Планеты земной группы

Размещено на http://allbest.ru

ВВЕДЕНИЕ

Среди многочисленных небесных светил, изучаемых современной астрономией, особое место занимают планеты.

Говоря о разнообразии условий на планетах, мы можем глубже познать законы их развития и выяснить их взаимосвязь между теми или иными свойствами планет. Так, например, от размеров, массы и температуры планеты зависит её способность удерживать атмосферу того или иного состава, а наличие атмосферы в свою очередь влияет на тепловой режим планеты.

Как показывает изучение условий, при которых возможно зарождение и дальнейшее развитие живой материи, только на планетах мы можем искать признаки существования органической жизни. Вот почему изучение планет, помимо общего интереса, имеет большое значение с точки зрения космической биологии.

Актуальность данной работы связана с тем, что изучение планет имеет большое значение, кроме астрономии, и для других областей науки, в первую очередь наук о Земле-геологии и геофизики, а также для космогонии - науки о происхождении и развитии небесных тел, в том числе и нашей Земли.

Целью данной работы является анализ научных данных и сведений по планетам земной группы.

космос солнечная система планеты земная группа



ГЛАВА 1. Солнечная система

Солнечная система является для нас, жителей Земли, ближним космосом.

Каждый человек, хотя бы раз в жизни, глядя на ночное небо, задавал себе вопрос: "Интересно, а что там дальше?". Ведь человеческий глаз способен разглядеть лишь ничтожную частичку того, что показывает нам Вселенная. Всё в солнечной системе определяется Солнцем, которое является самым массивным телом и единственным, обладающим собственным свечением. По своей природе это звезда, такая же как те многочисленные звезды, которые мы видим на ночном небе. Просто она близко к нам, поэтому такая большая и яркая.

Вообще солнцу принадлежит исключительная роль в солнечной системе. Мощное поле тяготения Солнца удерживает вместе все остальные тела Солнечной системы - без него они просто разбежались бы, рассеялись по безбрежному космосу. В Солнечной системе пока известно девять планет: ближайшие к Солнцу четыре планеты принято называть планетами земной группы, а следующие четыре - планетами-гигантами. Девятая планета Плутон, самая дальняя, не входит ни в какую группу.

В Солнечную систему входит Солнце, 9 больших планет вместе с их 34 спутниками, более 100 тысяч малых планет (астероидов), порядка 1099 комет, а также бесчисленное количество мелких, так называемых метеорных тел (поперечником от 100 метров до ничтожно малых пылинок). Центральное положение в Солнечной системе занимает Солнце. Его масса приблизительно в 750 раз превосходит массу всех остальных тел, входящих в систему. Гравитационное притяжение Солнца является главной силой, определяющей движение всех обращающихся вокруг него тел Солнечной системы. Среднее расстояние от Солнца до самой далекой от него планеты - Плутон - 39,5 а. е., т. е. 6 миллиардов километров, что очень мало по сравнению с расстояниями до ближайших звезд. Только некоторые кометы удаляются от Солнца на 100 тысяч а. е. и подвергаются воздействию притяжения звезд.

Двигаясь в Галактике, Солнечная система время от времени пролетает сквозь межзвездные газопылевые облака. Вследствие крайней разреженности вещества этих облаков погружение Солнечной системы в облако может проявиться только при небольшом поглощении и рассеянии солнечных лучей. Проявления этого эффекта в прошлой истории Земли пока не установлены.

Все большие планеты - Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон - обращаются вокруг солнца в одном направлении (в направлении осевого вращения самого Солнца), по почти круговым орбитам, мало наклоненным друг к другу (и к солнечному экватору).

Плоскость земной орбиты - эклиптика принимается за основную плоскость при отсчете наклонений орбит планет и других тел, обращающихся вокруг Солнца. Расстояния от планет до Солнца образуют закономерную последовательность - промежутки между соседними орбитами возрастают с удалением от Солнца. Эти закономерности движения планет в сочетании с делением их на две группы по физическим свойствам указывают на то, что Солнечная система не является случайным собранием космических тел, а возникла в едином процессе.

Благодаря почти круговой форме планетных орбит и большим промежуткам между ними исключена возможность тесных сближений между планетами, при которых они могли бы существенно изменять свое движение в результате взаимных притяжений. Это обеспечивает длительное существование планетной системы. Планеты вращаются так же вокруг своей оси, причем почти у всех планет, кроме Венеры и Урана, вращение происходит в том же направлении, что и их обращение вокруг Солнца. Чрезвычайно медленное вращение Венеры происходит в обратном направлении, а Уран вращается как бы лежа на боку. Большинство спутников обращаются вокруг своих планет в том же направлении, в котором происходит осевое вращение планеты. Орбиты таких спутников обычно круговые и лежат вблизи плоскости экватора планеты, образуя уменьшенное подобие планетной системы.

Будучи вращающейся системой тел, Солнечная система обладает моментом количества движения (МКД). Главная часть его связана с орбитальным движением планет вокруг Солнца, причем массивные Юпитер и Сатурн дают около 90 % .

Осевое вращение Солнца заключает в себе лишь 2 % общего МКД всей Солнечной системы, хотя масса самого Солнца составляет более 99,8 % общей массы. Такое распределение МКД между Солнцем и планетами связано с медленным вращением Солнца и огромными размерами планетной системы - ее поперечник в несколько тысяч раз больше поперечника Солнца. МКД планеты приобрели в процессе своего образования: он перешел к ним из того вещества, из которого они образовались.

1.1. Отличия планет земной группы от других планет солнечной системы

Планеты делятся на две группы, отличающиеся по массе, химическому составу (это проявляется в различиях их плотности), скорости вращения и количеству спутников.

Четыре планеты, ближайшие к Солнцу, планеты земной группы, невелики, состоят из плотного каменистого вещества и металлов.

Планеты-гиганты - Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун - гораздо массивнее, состоят в основном из легких веществ и поэтому, несмотря на огромное давление в их недрах, имеют малую плотность. У Юпитера и Сатурна главную долю их массы составляют водород и гелий. В них содержится так же до 20 % каменистых веществ и легких соединений кислорода, углерода и азота, способных при низких температурах концентрироваться в льды. Недра планет и некоторых спутников находятся в раскаленном состоянии.

У планет земной группы и спутников вследствие малой теплопроводности наружных слоев внутреннее тепло очень медленно просачивается наружу и не оказывает заметного влияния на температуру поверхности. У планет-гигантов конвекция в их недрах приводит к заметному потоку тепла из недр, превосходящему поток, получаемый им от Солнца. Венера, Земля и Марс обладают атмосферами, состоящими из газов, выделившихся из их недр.

У планет-гигантов атмосферы представляют собой непосредственное продолжение их недр: эти планеты не имеют твердой или жидкой поверхности. При погружении внутрь атмосферные газы постепенно переходят в конденсированное состояние.

Девятую планету Плутон, по-видимому, нельзя отнести ни к одной из двух групп. По химическому составу он близок к группе планет-гигантов, а по размерам к земной группе.

Ядра комет по своему химическому составу родственны планетам-гигантам: они состоят из водяного льда и льдов различных газов с примесью каменистых веществ.

Почти все малые планеты по своему современному составу относятся к каменистым планетам земной группы. Сравнительно недавно открытый Хирон, движущийся в основном между орбитами Сатурна и Урана, вероятно, подобен ледяным ядрам комет и небольшим спутникам далеких от Солнца планет. Обломки малых планет, образующиеся при их столкновении друг с другом, иногда выпадают на Землю в виде метеоритов. У малых планет, именно вследствие их малых размеров, недра подогревались значительно меньше, чем у планет земной группы, и поэтому их вещество зачастую претерпело лишь небольшие изменения со времени их образования. Измерения возраста метеоритов (по содержанию радиоактивных элементов и продуктов их распада) показали, что они, а следовательно вся Солнечная система существует около 5 миллиардов лет. Этот возраст Солнечной системы находится в согласии с измерениями древнейших земных и лунных образцов.

1.2. Строение планет земной группы

Планеты земной группы - это сравнительно небольшие шары, имеющие твердую поверхность, окруженные не слишком толстой атмосферой. Планеты земной группы похожи между собой по размерам, массе и составу пород. Их поверхности сложены твёрдыми породами со средней плотностью вещества от 3,9 г/см3 у Марса до 5,5 г/см3 у Земли (у Меркурия - 5,4 г/см3, у Венеры - 5,2 г/см3). Основными их составляющими являются силикаты (соединения кремния) и железо. Состав этих планет свидетельствует, что их рост происходил в отсутствие легких газов за счет каменистых частиц и тел, содержащих различное количество железа и других металлов.

Все планеты земной группы имеют одинаковое строение:

- в самом центре находиться тяжёлое и горячее ядро. В основном оно состоит из железа, с примесью никеля;

- над ядром расположена мантия, состоящая из силикатов;

- самый верхний слой - кора, образованная из-за частичного плавления мантии. Поэтому она также состоит из силикатов, обогащенных иными элементами. Коры нет только у Меркурия - она была разрушена сильными метеоритными бомбардировками, из-за сильно разряжённой атмосферы. Земная кора сильно отличается от других планет, высоким содержанием гранита.



ГЛАВА 2. Планеты земной группы

В состав солнечной системы входит восемь основных планет и пять карликовых, вращающихся приблизительно в одной плоскости. По своим физическим свойствам планеты делятся на земную группу и планеты-гиганты.

Начиная от Солнца планеты нашей солнечной системы расположены в таком порядке: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон, Церера, Макемаке, Эрида, Хаумеа.

Многие ошибаются при ответе на вопрос, сколько планет входит в Солнечную систему. Путаница возникла из-за изменения статуса Плутона. Любители астрономии по-прежнему включают его в основной список, хотя ученые считают, что это некорректное утверждение.

Орбита Земли делит солнечную систему на две условные области. Во внутренней находятся ближайшие к Солнцу планеты -- Меркурий и Венера. Во внешней области -- более удалённые от Солнца, чем Земля: Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун и прочие.

Пространство между орбитами Марса и Юпитера, а также за Нептуном (пояс Койпера) занимают малые небесные тела: малые планеты и астероиды. Также по пространству Солнечной системы курсируют кометы и потоки метеороидов.

2.1. Меркурий

Меркурий - самая близкая к Солнцу планета Солнечной системы. Расположена на расстоянии 58 млн. км от Солнца. Полный оборот на небе завершает за 88 суток. Из-за близости к Солнцу и малых видимых размеров Меркурий долго оставался малоизученной планетой. Только в 1965г. благодаря применению радиолокации был измерен период вращения Меркурия вокруг своей оси, оказавшийся равным 58,65 суток, т.е. 2/3 его обращения вокруг Солнца. Такое вращение является динамически устойчивым. Солнечные сутки на Меркурии продолжаются 176 дней. Ось вращения Меркурия почти перпендикулярна плоскости его орбиты.

Как подсказали радионаблюдения, температура на поверхности Меркурия в пункте, где Солнце находится в зените, достигает 620 К. Температура ночного полушария около 110 К. С помощью радионаблюдений удалось определить тепловые свойства наружного покроя планеты, которые оказались близкими к свойствам тонкораздробленных пород лунного реголита. Причиной такого состояния пород, по всей видимости, являются непрерывные удары метеоритов, почти не ослабляемые разряженной атмосферой Меркурия.

Фотографирование поверхности Меркурия американским космическим аппаратом "Маринер-10" в 1974-1975 гг. показало, что по виду планета напоминает Луну. Поверхность усеяна кратерами разных размеров, причем их распределение по величине диаметра аналогично распределению кратеров Луны. Это говорит о том, что они образовались в результате интенсивной метеоритной бомбардировки миллиарды лет назад на первых этапах эволюции планеты. Встречаются кратеры со светлыми лучами, с центральными горками и без них, с темным и светлым дном, с резкими очертаниями валов (молодые) и полуразрушенные (древние). Обнаружены долины, напоминающие известную Долину Альп на Луне, гладкие круглые равнины, получившие название бассейнов. Наибольший из них - Калорис - имеет диаметр 1300 км.

Наличие темного вещества в бассейнах и заполненных лавой кратерах свидетельствует о том, что в начальный период своего существования планета испытала сильное разогревание, за которым последовала одна или несколько эпох интенсивного вулканизма. Атмосфера Меркурия очень сильно разряжена по сравнению с земной атмосферой. По данным, полученным с "Маринера -10", ее плотность не превосходит плотности земной атмосферы на высоте 620 км. В составе атмосферы обнаружено небольшое количество водорода, гелия и кислорода, присутствуют и некоторые инертные газы, например, аргон и неон. Такие газы могли выделиться в результате распада радиоактивных веществ, входящих в состав грунта планеты.

Обнаружено слабое магнитное поле, напряженность которого меньше, чем у Земли, и больше, чем у Марса. Межпланетное магнитное поле, взаимодействуя с ядром Меркурия, может создавать в нем электрические токи. Эти токи, а также перемещения зарядов в ионосфере, которая у Меркурия слабее по сравнению с земной, могут поддерживать магнитное поле планеты. Взаимодействуя с солнечным ветром, оно создает магнитосферу. Средняя плотность Меркурия значительно выше лунной и почти равна средней плотности Земли. Высказывается гипотеза о том, что Меркурий имеет мощную силикатную оболочку ( 500 - 600 км ), а оставшиеся 50 % объема занимает железистое ядро. Жизнь на Меркурии из-за очень высокой дневной температуры и отсутствия жидкой воды не может существовать. Спутников Меркурий не имеет.

2.2. Венера

Венера - вторая по расстоянию от Солнца и ближайшая к Земле планета Солнечной системы. Среднее расстояние от Солнца - 108 млн. км. Период обращения вокруг него - 225 суток. Во время нижних соединений может приближаться к Земле до 40 млн. км, т.е. ближе любой другой большой планеты Солнечной системы. Синодический период (от одного нижнего соединения до другого) равен 584 суток. Венера - самое яркое светило на небе после Солнца и Луны. Известна людям с глубокой древности.

Диаметр Венеры - 12 100 км (95 % диаметра Земли), масса - 81,5 % массы Земли или 1/408400 массы Солнца, средняя плотность 5,2г/см(, ускорение силы тяжести на поверхности - 8,6 м/с (90 % земного). Период вращения Венеры долго не удавалось установить из-за плотной атмосферы и облачного слоя, окутывающих эту планету. Только с помощью радиолокации установили, что он равен 243,2 суток, причем Венера вращается в обратную сторону по сравнению с Землей и другими планетами. Наклон оси вращения Венеры к плоскости ее орбиты равен почти 90(.

Существование атмосферы Венеры было обнаружено в 1761 г. М. В. Ломоносовым при наблюдениях прохождения ее по диску Солнца. В XX 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 97 % всего состава атмосферы Венеры. В нее входят также около 2 % азота и инертных газов, не более 0,1 % кислорода и небольшое количество окиси углерода, хромоводорода 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 планеты. Причина этого состоит в том, что оба газа интенсивно поглощают инфракрасные (тепловые) лучи, испускаемые нагретой поверхностью Венеры. Температура ее достигает около 500 С.

Облачный слой Венеры, скрывающий от нас ее поверхность, как установлено станциями серии "Венера", расположен на высоте 49-68 км над поверхностью, по плотности напоминает легкий туман. Но большая протяженность облачного слоя делает его совершенно непрозрачным для земного наблюдателя. Предполагается, что облака состоят из капель водородного раствора серной кислоты. Освещенность на поверхности в дневное время подобна земной в 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 четырехсуточный период вращения облачного слоя. Это четырехсуточное вращение было подтверждено космическими аппаратами и объясняется наличием на уровне облаков постоянных ветров, дующих в сторону вращения планеты со скоростью около 100 м/с.

Атмосферное давление у поверхности Венеры составляет около 9 МПа, а плотность в 35 раз превышает плотность земной атмосферы. Количество углекислого газа в атмосфере Венеры в 400 тыс. раз больше, чем в земной атмосфере. Причиной этого, вероятно, является интенсивная вулканическая деятельность и, кроме того, отсутствие на планете двух основных поглотителей углекислого газа - океана с его планктоном и растительности. Самые верхние слои атмосферы Венеры состоят целиком из водорода. Водородная атмосфера простирается до высоты 5500 км. Радиолокация позволила изучить невидимый из-за облаков рельеф Венеры.

В приэкваториальной зоне обнаружено белее 10 кольцевых структур, подобных кратерам Луны и Меркурия, диаметром от 35 до 150 км, но сильно сглаженных и плоских. Обнаружен разлом в коре планеты длиной 1500 км, шириной 150 км и глубиной около 2 км, горные массивы, вулкан с диаметром основания 300-400 км и высотой около 1 км, огромная котловина протяженностью 1500 км с севера на юг и 1000 км с запада на восток. Межпланетные станции "Венера-9" и "Венера-10" позволили изучить с орбит искусственных спутников Венеры рельеф 55 районов планеты; при этом были обнаружены гористые участки местности с перепадом высот 2-3 км, а также относительно ровные участки. Поверхность Венеры относительно более гладкая, чем поверхность Луны. Анализ природы и поверхности Венеры может иметь большое значение для построения теории эволюции всех планет Солнечной системы, в том числе и нашей Земли. Спутников Венера не имеет.

2.3. Земля

Земля - одна из планет Солнечной системы. Подобно другим планетам, она движется вокруг Солнца по эллиптической орбите. Расстояние от Земли до Солнца в разных точках орбиты неодинаковое. Среднее же расстояние около 149,6 млн. км.

В процессе движения нашей планеты вокруг Солнца плоскость земного экватора (наклоненная к плоскости орбиты под углом 23(27) перемещается параллельно самой себе таким образом, что в одних участках орбиты земной шар наклонен к Солнцу своим северным полушарием, а в других - южным. Большую часть поверхности Земли (до 71 %) занимает Мировой океан. Средняя глубина Мирового океана - 3900 м. Существование осадочных пород, возраст которых превосходит 3,5 млрд. лет, служит доказательством существования на Земле обширных водоемов уже в ту далекую пору.

На современных континентах более распространены равнины, главным образом низменные, а горы - в особенности высокие - занимают незначительную часть поверхности планеты, как и глубоководные впадины на дне океанов. Форма Земли, как известно, близкая к шарообразной, при более детальных измерениях оказывается очень сложной, даже если обрисовать ее ровной поверхностью океана (не искаженной приливами, ветрами, течениями) и условным продолжением этой поверхности под континенты. Неровности поддерживаются неравномерным распределением массы в недрах Земли. Такая поверхность называется геоидом. Геоид ( с точностью порядка сотен метров) совпадает с эллипсоидом вращения, экваториальный радиус которого 6378 км, а полярный радиус на 21,38 км меньше экваториального. 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 м. 4,1с., т.е. за одни звездные сутки, количество которых в году ровно на одни сутки больше, чем солнечных. Ось вращения Земли направлена своим северным концом приблизительно на звезду Альфа Малой Медведицы, которая поэтому называется Полярной звездой.

Одна из особенностей Земли - ее магнитное поле, благодаря которому мы можем пользоваться компасом. Магнитный полюс Земли, к которому притягивается северный конец стрелки компаса, не совпадает с Северным географическим полюсом. Под действием 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, являются азот (примерно 78 %), кислород (около 21 %) и аргон (около 1 %). Других газов в атмосфере Земли 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 взаимодействия с горными породами и при участии биосферы, т.е. растительных и животных организмов. Доказательством того, что такие изменения действительно произошли, служат, например, залежи каменного угля и мощные пласты отложений карбонатов в осадочных породах. Они содержат громадное количество углерода, который раньше входил в состав земной атмосферы в виде угле кислого газа и окиси углерода. Ученые считают, что древняя атмосфера произошла из газообразных продуктов вулканических извержений; о ее составе судят по химическому анализу образцов газа, "замурованных" в полостях древних горных пород. В исследованных образцах, возраст которых приблизительно 3,5 млрд. лет, содержится приблизительно 60 % угле кислого газа, а остальные 40 % - соединения серы, аммиак, хлористый и фтористый водород. В небольшом количестве найдены азот и инертные газы. Весь кислород был химически связанным.

Одной из важнейших задач современной науки о Земле является изучение эволюции атмосферы, поверхности и наружных слоев Земли, а также внутреннее строение ее недр. О внутреннем строении Земли прежде всего судят по особенностям прохождения сквозь различные слои Земли механических колебаний, возникающих при землетрясениях или взрывах.

Ценные сведения дают также измерения величины теплового потока, выходящего из недр, результаты определений общей массы, момента инерции и полярного сжатия нашей планеты. Масса Земли найдена из экспериментальных измерений физической постоянной тяготения и ускорения силы тяжести. Для массы Земли получено значение 5976?10(( кг.

Твердую оболочку Земли называют литосфера. Ее можно сравнить со скорлупой, охватывающей всю поверхность Земли. Но эта "скорлупа" как бы растрескалась на части и состоит из нескольких крупных литосферных плит, медленно перемещающихся одна относительно другой. По их границам концентрируется подавляющее число землетрясений. Верхний слой литосферы - это земная кора, минералы которой состоят преимущественно из оксидов кремния и алюминия, оксидов железа и щелочных металлов. Земная кора имеет неравномерную толщину 35-65 км на континентах и 6-8 км под дном океана.

Верхний слой земной коры состоит из осадочных пород, нижний - из базальтов. Между ними находится слой гранитов, характерный только для континентальной коры. Под корой расположена так называемая мантия, имеющая иной химический состав и большую плотность. Граница между корой и мантией называется поверхностью Мохоровичича. В ней скачкообразно увеличивается скорость распространения сейсмических волн. На глубине 120-250 км под материками и 60-400 км под океанами залегает слой мантии, называемый астеносферой. Здесь вещество находится в близком к плавлению состоянии, вязкость его сильно понижена. Все литосферные плиты как бы плавают в полужидкой астеносфере, как льдины в воде. Более толстые участки земной коры, а также участки, состоящие из менее плотных пород, поднимаются по отношению к другим участкам коры. В то же время, дополнительная нагрузка на участок коры, например, в следствие накопления толстого слоя материковых льдов, как это происходит в Антарктиде, приводит к постепенному погружению участка. Такое явление называется изостатическим выравниванием. Ниже астеносферы, начиная с глубины около 410 км "упаковка" атомов в кристаллах минералов уплотнена под влиянием большого давления. Резкий переход обнаружен сейсмическими методами исследований на глубине около 2920 км. Здесь начинается земное ядро, или, точнее говоря, внешнее ядро, так как в его центре находится еще одно - внутреннее ядро, радиус которого 1250 км. Внешнее ядро, очевидно, находится в жидком состоянии, поскольку поперечные волны, не распространяющиеся в жидкости, через него не проходят. С существованием жидкого внешнего ядра связывают происхождение магнитного поля Земли. Внутреннее ядро, по-видимому, твердое.

У нижней границы мантии давление достигает 130 ГПа, температура там не выше 5000 К. В центре Земли температура, возможно, поднимается выше 10000 К.

Земля имеет единственный естественный спутник - Луну.

2.4. Марс

Марс - четвертая по расстоянию от Солнца планета Солнечной системы. На звездном небе она выглядит как немигающая точа красного цвета, которая время от времени значительно превосходит по блеску звезды первой величины. Марс периодически подходит к Земле на расстояние до 57 млн. км, значительно ближе, чем любая планета, кроме Венеры.

По основным физическим характеристикам Марс относится к планетам земной группы. По диаметру он почти вдвое меньше Земли и Венеры.

Планета окутана газовой оболочкой - атмосферой, которая имеет меньшую плотность, чем земная. Даже в глубоких впадинах Марса, где давление атмосферы наибольшее, оно приблизительно в 100 раз меньше, чем у поверхности Земли, а на уровне марсианских горных вершин - в 500-1000 раз меньше. Тем не менее, в атмосфере Марса наблюдаются облака и постоянно присутствует более или менее плотная дымка из мелких частиц пыли и кристалликов льда. Как показали снимки с американских посадочных станций "Викинг-1" и "Викинг-2", марсианское небо в ясную погоду имеет розоватый цвет, что объясняется рассеиванием солнечного света на пылинках и подсветкой дымки оранжевой поверхностью планеты. По химическому составу марсианская атмосфера отличается от земной и содержит 95,3 % углекислого газа с примесью 2,7 % азота, 1,6 % аргона, 0,07 % окиси углерода, 0,13 % кислорода и приблизительно 0,03 % водяного пара, содержание которого изменяется, а также примеси неона, криптона, ксенона.

При отсутствии облаков газовая оболочка Марса значительно прозрачнее, чем земная, в том числе и для ультрафиолетовых лучей, опасных для живых организмов. Солнечные сутки на Марсе длятся 24ч. 39м. 35с. Значительный наклон экватора к плоскости орбиты приводит к тому, что на одних участках орбиты освещаются и обогреваются Солнцем преимущественно северные широты Марса, на других - южные, т.е. происходит смена сезонов.

Марсианский год длится около 686,9 дней. Эллиптичность марсианской орбиты приводит к значительным различиям климата северного и южного полушарий: в средних широтах зима холоднее, а лето теплее, чем в южных, но короче, чем в северных.

Температурные условия на Марсе суровы с точки зрения жителя Земли. Наиболее высокая температура поверхности 290 К достигается в так называемой подсолнечной точке. Наиболее низка температура поверхности в полярных районах, где в зимний сезон она держится на отметке около 150 К. Полученные из наблюдений сведения о температуре явились ключом к объяснению природы полярных шапок, которые при наблюдениях в телескоп видны как светлые, почти белые пятна возле полюсов планеты.

Когда в северном полушарии Марса наступает лето, северная полярная шапка быстро уменьшается, но в это время растет другая - возле южного полюса, где наступает зима. В конце XIX - начале XX века считали, что полярные шапки Марса - это ледники и снега. По современным данным, обе полярные шапки Марса - северная и южная - состоят из твердой двуокиси углерода, т.е. сухого льда, который образуется при замерзании углекислого газа, входящего в состав марсианской атмосферы, и из водяного льда с примесью минеральной пыли. В 1975 году на основе материалов телевизионной съемки всей поверхности планеты с космических аппаратов была составлена карта деталей марсианского рельефа, многие из которых уже получили названия, и на карте Марса появились имена: кратер Ломоносов, Королев, Фесенков и др.

Нанесенные на карты Марса еще в XIX веке темные области в основном сохраняют свои очертания, но в научной литературе указаны примеры местных изменений отражательных свойств отдельных районов Марса. В течение многих лет популярны были гипотезы, в основе которых лежит изменение оптических свойств некоторых веществ под влиянием изменений на Марсе биосферы, т.е. живых организмов.

Задача поиска жизни на Марсе была одной из основных программ американского "Викинга". Однако обнаружить какие-то следы жизни не удалось. Не оказалось в образцах грунта и органических соединений. Были проведены элементные исследования состава образцов марсианского грунта. Найдено близкое сходство химического состава образцов в двух взаимоудаленных местах посадки. В исследованных образцах обнаружено большое содержание окисей кремния и железа. Содержание серы (в виде сульфатов) в десятки раз больше, чем в земной коре. На снимках Марса найдены следы как ударно-метеоритной, так и вулканической активности, а также следы движений, поднятий и растрескиваний марсианской коры и следы многих процессов разрушения и сглаживания рельефа поверхности, перемещения и отложения наносов. Перепад высоты между высочайшими вершинами и наиболее глубокими впадинами на Марсе составляет около 20 км. Для марсианских гор характерны многовершинные, в основном сглаженные формы. Кроме того, обнаружены типичные вулканические конусы с кратерами на вершине. На снимках поверхности Марса космическими аппаратами отчетливо видны детали, имеющие большое сходство с руслами рек на Земле. Поскольку весь комплекс информации противоречит возможности существования там рек, можно предположить, что марсианские русла возникли в результате растапливания подповерхностного водяного льда в зонах повышенного выделения тепла планеты.

Некоторые дополнительные сведения о Марсе удается получить косвенными методами на основе исследований его природных спутников - Фобоса и Деймоса. Оба спутника Марса движутся почти точно в плоскости его экватора. С помощью космических аппаратов установлено, что Фобос и Деймос имеют неправильную форму и в своем орбитальном положении остаются повернутыми к планете всегда одной и той же стороной. Размеры Фобоса составляют около 27 км, а Деймоса - около 15 км. Поверхность спутников Марса состоит из очень темных минералов и покрыта многочисленными кратерами. Один из них - на Фобосе - имеет поперечник около 5,3 км. Кратеры, вероятно, рождены метеоритной бомбардировкой, происхождение системы параллельных борозд неизвестно. Угловая скорость орбитального движения Фобоса настолько велика, что он, обгоняя осевое вращение планеты, восходит, в отличие от других светил, на западе, а заходит на востоке.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Мнения людей о космосе, могут кардинально различаться и даже противоречить друг другу. Некоторые утверждают, что знать все о космосе невозможно, другие склоняются к тому, что в скором времени человечество познает все загадки вселенной. В наше время, известно, что космос - это относительно пустое пространство Вселенной, которое располагается за границей атмосферы небесных тел. Но, тем не менее, в нем присутствует электромагнитное излучение и низкая плотность водородных частиц. Под определением космоса, наше поколение понимает, все пространство, расположенное за Земной атмосферой, включая звезды и другие небесные тела. Говоря о разнообразии условий на планетах, мы можем глубже познать законы их развития и выяснить их взаимосвязь между теми или иными свойствами планет. Так, например, от размеров, массы и температуры планеты зависит её способность удерживать атмосферу того или иного состава, а наличие атмосферы в свою очередь влияет на тепловой режим планеты.

Несмотря на значительный объем знаний, накопленных учеными в отношении планет земной группы, на многие вопросы еще предстоит найти ответ. Пройдут десятилетия, а, возможно, и столетия научных исследований и космических экспедиций, прежде чем человечество приблизится к разгадке и научному осмыслению тайн вселенной. Практическое значение этой работы трудно переоценить.

В данной работе мы познакомились с современным состоянием нашей планеты и планет Земной группы. Будущее нашей планеты, да и всей планетной системы, если не произойдёт ничего непредвиденного, кажется ясным. Вероятность того, что установившийся порядок движения планет будет нарушен какой-нибудь странствующей звездой, невелика, даже в течение нескольких миллиардов лет. В ближайшем будущем не приходится ожидать сильных изменений в потоке энергии Солнца. Вероятно, могут повториться ледниковые периоды. Человек способен изменить климат, но при этом может совершить ошибку. Континенты в последующие эпохи будут подниматься и опускаться, но мы надеемся, что процессы будут происходить медленно. Время от времени возможны падения массивных метеоритов, но в основном Солнечная система будет сохранять свой современный вид.



БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Космос: Сборник. Научно - популярная литература/ Сост. Ю. И. Коптев и С. А. Никитин; Вступ. ст. академика Ю. А. Осипьяна; Оформл. и макет В. Итальянцева; Рис. Е. Азанова, Н. Котляровского, В. Цикоты. - Л.: Дет. лит., 1987. - 223 с., ил.

2. И. А. Климишин. Астрономия наших дней. - М.: "Наука"., 1976. - 453 с.

3. А. Н. Томилин. Небо Земли. Очерки по истории астрономии/ Научный редактор и автор предисловия доктор физико-математических наук К. Ф. Огородников. Рис. Т. Оболенской и Б. Стародубцева. Л., "Дет. лит.", 1974. - 334 с., ил.

4. Энциклопедический словарь юного астронома/ Сост. Н. П. Ерпылев. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Педагогика, 1986. - 336с., ил.

5. Астрономия: Учеб. для 11 кл. сред. шк.-М.: Провсещение,1990г.

6. Космос: Сборник. Научно - популярная литература/ Сост. Ю. И. Коптев и С. А. Никитин; Вступ. ст. академика Ю. А. Осипьяна. Л.: Дет. лит., 2000. - 223 с.

7. И. А. Климишин. Астрономия наших дней. - М.: "Наука"., 2001. - 453 с.

8. А. Н. Томилин. Небо Земли. Очерки по истории астрономии/ Научный редактор и автор предисловия доктор физико-математических наук К. Ф. Огородников. Рис. Т. Оболенской и Б. Стародубцева. Л., "Дет. лит.", 1974. - 334 с., ил.

9. Энциклопедический словарь юного астронома/ Сост. Н. П. Ерпылев. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Педагогика, 1986. - 336с.

10. Астрономия: Учеб. для 11 кл. сред. шк.-М.: Провсещение,2006.

11. Р. Болдуин “Что мы знаем о Луне”. Москва, “МИР” 2007.

12. Энциклопедия (первый том) “Наука и вселенная”. Под редакцией А.Д. Суханова и Г.С. Хромова. Москва, “МИР” 1983 г.

13. Коломейцев А.В. Физика космоса. М., 2008.

Интернет-источники:

https://kipmu.ru/planety-zemnoj-grupy/

https://mirax.space/solnechnaya-sistema/vsyo-o-planetah

https://obrazovaka.ru/geografiya/planety-solnechnoy-sistemy-po-poryadku-ot-solnca.html

https://ru.wikipedia.org/wiki/Солнечная_система

https://scfh.ru/lecture/planety-zemnoy-gruppy/

https://hi-news.ru/science/chto-takoe-planety-zemnoj-gruppy.html

https://natworld.info/nauki-o-prirode/kratkaja-harakteristika-planet-zemnoj-gruppy-v-solnechnoj-sisteme



Приложение 1. Планеты Солнечной системы



Приложение 2. Меркурий

Характеристики Меркурия:

Масса: 3,3*1023 кг (0,055 массы Земли)

Диаметр на экваторе: 4880 км

Наклон оси: 0,01°

Плотность: 5,43 г/см3

Средняя температура поверхности: -73°С

Период обращения вокруг оси (сутки): 59 дней

Расстояние от Солнца (среднее): 0,390 а. е. или 58 млн. км

Период обращения вокруг Солнца по орбите (год): 88 дней

Скорость вращения по орбите: 48 км/с

Эксцентриситет орбиты: e = 0,0206

Наклон орбиты к эклиптике: i = 7°

Ускорение свободного падения: 3,7 м/c2

Спутники: нет



Приложение 3. Венера

Характеристики Венеры:

Масса: 4,87*1024 кг (0,815 земных)

Диаметр на экваторе: 12102 км

Наклон оси: 177,36°

Плотность: 5,24 г/см3

Средняя температура поверхности: +465°С

Период обращения вокруг оси (сутки): 244 дня (ретроградное)

Расстояние от Солнца (среднее): 0,72 а. е. или 108 млн. км

Период обращения вокруг Солнца по орбите (год): 225 дней

Скорость вращения по орбите: 35 км/с

Эксцентриситет орбиты: e = 0,0068

Наклон орбиты к эклиптике: i = 3,86°

Ускорение свободного падения: 8,87м/c2

Атмосфера: углекислый газ (96%), азот (3,4%)

Спутники: нет



Приложение 4. Земля

Характеристики Земли:

Масса: 5,98*1024 кг

Диаметр на экваторе: 12 742 км

Наклон оси: 23,5°

Плотность: 5,52 г/см3

Температура поверхности: от -85°С до +70°С

Длительность звёздных суток: 23 часа, 56 минут, 4 секунды

Расстояние от Солнца (среднее): 1 а. е. (149,6 млн. км)

Скорость движения по орбите: 29,7 км/с

Период обращения по орбите (год): 365,25 дней

Эксцентриситет орбиты: e = 0,017

Наклон орбиты к эклиптике: i = 7,25° (к солнечному экватору)

Ускорение свободного падения: g = 9,8 м/с2

Спутники: Луна



Приложение 5. Марс

Характеристики Марса:

Масса: 6,4*1023 кг (0,107 массы Земли)

Диаметр на экваторе: 6794 км (0,53 диаметра Земли)

Наклон оси: 25°

Плотность: 3,93 г/см3

Температура поверхности: -50°C

Период обращения вокруг оси (сутки): 24 часа 39 мин 35 секунд

Расстояние от Солнца (среднее): 1,53 а. е. = 228 млн. км

Период обращения вокруг Солнца по орбите (год): 687 дней

Скорость вращения по орбите: 24,1 км/с

Эксцентриситет орбиты: e = 0,09

Наклон орбиты к эклиптике: i = 1,85°

Ускорение свободного падения: 3,7 м/c2

Спутники: Фобос и Деймос

Размещено на Allbest.ru

...