Планеты, относящиеся к земной группе, -- Меркурий, Венера, Земля, Марс -- имеют небольшие размеры и массы, средняя плотность этих планет в несколько раз превосходит плотность воды; они медленно вращаются вокруг своих осей; у них мало спутников (у Меркурия и Венеры их вообще нет, у Марса -- два крохотных, у Земли -- один).
Черты сходства и различия обнаруживаются также при изучении атмосфер планет земной группы Хорошавина С.Г. Концепции современного естествознания. Курс лекций -- Ростов-на-Дону, 2006.
Меркурий
Меркурий -- четвертая по блеску планета: в максимуме блеска она почти так же ярка, как Сириус, ярче нее бывают только Венера, Марс и Юпитер. Тем не менее, Меркурий - очень трудный объект для наблюдений из-за малости его орбиты и, следовательно, близости к Солнцу. Для невооруженного глаза Меркурий - светлая точка, а в сильный телескоп у него вид серпика или неполного круга. Изменения вида (фаз) планеты с течением времени показывают, что Меркурий - это шар, с одной стороны освещенный Солнцем, а с другой - совершенно темный. Диаметр этого шара - 4870 км.
Меркурий медленно вращается вокруг своей оси, будучи всегда обращенным, к Солнцу одной стороной. Таки образом период обращения вокруг Солнца (меркурианский год) составляет около 88 земных суток, а период вращения вокруг своей оси -- 58 суток. Получается, что от восхода Солнца до его захода на Меркурии проходит год, то есть 88 земных суток. И правда, поверхность Меркурия во многом сходна с поверхностью Луны, хотя мы и не знаем, действительно ли на поверхности Меркурия имеются моря и кратеры. Меркурий обладает относительно большой плотностью среди планет Солнечной системы -- около 5,44 г/см3. Ученые предполагают, что это обусловлено наличием массивного металлического ядра (предположительно из расплавленного железа плотностью до 10 г/см3, имеющего температуру около 2000 К), содержащего более 60% массы планеты и окруженного силикатной мантией и, вероятно, корой 60 -- 100 км толщиной.
Венера
Венера наблюдается и как «вечерняя звезда» и как «утренняя звезда» - Hesperus и Phosphorus, так называли ее в античном мире. После солнца и Луны Венера - самое яркое небесное светило, а ночью освещенные ею предметы могут отбрасывать тени. Так же Венера -- ближайшая к Земле планета. Ее даже называют "сестрой Земли". И вправду -- радиус Венеры почти равен земному (0,95), ее масса -- 0,82 массы Земли. Венера довольно хорошо изучена людьми -- к планете приближались как советские АМС серии "Венера", таки американские Маринеры. Венера обращается вокруг Солнца за 224,7 земных суток, но с этой цифрой, в отличие от Меркурия, ничего интересного не связано. Весьма интересный факт связан с периодом вращения самой планеты вокруг своей оси -- 243 земных суток (в обратном направлении) и периодом вращения мощной венерианской атмосферы, которая совершает полный оборот вокруг планеты за... 4 дня! Это соответствует скорости ветра у поверхности Венеры в 100 м/с или 360 км/ч! Она имеет атмосферу, впервые открытую М. В. Ломоносовым в 1761 г. во время прохождения планеты по диску солнца. Планета окутана густым слоем белых облаков, скрывающих ее поверхность. Наличие в атмосфере Венеры густых облаков, вероятно, состоящих из ледяных кристаллов, объясняет высокую отражательную способность планеты - 60% падающего солнечного света отражается от нее. Современные ученые установили, что венерианская атмосфера на 96% состоит из углекислого газа СО2. Присутствуют здесь также азот (почти 4%), кислород, водяные пары, благородные газы и др. (всех меньше 0,1%). Основой густого облачного слоя, расположенного на высоте 50 -- 70 км, являются мелкие капли серной кислоты с концентрацией 75-80% (остальное -- вода, активно "впитываемая" капельками кислоты). На Венере существуют действующие вулканы, так, как достоверно известно, что сейсмическая и тектоническая деятельность на Венере была очень активна сравнительно недавно. Внутреннее строение этого псевдоблизнеца Земли также сходно со строением нашей планеты.
Земля
Наша земля кажется нам такой большой и прочной и столь важной для нас, что мы склонны забывать о том скромном положении, которое оно занимает в семье планет солнечной системы. Правда у Земли все же есть довольно толстая атмосфера, прикрывающая тонкий неоднородный слой воды, и даже титулованный спутник диаметром примерно в ј ее диаметра. Однако эти особые приметы Земли едва ли могут служить достаточным основанием нашему космическому «эгоцентризму». Но, будучи небольшим астрономическим телом, Земля является самой знакомой нам планетой. Радиус земного шара R=6378 км. Вращение земного шара самым естественным образом объясняет смену дня и ночи, восход и заход светил. Некоторые греческие ученые догадывались и о годичном движении Земли вокруг Солнца. Годичное движение Земли перемещает наблюдателя и этим вызывает видимое смещение более близких звезд относительно более далеких. Строго же говоря, вокруг Солнца движется центр тяжести системы Земля - Луна, так называемый барицентр; вокруг этого центра Земля и Луна описывают в течение месяца свои орбиты.
Наши представления о внутреннем строении и физическом состоянии недр земного шара основаны на разнообразных данных, среди которых существенное значение имеют данные сейсмологии (наука о землетрясениях и законах распространения упругих волн в земном шаре). Изучение распространения в земном шаре упругих волн, возникающих при землятресениях или при мощных взрывах, позволило открыть и изучить слоистое строение земных недр.
Воздушный океан, окружающий Землю, - ее атмосфера, - является ареной, на которой разыгрываются разнообразные метеорологические явления. В основном земная атмосфера состоит из азота и кислорода.
Атмосферу земли условно делят на пять слоев: тропосферу, стратосферу, мезосферу, ионосферу и экзосферу. Большое влияние на многие процессы, происходящие на нашей планете, оказывает гидросфера, или Мировой океан, поверхность которого в 2,5 раза больше площади суши. Земной шар обладает магнитным полем. За пределами плотных слоев атмосферы он опоясан невидимыми тучами из очень быстродвижущихся частиц высокой энергии. Это так называемые пояса радиации. Строение и свойства поверхности нашей планеты, ее оболочек и недр, магнитного поля и поясов радиации исследуются комплексом геофизических наук.
Марс
Когда в 1965 году американская станция Маринер-4 с малого расстояния впервые получила снимки Марса, эти фотографии вызвали сенсацию. Астрономы были готовы увидеть что угодно, только не лунный ландшафт. Именно на Марс возлагали особые надежды те, кто хотел найти жизнь в космосе. Но эти чаяния не оправдались --Марс оказался безжизненным. По современным данным радиус Марса почти вдвое меньше земного (3390 км), а по массе Марс уступает Земле в десять раз. Обращается вокруг Солнца эта планета за 687 земных суток (1,88 года). Солнечные сутки на Марсе практически равны земным --24 ч 37 мин, а ось вращения планеты наклонена к плоскости орбиты на 25), что позволяет сделать вывод о сходной с земной смене(для Земли -- 23 времен года.
Но все мечты ученых о наличии жизни на Красной планете растаяли после того, как был установлен состав атмосферы Марса. Для начала следует указать, что давление у поверхности планеты в 160 раз меньше давления земной атмосферы. А состоит она на 95% из углекислого газа, содержит почти 3% азота, более 1,5% аргона, около 1,3% кислорода, 0,1% водяного пара, присутствует также угарный газ, найдены следы криптона и ксенона. Разумеется, в такой разреженной и негостеприимной атмосфере никакой жизни существовать не может.
Среднегодовая температура на Марсе составляет примерно -60 перепады температур в течение суток вызывают сильнейшие пылевые бури, во время которых густые облака песка и пыли поднимаются до высот в 20 км. Состав марсианской почвы был окончательно выявлен при исследованиях спускаемых американских аппаратов Викинг-1 и Викинг-2. Красноватый блеск Марса вызван обилием в его поверхностных породах оксида железа III (охры). Рельеф Марса весьма интересен. Здесь присутствуют темные и светлые области, как и на Луне, но в отличие от Луны, на Марсе смена цвета поверхности не связана со сменой высот: на одной высоте могут находиться как светлые, так и темные области.
До сих пор ученым не известна природа катаклизма, вызвавшего глобальные изменения климата на Марсе, приведшие к современным условиям.
Глава 8. Планеты земной группы: Меркурий, Венера, Земля
Образование планет
Так или иначе, но на сегодняшний момент в Солнечной системе известно 8 планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и несколько плутоноидов, в том числе Плутон, который до недавнего времени числился среди планет. Все планеты движутся по орбитам в одном направлении и в одной плоскости и почти по круговым орбитам (за исключением плутоноидов). От центра до окраины Солнечной системы (до Плутона) 5,5 световых часов. Расстояние от Солнца до Земли 149 млн. км, что составляет 107 его диаметров. Первые от Солнца планеты по размерам разительно отличаются от последних и в отличие от них называются планетами земной группы, а дальние – планетами гигантами.
Меркурий
Ближайшая к Солнцу планета Меркурий названа в честь римского бога торговли, путешественников и воров. Это маленькая планета быстро перемещается по орбите и очень медленно вращается вокруг своей оси. Меркурий был известен с древнего времени, однако астрономы не сразу поняли,что это планета, и что утром и вечером они видят одну и туже звезду.
Меркурий находится от Солнца на расстояние около 0,387 а.е. (1 а.е. равна среднему радиусу орбиты Земли), и расстояние от Меркурия до Земли, по мере движения его и Земли по своим орбитам, изменяется от 82 до 217 млн. км. Наклон плоскости орбиты Меркурия к плоскости эклиптики (плоскости солнечной системы) составляет 7°. Ось Меркурия почти перпендикулярна к плоскости его орбиты, а орбита его вытянута. Таким образом, на Меркурии не бывает смены времен года, а смены дня и ночи происходят очень редко, примерно раз в два меркурианских года. Одна сторона его, обращенная длительное время к Солнцу, сильно раскалена, а вторая, длительное время отвернутая от Солнца, находится в жутком холоде. Меркурий движется вокруг Солнца со скоростью 47,9 км/с. Вес Меркурия почти в 20 раз меньше, чем вес Земли (0,055M), а плотность – почти такая же, как у Земли (5,43 г/см 3). Радиус планеты Меркурий составляет 0,38R (радиуса Земли, 2440 км).
Из-за близости к Солнцу под действием гравитации в теле Меркурия возникали мощные приливные силы, которые тормозили его вращение вокруг своей оси. В конце концов Меркурий оказался в резонансной западне. Измеренный в 1965 году период его обращения вокруг Солнца составил 87,95 земных суток, а период вращения вокруг своей оси – 58,65 земных суток. Три полных оборота вокруг своей оси Меркурий завершает за 176 суток. За тот же срок планета совершает два оборота вокруг Солнца. В дальнейшем приливное торможение Меркурия должно привести к равенству его оборота вокруг своей оси и оборота вокруг Солнца. Тогда он будет обращен к Солнцу всегда одной строной, как Луна к Земле.
Спутников у Меркурия нет. Возможно, когда-то давно Меркурий сам был спутником Венеры, но из-за солнечной гравитации он был "отобран" у Венеры и стал самостоятельной планетой. Планета имеет фактически сферическую форму. Ускорение свободного падения на его поверхности почти в 3 раза меньше земного (g = 3,72 м/с 2 ).
Близость к Солнцу затрудняет наблюдение Меркурия. На небосклоне он не отходит далеко от Солнца – максимум на 29°, с Земли виден либо перед восходом Солнца (утренняя видимость), либо после захода (вечерняя видимость).
По своим физическим характеристикам Меркурий напоминает Луну, на его поверхности много кратеров. На Меркурии есть очень разреженная атмосфера. Планета обладает крупным железным ядром, являющимся источником гравитации и магнитного поля, напряженность которого составляет 0,1 от напряженности магнитного поля Земли. Ядро Меркурия составляет 70% от объёма планеты. Температура на поверхности колеблется от 90° до 700° К (от –180° до +430° C). Подсолнечная экваториальная сторона нагревается гораздо больше чем полярные области. Разная степень нагревания поверхности создает разницу в температуре разреженной атмосферы, что должно вызывать ее движение – ветер.
Существуют четыре планеты Земной группы в нашей Солнечной системе: Меркурий, Венера, Земля и Марс.Они получили свое название за сходство с нашей планетой Земля. Планеты Земной группы нашей Солнечной системы также известны как внутренние планеты, потому что эти планеты расположены в области между Солнцем и . Все планеты Земной группы обладают малыми размерами и массами, высокой плотностью и состоят преимущественно из силикатов и металлического железа. За главным поясом астероидов (во внешней области) находятся , по размерам и массе в десятки раз превышающие планеты Земной группы. Согласно ряду космогонических теорий, в значительной части внесолнечных планетных систем экзопланеты тоже делятся на твердотельные планеты во внутренних областях и газовые планеты - во внешних.
Планеты земной группы бедны естественными спутниками. На четыре планеты земной группы приходится всего три спутника. Две самые далёкие планеты от Солнца, из планет земной группы имеют спутники, один большой у Земли и два крохотных у Марса.
Хоть Луна и считается спутником, технически она могла бы считаться планетой, если бы имела орбиту вокруг Солнца. Луна является полноценным участником гравитационной системы Земля-Луна.
У Марса два маленьких спутника: Фобос и Деймос. Оба спутника имеют форму близкую к трёхосному эллипсоиду. Из-за их небольших размеров силы тяготения не хватает, чтобы сжать их до круглой формы.
Самая массивная из планет земной группы – Земля – в 330 000 раз легче Солнца.
Строение и сходство планет земной группы
- Земной группы значительно меньше, чем газовые гиганты.
- Планеты земной группы (в отличие от всех планет-гигантов) не имеют колец.
- В центре ядро из железа с примесью никеля.
- Выше ядра находится слой, который называют мантией. Мантия состоит из силикатов.
- Планеты земной группы состоят главным образом из кислорода, кремния, железа, магния, алюминия и других тяжёлых элементов.
- Кора, образовавшаяся в результате частичного плавления мантии и состоящая также из силикатных пород, но обогащённая несовместимыми элементами. Из планет земной группы коры нет у Меркурия, что объясняют её разрушением в результате метеоритной бомбардировки.
- У планет есть атмосферы: довольно плотная у Венеры и почти незаметная у Меркурия.
- Планеты Земной группы также имеют изменяющийся ландшафт, например, вулканы, каньоны, горы и кратеры.
- У этих планет есть магнитные поля: почти незаметное у Венеры и ощутимое у Земли.
Некоторые различия планет земной группы
- Планеты земной группы довольно-таки по-разному вращаются вокруг своей оси: один оборот длится от 24 часов для Земли и до 243-х суток у Венеры.
- Венера, в отличие от других планет, вращается в направлении, обратном ее движению вокруг Солнца.
- Углы наклона осей к плоскостям их орбит у Земли и у Марса примерно одинаковы, но совсем иные у Меркурия и Венеры.
- Атмосфера планет может варьироваться от толстой атмосферы диоксида углерода у Венеры до почти полного отсутствия таковой у Меркурия.
- Почти 2/3 поверхности Земли занимают океаны, но на поверхности Венеры и Меркурия воды нет.
- Венера не имеет расплавленного железного ядра. У остальных планет часть железного ядра находится в жидком состоянии.
Считается, что землеподобные планеты наиболее благоприятны для возникновения жизни, поэтому их поиск привлекает пристальное внимание общественности. Примером экзопланет земного типа могут служить суперземли. По состоянию на июнь 2012 года найдено более 50 суперземель.
> Планеты Земной группы
Планеты земной группы – первые четыре планеты Солнечной системы с фото. Узнайте характеристики и описание планет земного типа, поиск экзопланет, исследования.
Исследователи изучают просторы Солнечной системы уже много веков, отмечая различные планетарные типы. С момента открытия доступа к экзопланетам наша информационная база стала еще шире. Кроме газовых гигантов, мы находили и объекты земного типа. Что же это?
Определение планет Земной группы
Планета земного типа – небесное тело, представленное силикатными породами или металлом, и обладает твердым поверхностным слоем. Это главное отличие от газовых гигантов, наполненных газами. Термин взят от латинского слова «Terra», что переводится как «Земля». Ниже представлен список, где указано какие есть планеты земной группы.
Структура и особенности планет Земной группы
Все тела наделены схожей структурой: ядро из металла, наполненное железом и окруженное мантией из силикатов. Их поверхностный шар укрыт кратерами, вулканами, горами, каньонами и прочими формированиями.
Есть вторичные атмосферы, созданные вулканической активностью или прибытием комет. Обладают малым количеством спутников или вообще лишены подобных особенностей. У Земли – Луна, а у Марса – Фобос и Деймос. Не наделены кольцевыми системами. Давайте посмотрим, как выглядит характеристика планет земной группы, а также подметим в чем их сходства и отличия на примере Меркурия, Венеры, Земли и Марса.
Основные факты планет Земной группы
Меркурий – наименьшая планета в системе, достигающая 1/3 земного размера. Наделена тонким атмосферным слоем, из-за чего постоянно замерзает и накаляется. Характеризуется высокой плотностью с железом и никелем. Магнитное поле достигает лишь 1% от земного. На поверхности заметно множество глубоких кратерных шрамов и слабый слой силикатных частичек. В 2012 году заметили следы органического материала. Это строительные блоки для жизни, а также нашли водяной лед.
Венера по размеру напоминает Землю, но ее атмосфера слишком плотная и переполнена монооксидом углерода. Из-за этого тепло удерживается на планете, делая ее самой раскаленной в системе. На большей части поверхности расположены активные вулканы и глубокие каньоны. Лишь нескольким аппаратам удалось проникнуть на поверхность и выжить на короткий временной промежуток. Кратеров мало, потому что метеоры сгорают.
Земля – самая крупная в земном типе и обладает огромным количеством жидкой воды. Она нужна для жизни, которая развивается во всех формах. Есть скалистая поверхность, укрытая каньонами и возвышенностями, а также тяжелое металлическое ядро. В атмосфере присутствует водяной пар, способствующий смягчению суточного температурного режима. Есть смена регулярных сезонов. Наибольший нагрев достается участкам возле экваториальной линии. Но сейчас показатели растут из-за человеческой деятельности.
Марс располагает самой высокой горой в Солнечной системе. Большая часть поверхности представлена древними отложениями и кратерными формированиями. Но можно найти и более молодые участки. Есть полярные шапки, сокращающие свой размер в летний и весенний периоды. По плотности уступает Земле, а ядро твердое. Исследователи пока не добыли доказательства жизни, но есть все намеки и условия в прошлом. Планета обладает водяным льдом, органикой и метаном.
Формирование и общие черты планет Земной группы
Полагают, что планеты земного типа появились первыми. Изначально пылинки сливались, создавая большие объекты. Они располагались ближе к Солнцу, поэтому летучие вещества испарялись. Небесные объекты разрастались до километрового размера, становясь планетезималями. Затем и они накапливают все больше пыли.
Анализ показывает, что на раннем этапе развития Солнечной системы могло присутствовать около сотни протопланет, чьи размеры варьировались между Луной и Марсом. Они постоянно сталкивались, за счет чего сливались, выбрасывая мусорные осколки. В итоге, уцелели 4 крупные планеты земной группы: Меркурий, Венера, Марс и Земля.
Все они отличаются высоким показателем плотности, а состав представлен силикатами и металлическим железом. Крупнейшим представителем земного типа выступает Земля. Эти планеты также выделяются общей структурой строения, включающей ядро, мантию и кору. Лишь у двух планет (Земля и Марс) есть спутники.
Текущие исследования планет Земной группы
Исследователи считают, что планеты земного типа – лучшие кандидаты в обнаружении жизни. Конечно, выводы основаны на том, что единственная планета с жизнью – Земля, поэтому ее характеристики и особенности служат своеобразным эталоном.
Все говорит о том, что жизнь способна выживать в экстремальных условиях. Поэтому ее ожидают найти даже на Меркурии и Венере, несмотря на их высокие температуры. Больше всего внимания уделяют Марсу. Это не только главный кандидат в нахождении жизни, но и потенциальная будущая колония.
Если все пойдет по плану, то в 2030-х гг. на Красную планету могут отправить первую партию астронавтов. Сейчас на планете постоянно находятся роверы и орбитальные аппараты, которые ищут воду и признаки жизни.
Экзопланеты земного типа
Многие найденные экзопланеты оказывались газовыми гигантами, потому что их намного проще отыскать. Но с 2005 года мы начали активно улавливать земные объекты благодаря миссии Кеплер. Большую часть прозвали классом супер-земель.
Среди таких стоит вспомнить Глизе 876d, чья масса в 7-9 раз превосходит земную. Совершает обороты вокруг красного карлика, отдаленного от нас на 15 световых лет. В системе Глизе 581 нашли 3 земных экзопланеты с дистанцией в 20 световых лет.
Наименьшая – Глизе 581e. Она превышает нашу массу всего в 1.9 раз, но расположена крайне близко к своей звезде. Первой подтвержденной земной экзопланетой была Кеплер-10b, больше нашей массы в 3-4 раз. Она отдалена на 460 световых лет и найдена в 2011 году. Тогда же команда миссии выдала список из 1235 претендентов, где 6 были земного типа и располагались в зоне обитаемости.
Супер-Земли
Среди экзопланет удалось отыскать множество супер-земель (по размеру между Землей и Нептуном). Эту разновидность не встретить на территории нашей системы, поэтому пока еще не ясно, выглядят они скорее как гиганты или земной тип.
Сейчас научный мир ожидает запуска телескопа Джеймс Уэбб, который обещает увеличить силу поиска и откроет нам космические глубины.
Категории планет Земной группы
Существует разделение планет земного типа. Силикатные – типичные объекты нашей системы, представленные каменной мантией и металлическим ядром. Железные – теоретическая разновидность, состоящая полностью из железа. Это придает больший показатель плотности, но сокращает радиус. Такие планеты способны появиться только на территориях с высоким температурным показателем.
Скалистые – еще один теоретический вид, где есть силикатная порода, но нет металлического ядра. Они должны сформироваться подальше от звезды. Углеродистые – наделены металлическим ядром, вокруг которого скопился углеродосодержащий минерал.
Раньше мы думали, что детально изучили процесс планетарного формирования. Но рассмотрение экзопланет заставляет находить множество пробелов и приниматься за новые исследования. Это расширяет также условия поиска жизни в чужих мирах. Кто знает, что мы там увидим, если сможем послать зонд.
Как-то я прочитала о том, что в 2024 году планируется отправить первых переселенцев на Марс. Некоторые мои знакомые изъявили желание отправиться в это неведомое путешествие в один конец. А мне что-то не очень хочется, потому что эта планета безжизненна, а я люблю животных, цветы и дикую природу. Особенно мне расхотелось туда лететь после просмотра фильма "Марсианин", где были реалистично изображены унылые пейзажи и невыносимые погодные условия этого небесного тела. А ведь Марс - это наш сосед, это вторая по приближенности к нам планета (первая - Венера). Всего планет группы Земли четыре. Они так называются, потому что состоят из твердого грунта. Назовем их в порядке отдаленности от Солнца.
Меркурий - наименьшая планета земной группы
Небольшое тело, характеризующееся быстрым движением вокруг Солнца, за что и получила имя бога торговли . А вот вокруг своей оси Меркурий вращается медленно, поэтому здесь сутки длиннее года . Атмосфера состоит из водорода, аргона, гелия и примеси кислорода . Климат жаркий, температура - до +420 градусов .
Венера - красавица земной группы
Красива при рассмотрении в телескоп или бинокль, на рассвете ее можно увидеть невооруженным глазом. Вероятно, поэтому она получила имя богини любви . Для нее характерны облака из серной кислоты, которые плывут в атмосфере из углекислого газа . Зрелище красивое, но для жизни абсолютно непригодное. К тому же температура на планете тоже зашкаливает за +400 .
Земля - живая планета
Это наша планета. Главная ее особенность - жизнь , которая возможна благодаря:
- атмосфере, состоящей из воздуха;
- большому количеству жидкой воды;
- мягкому климату.
Древние люди боготворили свою кормилицу - почву, второе название которой - земля. В честь нее и было дано имя родной планете.
Марс - холодная планета
Имеет грунт красного цвета , что дало повод назвать его именем бога войны . Так как Марс расположен дальше от солнечного тепла, чем Земля, то и климат на нем очень холодный. При морозе более 130 градусов колонизация планеты является проблематичной. Да и атмосфера здесь непригодна для дыхания, она состоит в основном из диоксида углерода .