.[...]
Obecnie tenaxy cieszą się ogromną popularnością wśród analityków: służą do koncentracji z powietrza (i wody po wydmuchaniu zanieczyszczeń, patrz punkt 6) śladowych lotnych związków organicznych w chromatografii gazowej oraz analizy GC/MS w badaniach powietrza w miastach i budynkach mieszkalnych, określając jakość powietrza Obszar roboczy oraz budynki administracyjne, spaliny pojazdów i emisje z przedsiębiorstw przemysłowych, atmosfera przedziałów orbitalnych statków kosmicznych oraz okręty podwodne, atmosfery planet itp.[ ...]
W koncepcji „ujemnej lepkości” jednym z głównych pytań jest to, skąd same wiry o dużej skali, które wspierają cyrkulację strefową, w tym przypadku rotację różnicową, czerpią energię. Istnieje fundamentalna możliwość, że energia dociera do nich bezpośrednio z konwekcji małoskalowej, ale fizycznie ten mechanizm nie jest do końca jasny i tym trudniej jest jakoś określić ilościowo jego skuteczność. Do tego rodzaju możliwości należy również hipoteza o nieizotropowej lepkości turbulentnej. Inną możliwością, realizowaną w atmosferach planet, jest transfer energii nie kinetycznej, lecz potencjalnej z jej późniejszym przekształceniem w energię kinetyczną. Jak już wspomniano, ze względu na wpływ własnej rotacji Słońca, średnia temperatura na pewnych poziomach poziomych (ekwipotencjalnych) może nie być taka sama na wszystkich szerokościach geograficznych, co powinno prowadzić do ruchów na dużą skalę, które ostatecznie przenoszą ciepło na chłodniejsze szerokości geograficzne. Ta druga możliwość zasadniczo odzwierciedla idee Vogta i Eddingtona. Wszystkie te okoliczności pozwalają nam mówić o bliskości niektórych głównych cech cyrkulacji atmosferycznej na Słońcu i planetach.[...]
Przepisy i ograniczenia są ustanawiane na poziomie lokalnym, regionalnym i federalnym. Muszą mieć dobrze określone odniesienie terytorialne. W planowaniu długoterminowym należy wykorzystywać badania prognostyczne, a nawet ekologiczno-futurologiczne w celu identyfikacji potencjalnych czynników regulacyjnych dla zarządzania przyrodą, w tym limitów emisji dla substancji, które obecnie nie są ograniczane. Tym samym dwutlenek węgla nie jest obecnie klasyfikowany jako zanieczyszczenie powietrza atmosferycznego. Wraz ze wzrostem emisji tego związku do atmosfery planety i spadkiem całkowitej zdolności fotosyntetycznej lasów, z powodu ich barbarzyńskiego wylesiania, z pewnością będzie odczuwalny „efekt cieplarniany”, który grozi przekształceniem się w globalną katastrofę środowiskową. Wskazówką w tym zakresie jest przykład amerykańskiej prywatnej firmy energetycznej Appleid Energy Services z siedzibą w Wirginii, która w 1988 roku przekazała 2 miliony dolarów na sadzenie drzew w Gwatemali jako rekompensatę za opalaną węglem elektrownię cieplną, którą firma buduje w Connecticut . Oczekuje się, że posadzone drzewa będą pochłaniać mniej więcej taką samą ilość dwutlenku węgla, jaką nowa elektrownia wyemituje do atmosfery, zapobiegając w ten sposób ewentualnemu globalne ocieplenie.[ ...]
PŁATNOŚĆ ZA ZASOBÓW NATURALNYCH - rekompensata pieniężna przez użytkownika zasobów naturalnych publicznych kosztów poszukiwania, zachowania, przywracania, wycofywania i transportu zużytego zasobu naturalnego, a także ewentualnych wysiłków społeczeństwa w celu rekompensaty w naturze lub odpowiedniego zastąpienia eksploatowanego zasobu w przyszłości. Taka opłata powinna obejmować koszty związane z linkami między zasobami. Z ekologicznego i ekonomicznego punktu widzenia opłata ta powinna być również obliczana z uwzględnieniem globalnego i regionalnego wpływu użytkowników przyrody na systemy przyrodnicze (np. wycinanie lasów na dużą skalę prowadzi do naruszenia nie tylko lokalnych bilans wodny, ale także cały skład gazowy atmosfery planety). Istniejące metody ustalania wysokości opłaty nie uwzględniają jeszcze wszystkich czynników wpływających na ekologiczny i ekonomiczny mechanizm jej kształtowania.[...]
Energia wiatru jest jednym z najstarszych stosowanych źródeł energii. Był szeroko stosowany do napędzania młynów i urządzeń do podnoszenia wody w starożytności w Egipcie i na Bliskim Wschodzie. Następnie energia wiatru zaczęła być wykorzystywana do poruszania statków, łodzi i była przechwytywana przez żagle. Wiatraki pojawiły się w Europie w XII wieku. Parowozy zmuszeni byli na długo zapomnieć o wiatrakach. Ponadto niskie moce jednostkowe jednostek, realna zależność ich pracy od warunki pogodowe, a także możliwość przekształcania energii wiatru wyłącznie w jej mechaniczną postać, ograniczyły szerokie zastosowanie tego naturalnego źródła. Energia wiatru jest ostatecznie wynikiem procesów termicznych zachodzących w atmosferze planety. Różnice gęstości ogrzanego i zimnego powietrza są przyczyną aktywnych zmian mas powietrza. Początkowym źródłem energii wiatru jest energia promieniowania słonecznego, która zamienia się w jedną z jego form – energię prądów powietrznych.
4,6 miliarda lat temu w naszej Galaktyce zaczęły formować się skupiska z obłoków materii gwiezdnej. Gazy coraz bardziej, bardziej zagęszczone i zagęszczone, nagrzewały się, oddając ciepło. Wraz ze wzrostem gęstości i temperatury rozpoczęły się reakcje jądrowe, zamieniające wodór w hel. Tak więc istniało bardzo potężne źródło energii - Słońce.
Równolegle ze wzrostem temperatury i objętości Słońca, w wyniku połączenia fragmentów pyłu międzygwiazdowego w płaszczyźnie prostopadłej do osi obrotu Gwiazdy, powstały planety i ich satelity. Powstawanie Układu Słonecznego zakończyło się około 4 miliardów lat temu.
Układ Słoneczny ma obecnie osiem planet. Są to Merkury, Wenus, Ziemia, Mars, Jowisz, Saturn, Uran, Nepto. Pluton to planeta karłowata, największy znany obiekt pasa Kuipera (jest to duży pas fragmentów podobny do pasa asteroid). Po jej odkryciu w 1930 roku została uznana za dziewiątą planetę. Sytuacja zmieniła się w 2006 roku wraz z przyjęciem formalnej definicji planety.
Na planecie najbliższej Słońcu, Merkuremu, nigdy nie pada. Wynika to z faktu, że atmosfera planety jest tak rozrzedzona, że po prostu nie da się jej naprawić. A skąd może pochodzić deszcz, jeśli temperatura na powierzchni planety w ciągu dnia czasami dochodzi do 430 stopni Celsjusza. Tak, nie chciałbym tam być :)
Ale na Wenus stale występują kwaśne deszcze, ponieważ chmury nad tą planetą nie są zbudowane z życiodajnej wody, ale ze śmiercionośnego kwasu siarkowego. To prawda, ponieważ temperatura na powierzchni trzeciej planety sięga 480 stopni Celsjusza, krople kwasu odparowują, zanim dotrą do planety. Niebo nad Wenus przeszywa wielkie i straszne błyskawice, ale jest z nich więcej światła i ryku niż deszczu.
Na Marsie, według naukowców, dawno temu naturalne warunki były takie same jak na Ziemi. Miliardy lat temu atmosfera nad planetą była znacznie gęstsza i możliwe, że te rzeki wypełniły obfite deszcze. Ale teraz planeta ma bardzo rozrzedzoną atmosferę, a zdjęcia przesłane przez satelity rozpoznawcze wskazują, że powierzchnia planety przypomina pustynie południowo-zachodnich Stanów Zjednoczonych lub Suche Doliny na Antarktydzie. Kiedy część Marsa się zawija zimowy czas, nad czerwoną planetą pojawiają się cienkie chmury zawierające dwutlenek węgla, a szron pokrywa martwe skały. Wczesnym rankiem w dolinach są tak gęste mgły, że wydaje się, że zaraz zacznie padać, ale takie oczekiwania są daremne.
Nawiasem mówiąc, temperatura powietrza w ciągu dnia na Mrse wynosi 20º Celsjusza. To prawda, w nocy może spaść do -140 :(
Jowisz jest największą z planet i gigantyczną kulą gazu! Ta kula składa się prawie wyłącznie z helu i wodoru, ale możliwe jest, że głęboko wewnątrz planety znajduje się mały, stały rdzeń, spowity oceanem ciekłego wodoru. Jednak Jowisz jest otoczony ze wszystkich stron kolorowymi pasmami chmur. Niektóre z tych chmur składają się nawet z wody, ale z reguły zdecydowana większość z nich tworzy zestalone kryształy amoniaku. Od czasu do czasu nad planetą przelatują najsilniejsze huragany i burze, przynosząc opady śniegu i deszcze amoniaku. Tam trzymasz Magiczny Kwiat.
ATMOSFERA PLANETY UKŁADU SŁONECZNEGO. Podróżujemy na planety Układu Słonecznego, aby zbadać ich składy atmosferyczne, a także nasz własny. Można uznać, że praktycznie każda planeta w naszym Układzie Słonecznym ma atmosferę. A także zobacz, jakie konkretne efekty mogą powodować różne warunki na różnych planetach. RTĘĆ
Merkury ma niewiarygodnie cienką atmosferę, która według szacunków jest ponad bilion razy cieńsza niż Ziemia. Jego grawitacja wynosi około 38% ziemskiej, więc nie jest w stanie utrzymać dużej części atmosfery, a ponadto bliskość Słońca oznacza, że wiatr słoneczny może wydmuchiwać gazy z powierzchni. Cząsteczki wiatru słonecznego, w połączeniu z parowaniem skał powierzchniowych w wyniku uderzeń meteorów, są prawdopodobnie największym źródłem atmosfery Merkurego.
Wenus jest podobna do Ziemi pod kilkoma względami: jej gęstość, wielkość, masa i objętość są porównywalne. Na tym jednak kończą się podobieństwa. Ciśnienie atmosferyczne na powierzchni planety jest około 92 razy wyższe niż na Ziemi, przy czym głównym gazem jest dwutlenek węgla - wynik wcześniejszych erupcji wulkanicznych na powierzchni planety. W niewielkich ilościach występuje również azot. Wyżej w atmosferze planeta ma chmury, które są mieszaniną dwutlenku siarki i kwasu siarkowego. Pod tymi chmurami znajduje się gruba warstwa dwutlenku węgla, która naraża powierzchnię planety na intensywny efekt cieplarniany. Temperatura powierzchni Wenus wynosi około 480 stopni Celsjusza - zbyt gorąco, by podtrzymywać życie, jakie znamy. ZIEMIA
Atmosfera ziemska składa się głównie z azotu i tlenu, które są niezbędne do życia na planecie. Skład atmosfery jest bezpośrednią konsekwencją życia roślin. Rośliny pochłaniają dwutlenek węgla i wypierają tlen poprzez fotosyntezę, a gdyby tak nie było, prawdopodobnie procent dwutlenku węgla w atmosferze byłby znacznie wyższy. Atmosfera ziemska podzielona jest na warstwy: Troposfera Troposfera ma około 9 km powierzchni Ziemi w rejonach polarnych i około 17 km na równiku, ze średnią wysokością około 12 km. To w troposferze istnieje całe życie na Ziemi. Ponad 80% całkowitej masy powietrza atmosferycznego jest skoncentrowane w troposferze, turbulencje i konwekcja są wysoko rozwinięte, przeważająca część pary wodnej jest skoncentrowana, powstają chmury, rozwijają się cyklony i antycyklony, a także inne procesy determinujące pogodę i klimat. Stratosfera Stratosfera, oddzielona od troposfery przez tropopauzę, rozciąga się na 50-55 km i jest miejscem, w którym znajduje się warstwa ozonowa. Stratosfera kończy się w stratopauzie, po drugiej stronie której zaczyna się mezosfera. Mezosfera Mezosfera to najwyższa warstwa, w której tworzą się nocne chmury, tuż poniżej mezopauzy, oddalonej od 80 do 85 km. Mezosfera zawiera również większość meteorów, które zaczynają świecić i spalać się, gdy wejdą w ziemską atmosferę. Poza mezopauzą zaczyna się termosfera. Termosfera Wysokość termosfery znajduje się na wysokości od 90 do 800 km. Temperatura w termosferze może osiągnąć 1773 K (1500 °C, 2700 °F), jednak atmosfera na tej wysokości jest bardzo cienka. Termosfera zawiera zorze polarne, jonosferę i Międzynarodową Stację Kosmiczną. Egzosfera I wreszcie egzosfera, która rozciąga się na około 10 000 km. Większość sztucznych satelitów Ziemi obraca się wewnątrz egzosfery. Czy atmosfera Ziemi jest wyjątkowa? MARS
Atmosfera Marsa, podobnie jak Wenus, składa się głównie z dwutlenku węgla z niewielką ilością argonu oraz azotu. Warstwy są łatwe do zapamiętania - są to dolna atmosfera, środkowa atmosfera, górna atmosfera i egzosfera. W odniesieniu do ekstremalnego efektu cieplarnianego występującego na Wenus w wyniku wysokiego poziomu dwutlenku węgla, może wydawać się dziwne, że temperatura powierzchni Marsa osiąga maksymalnie 35 stopni. Dzieje się tak, ponieważ atmosfera Marsa jest znacznie cieńsza niż Wenus, więc chociaż udział dwutlenku węgla jest porównywalny, rzeczywiste stężenie jest znacznie niższe. JOWISZ
Jowisz, pierwszy z gazowych gigantów i największa planeta Układu Słonecznego, ma warstwy, troposferę, stratosferę, termosferę i egzosferę podobne do Ziemi, chociaż nie ma mezosfery. Troposfera Jowisza widoczna część, który kojarzymy z Jowiszem, składa się głównie z wodoru i helu, z niewielką ilością metanu, amoniaku, siarkowodoru i wody, z chmurami kryształków amoniaku. Ponieważ Jowisz nie ma stałej powierzchni, dolne poziomy troposfery stopniowo kondensują się w ciekły wodór i hel. Bez stałej powierzchni, ogólnie przyjęta powierzchnia Jowisza opiera się na tym, gdzie ciśnienie atmosferyczne wynosi 100 kPa. Co więcej, warstwy tej atmosfery charakteryzują się ciśnieniem większym niż wysokość. Troposfera Jowisza ma prawie 143 000 km. To więcej niż 22 Ziemie. SATURN
Podobnie jak Jowisz, Saturn również jest gazowym olbrzymem, choć nie aż tak gigantycznym. Mniej znana jest atmosfera Saturna, chociaż ponownie jest ona pod wieloma względami podobna do atmosfery Jowisza. Głównie wodór, znacznie mniej helu. Chmury Saturna również składają się z kryształów amoniaku. Siarka obecna w atmosferze nadaje chmurom amoniaku bladożółty odcień. Ta widoczna pochmurna część Saturna ma ponad 120 000 km. To ponad 20 planet Ziemi. URAN
Atmosfera Urana, podobnie jak Jowisza i Saturna, składa się głównie z wodoru i helu. Jednak nieco wyższe poziomy metanu, zwłaszcza w wyższych warstwach atmosfery, powodują większą absorpcję czerwonego światła słonecznego, co z kolei powoduje, że planeta wydaje się niebieska. Uran ma najzimniejszą atmosferę w Układzie Słonecznym, około -224C, a w konsekwencji jego atmosfera zawiera znacznie więcej lodu wodnego niż Jowisz i Saturn. NEPTUN
A. Michajłow, prof.
Nauka i życie // Ilustracje
Księżycowy krajobraz.
Topniejąca plama polarna na Marsie.
Orbity Marsa i Ziemi.
Mapa Marsa Lowella.
Model Marsa Kuhla.
Rysunek Marsa autorstwa Antoniadiego.
Rozważając kwestię istnienia życia na innych planetach, będziemy mówić tylko o planetach naszego Układu Słonecznego, ponieważ nie wiemy nic o obecności innych słońc, które są gwiazdami, ich własnych układów planetarnych podobnych do naszego. Zgodnie ze współczesnymi poglądami na powstanie Układu Słonecznego można nawet przyjąć, że powstanie planet okrążających gwiazdę centralną jest zdarzeniem, którego prawdopodobieństwo jest znikome, a zatem zdecydowana większość gwiazd nie ma swoich własne systemy planetarne.
Ponadto konieczne jest zastrzeżenie, że mimowolnie rozważamy kwestię życia na planetach z naszych własnych, punkt ziemi wizji, przy założeniu, że to życie przejawia się w tych samych formach, co na Ziemi, tj. przy założeniu procesów życiowych i struktura ogólna organizmy takie jak te na ziemi. W tym przypadku do rozwoju życia na powierzchni planety muszą istnieć pewne warunki fizyko-chemiczne, temperatura nie może być ani za wysoka, ani za niska, musi być obecna woda i tlen oraz muszą być związki węgla. być podstawą materii organicznej.
atmosfery planetarne
O obecności atmosfery na planetach decyduje naprężenie grawitacyjne na ich powierzchni. Duże planety mają wystarczającą siłę grawitacji, aby utrzymać wokół siebie gazową powłokę. Rzeczywiście, cząsteczki gazu są w ciągłym szybkim ruchu, którego prędkość zależy od chemicznej natury tego gazu i temperatury.
Gazy lekkie - wodór i hel - mają największą prędkość; wraz ze wzrostem temperatury prędkość wzrasta. W normalnych warunkach, tj. temperaturze 0° i ciśnieniu atmosferycznym, średnia prędkość cząsteczki wodoru wynosi 1840 m/s, a tlenu 460 m/s. Ale pod wpływem wzajemnych zderzeń poszczególne cząsteczki uzyskują prędkości kilkakrotnie wyższe niż wskazane średnie wartości. Jeśli cząsteczka wodoru pojawi się w górnych warstwach ziemskiej atmosfery z prędkością przekraczającą 11 km/s, to taka cząsteczka odleci z Ziemi w przestrzeń międzyplanetarną, ponieważ siła ziemskiej grawitacji będzie niewystarczająca, aby ją utrzymać.
Im mniejsza planeta, tym mniej masywna, tym mniej ograniczająca lub, jak mówią, prędkość krytyczna. Dla Ziemi prędkość krytyczna wynosi 11 km/s, dla Merkurego tylko 3,6 km/s, dla Marsa 5 km/s, dla Jowisza, największej i najmasywniejszej ze wszystkich planet, to 60 km/s. Wynika z tego, że Merkury, a nawet mniejsze ciała, jak satelity planet (w tym nasz Księżyc) i wszystkie małe planety (asteroidy), nie są w stanie utrzymać powłoki atmosferycznej blisko swojej powierzchni swoim słabym przyciąganiem. Mars jest w stanie, choć z trudem, utrzymać atmosferę znacznie cieńszą niż Ziemia, ale jeśli chodzi o Jowisza, Saturna, Urana i Neptuna, ich przyciąganie jest wystarczająco silne, aby utrzymać silne atmosfery zawierające lekkie gazy, takie jak amoniak i metan, i ewentualnie także wolny wodór.
Brak atmosfery nieuchronnie pociąga za sobą brak wody w stanie ciekłym. W przestrzeni pozbawionej powietrza parowanie wody zachodzi znacznie intensywniej niż przy ciśnieniu atmosferycznym; dlatego woda szybko zamienia się w parę, która jest bardzo lekkim basenem, podlegającym takiemu samemu losowi jak inne gazy atmosfery, tj. mniej lub bardziej szybko opuszcza powierzchnię planety.
Oczywiste jest, że na planecie pozbawionej atmosfery i wody warunki do rozwoju życia są zupełnie niekorzystne i nie możemy spodziewać się na takiej planecie ani życia roślinnego, ani zwierzęcego. Wszystkie mniejsze planety, satelity planet i z główne planety- Merkury. Powiedzmy trochę więcej o dwóch ciałach z tej kategorii, a mianowicie Księżycu i Merkurym.
Księżyc i Merkury
W przypadku tych ciał brak atmosfery ustalono nie tylko na podstawie powyższych rozważań, ale także bezpośrednich obserwacji. Kiedy Księżyc porusza się po niebie, okrążając Ziemię, często zasłania gwiazdy. Znikanie gwiazdy za dyskiem Księżyca można zaobserwować nawet przez małą rurkę i zawsze dzieje się to dość natychmiast. Gdyby raj księżycowy był otoczony przynajmniej rzadką atmosferą, to przed całkowitym zniknięciem gwiazda przez jakiś czas świeciłaby przez tę atmosferę, a pozorna jasność gwiazdy stopniowo zmniejszałaby się, dodatkowo z powodu załamania światła gwiazda wydawałaby się przesunięta ze swojego miejsca. Wszystkie te zjawiska są całkowicie nieobecne, gdy gwiazdy są zakryte przez Księżyc.
Księżycowe krajobrazy obserwowane przez teleskopy zadziwiają ostrością i kontrastem ich oświetlenia. Na Księżycu nie ma półcienia. Obok jasnych, nasłonecznionych miejsc pojawiają się głębokie czarne cienie. Dzieje się tak, ponieważ z powodu braku atmosfery na Księżycu nie ma niebieskiego nieba w ciągu dnia, które swoim światłem zmiękczyłoby cienie; niebo jest zawsze czarne. Na Księżycu nie ma zmierzchu, a po zachodzie słońca natychmiast zapada ciemna noc.
Merkury jest dalej od nas niż Księżyc. Dlatego nie możemy obserwować takich szczegółów jak na Księżycu. Nie znamy typu jego krajobrazu. Zakrycie gwiazd przez Merkurego, ze względu na jego pozorną małość, jest niezwykle rzadka rzecz i nic nie wskazuje na to, by kiedykolwiek zaobserwowano takie zasięgi. Ale są tranzyty Merkurego przed tarczą Słońca, kiedy widzimy, że ta planeta w postaci maleńkiej czarnej kropki powoli pełza po jasnej powierzchni Słońca. W tym przypadku krawędź Merkurego jest ostro wytyczona, a zjawiska, które zaobserwowano podczas przejścia Wenus przed Słońcem, nie zostały zaobserwowane na Merkurym. Ale nadal jest możliwe, że zachowały się małe ślady atmosfery wokół Merkurego, ale ta atmosfera ma zupełnie pomijalną gęstość w porównaniu z Ziemią.
Na Księżycu i Merkurym warunki temperaturowe są całkowicie niekorzystne dla życia. Księżyc obraca się niezwykle wolno wokół własnej osi, dzięki czemu dzień i noc trwają na nim przez czternaście dni. Ciepło promieni słonecznych nie jest łagodzone powłoka powietrzna, w wyniku czego w ciągu dnia na Księżycu temperatura powierzchni wzrasta do 120°, czyli powyżej temperatury wrzenia wody. Podczas długiej nocy temperatura spada do 150° poniżej zera.
Podczas zaćmienia księżyca zaobserwowano, jak w nieco ponad godzinę temperatura spadła z 70 °C do 80 °C poniżej zera, a po zakończeniu zaćmienia prawie w tym samym krótkoterminowy powrócił do pierwotnej wartości. Ta obserwacja wskazuje na wyjątkowo niską przewodność cieplną formujących się skał Powierzchnia księżyca. Ciepło słoneczne nie wnika głęboko, ale pozostaje w najcieńszej górnej warstwie.
Trzeba pomyśleć, że powierzchnia Księżyca pokryta jest lekkimi i luźnymi tufami wulkanicznymi, może nawet popiołem. Już na głębokości metra kontrasty ciepła i zimna są wygładzone „tak bardzo, że istnieje prawdopodobieństwo, że panuje tam średnia temperatura, która niewiele różni się od średniej temperatury powierzchni ziemi, czyli kilka stopni powyżej zero. Być może zachowały się tam jakieś zarodki żywej materii, ale ich los jest oczywiście nie do pozazdroszczenia.
Na Merkurym różnica w warunkach temperaturowych jest jeszcze większa. Ta planeta zawsze zwrócona jest do Słońca z jednej strony. Na półkuli dziennej Merkurego temperatura dochodzi do 400 °, czyli jest powyżej temperatury topnienia ołowiu. A na półkuli nocnej mróz powinien osiągnąć temperaturę ciekłego powietrza, a jeśli na Merkurym była atmosfera, to po nocnej stronie powinien zamienić się w ciecz, a może nawet zamarznąć. Dopiero na pograniczu półkuli dziennej i nocnej w wąskiej strefie mogą istnieć warunki temperaturowe przynajmniej w pewnym stopniu sprzyjające życiu. Jednak o możliwości rozwiniętej życie organiczne nie musisz myśleć. Ponadto, w obecności śladów atmosfery, nie można było w niej zatrzymać wolnego tlenu, ponieważ w temperaturze półkuli dziennej tlen energicznie łączy się z większością pierwiastków chemicznych.
Tak więc, jeśli chodzi o możliwość życia na Księżycu, perspektywy są raczej niekorzystne.
Wenus
W przeciwieństwie do Merkurego Wenus ma pewne oznaki gęstej atmosfery. Kiedy Wenus przechodzi między Słońcem a Ziemią, otoczona jest pierścieniem świetlnym - to jest jej atmosfera, którą w świetle oświetla Słońce. Takie przejścia Wenus przed tarczą Słońca są bardzo rzadkie: ostatnie przejście miało miejsce w 18S2, następne nastąpi w 2004 roku. Jednak prawie każdego roku Wenus przechodzi, choć nie przez sam dysk słoneczny, ale wystarczająco blisko, by go, a następnie jest widoczny w postaci bardzo wąskiego sierpa, jak księżyc tuż po nowiu. Zgodnie z prawami perspektywy, półksiężyc Wenus oświetlony przez Słońce powinien tworzyć łuk dokładnie o 180 °, ale w rzeczywistości obserwuje się dłuższy jasny łuk, który powstaje na skutek odbijania i zaginania promieni słonecznych w atmosferze Wenus. Innymi słowy, na Wenus panuje zmierzch, który wydłuża dzień i częściowo oświetla jej nocną półkulę.
Skład atmosfery Wenus jest wciąż słabo poznany. W 1932 roku za pomocą analizy spektralnej wykryto w nim obecność dużej ilości dwutlenku węgla, odpowiadającej warstwie o grubości 3 km w standardowych warunkach (tj. przy ciśnieniu 0 ° i 760 mm).
Powierzchnia Wenus zawsze wydaje się nam olśniewająco biała i bez widocznych stałych plam lub konturów. Uważa się, że w atmosferze Wenus zawsze znajduje się gruba warstwa białych chmur, całkowicie pokrywająca twardą powierzchnię planety.
Skład tych chmur nie jest znany, ale najprawdopodobniej jest to para wodna. Co jest pod nimi, nie widzimy, ale jasne jest, że chmury muszą łagodzić ciepło promieni słonecznych, które na Wenus, która jest bliżej Słońca niż Ziemia, w przeciwnym razie byłyby zbyt silne.
Pomiary temperatury wykazały około 50-60° ciepła na półkuli dziennej i 20° mrozu na noc. Takie kontrasty tłumaczy się powolną rotacją Wenus wokół osi. Chociaż dokładny okres jej rotacji jest nieznany ze względu na brak zauważalnych plam na powierzchni planety, ale najwyraźniej dzień trwa na Wenus nie krócej niż nasze 15 dni.
Jakie są szanse na życie na Wenus?
Uczeni różnią się w tej kwestii. Niektórzy uważają, że cały tlen w jego atmosferze jest związany chemicznie i istnieje tylko jako część dwutlenku węgla. Ponieważ gaz ten ma niską przewodność cieplną, w tym przypadku temperatura w pobliżu powierzchni Wenus powinna być dość wysoka, być może nawet zbliżona do temperatury wrzenia wody. Mogłoby to tłumaczyć obecność dużej ilości pary wodnej w górnych warstwach atmosfery.
Zauważ, że powyższe wyniki określenia temperatury Wenus odnoszą się do zewnętrznej powierzchni zachmurzenia, tj. za ładna wysoki pułap na jego twardej powierzchni. W każdym razie trzeba pomyśleć, że warunki na Wenus przypominają szklarnię lub oranżerię, ale prawdopodobnie ze znacznie wyższą temperaturą.
Mars
Największym zainteresowaniem z punktu widzenia kwestii istnienia życia jest planeta Mars. Pod wieloma względami jest podobny do Ziemi. Na podstawie wyraźnie widocznych na jego powierzchni plamek ustalono, że Mars obraca się wokół własnej osi, wykonując jeden obrót w ciągu 24 godzin i 37 m. W związku z tym następuje na nim zmiana dnia i nocy prawie taka sama jak na ziemi.
Oś obrotu Marsa tworzy kąt 66° z płaszczyzną jego orbity, prawie dokładnie taki sam jak Ziemi. Z powodu tego osiowego nachylenia Ziemi zmieniają się pory roku. Oczywiście na Marsie jest ta sama zmiana, ale tylko każda pora roku na Ziemi jest prawie dwa razy dłuższa niż nasza. Powodem tego jest to, że Mars, leżący średnio półtora raza dalej od Słońca niż Ziemia, wykonuje swój obrót wokół Słońca w ciągu prawie dwóch ziemskich lat, a dokładniej w 689 dni.
Najbardziej wyraźnym szczegółem na powierzchni Marsa, widocznym przez teleskop, jest Biała plama, który pokrywa się z jednym z jego biegunów. Najlepiej widać plamkę na południowym biegunie Marsa, ponieważ w okresach największego zbliżenia do Ziemi Mars jest przechylany w kierunku Słońca i Ziemi wraz z jego południową półkulą. Zauważono, że wraz z nadejściem zimy na odpowiedniej półkuli Marsa biała plama zaczyna się powiększać, a latem maleć. Zdarzały się nawet przypadki (na przykład w 1894 r.), kiedy plama polarna prawie całkowicie zniknęła jesienią. Można sądzić, że jest to śnieg lub lód, który zimą osadza się jako cienka osłona w pobliżu biegunów planety. To, że ta pokrywa jest bardzo cienka, wynika z powyższej obserwacji zanikania białej plamki.
Ze względu na oddalenie Marsa od Słońca temperatura na nim jest stosunkowo niska. Lato jest tam bardzo chłodne, a mimo to zdarza się, że śniegi polarne całkowicie się topią. Długie lato nie rekompensuje w wystarczającym stopniu braku ciepła. Z tego wynika, że pada tam niewiele śniegu, może tylko kilka centymetrów, możliwe nawet, że białe plamy polarne nie składają się ze śniegu, ale ze szronu.
Ta okoliczność jest w pełni zgodna z faktem, że według wszystkich danych na Marsie jest mało wilgoci, mało wody. Nie znaleziono na nim mórz i dużych przestrzeni wodnych. Chmury są bardzo rzadko obserwowane w jego atmosferze. Już samo pomarańczowe zabarwienie powierzchni planety, przez które Mars jawi się gołym okiem jako czerwona gwiazda (stąd jego nazwa od starożytnego rzymskiego boga wojny), większość „obserwatorów” tłumaczy faktem, że powierzchnia Marsa to bezwodna piaszczysta pustynia, zabarwiona tlenkami żelaza.
Mars krąży wokół Słońca po wyraźnie wydłużonej elipsie. Z tego powodu jego odległość od Słońca zmienia się w dość szerokim zakresie - od 206 do 249 mln km. Gdy Ziemia znajduje się po tej samej stronie Słońca co Mars, zachodzi tzw. opozycja Marsa (bo Mars w tym czasie znajduje się po przeciwnej stronie nieba od Słońca). Mars jest widoczny na nocnym niebie podczas opozycji. korzystne warunki. Sprzeciwy zmieniają się średnio po 780 dniach lub po dwóch latach i dwóch miesiącach.
Jednak nie w każdej opozycji Mars zbliża się do Ziemi w jej najkrótszej odległości. Aby to zrobić, konieczne jest, aby opozycja zbiegła się z czasem najbliższego zbliżenia Marsa do Słońca, co zdarza się tylko co siódmą lub ósmą opozycję, czyli po około piętnastu latach. Takie opozycje nazywane są wielkimi opozycjami; miały miejsce w latach 1877, 1892, 1909 i 1924. Następna wielka konfrontacja będzie miała miejsce w 1939 roku. To właśnie do tych dat datowane są główne obserwacje Marsa i związane z nim odkrycia. Mars był najbliżej Ziemi podczas opozycji w 1924 roku, ale nawet wtedy jego odległość od nas wynosiła 55 milionów km. Mars nigdy nie jest bliżej Ziemi.
Kanały na Marsie
W 1877 roku włoski astronom Schiaparelli, dokonując obserwacji stosunkowo skromnym teleskopem, ale pod przezroczystym niebem Włoch, odkrył na powierzchni Marsa, oprócz ciemnych plam, choć niesłusznie nazywanych morzami, całą sieć wąskich linii prostych lub paski, które nazwał cieśninami (po włosku canale). Stąd słowo „kanał” zaczęto używać w innych językach w odniesieniu do tych tajemniczych formacji.
Schiaparelli w wyniku swoich wieloletnich obserwacji sporządził szczegółową mapę powierzchni Marsa, na której narysowano setki kanałów łączących ciemne plamy „mórz” między okrętami podwodnymi. Później amerykański astronom Lowell, który nawet zbudował w Arizonie specjalne obserwatorium do obserwacji Marsa, odkrył kanały w ciemnych przestrzeniach „mórz”. Odkrył, że zarówno „morze”, jak i kanały zmieniają swoją widoczność w zależności od pór roku: latem ciemnieją, czasem przybierają szaro-zielonkawy odcień, zimą bledną i brązowieją. Mapy Lowella są jeszcze bardziej szczegółowe niż mapy Schiaparelliego, oznaczone są wieloma kanałami, które tworzą złożoną, ale dość regularną sieć geometryczną.
Aby wyjaśnić zjawiska obserwowane na Marsie, Lowell opracował teorię, która została powszechnie przyjęta, głównie wśród astronomów amatorów. Ta teoria sprowadza się do następujących.
Pomarańczowa powierzchnia planety Lowell, podobnie jak większość innych obserwatorów, przedstawia piaszczyste pustkowia. Za ciemne plamy „mórz” uważa obszary porośnięte roślinnością - pola i lasy. Uważa, że kanały to sieć nawadniająca prowadzona przez inteligentne istoty żyjące na powierzchni planety. Jednak same kanały nie są dla nas widoczne z Ziemi, ponieważ ich szerokość jest do tego daleka od wystarczającej. Aby były widoczne z Ziemi, kanały muszą mieć co najmniej kilkadziesiąt kilometrów szerokości. Lowell sądzi zatem, że widzimy tylko szeroki pas roślinności, który rozwija swoje zielone liście, gdy sam kanał leżący pośrodku tego pasa jest wiosną wypełniony wodą spływającą z biegunów, z których powstaje. topnienie polarnych śniegów.
Stopniowo jednak zaczęły pojawiać się wątpliwości co do realności tak prostych kanałów. Najbardziej wskazywał na to fakt, że obserwatorzy uzbrojeni w najpotężniejsze współczesne teleskopy nie widzieli żadnych kanałów, a jedynie zaobserwowali niezwykle bogaty obraz różnych szczegółów i odcieni na powierzchni Marsa, które jednak pozbawione były regularnych konturów geometrycznych. Tylko obserwatorzy, którzy używali instrumentów o średniej sile, widzieli i szkicowali kanały. W związku z tym powstało silne podejrzenie, że kanały reprezentują jedynie złudzenie optyczne (złudzenie optyczne), które występuje przy ekstremalnym zmęczeniu oczu. Przeprowadzono wiele pracy i różne eksperymenty, aby wyjaśnić tę okoliczność.
Najbardziej przekonujące są wyniki uzyskane przez niemieckiego fizyka i fizjologa Kühla. Ułożyli specjalny model przedstawiający Marsa. Na ciemnym tle Kühl nakleił okrąg wycięty ze zwykłej gazety, na którym umieszczono kilka szarych plam, przypominających zarysy „mórz” na Marsie. Jeśli przyjrzymy się takiemu modelowi z bliska, to wyraźnie widać, co to jest – można przeczytać tekst z gazety i nie powstaje złudzenie. Ale jeśli pójdziesz dalej, to właściwe oświetlenie zaczynają pojawiać się proste cienkie paski, przechodzące od jednej ciemnej plamki do drugiej, a ponadto nie pokrywające się z liniami drukowanego tekstu.
Kuhl szczegółowo zbadał to zjawisko.
Pokazał, że trzy to obecność wielu drobnych detali i odcieni, stopniowo przechodzących w siebie, gdy oko nie może ich złapać „o wszystkich szczegółach istnieje chęć połączenia tych detali z prostszymi wzorami geometrycznymi, w wyniku czego iluzja prostych pasków pojawia się tam, gdzie nie ma poprawnych konturów. Współczesny wybitny obserwator Antoniadi, który jest jednocześnie dobrym artystą, maluje Marsa nierówno, z masą nieregularnych detali, ale bez kanałów prostoliniowych.
Można by pomyśleć, że ten problem najlepiej rozwiążą trzy pomoce fotograficzne. Nie da się oszukać kliszy fotograficznej: wydawałoby się, że powinna pokazywać to, co faktycznie istnieje na Marsie. Niestety tak nie jest. Fotografia, która zastosowana do gwiazd i mgławic dała tak wiele w stosunku do powierzchni planet, daje mniej niż to, co widzi oko obserwatora tym samym instrumentem. Wyjaśnia to fakt, że obraz Marsa, uzyskany nawet za pomocą największych i najdłużej ogniskujących instrumentów, na płycie okazuje się bardzo mały - tylko do 2 mm średnicy. na takim obrazie nie da się dostrzec dużych detali.Na zdjęciach jest wada, na którą tak bardzo cierpią współcześni entuzjaści fotografii fotografujący aparatami typu Leica.Mianowicie pojawia się ziarnistość obrazu, która przesłania wszystkie drobne szczegóły .
Życie na Marsie
Jednak zdjęcia Marsa wykonane przez różne filtry światła wyraźnie wykazały istnienie na Marsie atmosfery, choć znacznie rzadszej niż na Ziemi. Czasami wieczorem w tej atmosferze zauważa się jasne punkty, które prawdopodobnie są chmurami cumulusowymi. Ale ogólnie zachmurzenie na Marsie jest znikome, co jest zgodne z niewielką ilością wody na nim.
Niemal wszyscy obserwatorzy Marsa zgadzają się teraz, że ciemne plamy „mórz” rzeczywiście reprezentują obszary pokryte roślinami. Pod tym względem potwierdza się teoria Lowella. Jednak do niedawna istniała jedna przeszkoda. Pytanie komplikowały warunki temperaturowe na powierzchni Marsa.
Ponieważ Mars jest półtora raza dalej od Słońca niż Ziemia, otrzymuje dwa i ćwierć razy mniej ciepła. Pytanie, do jakiej temperatury tak niewielka ilość ciepła może ogrzać jej powierzchnię, zależy od struktury marsjańskiej atmosfery, która jest „futrem” o nieznanej nam grubości i składzie.
Ostatnio możliwe było określenie temperatury powierzchni Marsa za pomocą bezpośrednich pomiarów. Okazało się, że w rejonach równikowych w południe temperatura wzrasta do 15-25°C, ale wieczorem zaczyna się silne ochłodzenie, a nocy podobno towarzyszą ciągłe silne mrozy.
Warunki na Marsie są podobne do tych, które panują w wysokich górach: rozrzedzone i przejrzyste powietrze, znaczne ogrzewanie od bezpośredniego światła słonecznego, zimno w cieniu i silne nocne przymrozki. Warunki są bez wątpienia bardzo trudne, ale można przypuszczać, że rośliny zaaklimatyzowały się, przystosowały do nich, a także do braku wilgoci.
Tak więc istnienie życia roślinnego na Marsie można uznać za prawie udowodnione, ale jeśli chodzi o zwierzęta, a tym bardziej inteligentne, nie możemy jeszcze powiedzieć nic konkretnego.
Jeśli chodzi o inne planety Układu Słonecznego – Jowisza, Saturna, Urana i Neptuna, trudno założyć możliwość życia na nich z następujących powodów: po pierwsze niska temperatura spowodowana odległością od Słońca, po drugie trująca gazy niedawno odkryte w ich atmosferach - amoniak i metan. Jeśli te planety mają stałą powierzchnię, to jest ona ukryta gdzieś na dużej głębokości, podczas gdy widzimy tylko górne warstwy ich niezwykle potężnych atmosfer.
Jeszcze mniej prawdopodobne jest życie na planecie najbardziej oddalonej od Słońca, niedawno odkrytego Plutona, o którego warunkach fizycznych wciąż nic nie wiemy.
Tak więc ze wszystkich planet naszego Układu Słonecznego (poza Ziemią) można podejrzewać istnienie życia na Wenus i uważać istnienie życia na Marsie za prawie udowodnione. Ale oczywiście chodzi o teraźniejszość. Z biegiem czasu, wraz z ewolucją planet, warunki mogą się radykalnie zmienić. Nie będziemy o tym rozmawiać z powodu braku danych.
Słońce, osiem z dziewięciu planet (z wyjątkiem Merkurego) i trzy z sześćdziesięciu trzech satelitów mają atmosferę. Każda atmosfera ma swój własny skład chemiczny i zachowanie zwane „pogodą”. Atmosfery dzielą się na dwie grupy: dla planet ziemskich gęsta powierzchnia kontynentów lub oceanu determinuje warunki na dolnej granicy atmosfery, a dla gazowych gigantów atmosfera jest praktycznie bez dna.
O planetach osobno:
1. Merkury praktycznie nie ma atmosfery - tylko niezwykle rozrzedzoną powłokę helową o gęstości ziemskiej atmosfery na wysokości 200 km Prawdopodobnie hel powstaje podczas rozpadu pierwiastków promieniotwórczych w jelitach planety Merkury ma słaby pole magnetyczne i brak satelitów.
2. Atmosfera Wenus składa się głównie z dwutlenku węgla (CO2), a także mała ilość azot (N2) i para wodna (H2O).Kwas solny (HCl) i kwas fluorowodorowy (HF) wykryto w postaci drobnych zanieczyszczeń.Ciśnienie na powierzchni wynosi 90 bar (jak w morzach ziemskich na głębokości 900 m); powierzchnia w dzień iw nocy wysoka temperatura blisko powierzchni Wenus w tym, co niezbyt dokładnie nazywa się „efektem cieplarnianym”: promienie słoneczne stosunkowo łatwo przechodzą przez chmury jej atmosfery i ogrzewają powierzchnię planety, ale promieniowanie podczerwone sama powierzchnia z wielkim trudem ucieka przez atmosferę z powrotem w kosmos.
3. Rozrzedzona atmosfera Marsa składa się w 95% z dwutlenku węgla i 3% z azotu, para wodna, tlen i argon występują w niewielkich ilościach. Średnie ciśnienie na powierzchni wynosi 6 mbar (tj. 0,6% ziemskiego).Przy tak niskim ciśnieniu nie może być wody w stanie ciekłym. Średnia dzienna temperatura to 240 K, a maksymalna latem na równiku sięga 290 K. Dzienne wahania temperatury wynoszą około 100 K. Klimat Marsa jest więc klimatem zimnej, odwodnionej pustyni na dużej wysokości.
4. Teleskop na Jowiszu pokazuje pasma chmur równoległe do równika, w których jasne strefy przeplatają się z czerwonawymi pasami.Prawdopodobnie jasne strefy to obszary prądów wstępujących, gdzie widoczne są wierzchołki chmur amoniaku; czerwonawe pasy są związane z prądami zstępującymi, jasne o barwie decyduje wodorosiarczan amonu oraz związki czerwonego fosforu, siarki i polimerów organicznych.Oprócz wodoru i helu CH4, NH3, H2O, C2H2, C2H6, HCN, CO, CO2, PH3 i GeH4 zostały wykryte spektroskopowo w atmosferze Jowisza.
5. W teleskopie dysk Saturna nie wygląda tak spektakularnie jak Jowisz: ma brązowo-pomarańczowy kolor i słabo wyraźne pasy i strefy.Powodem jest to, że górne obszary jego atmosfery są wypełnione rozpraszającym światło amoniakiem ( mgła NH3) Saturn znajduje się dalej od Słońca, dlatego temperatura jego górnej atmosfery (90 K) jest o 35 K niższa niż w Jowiszu, a amoniak jest w stanie skondensowanym. Wraz z głębokością temperatura atmosfery wzrasta o 1,2 K / km, więc struktura chmur przypomina Jowisza: pod warstwą chmur wodorosiarczanu amonu znajduje się warstwa chmur wodnych. Oprócz wodoru i helu, spektroskopowo wykryto CH4, NH3, C2H2, C2H6, C3H4, C3H8 i PH3 w atmosferze Saturna.
6. Atmosfera Urana zawiera głównie wodór, 12-15% hel i kilka innych gazów.Temperatura atmosfery wynosi około 50 K, chociaż w górnych rozrzedzonych warstwach wzrasta do 750 K w dzień i 100 K w nocy.
7. W atmosferze Neptuna odkryto Wielką Ciemną Plamę i złożony system przepływów wirowych.
8. Pluton ma bardzo wydłużoną i nachyloną orbitę: w peryhelium zbliża się do Słońca na 29,6 j.a. i cofa się w aphelium na 49,3 j.a. Pluton przeszedł peryhelium w 1989 roku; od 1979 do 1999 była bliżej Słońca niż Neptuna. Jednak ze względu na duże nachylenie Orbita Plutona nigdy nie przecina się z Neptunem. Średnia temperatura powierzchni Plutona wynosi 50 K, zmienia się od aphelium do peryhelium o 15 K, co jest bardzo zauważalne przy tak niskich temperaturach. W szczególności prowadzi to do pojawienia się rozrzedzonej atmosfery metanowej podczas okres, w którym planeta przechodzi peryhelium, ale jej ciśnienie jest 100 000 razy mniejsze niż ciśnienie ziemskiej atmosfery.Pluton nie może utrzymać atmosfery przez długi czas, ponieważ jest mniejszy od Księżyca.
