Enciklopedijski YouTube
1 / 5
✪ Svemirski brod Zemlja (Epizoda 14) - Atmosfera
✪ Zašto atmosfera nije povučena u vakuum svemira?
✪ Ulazak svemirske letjelice Soyuz TMA-8 u Zemljinu atmosferu
✪ Struktura atmosfere, značenje, proučavanje
✪ O. S. Ugolnikov "Viša atmosfera. Susret Zemlje i svemira"
titlovi
Atmosferska granica
Atmosferom se smatra ono područje oko Zemlje u kojem plinoviti medij rotira zajedno sa Zemljom kao jedinstvena cjelina. Atmosfera prelazi u međuplanetarni prostor postupno, u egzosferi, počevši od visine 500-1000 km od površine Zemlje.
Prema definiciji koju je predložila Međunarodna zrakoplovna federacija, granica atmosfere i svemira povučena je duž Karmanove linije, koja se nalazi na visini od oko 100 km, iznad koje zrakoplovni letovi postaju potpuno nemogući. NASA koristi oznaku od 122 kilometra (400.000 stopa) kao atmosfersku granicu, gdje shuttleovi prelaze s pogonskog na aerodinamičko manevriranje.
Fizička svojstva
Osim plinova navedenih u tablici, atmosfera sadrži Cl 2 (\displaystyle (\ce (Cl2))) , SO 2 (\displaystyle (\ce (SO2))) , NH 3 (\displaystyle (\ce (NH3))) , CO (\displaystyle ((\ce (CO)))) , O 3 (\displaystyle ((\ce (O3)))) , NE 2 (\displaystyle (\ce (NO2))), ugljikovodici, HCl (\displaystyle (\ce (HCl))) , HF (\displaystyle (\ce (HF))) , HBr (\displaystyle (\ce (HBr))) , BOK (\displaystyle ((\ce (HI)))), parovi Hg (\displaystyle (\ce (Hg))) , I 2 (\displaystyle (\ce (I2))) , Br 2 (\displaystyle (\ce (Br2))), kao i mnogi drugi plinovi u malim količinama. U troposferi se stalno nalazi velika količina suspendiranih krutih i tekućih čestica (aerosol). Najrjeđi plin u Zemljinoj atmosferi je Rn (\displaystyle (\ce (Rn))) .
Struktura atmosfere
Atmosferski granični sloj
Donji sloj troposfere (debljine 1-2 km), u kojem stanje i svojstva Zemljine površine izravno utječu na dinamiku atmosfere.
Troposfera
Njegova gornja granica je na nadmorskoj visini od 8-10 km u polarnim, 10-12 km u umjerenim i 16-18 km u tropskim širinama; niža zimi nego ljeti.
Donji, glavni sloj atmosfere sadrži više od 80% ukupne mase atmosferski zrak i oko 90% sve vodene pare dostupne u atmosferi. U troposferi su jako razvijene turbulencija i konvekcija, pojavljuju se oblaci, razvijaju se ciklone i anticiklone. Temperatura opada s porastom nadmorske visine s prosječnim vertikalnim gradijentom od 0,65°/100 metara.
Tropopauza
Prijelazni sloj iz troposfere u stratosferu, sloj atmosfere u kojem prestaje opadanje temperature s visinom.
Stratosfera
Sloj atmosfere koji se nalazi na visini od 11 do 50 km. Karakterizira ga neznatna promjena temperature u sloju od 11-25 km (donji sloj stratosfere) i povećanje u sloju od 25-40 km od minus 56,5 do plus 0,8 °C (gornji sloj stratosfere ili područje inverzije). Postigavši vrijednost od oko 273 K (gotovo 0 °C) na visini od oko 40 km, temperatura ostaje konstantna do visine od oko 55 km. Ovo područje konstantne temperature naziva se stratopauza i granica je između stratosfere i mezosfere.
Stratopauza
Granični sloj atmosfere između stratosfere i mezosfere. U vertikalnoj raspodjeli temperature postoji maksimum (oko 0 °C).
Mezosfera
Termosfera
Gornja granica je oko 800 km. Temperatura raste do visina od 200-300 km, gdje doseže vrijednosti reda veličine 1500 K, nakon čega ostaje gotovo konstantna do velikih nadmorskih visina. Pod utjecajem sunčevog zračenja i kozmičkog zračenja dolazi do ionizacije zraka ("aurore") - glavna područja ionosfere leže unutar termosfere. Na visinama iznad 300 km prevladava atomski kisik. Gornja granica termosfere uvelike je određena trenutnom aktivnošću Sunca. U razdobljima niske aktivnosti - na primjer, 2008.-2009. - primjetno je smanjenje veličine ovog sloja.
Termopauza
Područje atmosfere koje se nalazi iznad termosfere. U ovom području, apsorpcija sunčevog zračenja je zanemariva i temperatura se zapravo ne mijenja s visinom.
Egzosfera (sfera raspršenja)
Do visine od 100 km atmosfera je homogena, dobro izmiješana smjesa plinova. U višim slojevima raspodjela plinova po visini ovisi o njihovoj molekularne težine, koncentracija težih plinova opada brže s udaljenošću od površine Zemlje. Zbog smanjenja gustoće plina temperatura pada od 0 °C u stratosferi do minus 110 °C u mezosferi. Međutim kinetička energija pojedinačnim česticama na visinama od 200-250 km odgovara temperatura od ~ 150 °C. Iznad 200 km uočavaju se značajne fluktuacije temperature i gustoće plina u vremenu i prostoru.
Na visini od oko 2000-3500 km egzosfera postupno prelazi u tzv. bliski svemirski vakuum, koji je ispunjen rijetkim česticama međuplanetarnog plina, uglavnom atomima vodika. Ali ovaj plin predstavlja samo dio međuplanetarne materije. Drugi dio čine čestice prašine kometnog i meteorskog podrijetla. Osim iznimno razrijeđenih čestica prašine, u ovaj prostor prodire elektromagnetsko i korpuskularno zračenje sunčevog i galaktičkog podrijetla.
Pregled
Troposfera čini oko 80% mase atmosfere, stratosfera - oko 20%; masa mezosfere nije veća od 0,3%, termosfera je manja od 0,05% ukupne mase atmosfere.
Na temelju električnih svojstava u atmosferi razlikuju neutrosfera I ionosfera .
Ovisno o sastavu plina u atmosferi, emitiraju homosfera I heterosfera. Heterosfera- To je područje gdje gravitacija utječe na razdvajanje plinova, jer je njihovo miješanje na tolikoj visini zanemarivo. To podrazumijeva promjenjiv sastav heterosfere. Ispod njega nalazi se dobro izmiješan, homogeni dio atmosfere koji se naziva homosfera. Granica između ovih slojeva naziva se turbopauza, nalazi se na visini od oko 120 km.
Ostala svojstva atmosfere i djelovanje na ljudski organizam
Već na visini od 5 km iznad razine mora, neobučena osoba počinje osjećati gladovanje kisikom i bez prilagodbe, performanse osobe značajno se smanjuju. Ovdje završava fiziološka zona atmosfere. Ljudsko disanje postaje nemoguće na visini od 9 km, iako do otprilike 115 km atmosfera sadrži kisik.
Atmosfera nas opskrbljuje kisikom potrebnim za disanje. Međutim, zbog pada ukupnog tlaka atmosfere, kako se dižete na visinu, parcijalni tlak kisika se u skladu s tim smanjuje.
Povijest nastanka atmosfere
Prema najrasprostranjenijoj teoriji, Zemljina je atmosfera kroz svoju povijest imala tri različita sastava. U početku se sastojao od lakih plinova (vodika i helija) uhvaćenih iz međuplanetarnog prostora. Ovo je tzv primarna atmosfera. U sljedećoj fazi, aktivna vulkanska aktivnost dovela je do zasićenja atmosfere plinovima koji nisu vodik (ugljični dioksid, amonijak, vodena para). Tako je nastala sekundarna atmosfera. Ova je atmosfera bila oporavljajuća. Nadalje, proces formiranja atmosfere određen je sljedećim čimbenicima:
- curenje lakih plinova (vodika i helija) u međuplanetarni prostor;
- kemijske reakcije koje se odvijaju u atmosferi pod utjecajem ultraljubičastog zračenja, pražnjenja munje i nekih drugih čimbenika.
Postupno su ti čimbenici doveli do formiranja tercijarna atmosfera, karakteriziran puno nižim udjelom vodika i puno većim udjelom dušika i ugljičnog dioksida (nastalog kao rezultat kemijske reakcije od amonijaka i ugljikovodika).
Dušik
Obrazovanje velika količina dušik nastaje oksidacijom atmosfere amonijak-vodik pomoću molekularnog kisika O 2 (\displaystyle (\ce (O2))), koji je počeo dolaziti s površine planeta kao rezultat fotosinteze, počevši prije 3 milijarde godina. Također i dušik N 2 (\displaystyle (\ce (N2))) ispuštaju u atmosferu kao rezultat denitrifikacije nitrata i drugih spojeva koji sadrže dušik. Dušik se oksidira ozonom do NE (\displaystyle ((\ce (NE)))) u gornjim slojevima atmosfere.
Dušik N 2 (\displaystyle (\ce (N2))) reagira samo pod određenim uvjetima (na primjer, tijekom pražnjenja munje). Oksidacija molekularnog dušika ozonom tijekom električnih pražnjenja koristi se u malim količinama u industrijskoj proizvodnji dušičnih gnojiva. Cijanobakterije (modrozelene alge) i kvržične bakterije, koje tvore rizobijalnu simbiozu s leguminoznim biljkama, mogu biti učinkovite zelene gnojidbe - biljke koje ne iscrpljuju, već obogaćuju tlo prirodnim gnojivima, mogu ga uz mali utrošak energije oksidirati i pretvoriti u tlo. u biološki aktivan oblik.
Kisik
Sastav atmosfere počeo se radikalno mijenjati pojavom živih organizama na Zemlji kao rezultat fotosinteze, popraćene oslobađanjem kisika i apsorpcijom ugljičnog dioksida. U početku se kisik trošio na oksidaciju reduciranih spojeva - amonijaka, ugljikovodika, željeznog oblika željeza sadržanog u oceanima i drugih. Na kraju ove faze sadržaj kisika u atmosferi počeo je rasti. Postupno se formirala moderna atmosfera s oksidacijskim svojstvima. Budući da je ovo izazvalo ozbiljne i nagle promjene Zbog brojnih procesa koji se odvijaju u atmosferi, litosferi i biosferi, ovaj događaj nazvan je kisikova katastrofa.
Plemeniti plinovi
Zagađenje zraka
U U zadnje vrijemeČovjek je počeo utjecati na razvoj atmosfere. Rezultat ljudske aktivnosti je konstantan porast sadržaja ugljičnog dioksida u atmosferi zbog izgaranja ugljikovodičnih goriva akumuliranih u prethodnim geološkim razdobljima. Ogromne količine troše se tijekom fotosinteze i apsorbiraju ih svjetski oceani. Ovaj plin ulazi u atmosferu zbog raspadanja karbonatnih stijena i organskih tvari biljnog i životinjskog podrijetla, kao i zbog vulkanizma i ljudske industrijske aktivnosti. Sadržaj tijekom posljednjih 100 godina CO 2 (\displaystyle (\ce (CO2))) u atmosferi povećao se za 10%, pri čemu najveći dio (360 milijardi tona) dolazi izgaranjem goriva. Ako se stopa rasta izgaranja goriva nastavi, tada će u sljedećih 200-300 godina količina CO 2 (\displaystyle (\ce (CO2))) u atmosferi će se udvostručiti i može dovesti do
ATMOSFERA PLANETA SUNČEVOG SUSTAVA. Putujemo na planete Sunčevog sustava kako bismo istražili njihov atmosferski sastav, kao i naš vlastiti. Može se smatrati da gotovo svaki planet u našem Sunčevom sustavu ima atmosferu. Također ćemo pogledati koje specifične učinke različiti uvjeti mogu izazvati na različitim planetima. MERKUR
Merkur ima nevjerojatno tanku atmosferu, procjenjuje se da je više od bilijun puta tanja od Zemlje. Njegova gravitacija je oko 38% Zemljine, tako da ne može zadržati veliki dio atmosfere, a osim toga, njegova blizina Suncu znači da solarni vjetar može otpuhati plinove s površine. Čestice solarnog vjetra, u kombinaciji s isparavanjem površinskih stijena iz meteora, vjerojatno su najveći izvor atmosfere Merkura
Venera je slična Zemlji u nekoliko aspekata: njena gustoća, veličina, masa i volumen su usporedivi. Međutim, tu sličnosti prestaju. Atmosferski tlak na površini planeta je otprilike 92 puta veći nego na Zemlji, a glavni plin je ugljični dioksid - rezultat prethodnih vulkanskih erupcija na površini planeta. Dušik je također prisutan u malim količinama. Više u atmosferi planet ima oblake koji su mješavina sumpornog dioksida i sumporne kiseline. Ispod ovih oblaka nalazi se debeli sloj ugljičnog dioksida, koji izlaže površinu planeta snažnom učinku staklenika. Površinska temperatura na Veneri je oko 480 stupnjeva Celzijusa - prevruće da bi se mogao održati život kakav poznajemo. ZEMLJA
Zemljina atmosfera sastoji se uglavnom od dušika i kisika, koji su neophodni za život koji živi na planetu. Sastav atmosfere izravna je posljedica biljnog života. Biljke fotosintezom apsorbiraju ugljični dioksid i izbacuju kisik, a da to nije slučaj, vjerojatno bi postotak ugljičnog dioksida u atmosferi bio puno veći. Zemljina atmosfera podijeljena je na slojeve: Troposfera Troposfera leži na Zemljinoj površini otprilike 9 km u polarnim područjima i približno 17 km na ekvatoru, s prosječnom visinom od oko 12 km. Sav život na Zemlji postoji u troposferi. Više od 80% ukupne mase atmosferskog zraka koncentrirano je u troposferi, turbulencija i konvekcija su jako razvijene, koncentriran je pretežni dio vodene pare, nastaju oblaci, razvijaju se ciklone i anticiklone, kao i drugi procesi koji određuju vrijeme i klima. Stratosfera Stratosfera, odvojena od troposfere tropopauzom, proteže se do 50-55 km i tu se nalazi ozonski omotač. Stratosfera završava u stratopauzi, s druge strane počinje mezosfera. Mezosfera Mezosfera je najviši sloj u kojem nastaju noćni oblaci, neposredno ispod mezopauze koja je udaljena 80 do 85 km. Mezosfera također sadrži većinu meteora koji svijetle i izgaraju kada uđu u Zemljinu atmosferu. Iza mezopauze počinje termosfera. Termosfera Nadmorska visina termosfere kreće se od 90 do 800 km. Temperature u termosferi mogu doseći 1773 K (1500 °C, 2700 °F), međutim, atmosfera je na ovoj visini vrlo tanka. U termosferi postoje polarne svjetlosti, ionosfera i Međunarodna svemirska postaja. Egzosfera I na kraju egzosfera, koja se proteže na oko 10 000 km. Većina umjetnih Zemljinih satelita kruži unutar egzosfere. Nije li Zemljina atmosfera jedinstvena? MARS
Atmosfera Marsa, kao i Venere, sastoji se uglavnom od ugljičnog dioksida, s malom količinom argona i dušika. Slojeve je lako zapamtiti - to su donja atmosfera, srednja atmosfera, viša atmosfera i egzosfera. Spomenuvši ekstremni efekt staklenika koji je prisutan na Veneri, kao posljedicu visokih razina ugljičnog dioksida, može se činiti čudnim da površinska temperatura Marsa doseže najviše 35C. To je zato što je Marsova atmosfera značajno tanja od one na Veneri, pa iako je udio ugljičnog dioksida usporediv, stvarna koncentracija je mnogo niža. JUPITER
Jupiter, prvi od plinovitih divova i najveći planet Sunčeva sustava, ima slojeve, troposferu, stratosferu, termosferu i egzosferu, slično Zemlji, iako nema mezosferu. Troposfera Jupitera, vidljivi dio koji povezujemo s Jupiterom, sastoji se uglavnom od vodika i helija, s malim količinama metana, amonijaka, sumporovodika i vode, s oblacima kristala amonijaka. Budući da Jupiter nema čvrstu površinu, niže razine troposfere postupno se kondenziraju u tekući vodik i helij. Bez čvrste površine, općeprihvaćena površina Jupitera temelji se na atmosferskom tlaku od 100 kPa. Štoviše, slojeve ove atmosfere karakterizira tlak veći od visine. Jupiterova troposfera iznosi gotovo 143 000 km. To je više od 22 Zemlje. SATURN
Poput Jupitera, Saturn je također plinoviti div, iako ne tako divovski. Manje je poznata atmosfera Saturna, iako je, opet, na mnogo načina slična onoj Jupitera. Uglavnom vodik, s mnogo manje helija. Saturnovi oblaci također se sastoje od kristala amonijaka. Sumpor prisutan u atmosferi daje blijedožutu nijansu oblacima amonijaka. Ovo Saturnovo vidljivo područje oblaka je više od 120 000 km. Ovo je više od 20 planeta Zemlje. URAN
Atmosfera Urana, poput Jupitera i Saturna, uglavnom se sastoji od vodika i helija. Ipak, nešto više visoke razine metan, posebno u gornjoj atmosferi, uzrokuje veću apsorpciju crvenog svjetla sa sunca, zauzvrat uzrokujući da planet izgleda plavo-plavo u boji. Uran ima najhladniju atmosferu u Sunčevom sustavu, približno -224C, a kao posljedica toga njegova atmosfera sadrži mnogo više vodenog leda nego Jupiter i Saturn. NEPTUN
Zemlja- planet u Sunčevom sustavu koji se nalazi na udaljenosti od 150 milijuna kilometara od Sunca. Zemlja se oko njega okreće prosječnom brzinom od 29,765 km/s. Završava punu revoluciju oko Sunca u razdoblju jednakom 365,24 prosječna solarna dana. Zemljin satelit - Mjesec, kruži na udaljenosti od 384 400 km. Nagib zemljine osi prema ravnini ekliptike je 66° 33" 22", period okretanja oko osi je 23 sata 56 minuta 4,1 s. Oblik - geoid, sferoid. Ekvatorijalni radijus je 6378,16 km, polarni radijus je 6356,777 km. Površina - 510,2 milijuna km 2. Masa Zemlje je 6 * 10 24 kg. Volumen - 1.083 * 10 12 km 3. Zemljino gravitacijsko polje uvjetuje postojanje atmosfere i sferni oblik planeta.
Prosječna gustoća Zemlje je 5,5 g/cm 3 . To je gotovo dvostruko veća gustoća od površinskih stijena (oko 3 g/cm3). Gustoća raste s dubinom. Unutarnji dio litosfere čini jezgra, koja je u rastaljenom stanju. Istraživanja su pokazala da je jezgra podijeljena u dvije zone: unutarnju jezgru (radijus oko 1300 km), koja je vjerojatno čvrsta, i tekuću vanjsku jezgru (radijus oko 3400 km). Čvrsta ljuska također je heterogena, ima oštro sučelje na dubini od oko 40 km. Ta se granica naziva Mohorovičićeva ploha. Područje iznad Mohorovičićeve plohe naziva se kora, ispod - plašt. Plašt je, kao i kora, u čvrstom stanju, s izuzetkom pojedinačnih "džepova" lave. S dubinom gustoća plašta raste od 3,3 g/cm 3 na površini Mohorovičića do 5,2 g/cm 3 na granici jezgre. Na granici jezgre naglo raste na 9,4 g/cm 3 . Gustoća u središtu Zemlje kreće se od 14,5 g/cm 3 do 18 g/cm 3 . Na donjoj granici plašta tlak doseže 1 300 000 atm. Prilikom spuštanja u rudnike temperatura brzo raste - za oko 20 °C po 1 kilometru. Temperatura u središtu Zemlje očito ne prelazi 9000°C. Budući da brzina porasta temperature s dubinom u prosjeku opada kako se približavamo središtu Zemlje, izvori topline trebali bi biti koncentrirani u vanjskim dijelovima litosfere, najvjerojatnije u plaštu. Jedini zamislivi razlog za zagrijavanje plašta je radioaktivni raspad. 71% Zemljina površina zauzimaju oceane, čineći glavni dio hidrosfere. Zemlja - jedina planeta Sunčev sustav s hidrosferom. Hidrosfera dovodi vodenu paru u atmosferu. Vodena para infracrvenom apsorpcijom stvara značajan efekt staklenika podižući prosječnu temperaturu Zemljine površine za oko 40°C. Prisutnost hidrosfere odigrala je odlučujuću ulogu u nastanku života na Zemlji.
Kemijski sastav Zemljine atmosfere na razini mora sastoji se od kisika (oko 20%) i dušika (oko 80%). Čini se da je trenutni sastav Zemljine atmosfere vrlo različit od izvornog sastava, koji se dogodio prije 4,5 * 10 9 godina, kada je nastala kora. Biosfera - biljke, životinje i mikroorganizmi - bitno utječe kako na opće karakteristike planeta Zemlje tako i na kemijski sastav njezine atmosfere.
Mjesec
Promjer Mjeseca je 4 puta manji od Zemljinog, a njegova masa 81 puta manja. Mjesec - nebesko tijelo, najbliži Zemlji.
Gustoća Mjeseca manja je od Zemljine (3,3 g/cm3). Nedostaje mu jezgra, ali održava stalnu temperaturu u svojim dubinama. Na površini su zabilježene značajne promjene temperature: od +120°C na subsolarnoj točki Mjeseca do -170°C na suprotnoj strani. To se objašnjava, prvo, nedostatkom atmosfere, a drugo, trajanjem lunarni dan i lunarna noć, jednaka dva zemaljska tjedna.
Reljef Mjesečeve površine uključuje nizinska i planinska područja. Tradicionalno se nizine nazivaju "morima", iako nisu ispunjene vodom. Sa Zemlje su "mora" vidljiva kao tamne mrlje na površini Mjeseca. Njihova imena su prilično egzotična: More hladnoće, Ocean oluja, Moskovsko more, More kriza itd.
Planinska područja zauzimaju većinu Mjesečeve površine i uključuju planinske lance i kratere. Imena mnogih lunarnih planinskih lanaca slična su onima na Zemlji: Apenini, Karpati, Altaj. Najviše planine dosežu visinu od 9 km.
Krateri zauzimaju najveću površinu mjesečeve površine. Neki od njih imaju promjer od oko 200 km (Clavius i Schickard). neki su nekoliko puta manji (Aristarh, Anaksimaja).
Mjesečeva površina najprikladnija je za promatranje sa Zemlje na mjestima gdje dan i noć graniče, odnosno u blizini terminatora. Općenito, sa Zemlje se može vidjeti samo jedna polutka Mjeseca, no mogući su i izuzeci. Kao rezultat činjenice da se Mjesec kreće neravnomjerno u svojoj orbiti i da mu oblik nije strogo sferičan, opažaju se njegove periodične oscilacije poput njihala u odnosu na središte mase. To dovodi do činjenice da se oko 60% mjesečeve površine može promatrati sa Zemlje. Taj se fenomen naziva libracija Mjeseca.
Mjesec nema atmosferu. Zvukovi ne putuju kroz njega jer nema zraka.
Mjesečeve mijene
Mjesec nema vlastiti sjaj. dakle, vidljiv je samo u onom dijelu gdje padaju sunčeve zrake ili one odbijene od Zemlje. Ovo objašnjava Mjesečeve mijene. Svakog mjeseca Mjesec, krećući se po orbiti, prolazi između Zemlje i Sunca i okreće nas svojom tamnom stranom (mlađak). Nekoliko dana kasnije, uski srp mladog Mjeseca pojavi se na zapadnom nebu. Ostatak Mjesečevog diska trenutno je slabo osvijetljen. Nakon 7 dana dolazi prva četvrt, nakon 14-15 - puni mjesec. 22. dana promatra se posljednja četvrt, a nakon 30 dana ponovno se javlja pun mjesec.
Istraživanje Mjeseca
Prvi pokušaji proučavanja Mjesečeve površine dogodili su se dosta davno, ali izravni letovi na Mjesec počeli su tek u drugoj polovici 20. stoljeća.
Godine 1958. prva svemirska letjelica sletjela je na površinu Mjeseca, a 1969. godine na nju su sletjeli prvi ljudi. To su bili američki kozmonauti N. Armstrong i E. Oldrn, odvedeni tamo svemirski brod"Apollo 11".
Glavni ciljevi letova na Mjesec bili su uzimanje uzoraka tla i proučavanje topografije Mjesečeve površine. Fotografije nevidljive strane Mjeseca prve su snimile letjelice Luna-Z i Luna-9. Uzorci tla uzeti su Lunom-16, Lunom-20 itd.
More na Zemlji oseka i oseke.
Na Zemlji se oseka i oseka izmjenjuju u prosjeku svakih 12 sati i 25 minuta. Fenomen oseke i oseke povezuje se s privlačenjem Zemlje prema Suncu i Mjesecu. Ali zbog činjenice da je udaljenost do Sunca prevelika (150 * 10 6 km), solarne su plime mnogo slabije od mjesečevih.
Na dijelu našeg planeta koji je okrenut prema Mjesecu sila teže je veća, au perifernom smjeru manja. Kao rezultat toga, Zemljina vodena ljuska proteže se duž linije koja povezuje Zemlju i Mjesec. Stoga se u dijelu Zemlje okrenutom prema Mjesecu izboči voda Svjetskog oceana (nastaje plima). Duž kruga čija je ravnina okomita na liniju Zemlja-Mjesec i prolazi kroz središte Zemlje, razina vode u Svjetskom oceanu opada (nastaje oseka).
Plima i oseka usporavaju rotaciju Zemlje. Prema izračunima znanstvenika, zemaljski dan nije trajao više od šest sati.
Merkur
- Udaljenost od Sunca - 58 * 10 6 km
- Prosječna gustoća - 54 200 kg / m3
- Masa - 0,056 Zemljine mase
- Period revolucije oko Sunca je 88 zemaljskih dana.
- Promjer - 0,4 promjera Zemlje
- Sateliti - ne
Fizički uvjeti:
- Planet najbliži Suncu
- Nema atmosfere
- Površina je prošarana kraterima
- Dnevni temperaturni raspon je 660°C (od +480°C do -180°C)
- Magnetsko polje je 150 puta slabije od zemljinog
Venera
- Udaljenost od Sunca - 108 * 10 6 km
- Prosječna gustoća - 5240 kg / m 3
- Masa - 0,82 Zemljine mase
- Period revolucije oko Sunca je 225 zemaljskih dana
- Period revolucije oko vlastite osi je 243 dana, obrnuta rotacija
- Promjer - 12.100 km
- Sateliti - ne
Fizički uvjeti
Atmosfera je gušća od Zemljine. Sastav atmosfere: ugljikov dioksid - 96%, dušik i inertni plinovi > 4%, kisik - 0,002%, vodena para - 0,02%. Tlak je 95-97 atm, temperatura na površini je 470-480 ° C, što je zbog prisutnosti efekta staklenika. Planet je okružen slojem oblaka koji se sastoji od kapljica sumporne kiseline pomiješane s klorom i sumporom. Površina je uglavnom glatka, s malim brojem grebena (10% površine) i kratera (17% površine). Tlo je bazalt. Nema magnetskog polja.
Mars
- Udaljenost od Sunca - 228 * 10 6 km
- Prosječna gustoća - 3950 kg / m3
- Masa - 0,107 Zemljine mase
- Period revolucije oko Sunca je 687 zemaljskih dana.
- Period okretanja oko vlastite osi je 24 sata 37 minuta 23 s
- Promjer - 6800 km
- Sateliti - 2 satelita: Phobos, Deimos
Fizički uvjeti
Atmosfera je razrijeđena, tlak je 100 puta manji nego na Zemlji. Sastav atmosfere: ugljični dioksid - 95%, dušik - više od 2%. kisik - 0,3%, vodena para - 1%. Dnevni temperaturni raspon je 115°C (od +25°C danju do -90°C noću). U atmosferi se primjećuju rijetki oblaci i magla, što ukazuje na oslobađanje vlage iz rezervoara podzemne vode. Površina je prošarana kraterima. Tlo sadrži fosfor, kalcij, silicij i željezne okside koji planetu daju crvenu boju. Magnetsko polje je 500 puta slabije od Zemljinog.
Jupiter
- Udaljenost od Sunca - 778 * 10 6 km
- Prosječna gustoća - 1330 kg / m 3
- Masa - 318 Zemljinih masa
- Period revolucije oko Sunca je 11,86 godina
- Vrijeme okretanja oko svoje osi je 9 sati 55 minuta 29 s
- Promjer - 142.000 km
- Sateliti - 16 satelita. Io, Gunnmed, Callisto, Europa su najveći
- 12 satelita rotira u jednom smjeru, a 4 - u suprotnom smjeru
Fizički uvjeti
Atmosfera sadrži 90% vodika, 9% helija i 1% ostalih plinova (uglavnom amonijaka). Oblaci su napravljeni od amonijaka. Jupiterovo zračenje je 2,9 puta veće od energije primljene od Sunca. Planet je jako spljošten na polovima. Polarni radijus je 4400 km manji od ekvatorskog radijusa. Na planetu se formiraju veliki cikloni sa životnim vijekom do 100 tisuća godina. Velika crvena pjega opažena na Jupiteru primjer je takvog ciklona. Središte planeta može imati čvrstu jezgru, iako je većina planeta tekuća. Magnetsko polje je 12 puta jače od Zemljinog.
Saturn
- Udaljenost od Sunca - 1426 * 10 6 km
- Prosječna gustoća - 690 kg / m3
- Masa - 95 Zemljinih masa
- Period revolucije oko Sunca je 29,46 godina
- Period revolucije oko svoje osi je 10 sati 14 minuta
- Promjer - 50 000 km
- Sateliti - oko 30 satelita. Većina je ledena.
- Neki: Pandora, Prometej, Janus, Epimetej, Diona, Helena, Mimas, Enzelau, Tefne, Rhea, Titan, Yanet, Phoebe.
Fizički uvjeti
Atmosfera sadrži vodik, helij, metan i amonijak. Od Sunca prima 92 puta manje topline od Zemlje, a reflektira 45% te energije. Proizvodi 2 puta više topline nego što prima. Saturn ima prstenove. Prstenovi su podijeljeni na stotine pojedinačnih prstenova. Otkrio X. Huygens. Prstenovi nisu čvrsti. Imaju strukturu meteorita, odnosno sastoje se od čvrstih čestica različitih veličina. Magnetsko polje je usporedivo sa Zemljinim.
Uran
- Udaljenost od Sunca - 2869 * 10 6 km
- Prosječna gustoća - 1300 kg / m 3
- Masa - 14,5 Zemljine mase
- Period revolucije oko Sunca je 84,01 godina
- Period revolucije oko vlastite osi -16 sati 48 minuta
- Ekvatorski promjer - 52 300 km
- Sateliti - 15 satelita. Neki od njih su: Oberon (najudaljeniji i drugi po veličini), Miranda, Cordelia (najbliži planetu), Ariel, Umbriel, Titania
- 5 satelita kreće se u smjeru rotacije planeta blizu ravnine njegova ekvatora u gotovo kružnim orbitama, 10 kruži oko Urana unutar orbite Mirande
Fizički uvjeti
Sastav atmosfere: vodik, helij, metan. Atmosferska temperatura -150°C radio emisijom. U atmosferi su otkriveni oblaci metana. Unutrašnjost planeta je vruća. Os rotacije je nagnuta pod kutom od 98°. Pronađeno je 10 tamnih prstenova odvojenih intervalima. Magnetsko polje je 1,2 puta slabije od zemljinog i proteže se do 18 radijusa. Postoji radijacijski pojas.
Neptun
- Udaljenost od Sunca - 4496 * 10 6 km
- Prosječna gustoća - 1600 kg / m 3
- Masa - 17,3 Zemljine mase
- Period revolucije oko Sunca je 164,8 godina
- Sateliti - 2 satelita: Triton, Nereida
Fizički uvjeti
Atmosfera je velika i sastoji se od vodika (50%), helija (15%), metana (20%), amonijaka (5%). Temperatura atmosfere je oko -230°C prema proračunima, a -170°C prema radio emisiji. To ukazuje na vruću unutrašnjost planeta. Neptun je 23. rujna 1846. otkrio I. G. Gallev s Berlinskog opservatorija koristeći proračune astronoma J. J. Le Verriera.
Pluton
- Udaljenost od Sunca - 5900 * 10 6
- Prosječna gustoća - 1000-1200 kg / m3
- Masa - 0,02 Zemljine mase
- Period revolucije oko Sunca je 248 godina
- Promjer - 3200 km
- Period revolucije oko svoje osi je 6,4 dana
- Sateliti - 1 satelit - Charon, otkrio je 1978. J. W. Krnsty iz Mornaričkog laboratorija u Washingtonu.
Fizički uvjeti
Nisu otkriveni vidljivi znakovi atmosfere. Iznad površine planeta maksimalna temperatura je -212°C, a minimalna -273°C. Vjeruje se da je Plutonova površina prekrivena slojem metanskog leda, a moguć je i vodeni led. Ubrzanje sile teže na površini je 0,49 m/s 2 . Plutonova orbitalna brzina je 16,8 km/h.
Pluton je 1930. otkrio Clyde Tombaugh i nazvao ga po starogrčkom bogu podzemlja jer je slabo osvijetljen Suncem. Prema starim Grcima, Haron je nositelj mrtvih u kraljevstvo mrtvih preko rijeke Stiks.
A. Mihajlov, prof.
Znanost i život // Ilustracije
Mjesečev krajolik.
Topljenje polarne točke na Marsu.
Orbite Marsa i Zemlje.
Lowellova karta Marsa.
Kühlov model Marsa.
Antoniadijev crtež Marsa.
Kada razmatramo pitanje postojanja života na drugim planetima, govorit ćemo samo o planetima našeg sunčevog sustava, budući da ne znamo ništa o prisutnosti drugih sunaca, poput zvijezda, vlastitih planetarnih sustava sličnih našem. Prema suvremenim pogledima na postanak Sunčevog sustava može se čak vjerovati da je nastanak planeta koji kruže oko središnje zvijezde događaj čija je vjerojatnost zanemariva, te da stoga velika većina zvijezda nema vlastite planetarne sustave.
Dalje, moramo napraviti rezervu da neizbježno razmatramo pitanje života na planetima s naše zemaljske točke gledišta, pretpostavljajući da se taj život manifestira u istim oblicima kao na Zemlji, odnosno, pretpostavljajući životne procese i opću strukturu organizmi su slični onima na zemlji. U tom slučaju za razvoj života na površini bilo kojeg planeta moraju postojati određeni fizikalni i kemijski uvjeti, temperatura ne smije biti previsoka ni preniska, nužna je prisutnost vode i kisika, osnova organska tvar moraju biti spojevi ugljika.
Planetarne atmosfere
Prisutnost atmosfere na planetima određena je silom gravitacije na njihovoj površini. Veliki planeti imaju dovoljnu gravitacijsku silu da zadrže plinoviti omotač oko sebe. Doista, molekule plina su u stalnom brzom gibanju, čija je brzina određena kemijske prirode ovog plina i temperature.
Najveću brzinu imaju laki plinovi – vodik i helij; Kako se temperatura povećava, brzina se povećava. Pri normalnim uvjetima, tj. pri temperaturi od 0° i atmosferskom tlaku, prosječna brzina molekule vodika je 1840 m/s, a kisika 460 m/s. Ali pod utjecajem međusobnih sudara, pojedinačne molekule dobivaju brzine nekoliko puta veće od navedenih prosječnih brojeva. Ako se u gornjim slojevima zemljina atmosfera Ako se molekula vodika pojavi brzinom većom od 11 km/s, tada će takva molekula odletjeti sa Zemlje u međuplanetarni prostor, budući da sila Zemljine teže neće biti dovoljna da je zadrži.
Što je planet manji, što je manje masivan, to je manja ova granična ili, kako kažu, kritična brzina. Za Zemlju je kritična brzina 11 km/s, za Merkur samo 3,6 km/s, za Mars 5 km/s, za Jupiter, najveći i najmasivniji od svih planeta, 60 km/s. Iz toga slijedi da Merkur, a još više manja tijela, poput satelita planeta (uključujući i naš Mjesec) i svih malih planeta (asteroida), svojim slabim privlačenjem ne mogu zadržati atmosferski omotač na svojoj površini. Mars je u stanju, iako s poteškoćama, zadržati atmosferu mnogo tanju od one na Zemlji, dok je Jupiter, Saturn, Uran i Neptun, njihova gravitacija dovoljno jaka da zadrže moćne atmosfere koje sadrže lake plinove poput amonijaka i metana, a možda i slobodni vodik.
Odsutnost atmosfere neizbježno povlači za sobom i odsutnost tekuće vode. U bezzračnom prostoru isparavanje vode događa se mnogo energičnije nego pri atmosferskom tlaku; stoga se voda brzo pretvara u paru, koja je vrlo lagan bazen, podložan istoj sudbini kao i drugi atmosferski plinovi, odnosno brže ili manje brzo napušta površinu planeta.
Jasno je da su na planetu bez atmosfere i vode potpuno nepovoljni uvjeti za razvoj života, te da na takvom planetu ne možemo očekivati ni biljni ni životinjski život. Svi mali planeti, sateliti planeta spadaju u ovu kategoriju, a od glavni planeti- Merkur. Recimo nešto više o dva tijela ove kategorije, a to su Mjesec i Merkur.
Mjesec i Merkur
Za ova tijela nepostojanje atmosfere utvrđeno je ne samo gornjim razmatranjima, već i izravnim opažanjima. Dok se Mjesec kreće nebom na svom putu oko Zemlje, često prekriva zvijezde. Nestanak zvijezde iza Mjesečevog diska već se može promatrati kroz mali teleskop, i to se uvijek događa prilično trenutno. Kad bi mjesečev raj bio okružen barem rijetkom atmosferom, tada bi zvijezda, prije nego što potpuno nestane, neko vrijeme sjala kroz tu atmosferu, a prividni sjaj zvijezde postupno bi se smanjivao, osim toga, zbog loma svjetlosti , zvijezda bi izgledala pomaknuta sa svog mjesta. Sve te pojave potpuno izostaju kada su zvijezde prekrivene Mjesecom.
Mjesečevi krajolici promatrani teleskopima zadivljuju oštrinom i kontrastom osvjetljenja. Na Mjesecu nema polusjene. U blizini svijetlih, osunčanih mjesta postoje duboke crne sjene. To se događa zato što, zbog nepostojanja atmosfere, na Mjesecu nema plavog dnevnog neba koje bi svojom svjetlošću ublažilo sjene; tamo je nebo uvijek crno. Na Mjesecu nema sumraka, a nakon zalaska sunca odmah nastupa tamna noć.
Merkur je mnogo dalje od nas nego Mjesec. Stoga ne možemo promatrati takve detalje kao na Mjesecu. Nije nam poznat izgled njegovog krajolika. Zakrivanje zvijezda od strane Merkura, zbog njegove prividne malenosti, iznimno je rijedak fenomen i nema naznaka da su takve zatamnjenja ikada opažene. Ali ima prolaza Merkura ispred Sunčevog diska, kada promatramo kako ovaj planet, u obliku sićušne crne točkice, polako puzi po svijetloj sunčevoj površini. U ovom slučaju, rub Merkura je oštro ocrtan, a fenomeni koji su se vidjeli kada je Venera prolazila ispred Sunca nisu uočeni na Merkuru. Ali još uvijek je moguće da mali tragovi Merkurove atmosfere ostanu, ali ta atmosfera ima vrlo zanemarivu gustoću u usporedbi sa Zemljinom.
Temperaturni uvjeti na Mjesecu i Merkuru potpuno su nepovoljni za život. Mjesec se oko svoje osi okreće izuzetno sporo, zbog čega dan i noć traju četrnaest dana. Toplina sunčevih zraka nije ublažena zračnim omotačem, pa se zbog toga površinska temperatura na Mjesecu danju penje do 120°, tj. iznad vrelišta vode. Tijekom duge noći temperatura pada i do 150° ispod nule.
Za vrijeme pomrčine Mjeseca uočeno je kako je u nešto više od sat vremena temperatura sa 70° topline pala na 80° ispod nule, a nakon završetka pomrčine na gotovo isto toliko kratkoročno vratio na prvobitnu vrijednost. Ovo opažanje ukazuje na izuzetno nisku toplinsku vodljivost stijena koje tvore mjesečevu površinu. Sunčeva toplina ne prodire duboko, već ostaje u najtanjem gornjem sloju.
Mora se misliti da je površina Mjeseca prekrivena svijetlim i rastresitim vulkanskim tufovima, možda čak i pepelom. Već na dubini od jednog metra, kontrasti topline i hladnoće su izglađeni “do te mjere da tamo vjerojatno prevladava prosječna temperatura, koja se malo razlikuje od prosječne temperature zemljine površine, tj. nekoliko stupnjeva iznad nule. Možda su se tamo sačuvali neki zameci žive tvari, ali njihova je sudbina, naravno, nezavidna.
Na Merkuru je razlika u temperaturnim uvjetima još oštrija. Ovaj planet uvijek je okrenut prema Suncu jednom stranom. Na dnevnoj hemisferi Merkura temperatura doseže 400°, odnosno iznad je tališta olova. A na noćnoj hemisferi mraz bi trebao doseći temperaturu tekućeg zraka, a ako je na Merkuru postojala atmosfera, onda bi se na noćnoj strani trebala pretvoriti u tekućinu, a možda čak i zalediti. Samo na granici između dnevne i noćne hemisfere, unutar uskog pojasa, mogu postojati temperaturni uvjeti koji su barem donekle povoljni za život. No, o mogućnosti razvoja organskog života tamo ne treba razmišljati. Nadalje, u prisutnosti tragova atmosfere, slobodni kisik se ne bi mogao zadržati u njoj, budući da se na temperaturi dnevne hemisfere kisik energetski spaja s većinom kemijskih elemenata.
Dakle, što se tiče mogućnosti života na Mjesecu, izgledi su prilično nepovoljni.
Venera
Za razliku od Merkura, Venera pokazuje određene znakove guste atmosfere. Kada Venera prolazi između Sunca i Zemlje, okružena je svjetlosnim prstenom - to je njezina atmosfera koju Sunce obasjava. Takvi prolasci Venere ispred Sunčevog diska vrlo su rijetki: posljednji prolaz dogodio se 18S2, sljedeći će se dogoditi 2004. Međutim, gotovo svake godine Venera prolazi, iako ne kroz sam Sunčev disk, ali dovoljno blizu da i tada može biti vidljiv u obliku vrlo uskog polumjeseca, poput Mjeseca neposredno nakon mladog Mjeseca. Prema zakonima perspektive, Venerin polumjesec obasjan Suncem trebao bi tvoriti luk od točno 180°, no u stvarnosti se opaža dulji svijetli luk koji nastaje zbog odbijanja i savijanja sunčevih zraka u atmosferi Venere. . Drugim riječima, na Veneri je sumrak, koji povećava duljinu dana i djelomično osvjetljava njenu noćnu polutku.
Sastav Venerine atmosfere još uvijek je slabo poznat. Godine 1932. uz pomoć spektralna analiza u njemu je otkrivena prisutnost velike količine ugljičnog dioksida, što odgovara sloju debljine 3 km pod standardnim uvjetima (tj. pri 0° i tlaku od 760 mm).
Površina Venere uvijek nam se čini blistavo bijela i bez vidljivih trajnih mrlja ili obrisa. Vjeruje se da u atmosferi Venere uvijek postoji debeli sloj bijelih oblaka koji potpuno prekrivaju čvrstu površinu planeta.
Sastav ovih oblaka je nepoznat, ali najvjerojatnije se radi o vodenoj pari. Ne vidimo što je ispod njih, ali je jasno da oblaci moraju ublažiti toplinu sunčevih zraka, koje bi na Veneri, koja je bliža Suncu nego Zemlji, inače bile pretjerano jake.
Mjerenja temperature dala su oko 50-60° topline za dnevnu hemisferu i 20° mraza za noćnu hemisferu. Takvi kontrasti se objašnjavaju sporom rotacijom Venere oko svoje osi. Iako je točno razdoblje njezine rotacije nepoznato zbog nepostojanja vidljivih mrlja na površini planeta, očito dan na Veneri traje ne manje od naših 15 dana.
Kakve su šanse da na Veneri postoji život?
U tom pogledu znanstvenici imaju različita mišljenja. Neki vjeruju da je sav kisik u njegovoj atmosferi kemijski vezan i postoji samo kao dio ugljičnog dioksida. Budući da ovaj plin ima nisku toplinsku vodljivost, u ovom bi slučaju temperatura u blizini površine Venere trebala biti prilično visoka, možda čak i blizu vrelišta vode. To bi moglo objasniti prisutnost velike količine vodene pare u gornjim slojevima njegove atmosfere.
Imajte na umu da se gornji rezultati određivanja temperature Venere odnose na vanjsku površinu naoblake, tj. na prilično visoku visinu iznad svoje čvrste površine. U svakom slučaju, treba misliti da uvjeti na Veneri podsjećaju na staklenik ili staklenik, ali vjerojatno s još puno višom temperaturom.
Mars
Planet Mars je od najvećeg interesa sa stajališta pitanja postojanja života. U mnogočemu je sličan Zemlji. Na temelju pjega koje su jasno vidljive na njegovoj površini, utvrđeno je da se Mars okreće oko svoje osi, čineći jedan krug svakih 24 sata i 37 metara, pa se na njemu smjenjuju dan i noć gotovo jednakog trajanja kao na Zemlji.
Os rotacije Marsa s ravninom njegove orbite zaklapa kut od 66°, gotovo potpuno isti kao i Zemljin. Zahvaljujući ovom nagibu osi, na Zemlji se mijenjaju godišnja doba. Očito, ista promjena postoji na Marsu, ali je svako godišnje doba na njemu gotovo dvostruko dulje od našeg. Razlog tome je što Mars, budući da je u prosjeku jedan i pol puta udaljeniji od Sunca nego Zemlja, svoju revoluciju oko Sunca obavi za gotovo dvije zemaljske godine, točnije za 689 dana.
Najizrazitiji detalj na površini Marsa, uočljiv kada ga gledate kroz teleskop, je bijela mrlja, čiji se položaj poklapa s jednim od njegovih polova. Najbolje je vidljivo mjesto na južnom polu Marsa, jer je Mars u razdobljima najveće blizine Zemlji svojom južnom hemisferom nagnut prema Suncu i Zemlji. Uočeno je da se s početkom zime na odgovarajućoj hemisferi Marsa bijela mrlja počinje povećavati, a ljeti se smanjuje. Bilo je čak slučajeva (na primjer, 1894.) kada je polarna točka gotovo potpuno nestala u jesen. Moglo bi se pomisliti da se radi o snijegu ili ledu koji se zimi taloži u tankom sloju blizu polova planeta. Da je ovaj pokrov vrlo tanak, slijedi iz gornjeg opažanja nestanka bijele pjege.
Zbog udaljenosti Marsa od Sunca, temperatura na njemu je relativno niska. Ljeto je tamo vrlo hladno, a ipak se događa da se polarni snijeg potpuno otopi. Dugo trajanje ljeta nedovoljno nadoknađuje nedostatak topline. Slijedi da tamo padne malo snijega, možda samo nekoliko centimetara, a moguće je čak da se bijele polarne pjege ne sastoje od snijega, već od inja.
Ta je okolnost u potpunom skladu s činjenicom da, prema svim podacima, na Marsu ima malo vlage i vode. Na njemu nisu pronađena mora niti velika vodena prostranstva. U njegovoj se atmosferi vrlo rijetko opažaju oblaci. Samu narančastu boju površine planeta, zahvaljujući kojoj se Mars golim okom čini kao crvena zvijezda (otuda i naziv po starorimskom bogu rata), većina promatrača objašnjava činjenicom da je površina Marsa bezvodna pješčana pustinja, obojena željeznim oksidima.
Mars se oko Sunca kreće po osjetno izduženoj elipsi. Zbog toga njegova udaljenost od Sunca varira u prilično širokom rasponu - od 206 do 249 milijuna km. Kada je Zemlja na istoj strani Sunca kao i Mars, dolazi do takozvanih opozicija Marsa (jer je Mars u tom trenutku na suprotnoj strani neba od Sunca). Tijekom opozicija, Mars se pojavljuje na noćnom nebu pod povoljnim uvjetima. Opozicije se izmjenjuju u prosjeku svakih 780 dana, odnosno dvije godine i dva mjeseca.
Međutim, ne približava se Mars Zemlji na najmanju udaljenost u svakoj opoziciji. Za to je potrebno da se opozicija poklapa s vremenom Marsovog najbližeg približavanja Suncu, što se događa tek svake sedme ili osme opozicije, dakle nakon otprilike petnaest godina. Takve se suprotnosti nazivaju velikim suprotnostima; dogodile su se 1877., 1892., 1909. i 1924. godine. Sljedeći veliki sukob bit će 1939. Glavna promatranja Marsa i povezana otkrića datirana su upravo na te datume. Mars je bio najbliži Zemlji tijekom sukoba 1924. godine, ali je čak i tada njegova udaljenost od nas bila 55 milijuna km. Mars nikada ne dolazi bliže Zemlji.
"Kanali" na Marsu
Godine 1877. talijanski astronom Schiaparelli, vršeći promatranja relativno skromnim teleskopom, ali pod prozirnim nebom Italije, otkrio je na površini Marsa, osim tamnih mrlja koje su se, iako netočno, zvala mora, čitavu mrežu uskih ravne linije ili pruge, koje je nazvao tjesnacima (talijanski canale). Stoga se riječ "kanal" počela koristiti u drugim jezicima za označavanje ovih tajanstvenih formacija.
Schiaparelli je, kao rezultat svojih višegodišnjih promatranja, sastavio detaljna karta površina Marsa, na kojoj su označene stotine kanala koji međusobno povezuju tamne mrlje “mora”. Kasnije je američki astronom Lowell, koji je čak izgradio posebnu zvjezdarnicu u Arizoni za promatranje Marsa, otkrio kanale u mračnim prostorima "mora". Otkrio je da i "mora" i kanali mijenjaju svoju vidljivost ovisno o godišnjim dobima: ljeti postaju tamniji, ponekad poprimaju sivo-zelenkastu nijansu; zimi blijede i postaju smećkasti. Lowellove karte su još detaljnije od Schiaparellijevih karata; one pokazuju mnogo kanala, tvoreći složenu, ali prilično pravilnu geometrijsku mrežu.
Kako bi objasnio fenomene opažene na Marsu, Lowell je razvio teoriju koja je postala široko rasprostranjena, uglavnom među astronomima amaterima. Ova teorija se svodi na sljedeće.
Lowell, kao i većina drugih promatrača, pogrešno smatra narančastu površinu planeta pješčanom pustoši. Tamnim mrljama “mora” smatra područja obrasla vegetacijom - polja i šume. Kanale smatra mrežom navodnjavanja koju provode inteligentna bića koja žive na površini planeta. Međutim, sami kanali nam nisu vidljivi sa Zemlje, jer njihova širina nije dovoljna za to. Da bi bili vidljivi sa Zemlje, kanali moraju biti široki najmanje deset kilometara. Stoga Lowell vjeruje da vidimo samo široki pojas vegetacije, koji izbacuje svoje zeleno lišće kada se sam kanal, koji teče sredinom tog pojasa, napuni u proljeće vodom koja teče s polova, gdje nastaje iz topljenje polarnih snjegova.
Međutim, malo po malo počele su se javljati sumnje u stvarnost takvih jednostavnih kanala. Najznačajnija je bila činjenica da promatrači naoružani najmoćnijim suvremenim teleskopima nisu vidjeli nikakve kanale, već samo neobično bogatu sliku raznih detalja i nijansi na površini Marsa, ali lišenu pravilnih geometrijskih obrisa. Samo su promatrači koji su koristili alate srednje snage vidjeli i skicirali kanale. Otuda se pojavila jaka sumnja da kanali predstavljaju samo optičku iluziju (optičku iluziju) koja se javlja kod ekstremnog naprezanja očiju. Mnogo je rada i raznih eksperimenata provedeno kako bi se razjasnila ova okolnost.
Najuvjerljiviji rezultati su oni do kojih je došao njemački fizičar i fiziolog Kühl. Napravio je poseban model koji prikazuje Mars. Kühl je na tamnu pozadinu zalijepio krug koji je izrezao iz običnih novina, a na kojem je bilo nekoliko sivih mrlja koje svojim obrisima podsjećaju na “more” na Marsu. Ako pogledate takav model izbliza, možete jasno vidjeti što je to, možete pročitati novinski tekst i ne stvara se iluzija. Ali ako se odmaknete dalje, tada se s pravilnim osvjetljenjem počinju pojavljivati ravne tanke pruge koje se kreću od jedne tamne točke do druge i, štoviše, ne podudaraju se s redcima tiskanog teksta.
Kühl je detaljno proučavao ovaj fenomen.
Pokazao je da postoji mnogo sitnih detalja i nijansi koje se postupno pretvaraju jedna u drugu, kada ih oko ne može uhvatiti “u svim detaljima postoji želja da se ti detalji spoje s jednostavnijim geometrijskim šarama, zbog čega se stvara iluzija ravne pruge pojavljuju se tamo gdje nema pravilnih obrisa. Ugledni moderni promatrač Antoniadi, koji je ujedno i dobar umjetnik, slika Mars kao pjegav, s puno nepravilnih detalja, ali bez ikakvih pravocrtnih kanala.
Moglo bi se pomisliti da bi ovo pitanje najbolje riješili tri pomagala fotografije. Fotografska ploča se ne može prevariti: ona bi, čini se, trebala pokazati što je zapravo na Marsu. Nažalost, nije. Fotografija, koja je primijenjena na zvijezde i maglice dala toliko, a primijenjena na površinu planeta daje manje od onoga što oko promatrača vidi istim instrumentom. To se objašnjava činjenicom da slika Marsa, dobivena čak i uz pomoć najvećih i najdugofokusnijih instrumenata, izgleda vrlo mala na ploči. veličine, - promjer"Samo do 2 mm. Naravno, nemoguće je razaznati velike detalje na takvoj slici. Kod velikog povećanja ovakvih fotografija pojavljuje se nedostatak od kojeg toliko pate ljubitelji moderne fotografije koji snimaju aparatima poput Leice. Naime. , pojavljuje se zrnatost slike koja prikriva sve sitne detalje.
Život na Marsu
Međutim, fotografije Marsa snimljene kroz različite filtere jasno su dokazale postojanje atmosfere na Marsu, iako puno rjeđe od one na Zemlji. Ponekad se navečer u ovoj atmosferi primjećuju svijetle točke koje su vjerojatno kumulusi. Ali općenito je naoblaka na Marsu zanemariva, što je sasvim u skladu s malom količinom vode na njemu.
Trenutno se gotovo svi promatrači Marsa slažu da tamne mrlje "mora" doista predstavljaju područja prekrivena biljkama. U tom pogledu Lowellova teorija je potvrđena. Međutim, donedavno je postojala jedna prepreka. Pitanje je komplicirano temperaturnim uvjetima na površini Marsa.
Budući da je Mars jedan i pol puta udaljeniji od Sunca nego Zemlja, prima dva i četvrt puta manje topline. Pitanje do koje temperature tako mala količina topline može zagrijati njegovu površinu ovisi o strukturi Marsove atmosfere, koja je "krzneni kaput" nama nepoznate debljine i sastava.
Nedavno je bilo moguće odrediti temperaturu površine Marsa izravnim mjerenjima. Ispostavilo se da u ekvatorijalnim regijama u podne temperatura raste na 15-25 ° C, ali navečer dolazi do snažnog hlađenja, a noć je očito popraćena stalnim jakim mrazom.
Uvjeti na Marsu slični su onima opaženim na našim visokim planinama: rijedak i proziran zrak, značajno zagrijavanje izravnom sunčevom svjetlošću, hladnoća u hladu i jaki noćni mrazevi. Uvjeti su nedvojbeno vrlo surovi, ali možemo pretpostaviti da su se biljke na njih aklimatizirale i prilagodile, kao i na nedostatak vlage.
Dakle, postojanje biljnog svijeta na Marsu može se smatrati gotovo dokazanim, ali što se tiče životinja, a posebno onih inteligentnih, još ne možemo reći ništa definitivno.
Što se tiče ostalih planeta Sunčevog sustava - Jupitera, Saturna, Urana i Neptuna, teško je pretpostaviti mogućnost života na njima iz sljedećih razloga: prvo, niska temperatura zbog udaljenosti od Sunca i, drugo, otrovni plinovi nedavno otkriveni u njihovim atmosferama - amonijak i metan. Ako ti planeti imaju čvrstu površinu, onda je ona skrivena negdje na velikim dubinama, ali mi vidimo samo gornje slojeve njihove iznimno moćne atmosfere.
Život je još manje vjerojatan na najudaljenijem planetu od Sunca - nedavno otkrivenom Plutonu, o čijim fizičkim uvjetima još uvijek ne znamo ništa.
Dakle, od svih planeta u našem Sunčevom sustavu (osim Zemlje), može se sumnjati na postojanje života na Veneri i smatrati postojanje života na Marsu gotovo dokazanim. Ali, naravno, sve se to odnosi na sadašnje vrijeme. Tijekom vremena, s evolucijom planeta, uvjeti se mogu jako promijeniti. O ovome nećemo govoriti zbog nedostatka podataka.
Atmosfera je plinoviti omotač našeg planeta koji se okreće zajedno sa Zemljom. Plin u atmosferi naziva se zrak. Atmosfera je u dodiru s hidrosferom i djelomično pokriva litosferu. Ali gornje granice teško je odrediti. Konvencionalno je prihvaćeno da se atmosfera proteže prema gore otprilike tri tisuće kilometara. Tamo glatko teče u bezzračni prostor.
Kemijski sastav Zemljine atmosfere
Formiranje kemijski sastav atmosfera je nastala prije otprilike četiri milijarde godina. U početku se atmosfera sastojala samo od lakih plinova - helija i vodika. Prema znanstvenicima, prvi preduvjeti za stvaranje plinske ljuske oko Zemlje bile su vulkanske erupcije koje su, zajedno s lavom, ispuštale ogromne količine plinova. Nakon toga je započela izmjena plinova s vodenim prostorima, sa živim organizmima i s proizvodima njihovih aktivnosti. Sastav zraka postupno se mijenjao i fiksirao se u svom modernom obliku prije nekoliko milijuna godina.
Glavne komponente atmosfere su dušik (oko 79%) i kisik (20%). Preostali postotak (1%) čine sljedeći plinovi: argon, neon, helij, metan, ugljikov dioksid, vodik, kripton, ksenon, ozon, amonijak, sumpor i dušikov dioksid, dušikov oksid i ugljikov monoksid, koji su uključeni u ovaj jedan posto.
Osim toga, zrak sadrži vodenu paru i čestične tvari (pelud, prašinu, kristale soli, aerosolne nečistoće).
Nedavno su znanstvenici primijetili ne kvalitativnu, već kvantitativnu promjenu u nekim sastojcima zraka. A razlog tome je čovjek i njegove aktivnosti. Samo u posljednjih 100 godina, razine ugljičnog dioksida značajno su porasle! To je bremenito mnogim problemima, od kojih su najglobalniji klimatske promjene.
Formiranje vremena i klime
Atmosfera se razigrava ključna uloga u formiranju klime i vremena na Zemlji. Mnogo ovisi o količini sunčeve svjetlosti, prirodi podloge i atmosferskoj cirkulaciji.
Pogledajmo čimbenike redom.
1. Atmosfera propušta toplinu sunčevih zraka i upija štetna zračenja. Stari Grci su znali da sunčeve zrake padaju na različite dijelove Zemlje pod različitim kutovima. Sama riječ "klima" u prijevodu sa starogrčkog znači "nagib". Dakle, na ekvatoru sunčeve zrake padaju gotovo okomito, zbog čega je ovdje jako vruće. Što je bliže polovima, to je veći kut nagiba. I temperatura pada.
2. Zbog neravnomjernog zagrijavanja Zemlje u atmosferi nastaju zračna strujanja. Klasificirani su prema veličini. Najmanji (desetci i stotine metara) su lokalni vjetrovi. Zatim slijede monsuni i pasati, ciklone i anticiklone te planetarne frontalne zone.
Sve te zračne mase neprestano se kreću. Neki od njih su prilično statični. Na primjer, pasati koji pušu iz suptropskog područja prema ekvatoru. Kretanje ostalih uvelike ovisi o atmosferskom tlaku.
3. Atmosferski tlak je još jedan faktor koji utječe na formiranje klime. To je tlak zraka na površini zemlje. Kao što je poznato, zračne mase kreću se iz područja visokog atmosferskog tlaka prema području gdje je taj tlak niži.
Dodijeljeno je ukupno 7 zona. Ekvator je zona niskog tlaka. Nadalje, s obje strane ekvatora do tridesetih geografskih širina nalazi se područje visokog tlaka. Od 30° do 60° - opet nizak tlak. A od 60° do polova je zona visokog tlaka. Između ovih zona kruže zračne mase. Oni koji dolaze s mora na kopno donose kišu i loše vrijeme, a oni koji pušu s kontinenata vedro i suho vrijeme. Na mjestima sudara zračnih struja formiraju se zone atmosferske fronte, koje karakteriziraju oborine i loše, vjetrovito vrijeme.
Znanstvenici su dokazali da čak i dobrobit osobe ovisi o atmosferskom tlaku. Prema međunarodnim standardima, normalni atmosferski tlak je 760 mm Hg. stupca na temperaturi od 0°C. Ovaj se pokazatelj izračunava za one površine kopna koje su gotovo na razini razine mora. S visinom tlak opada. Stoga, na primjer, za St. Petersburg 760 mm Hg. - ovo je norma. Ali za Moskvu, koja se nalazi više, normalni tlak je 748 mm Hg.
Tlak se mijenja ne samo okomito, već i vodoravno. Osobito se to osjeti tijekom prolaska ciklona.
Struktura atmosfere
Atmosfera podsjeća na slojevitu tortu. I svaki sloj ima svoje karakteristike.
. Troposfera- sloj najbliži Zemlji. "Debljina" ovog sloja mijenja se s udaljenošću od ekvatora. Iznad ekvatora, sloj se proteže prema gore za 16-18 km, u umjerenim zonama za 10-12 km, na polovima za 8-10 km.
Ovdje se nalazi 80% ukupne zračne mase i 90% vodene pare. Ovdje nastaju oblaci, nastaju ciklone i anticiklone. Temperatura zraka ovisi o nadmorskoj visini područja. U prosjeku se smanjuje za 0,65°C na svakih 100 metara.
. Tropopauza- prijelazni sloj atmosfere. Visina mu se kreće od nekoliko stotina metara do 1-2 km. Temperatura zraka ljeti je viša nego zimi. Na primjer, iznad polova zimi je -65° C. A iznad ekvatora je -70° C u bilo koje doba godine.
. Stratosfera- ovo je sloj čija gornja granica leži na nadmorskoj visini od 50-55 kilometara. Turbulencija je ovdje niska, sadržaj vodene pare u zraku je zanemariv. Ali ima puno ozona. Najveća mu je koncentracija na visini od 20-25 km. U stratosferi temperatura zraka počinje rasti i doseže +0,8° C. To je zbog činjenice da ozonski omotač stupa u interakciju s ultraljubičastim zračenjem.
. Stratopauza- niski međusloj između stratosfere i mezosfere koja slijedi.
. Mezosfera- gornja granica ovog sloja je 80-85 kilometara. Ovdje se događaju komplicirane stvari. fotokemijski procesi uz sudjelovanje slobodnih radikala. Oni su ti koji daju taj nježni plavi sjaj našeg planeta, koji se vidi iz svemira.
Većina kometa i meteorita izgori u mezosferi.
. Mezopauza- sljedeći međusloj, temperatura zraka u kojoj je najmanje -90 °.
. Termosfera- donja granica počinje na nadmorskoj visini od 80 - 90 km, a gornja granica sloja ide približno na 800 km. Temperatura zraka raste. Može varirati od +500° C do +1000° C. Tijekom dana temperaturne fluktuacije iznose stotine stupnjeva! Ali zrak je ovdje toliko razrijeđen da razumijevanje pojma "temperatura" onako kako ga mi zamišljamo ovdje nije prikladno.
. Ionosfera- objedinjuje mezosferu, mezopauzu i termosferu. Zrak se ovdje sastoji uglavnom od molekula kisika i dušika, kao i kvazi-neutralne plazme. Sunčeve zrake koje ulaze u ionosferu snažno ioniziraju molekule zraka. U nižem sloju (do 90 km) stupanj ionizacije je nizak. Što je veći, veća je ionizacija. Dakle, na visini od 100-110 km, elektroni su koncentrirani. To pomaže u reflektiranju kratkih i srednjih radio valova.
Najvažniji sloj ionosfere je onaj gornji koji se nalazi na visini od 150-400 km. Njegova je osobitost da reflektira radio valove, što olakšava prijenos radio signala na znatne udaljenosti.
U ionosferi se pojavljuje takav fenomen kao što je aurora.
. Egzosfera- sastoji se od atoma kisika, helija i vodika. Plin u ovom sloju je vrlo razrijeđen i atomi vodika često pobjegnu u svemir. Stoga se ovaj sloj naziva "zona disperzije".
Prvi znanstvenik koji je sugerirao da naša atmosfera ima težinu bio je Talijan E. Torricelli. Ostap Bender je, primjerice, u svom romanu “Zlatno tele” žalio kako je svaki čovjek pritisnut stupom zraka od 14 kg! Ali veliki spletkar Malo sam pogriješio. Odrasla osoba doživljava pritisak od 13-15 tona! Ali mi ne osjećamo tu težinu, jer je atmosferski tlak uravnotežen unutarnjim pritiskom osobe. Težina naše atmosfere je 5 300 000 000 000 000 tona. Brojka je kolosalna, iako je samo milijunti dio težine našeg planeta.
