Космос. Все о звёздах, планетах, космических странниках

Абрамова Оксана Викторовна

Из-за того что поверхность планеты скрывается под толстым слоем очень густых облаков серной кислоты, которые хорошо отражают видимый свет, в видимом диапазоне её нельзя рассмотреть даже с орбиты искусственного спутника. Однако эти облака пропускают радиоволны, поэтому исследование поверхности Венеры стало возможным с развитием радиолокационных методов.

Глубина облачного покрова в некоторых местах достигает 50 км, и поскольку венерианская атмосфера намного мощнее нашей, то азота в ней, например, по массе в 5 раз больше, чем в атмосфере Земли.

У самой поверхности атмосфера Венеры практически неподвижна, но на высотах порядка 60 км дуют постоянные ураганные ветры, скорость которых достигает 100 м/с и быстро уменьшается с увеличением высоты. Вращение облачного слоя происходит в туже сторону, что и вращение планеты (с востока на запад), и ветер огибает её за 4–5 земных суток.

Давление у поверхности планеты превышает 90 атм (как в толще моря на глубине около 1 км). Сочетание сверхвысоких давления и температуры приводит к тому, что основные компоненты венерианской атмосферы —

углекислый газ и азот — пребывают в таком плотном состоянии, что почти не отличаются от жидкости.

Земля

Земля как одна из планет Солнечной системы на первый взгляд ничем не примечательна. Это не самая большая, но и не самая малая из планет. Она не ближе других к Солнцу, но и не обитает на периферии планетной системы. И всё же Земля обладает одной уникальной особенностью — на ней есть жизнь. Однако при взгляде на Землю из космоса это незаметно. Хорошо видны облака, плавающие в атмосфере. Сквозь просветы в них различимы материки. Большая же часть Земли покрыта океанами.

Появление живого вещества на нашей планете — следствие её эволюции. В свою очередь биосфера оказала значительное влияние на весь дальнейший ход природных процессов. Так, не будь жизни на Земле, химический состав её атмосферы был бы совершенно иным.

Непросто «заглянуть» в недра Земли. Даже самые глубокие скважины на суше едва преодолевают 10-километровый рубеж, а под водой удаётся, пройдя осадочный чехол, проникнуть в базальтовый фундамент не более чем на 1,5 км. Однако нашёлся другой способ. Как в медицине ультразвуковое исследование (УЗИ) позволяет увидеть внутренние органы человека, так при исследовании недр планеты на помощь приходят сейсмические волны. Скорость сейсмических волн зависит от плотности и упругих свойств горных пород, через которые они проходят. Более того, они отражаются от границ между пластами пород разного типа и преломляются на этих границах.

^{Земля — единственная планета Солнечной системы, на которой существует жизнь}

^{Внутреннее строение Земли}

По записям колебаний земной поверхности при землетрясениях — сейсмограммам — было установлено, что недра Земли состоят из трёх основных частей: коры, оболочки (мантии) и ядра. Кора отделяется от оболочки отчётливой границей, на которой скачкообразно возрастают скорости сейсмических волн, что вызвано резким повышением плотности вещества. Толщина коры непостоянна, она изменяется от нескольких километров в океанических областях до нескольких десятков километров в горных районах материков. Мантия, расположенная под земной корой, простирается до глубины примерно 2900 км и имеет сложное строение.

Ещё в XIX столетии стало ясно, что у Земли должно быть плотное ядро, а в начале XX в. были получены первые сейсмологические свидетельства его существования. Если плотность наружных пород земной коры составляет около 2,8 г/м³ для гранитов и примерно 3 г/м³ для базальтов, то средняя плотность нашей планеты — 5,51 г/м³.

В то же время существуют железные метеориты со средней плотностью 7,85 г/м³ и возможна ещё более значительная концентрация железа. Это послужило основанием для гипотезы о железном ядре Земли. Ядро состоит из двух частей — внешней жидкой и внутренней твёрдой. Переходная зона между жидким и твёрдым ядрами довольно тонкая — около 5 км. Чем глубже мы будем проникать в недра Земли, тем выше будут давление и температура. В ядре Земли давление превышает 3600 кбар, а температура — 6000 °С.

О высокой температуре земных недр учёные догадывались давно. Об этом свидетельствовали и вулканические извержения, и рост температуры при погружении в глубокие шахты.

* * *

Луна

Луна — самый яркий объект на небе после Солнца, а ночью ей и вовсе нет равных среди светил. Это единственный естественный спутник Земли, а также первое и единственное в настоящий момент внеземное небесное тело, на котором побывал человек. Пара Земля — Луна в Солнечной системе смотрится довольно странно. Луна — пятый по величине естественный спутник в Солнечной системе, её масса всего в 81,3 раза меньше земной. Это необычайно высокое соотношение масс для спутника и планеты в Солнечной системе, выше только у пары Плутон-Харон, но Плутон — карликовая планета.

Путь Луны вокруг Земли — не эллипс, а медленно раскручивающаяся спираль, о чем говорил ещё в начале XIX в. один из авторов «небулярной гипотезы» происхождения Солнечной системы великий французский ученый Пьер Симон Лаплас. Луна удаляется от Земли со скоростью около 4 см в год, и в далеком прошлом она была гораздо ближе к нам, чем сейчас. Объясняется этот эффект взаимным притяжением Луны и Земли, которое тормозит вращение Земли, вызывает приливы и отливы и синхронизирует вращение Луны вокруг своей оси с её обращением вокруг Земли, так

что Луна всегда обращена к Земле одним своим полушарием.

Лунная поверхность состоит из относительно ровных тёмных участков — «морей» и более светлых гористых участков — «материков» (или «земель»). Моря представляют собой гигантскиеударные кратеры, заполненные застывшей базальтовой лавой.

Французские астрономы изучили сравнительный возраст и распределение 48 лунных кратеров, образованных ударами астероидов. Они пришли к заключению, что миллиарды лет назад Луна была повёрнута к Земле стороной, которая сейчас является «обратной», и в то время она была лучше защищена от ударов метеоритов. А в нынешнее положение Луну развернул произошедший 3,9 млрд. лет назад удар крупного астероида, после которого на поверхности спутника осталось самое глубокое лунное море — Море Смита.

Почти вся поверхность Луны покрыта толстым слоем спёкшегося вещества — реголита, который представляет собой мелко раздробленные лунные породы, образующие как бы слежавшуюся губчатую массу. Лунные породы дробились в основном за счёт резких перепадов температуры при смене дня и ночи, а также в результате множества ударов небольших метеоритов. Средний диаметр зёрен реголита менее 1 мм, но встречается и значительное количество обломков более крупного размера. Лунный грунт поглощает больше 90% солнечного света и сильно рассеивает всё, что не удалось поглотить. Рассеянный реголитом солнечный свет и образует характерное для Луны серебристое сияние.

Из-за малой массы Луна не может удержать своим притяжением мощную атмосферу. Днём концентрация свободных частиц у поверхности несколько возрастает, так как лунный грунт при нагревании выделяет газ, но всё равно и дневная, и ночная концентрации соответствуют вакууму. Как следствие лунная поверхность не защищена от непосредственного воздействия солнечного электромагнитного излучения, ударов частиц солнечного ветра и метеоритов, а также от резких перепадов температуры: днём она в среднем разогревается до 107 ?С, а ночью охлаждается до -153 ?С.

^{Видимая поверхность Луны}

Марс

Марс выглядит на ночном небе как яркооранжевая звезда. Цвет планеты определяют красные оксиды железа, присутствующие в поверхностных породах.

С точки зрения топографии Марс на сегодняшний день — одно из наиболее изученных тел Солнечной системы. Основная черта марсианской «географии» — так называемая дихотомия полушарий. Поверхность планеты состоит как бы из двух контрастных частей: южное полушарие покрывают древние высокогорья, а в северных широтах сосредоточены более молодые равнины. Разница высот между горными и равнинными областями достигает 6 км. Почему полушария Марса так сильно отличаются друг от друга, до сих пор неясно. Возможно, такое деление связано с давней катастрофой — падением на Марс крупного астероида.

^{Заполненный льдом безымянный кратер Марса}

^Марс

^{Внутреннее строение планеты}

У Марса атмосфера существенно более разреженна, чем воздушная оболочка Земли. По составу она напоминает атмосферу Венеры и на 95% состоит из углекислого газа. Около 4% приходится на долю азота и аргона; кислорода и водяного пара в марсианской атмосфере меньше 1%. Водяной пар и углекислый газ в марсианской атмосфере часто собираются в облака. Наблюдения с космических аппаратов показали, что на Марсе встречается облачность самых разнообразных форм и видов: перистые, волнистые, подветренные облака (вблизи крупных гор и под склонами больших кратеров, в местах, защищенных от ветра). Над низинами (каньонами, долинами) и на дне кратеров в холодное время суток часто стоят туманы. Зимой 1979 г. в районе посадки «Викинга-2» выпал тонкий слой снега, который пролежал несколько месяцев.

Средняя температура на Марсе значительно ниже, чем на Земле, — около -40 °С. При наиболее благоприятных условиях — летним днём в районе экватора — воздух прогревается до 0 °С — приемлемая температура для жителей Земли. Но зимней ночью мороз может достигать -125 °С. Такие резкие перепады температуры вызваны тем, что разреженная атмосфера Марса не способна долго удерживать тепло.

Над поверхностью планеты часто дуют сильные ветры, скорость которых доходит до 100 м/с. Малая сила тяжести позволяет даже разреженным потокам воздуха поднимать огромные облака пыли. Иногда довольно обширные области на Марсе бывают охвачены грандиозными пылевыми бурями. Чаще всего они возникают вблизи полярных шапок. Глобальная пылевая буря на Марсе помешала фотографированию поверхности с борта зонда «Маринер-9». Она бушевала с сентября 1971 по январь 1972 г., подняв в атмосферу на высоту более 10 км около миллиарда тонн пыли.