Обзор солнечной системы

Страница 2

Существование атмосферы Венеры было обнаружено в 1761 году М.В. Ломоносовым при наблюдениях прохождения ее по диску Солнца. В ХХ веке с помощью спектральных исследований в атмосфере Венеры найден углекислый газ, который оказался основным газом ее атмосферы. По данным советских межпланетных станций серии “ Венера”, на долю углекислого газа приходится 96,5% всего состава атмосферы Венеры. В нее входит также около 3% азота и небольшие количества инертных газов, кислорода, окиси углерода, хлороводорода и фтороводорода. Кроме того, в ее атмосфере содержится около 0,1 % водяного пара. Углекислый газ и водяной пар создают в атмосфере Венеры парниковый эффект, приводящий к сильному разогреванию поверхности планеты. Причина этого состоит в том, что оба газа интенсивно поглощают инфракрасные (тепловые) лучи, испускаемые нагретой поверхностью Венеры. Температура ее около 500О С.

Облачный слой Венеры, скрывающий от нас ее поверхность как установлено автоматическими станциями, расположен на высотах 49 - 68 км над поверхностью, по плотности напоминают легкий туман. Но большая протяженность облачного слоя делает его непрозрачным для земного наблюдателя. Из чего же состоит венерианские облака?

Первоначальное предположение об их водном составе (то есть о подобии их земным облакам) пришлось отбросить, поскольку по данным поляризационных наблюдений их показатель преломления равен 1,44, а у воды и льда он равен 1,31 - 1,33. В 1972 -1973 годах американский ученый Г.Стилл и английский ученый Э. Янг независимо друг от друга по данным спектральных и других исследований установили, что облака состоят из капелек водного раствора серной кислоты. Освещенность на поверхности в дневное время подобна земной в серый пасмурный день.

Из космоса облака Венеры выглядят как система полос, располагающихся обычно параллельно экватору планеты, однако порой они образуют детали, которые были замечены еще с Земли, что и позволило установить примерно 4 - суточный период вращения облачного слоя. Это 4-суточное вращения планеты со скоростью 100 м/с.

Атмосферное давление у поверхности Венеры составляет около 9 МПа, а плотность почти в 70 раз превосходит плотность земной атмосферы. Количество углекислого газа в атмосфере Венеры в 400 тыс. Раз больше, чем в земной атмосфере (углекислый газ является преобладающим в атмосфере Венеры до высоты 150 км.) Причиной этого, вероятно является интенсивная в прошлом вулканическая деятельность, а кроме того, отсутствие на Венере двух основных поглотителей углекислого газа - океана с его планктоном и растительности. Самые верхние слои атмосферы Венеры состоят почти целиком из водорода.

Радиолокация и исследования с помощью космических аппаратов позволили изучить невидимый из-за облаков рельеф Венеры. На поверхности планеты обнаружены обширные плоские равнины и плато, охватывающие более 85% ее поверхности, и менее распространенные горные районы. Наибольшая высота гор Венеры достигает 12 км, но такие вершины встречаются редко. Межпланетные станции серии “Венера” и американская станция “Пионер - Венера” позволили обнаружить много кратеров диаметром от 10 до 300 км, но сильно сглаженных и плоских. Обнаружены также вулканы и вулканические кальдеры. Поверхность Венеры в целом более гладкая чем поверхность Луны. На фотографиях поверхности Венеры, переданных спускаемыми аппаратами серии “Венера”, видны каменистые пустыни с характерными скальными образованьями. На снимке с “Венеры - 9” видна свежая осыпь камней. Внешний вид камней и их анализ с помощью гамма - спектрометра говорят об их магматическом происхождении. Как и Меркурий, Спутников Венера не имеет.

Земля.

Земля - это третья по удаленности от Солнца планета. Она движется вокруг Солнца по эллиптической орбите, большая полуось которой, (то есть среднее расстояние между центрами Земли и Солнца) в астрономии принята в качестве единицы длины (астрономическая единица) для измерения расстояний между небесными телами в пределах Солнечной системы. Расстояние от Земли до Солнца в различных точках орбиты неодинаковое, в перигелии (3 января) оно приблизительно на 2,5 млн.км. меньше, а в афемии (3 июля) - на столько же больше среднего расстояния, составляющего 149,6 млн.км.

В процессе движения нашей планеты по орбите ( со скоростью около 30 км/ч)вокруг солнца плоскость земного экватора, наклоненная к плоскости орбиты на угол 23О27’, перемещается параллельно самой себе таким образом, что в одних участках орбиты земной шар наклонен к солнцу своим Северным полушарием, а в других - Южным. Согласно современным космогоническим представлением, Земля образовалась 4,6 млрд. Лет назад путем гравитационной конденсации из рассеянного в околосолнечном пространстве газопылевого вещества, содержавшего все известные в природе химические элементы.

Большую часть поверхности Земли занимает Мировой океан (361 млн км2 или 71%) суша составляет 149 млн км2 (29 %). Средняя глубина Мирового океана - 3900 м. Существование осадочных пород, возраст которых ( по данным радиоизотопного анализа) превосходит 3,7 млрд.лет, служит доказательством существования на земном шаре обширных водоемов уже в ту далекую эпоху. На современных континентах наиболее распространены равнины, главным образом низменные, а горы - в особенности высокие занимают незначительную часть поверхности планеты, так же как и глубоко водные впадины на дне океанов.

Форма Земли, как известно , близкая к шарообразной, при детальных измерениях оказывается очень сложной, даже если обрисовать ее ровной поверхностью океана (не искаженного приливами, ветрами и течениями) и условным продолжением этой поверхности под континенты. Неровности поддерживаются неравномерным распределением массы в недрах Земли. Такая поверхность была названа геоидом. Геоид (с точностью порядка сотен метров) совпадает с эллипсоидом вращения, экваториальный радиус которого 6378,140 км, а полярный радиус на 21,385 км меньше экваториального, т.е. 6356,755 км. Разница этих радиусов возникла за счет центробежной силы, создаваемой суточным вращением Земли.

Суточное вращение земного шара происходит с практически постоянной угловой скоростью с периодом 23 ч. 56 мин. 4,1 с. Т. е. за одни сутки больше, чем солнечных. Ось суточного вращения Земли направлена своим концом (северным) приблизительно на звезду альфа Малой Медведицы, Которая поэтому называется Полярной звездой.

Одна из особенностей Земли как планеты - ее магнитное поле, благодаря которому мы можем пользоваться компасом. Под действием исходящего от солнца течения плазмы (солнечного ветра) магнитное поле Земли искажается и приобретает шлейф в направлении от солнца, который простирается на сотни тысяч километров.

Наша планета окружена обширной атмосферой. Основными газами, входящими в состав нижних слоев атмосферы Земли являются азот( 78%), кислород ( 21%) и аргон ( 1%). Других газов в атмосфере планеты очень мало, например углекислого газа около 0,03 %.

Атмосферное давление на уровне поверхности океана составляет при нормальных условиях приблизительно 0,1 МПа. Полагают, что земная атмосфера сильно изменилась в процессе эволюции: обогатилась кислородом и приобрела современный состав в результате длительного химического взаимодействия с горными породами и при участии биосферы, т.е. растительных и живых организмов.

Масса Земли была найдена из экспериментальных измерений физической постоянной тяготения и ускорения силы тяжести(на экваторе ускорение силы тяжести равно 9,8 м/с2 ). Для массы Земли получено значение 6 х 10 24 кг, что соответствует средней плотности вещества 5,51 г/см2. Определено , что средняя плотность минералов на поверхности Земли приблизительно вдвое меньше средней плотности Земли. Из этого следует ,что плотность вещества в центральных частях планеты вышесредней для всей Земли. Полученный из наблюдений момент инерции Земли, который сильно зависит от распределения плотности вещества вдоль радиуса планеты, свидетельствует так- же о значительном увеличении плотности от поверхности к центру.

Поток тепла из недр, различный в различных участках поверхности Земли, в среднем близок к 1,6 х 10-6 кал х см-2 х с-1, что соответствует суммарному выходу энергии 1028 эрг в год.