Планеты Солнечной системы

Вокруг Солнца обращаются девять планет (см. рис. 1.1 на цветной вклейке). Четыре внутренние (их еще называют планетами земной группы) — Меркурий, Венера, Земля и Марс — отделены от внешних планет — Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна и Плутона — поясом астероидов, малых космических тел, являющихся источниками сведений о том первичном веществе, из которого были сформированы планеты.

Для внутренних планет характерны сравнительно небольшие диаметры, причем Венера и Земля по размерам очень близки. Марс в два раза, а Меркурий почти в три раза меньше Земли. На поверхности Меркурия температура изменяется от -170 до +450 °С. Обращает на себя внимание высокая средняя плотность Меркурия (5,44 г/см3), близкая к таковой Венеры и Земли, что может свидетельствовать о наличии у этих планет железных ядер.

У Меркурия отсутствует атмосфера, а у Венеры она очень мощная, что создает высокое давление (96 кг/см2) на ее поверхности. Так как температура на Венере приближается к +500 °С, для состава атмосферы этой планеты характерно присутствие N2, С02 и капелек серной кислоты, а пары воды и сама вода отсутствуют. На высотах от 50 до 70 км в атмосфере Венеры с востока на запад дует постоянный сильный ветер со скоростью до 140 м/с. Атмосфера Земли состоит из азота (78%), кислорода

(21%), паров воды (1%) и С02. Давление, как известно, у поверхности моря составляет 1 кг/см2. На Марсе присутствует сильно разреженная атмосфера из углекислого газа с давлением у поверхности от 0,03 до 0,1 кг/см2. Такое давление в настоящее время не позволяет существовать воде, хотя раньше она на планете явно была. Перепад температур на поверхности Марса составляет 0...+200 °С до -140 °С. Скорость ветра достигает там 60 км/ч.

Поверхность Меркурия покрыта ударными кратерами диаметром до 100 и даже 1 тыс. км, что вызвано падением на нее очень крупных метеоритов (см. рис. 1.2 на цветной вклейке). Рельеф Венеры совершенно другой. Для нее характерно наличие горных хребтов — тессер (наиболее древних структур), огромных равнин, сложенных потоками базальтов, и базальтовых щитовых вулканов (см. рис. 1.3 на цветной вклейке). Базальтовые равнины образовались примерно 0,5 млрд лет назад. В Северном полушарии Марса развит равнинный рельеф, а в

Так выглядит поверхность Марса

Рис. 1.2. Так выглядит поверхность Марса

Южном — более расчлененный, с ударными кратерами (рис. 1.2). Присутствие рельефа настоящих речных долин и русел говорит о существовании воды или другой жидкости на Марсе примерно 4 млрд лет назад, когда его атмосфера была более плотной. На этой планете есть также очень высокие, до 21 км, вулканы, например Олимп диаметром более 600 км. Вулканы таких размеров на Земле отсутствуют (см. рис. 1.4 на цветной вклейке).

Среди внутренних планет только у двух, Земли и Марса, есть спутники, соответственно Луна (см. рис. 1.5 на цветной вклейке), Деймос и Фобос, но два последних очень маленькие.

Луна, находящаяся на расстоянии 384 тыс. км от Земли, имеет диаметр 3476 км и среднюю плотность 3,33 г/см3. Поскольку продолжительность солнечных суток на Луне равняется 29,5 земных, а сама она обращена к Земле всегда одной стороной, температура на ее поверхности изменяется от -150 °С ночью до +130 °С днем.

Внешние планеты-гиганты резко отличаются от внутренних планет, причем не только размерами, а прежде всего наличием мощной водородно-гелиевой атмосферы небольшой плотности, наличием магнитного поля, быстрым периодом вращения (кроме Плутона), наличием ядра и большим количеством спутников. Температура в центре Юпитера достигает, по расчетам, 20 000 К, а Сатурна, Урана и Нептуна — около 10 000 К. Все планеты внешней группы являются газово-жидкими, но состав Юпитера и Сатурна отличается от состава Урана и Нептуна.

У Юпитера мощная, до 1 тыс. км, водородно-гелиевая атмосфера, под которой располагаются сферические оболочки из молекулярного и металлического водорода (рис. 1.3). Предполагается наличие небольшого ядра, возможно состоящего из силикатов. Космические аппараты «Вояджер» прекрасно показали нам полосчатую, красноватую атмосферу Юпитера с Большим Красным Пятном, диаметром в три раза большим, чем Земля (см. рис. 1.6 на цветной вклейке). Облака атмосферы Юпитера состоят из кристалликов водяного льда, гидросульфита аммония и аммиака.

У Юпитера 16 спутников, 4 из которых — Каллисто, Ганимед, Ио и Европа — были открыты еще в 1610 г. Г. Галилеем (1564—1642) и поэтому получили название «галилеевых ».

Возможное строение планет внешней группы (соблюден примерный масштаб)

Рис. 1.3. Возможное строение планет внешней группы (соблюден примерный масштаб)

Наибольший интерес среди этих спутников представляет Ио, по параметрам весьма близкий к Луне. На поверхности Ио обнаружены многочисленные действующие вулканы, извергающие потоки серы и серного ангидрида.

Поверхность Европы покрыта льдом мощностью до 100 км, рассеченным протяженными трещинами. Под ним может сохраниться жидкость. Ганимед и Каллисто также сложены смесью водяного льда и, возможно, силикатов. На спутниках имеются ударные кратеры. Особенно много их на Ганимеде, что говорит о более древнем возрасте его поверхности.

Малые спутники Юпитера (диаметром до 260 км) — Метида, Адрастея, Амальтея, Фива, Ананке, Карме, Па- сифе и Синопе — имеют неправильную форму и также несут на себе следы ударов метеоритов.

Сатурн обладает наименьшей плотностью (0,68 г/см3) среди всех планет, что указывает на его преобладающий газовый состав. Атмосфера его по составу и по структуре такая же, как у Юпитера.

Конечно, всем известны знаменитые кольца Сатурна, располагающиеся в плоскости экватора планеты и имеющие диаметр (с Сатурном в центре) около 300 тыс. км, а толщину — всего 100 м (см. рис. 1.7 на цветной вклейке). Кольца образованы частицами водяного льда размером от немногих сантиметров до нескольких метров. Вокруг Сатурна вращаются 17 спутников. Самый большой из них, равный Ганимеду Юпитера, — Титан, состоящий из смеси льда, воды и силикатов и обладающий азотно-метановой атмосферой с температурой -180 °С, что обеспечивает существование жидкого метана. Остальные спутники Сатурна по размерам и составу похожи на спутники Юпитера.

Планета Уран мало того что «лежит на боку», так как ось ее вращения располагается в плоскости экватора, она еще и вращается в другую сторону по сравнению с остальными планетами (кроме Венеры). Уран обладает тонкими и редкими кольцами и 15 спутниками, состоящими из водяного льда.

Нептун (см. рис. 1.8 на цветной вклейке) — наименьшая по размерам внешняя планета, но с относительно большой (1,64 г/см3) плотностью, что говорит в пользу существования силикатного ядра и водородно- водно-ледниковой оболочки под гелиево-водородной атмосферой. Восемь спутников Нептуна (самый крупный из них — Тритон — диаметром 2705 км) также состоят из смеси льда, воды и силикатов.

Наиболее удаленная от Солнца планета Плутон отличается от других. При диаметре 2274 км она состоит из смеси льда, воды и силикатов и имеет весьма разреженную метаново-азотную атмосферу. Благодаря страшному холоду (-240 °С) поверхность Плутона покрыта льдом, как и его крупного (диаметром 1172 км) спутника Харона. Особенность Плутона — сильно вытянутая орбита, что дает возможность относить его и Харон к так называемому поясу Койпера, который состоит из большого количества тел размером около 1 км и может служить источником некоторых комет. Плутон был открыт только в 1930 г., тогда как Нептун — в 1846 г.

Вопросы

  • 1. Какие планеты относят к внутренним, а какие — к внешним? Что их разделяет?
  • 2. Чем внутренние планеты отличаются от внешних?
  • 3. Какие из планет больше других похожи на Землю?
  • 4. Какое строение имеют внешние планеты?
  • 5. Каковы особенности спутников Юпитера?

— выводы-

Девять планет Солнечной системы подразделяются на каменные внутренние и гигантские газово-жидкие внешние.

НЕБЕСНЫЕ ГОСТИ

Знаете ли вы о том, что на Землю каждый год выпадает 10 тыс. т космического вещества? Это мельчайшие крупинки, пыль размером около 5 мкм (микрон). Но иногда на Землю падают «пришельцы» с небес — метеориты, размеры которых составляют от нескольких миллиметров до нескольких десятков метров. К XXI в. уже собрано около 20 тыс. метеоритов. Они бывают каменные (их больше всего — 96% от всех найденных), железные и железокаменные. Каменные метеориты обладают разнообразным составом, но, что особенно интересно, содержат в своей структуре шарообразные включения — шарики (хондры) размером до 0,15 мм, состоящие в основном из стекла. Наличие шариков свидетельствует о том, что каменные метеориты образовались из магматического расплава.

Современными изотопными методами абсолютный возраст метеоритов определен в 4,5—4,6 млрд лет. Следовательно, вещество метеоритов формировалось одновременно с Солнечной системой, но родительское тело, частью которого являлись метеориты, могло разрушаться в различное время, от сотен миллионов до нескольких десятков тысяч лет. Столько лет метеориты блуждают в космическом пространстве, пока не упадут на Землю. И тогда говорят о возрасте их падения. Самый древний такой возраст — 463 млн лет — установлен для метеорита Брунфло из Швеции.

Откуда же к нам прилетают метеориты? Достоверно установлено, что их источниками являются астероиды, Луна, Марс и, возможно, кометы. Метеориты с Луны были найдены в Антарктиде в 1981 г. Метеоритов с Марса известно около 10 штук. А некоторые метеориты, возможно, являются фрагментами ядер комет. Состав, структура и геохимические особенности метеоритов свидетельствуют о том, что они были выбиты ударом какого-то космического тела с Луны или Марса. Поэтому изучение состава метеоритов так важно для понимания того, из каких веществ образовалась Солнечная система около 4,7 млрд лет назад.

ЖЕЛЕЗО С НЕВА

Утром 12 февраля 1947 г. жители Дальнего Востока в горах Сихотэ-Алинь с удивлением и тревогой смотрели в морозное небо, по которому с грохотом промчался светящийся шар и где-то явно столкнулся с Землей: многие ощущали дрожание, как от сильной бомбежки. Оказалось, что это был железный метеорит, состоящий на 99% из железа и никеля и на 1% из примесей серы, фосфора и кобальта. Место его падения на одной из сопок действительно напоминало поле после бомбежки: оно было в воронках разных размеров, причем самая большая имела диаметр 27 м и глубину до 6 м. В них лежали обломки метеорита. Самый большой из них весил 1,75 т. Обломков было очень много. Самые мелкие еще находятся в почве и пока не найдены. Очевидно, огромный метеорит при вхождении в плотные слои атмосферы разрушился, и его обломки выпали на площади в десятки квадратных километров. Падение метеорита такого размера было единственным в XX в.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >