Планети, що відносяться до земній групі, - Меркурій, Венера, Земля, Марс - мають невеликі розміри та маси, середня щільність цих планет у кілька разів перевищує щільність води; вони повільно обертаються навколо осей; у них мало супутників (у Меркурія та Венери їх взагалі немає, у Марса – два крихітних, у Землі – один).
Риси подібності та відмінності виявляються також при вивченні атмосфер планет земної групи Хорошавіна С.Г. Концепція сучасного природознавства. Курс лекцій - Ростов-на-Дону, 2006.
Меркурій
Меркурій - четверта по блиску планета: у максимумі блиску вона майже така ж яскрава, як Сіріус, яскравіше за неї бувають тільки Венера, Марс і Юпітер. Тим не менш, Меркурій - дуже важкий об'єкт для спостережень через невелику кількість його орбіти і, отже, близькості до Сонця. Для неозброєного ока Меркурій - світла точка, а у сильний телескоп у нього вигляд серпика чи неповного кола. Зміни виду (фаз) планети з часом показують, що Меркурій - це куля, з одного боку освітлена Сонцем, а з іншого - зовсім темна. Діаметр цієї кулі – 4870 км.
Меркурій повільно обертається навколо своєї осі, будучи завжди зверненим до Сонця однією стороною. Таким чином, період обертання навколо Сонця (меркуріанський рік) становить близько 88 земних діб, а період обертання навколо своєї осі - 58 діб. Виходить, що від сходу Сонця до заходу на Меркурії минає рік, тобто 88 земних діб. І справді, поверхня Меркурія багато в чому подібна до поверхні Місяця, хоча ми й не знаємо, чи дійсно на поверхні Меркурія є моря і кратери. Меркурій має відносно велику щільність серед планет Сонячна система- близько 5,44 г/см3. Вчені припускають, що це обумовлено наявністю масивного металевого ядра (імовірно з розплавленого заліза щільністю до 10 г/см3, що має температуру близько 2000 К), що містить понад 60% маси планети та оточеного силікатною мантією і, ймовірно, корою 60 - 100 км завтовшки .
Венера
Венера спостерігається як «вечірня зірка» і як « Ранкова зірка»- Hesperus і Phosphorus, так називали її в античному світі. Після сонця та Місяця Венера – найяскравіше небесне світило, а вночі освітлені нею предмети можуть відкидати тіні. Також Венера - найближча до Землі планета. Її навіть називають "сестрою Землі". І справді - радіус Венери майже дорівнює земному (0,95), її маса - 0,82 маси Землі. Венера досить добре вивчена людьми - до планети наближалися як радянські АМС серії "Венера", так і американські Маринери. Венера звертається навколо Сонця за 224,7 земної доби, але з цією цифрою, на відміну від Меркурія, нічого цікавого не пов'язано. Дуже цікавий фактпов'язаний з періодом обертання самої планети навколо своєї осі - 243 земні доби (у зворотному напрямку) і періодом обертання потужної венеріанської атмосфери, яка здійснює повний оберт навколо планети за... 4 дні! Це відповідає швидкості вітру біля поверхні Венери 100 м/с або 360 км/год! Вона має атмосферу, вперше відкриту М. В. Ломоносовим в 1761 під час проходження планети по диску сонця. Планета огорнута густим шаром білих хмар, що приховують її поверхню. Наявність в атмосфері Венери густих хмар, що ймовірно складаються з крижаних кристалів, пояснює високу відбивну здатність планети - 60% падаючого сонячного світла відбивається від неї. Сучасні вчені встановили, що венеріанська атмосфера на 96% складається з Вуглекислий газСО2. Присутні тут також азот (майже 4%), кисень, водяні пари, благородні гази та ін. (Всіх менше 0,1%). Основою густого хмарного шару, розташованого на висоті 50 - 70 км, є дрібні краплі сірчаної кислоти з концентрацією 75-80% (решта - вода, що активно "вбирається" крапельками кислоти). На Венері існують вулкани, що діють, так, як достовірно відомо, що сейсмічна і тектонічна діяльність на Венері була дуже активна порівняно недавно. Внутрішня будова цього псевдоблизня Землі також подібна до будови нашої планети.
Земля
Наша земля здається нам такою великою і міцною і такою важливою для нас, що ми схильні забувати про те скромне становище, яке воно займає в сім'ї планет сонячної системи. Правда у Землі все ж таки є досить товста атмосфера, що прикриває тонкий неоднорідний шар води, і навіть титулований супутник діаметром приблизно в ? її діаметра. Однак ці особливі прикмети Землі навряд чи можуть бути достатньою основою нашого космічного «егоцентризму». Але, будучи невеликим астрономічним тілом, Земля є найвідомішою для нас планетою. Радіус земної кулі R = 6378 км. Обертання земної кулі природно пояснює зміну дня і ночі, схід і захід світил. Деякі грецькі вчені здогадувалися і про річний рух Землі навколо Сонця. Річний рух Землі переміщує спостерігача і цим викликає видиме усунення ближчих зірок щодо більш далеких. Строго кажучи, навколо Сонця рухається центр ваги системи Земля - Місяць, так званий баріцентр; навколо цього центру Земля та Місяць описують протягом місяця свої орбіти.
Наші уявлення про внутрішній будовіі фізичному станінадр земної кулі засновані на різноманітних даних, серед яких істотне значення мають дані сейсмології (наука про землетруси та закони поширення пружних хвильу земній кулі). Вивчення поширення в земній кулі пружних хвиль, що виникають при землетрусах або при потужних вибухах, дозволило відкрити і вивчити шаруватий будову земних надр.
Повітряний океан, що оточує Землю, - її атмосфера, - є ареною, де розігруються різноманітні метеорологічні явища. В основному земна атмосфера складається з азоту та кисню.
Атмосферу землі умовно ділять п'ять верств: тропосферу, стратосферу, мезосферу, іоносферу і екзосферу. Великий вплив на багато процесів, що відбуваються на нашій планеті, має гідросфера, або Світовий океан, поверхня якого в 2,5 рази більше площісуші. Земну кулюмає магнітне поле. За межами щільних шаріватмосфери він підперезаний невидимими хмарами з часток, що швидко рухаються високої енергії. Це так звані пояси радіації. Будова та властивості поверхні нашої планети, її оболонок та надр, магнітного поля та поясів радіації досліджуються комплексом геофізичних наук.
Марс
Коли 1965 року американська станція Марінер-4 з малої відстані вперше отримала знімки Марса, ці фотографії викликали сенсацію. Астрономи були готові побачити будь що, тільки не місячний ландшафт. Саме на Марс покладали особливі сподівання ті, хто хотів знайти життя у космосі. Але ці сподівання не виправдалися - Марс виявився неживим. За сучасними даними радіус Марса майже вдвічі менший за земний (3390 км), а за масою Марс поступається Землі вдесятеро. Звертається навколо Сонця ця планета за 687 земних діб (1,88 року). Сонячна доба на Марсі практично дорівнює земним - 24 год 37 хв, а вісь обертання планети нахилена до площини орбіти на 25), що дозволяє зробити висновок про схожу із земною зміною (для Землі - 23 пори року.
Але всі мрії вчених про наявність життя на Червоній планеті розтанули після того, як було встановлено склад атмосфери Марса. Для початку слід зазначити, що тиск у поверхні планети в 160 разів менший за тиск земної атмосфери. А складається вона на 95% з вуглекислого газу, містить майже 3% азоту, більше 1,5% аргону, близько 1,3% кисню, 0,1% водяної пари, є також чадний газ, знайдені сліди криптону та ксенону. Зрозуміло, у такій розрідженій та негостинній атмосфері жодного життя існувати не може.
Середньорічна температура на Марсі становить приблизно -60 перепади температур протягом доби викликають сильні пилові бурі, під час яких густі хмари піску та пилу піднімаються до висот 20 км. Склад марсіанського грунту був остаточно виявлений при дослідженнях американських апаратів Вікінг-1 і Вікінг-2, що спускаються. Червоний блиск Марса викликаний великою кількістю у його поверхневих породах оксиду заліза III (охри). Рельєф Марса дуже цікавий. Тут присутні темні та світлі області, як і на Місяці, але на відміну від Місяця, на Марсі зміна кольору поверхні не пов'язана зі зміною висот: на одній висоті можуть бути як світлі, так і темні області.
Досі вченим не відома природа катаклізму, що спричинив глобальні зміни клімату на Марсі, що призвели до сучасних умов.
Розділ 8. Планети земної групи: Меркурій, Венера, Земля
Освіта планет
Так чи інакше, але на сьогоднішній момент у Сонячній системі відомо 8 планет: Меркурій, Венера, Земля, Марс, Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун і кілька плутоноїдів, у тому числі Плутон, який донедавна був серед планет. Всі планети рухаються орбітами в одному напрямку і в одній площині і майже по кругових орбітах (за винятком плутоноїдів). Від центру до околиці Сонячної системи (до Плутона) 5,5 світлових годинників. Відстань від Сонця до Землі 149 млн км, що становить 107 його діаметрів. Перші від Сонця планети за розмірами разюче відрізняються від останніх і, на відміну від них, називаються планетами земної групи, а далекі – планетами гігантами.
Меркурій
Найближчу до Сонця планету Меркурій названо на честь римського бога торгівлі, мандрівників та злодіїв. Ця маленька планета швидко переміщається орбітою і дуже повільно обертається навколо своєї осі. Меркурій був відомий з давніх-давен, проте астрономи не відразу зрозуміли, що це планета, і що вранці і ввечері вони бачать одну і ту ж зірку.
Меркурій знаходиться від Сонця на відстань близько 0,387 а. (1 а.е. дорівнює середньому радіусу орбіти Землі), і відстань від Меркурія до Землі, у міру руху його та Землі за своїми орбітами, змінюється від 82 до 217 млн. км. Нахил поверхні орбіти Меркурія до поверхні екліптики (площині сонячної системи) становить 7°. Вісь Меркурія майже перпендикулярна до площини його орбіти, а орбіта його витягнута. Таким чином, на Меркурії не буває зміни пір року, а зміни дня і ночі відбуваються дуже рідко, приблизно раз на два меркуріанські роки. Одна сторона його, звернена тривалий час до Сонця, сильно розпечена, а друга, тривалий час відвернута від Сонця, знаходиться в моторошному холоді. Меркурій рухається довкола Сонця зі швидкістю 47,9 км/с. Вага Меркурія майже в 20 разів менша, ніж вага Землі (0,055M), а щільність – майже така сама, як у Землі (5,43 г/см 3 ). Радіус планети Меркурій становить 0,38 R (радіуса Землі, 2440 км).
Через близькість до Сонця під дією гравітації в тілі Меркурія виникали потужні припливні сили, які гальмували обертання навколо своєї осі. Зрештою Меркурій опинився у резонансній пастці. Виміряний у 1965 році період його обігу навколо Сонця становив 87,95 земної доби, а період обертання навколо своєї осі – 58,65 земної доби. Три повні оберти навколо своєї осі Меркурій завершує за 176 діб. За той самий термін планета здійснює два оберти навколо Сонця. Надалі припливне гальмування Меркурія має призвести до рівності його обороту навколо осі і обороту навколо Сонця. Тоді він буде звернений до Сонця завжди однією строною, як Місяць до Землі.
Супутників у Меркурія немає. Можливо, колись давно Меркурій сам був супутником Венери, але через сонячну гравітацію він був "відібраний" у Венери і став самостійною планетою. Планета має власне сферичну форму. Прискорення вільного падіння на його поверхні майже в 3 рази менше від земного (g = 3,72 м/с 2 ).
Близькість до Сонця ускладнює спостереження Меркурія. На небосхилі він не відходить далеко від Сонця - максимум на 29 °, З Землі видно або перед сходом Сонця (ранкова видимість), або після заходу (вечірня видимість).
За своїми фізичними характеристиками Меркурій нагадує Місяць, його поверхні багато кратерів. На Меркурії є дуже розріджена атмосфера. Планета має велике залізне ядро, що є джерелом гравітації і магнітного поля, напруженість якого становить 0,1 від напруженості магнітного поля Землі. Ядро Меркурія складає 70% від обсягу планети. Температура лежить на поверхні від 90° до 700° До (від –180° до +430° C). Соняшникова екваторіальна сторона нагрівається набагато більше, ніж полярні області. Різний ступіньнагрівання поверхні створює різницю у температурі розрідженої атмосфери, що має викликати її рух – вітер.
Існують чотири планети Земної групи в нашій Сонячній системі: Меркурій, Венера, Земля та Марс. Вони отримали свою назву за подібність до нашої планети Земля. Планети Земної групи нашої Сонячної системи також відомі як внутрішні планети, тому що ці планети розташовані в області між Сонцем та . Всі планети Земної групи володіють малими розмірами та масами, високою щільністю і складаються переважно з силікатів та металевого заліза. За головним поясом астероїдів (у зовнішній області) знаходяться , за розмірами та масою в десятки разів перевищують планети Земної групи. Згідно з низкою космогонічних теорій, у значній частині позасонячних планетних систем екзопланети теж поділяються на твердотільні планети у внутрішніх областях та газові планети - у зовнішніх.
Планети земної групи бідні природними супутниками. На чотири планети земної групи припадає лише три супутники. Дві найдальші планети від Сонця, із планет земної групи мають супутники, один великий у Землі та два крихітних у Марса.
Хоч Місяць і вважається супутником, технічно він міг би вважатися планетою, якби мав орбіту навколо Сонця. Місяць є повноцінним учасником гравітаційної системи Земля-Місяць.
У Марса два маленькі супутники: Фобос і Деймос. Обидва супутники мають форму близьку до тривісного еліпсоїда. Через їхні невеликі розміри сили тяжіння не вистачає, щоб стиснути їх до круглої форми.
Найпотужніша з планет земної групи – Земля – в 330 000 разів легша за Сонце.
Будова та подібність планет земної групи
- Земна група значно менше, ніж газові гіганти.
- Планети земної групи (на відміну всіх планет-гігантів) немає кілець.
- У центрі ядро із заліза із домішкою нікелю.
- Вище ядра знаходиться шар, який називають мантією. Мантія складається з силікатів.
- Планети земної групи складаються головним чином кисню, кремнію, заліза, магнію, алюмінію та інших важких елементів.
- Кора, що утворилася в результаті часткового плавлення мантії і складається також із силікатних порід, але збагачена несумісними елементами. З планет земної групи кори немає Меркурія, що пояснюють її руйнацією внаслідок метеоритної бомбардування.
- У планет є атмосфери: досить щільна у Венери і майже непомітна Меркурія.
- Планети Земної групи також мають ландшафт, що змінюється, наприклад, вулкани, каньйони, гори і кратери.
- У цих планет є магнітні поля: майже непомітне у Венери і відчутне у Землі
Деякі відмінності планет земної групи
- Планети земної групи досить-таки по-різному обертаються навколо своєї осі: один оберт триває від 24 годин для Землі і до 243 доби у Венери.
- Венера, на відміну інших планет, обертається у напрямі, зворотному її руху навколо Сонця.
- Кути нахилу осей до площин їх орбіт у Землі і Марса приблизно однакові, але зовсім інші у Меркурія і Венери.
- Атмосфера планет може змінюватись від товстої атмосфери діоксиду вуглецю у Венери до майже повної відсутності такої у Меркурія.
- Майже 2/3 Землі займають океани, але на поверхні Венери і Меркурія води немає.
- Венера немає розплавленого залізного ядра. В інших планет частина залізного ядра перебуває у рідкому стані.
Вважається, що землеподібні планети є найбільш сприятливими для виникнення життя, тому їх пошук привертає пильну увагу громадськості. Прикладом екзопланет земного типу можуть бути суперземлі. Станом на червень 2012 року знайдено понад 50 суперземель.
> Планети Земної групи
Планети земної групи– перші чотири планети Сонячної системи із фото. Дізнайтеся характеристики та опис планет земного типу, пошук екзопланет, дослідження.
Дослідники вивчають простори Сонячної системи багато століть, відзначаючи різні планетарні типи. З моменту відкриття доступу до екзопланетів наша інформаційна базастала ще ширшою. Окрім газових гігантів ми знаходили і об'єкти земного типу. Що ж це таке?
Визначення планет Земної групи
Планета земного типу- небесне тіло, представлене силікатними породами або металом, і має твердий поверхневий шар. Це головна відмінність від газових гігантів, наповнених газами. Термін взято від латинського слова "Terra", що перекладається як "Земля". Нижче наведено список, де вказано які є планети земної групи.
Структура та особливості планет Земної групи
Усі тіла наділені такою структурою: ядро з металу, наповнене залізом і оточене мантією із силікатів. Їхня поверхнева куля прихована кратерами, вулканами, горами, каньйонами та іншими формуваннями.
Є вторинні атмосфери, створені вулканічною активністю чи прибуттям комет. Мають малу кількість супутників або взагалі позбавлені подібних особливостей. У Землі – Місяць, а у Марса – Фобос та Деймос. Не наділені кільцевими системами. Давайте подивимося, як виглядає характеристика планет земної групи, а також помітимо у чому їх схожості та відмінності на прикладі Меркурія, Венери, Землі та Марса.
Основні факти планет Земної групи
Меркурій- Найменша планета в системі, що досягає 1/3 земного розміру. Наділена тонким атмосферним шаром, через що постійно замерзає і розжарюється. Характеризується високою щільністю із залізом та нікелем. Магнітне поле сягає лише 1% від земного. На поверхні помітно безліч глибоких кратерних шрамів та слабкий шар силікатних частинок. 2012 року помітили сліди органічного матеріалу. Це будівельні блоки для життя, а також знайшли водяний лід.
Венераза розміром нагадує Землю, та її атмосфера занадто щільна і переповнена монооксидом вуглецю. Через це тепло утримується на планеті, роблячи її розпеченою в системі. На більшій частині поверхні розташовані активні вулкани та глибокі каньйони. Лише кільком апаратам вдалося проникнути на поверхню і вижити на короткий часовий проміжок. Кратерів мало, бо метеори згоряють.
Земля- Найбільша в земному типі і має велику кількість рідкої води. Вона потрібна для життя, яке розвивається у всіх формах. Є скеляста поверхня, вкрита каньйонами та височинами, а також важке металеве ядро. В атмосфері є водяна пара, що сприяє пом'якшенню добового температурного режиму. Є зміна регулярних сезонів. Найбільше нагрівання дістається ділянкам біля екваторіальної лінії. Але зараз показники зростають через людську діяльність.
Марсмає в своєму розпорядженні саму високою гороюу Сонячній системі. Більшість поверхні представлена стародавніми відкладеннями і кратерними формуваннями. Але можна знайти і молодші ділянки. Є полярні шапки, що скорочують свій розмір у літній та весняний періоди. По густині поступається Землі, а ядро тверде. Дослідники поки не здобули докази життя, але є всі натяки та умови у минулому. Планета володіє водяним льодом, органікою та метаном.
Формування та загальні риси планет Земної групи
Вважають, що планети земного типу з'явилися першими. Спочатку порошинки зливалися, створюючи великі об'єкти. Вони розташовувалися ближче до Сонця, тому леткі речовини випаровувалися. Небесні об'єктирозросталися до кілометрового розміру, стаючи планетезімалями. Потім і вони накопичують дедалі більше пилу.
Аналіз показує, що на ранньому етапі розвитку Сонячної системи могло бути близько сотні протопланет, чиї розміри варіювалися між Місяцем і Марсом. Вони постійно стикалися, за рахунок чого зливалися, викидаючи сміття. У результаті вціліли чотири великі планети земної групи: Меркурій, Венера, Марс і Земля.
Всі вони відрізняються високим показником щільності, а склад представлений силікатами та металевим залізом. Найбільшим представником земного типу виступає Земля. Ці планети також виділяються загальною структурою будови, що включає ядро, мантію та кору. Лише дві планети (Земля і Марс) є супутники.
Поточні дослідження планет Земної групи
Дослідники вважають, що планети земного типу – найкращі кандидати у виявленні життя. Звичайно, висновки ґрунтуються на тому, що єдина планетаз життям – Земля, тому її властивості й особливості служать своєрідним зразком.
Все говорить про те, що життя здатне виживати в екстремальних умовах. Тому її очікують знайти навіть на Меркурії та Венері, незважаючи на їхні високі температури. Найбільше уваги приділяють Марсу. Це не лише головний кандидат у знаходженні життя, а й потенційна майбутня колонія.
Якщо все піде за планом, то у 2030-х роках. на Червону планету можуть надіслати першу партію астронавтів. Зараз на планеті постійно знаходяться ровери та орбітальні апарати, які шукають воду та ознаки життя.
Екзопланети земного типу
Багато знайдених екзопланетів виявлялися газовими гігантами, тому що їх набагато простіше відшукати. Але з 2005 року ми почали активно вловлювати земні об'єкти завдяки місії Кеплер. Більшість прозвали класом супер-земель.
Серед таких варто згадати Глізе 876d, чия маса у 7-9 разів перевершує земну. Здійснює оберти навколо червоного карлика, віддаленого від нас на 15 світлових років. У системі Глізі 581 знайшли 3 земні екзопланети з дистанцією в 20 світлових років.
Найменша – Глізе 581e. Вона перевищує нашу масу всього в 1.9 разів, але розташована дуже близько до своєї зірки. Першою підтвердженою земною екзопланетою була Кеплер-10b, більша за нашу масу в 3-4 разів. Вона віддалена на 460 світлових років та знайдена у 2011 році. Тоді ж команда місії видала список із 1235 претендентів, де 6 були земного типу та розташовувалися в зоні проживання.
Супер-землі
Серед екзопланет вдалося знайти безліч супер-земель (за розміром між Землею та Нептуном). Цей різновид не зустріти на території нашої системи, тому поки що не ясно, виглядають вони швидше як гіганти або земний тип.
Зараз науковий світочікує запуску телескопа Джеймса Вебба, який обіцяє збільшити силу пошуку і відкриє нам космічні глибини.
Категорії планет Земної групи
Існує розподіл планет земного типу. Силікатні – типові об'єктинашої системи, представлені кам'яною мантією та металевим ядром. Залізні – теоретичний різновид, що складається повністю із заліза. Це надає більшого показника щільності, але скорочує радіус. Такі планети здатні з'явитися лише на територіях із високим температурним показником.
Скелясті - ще один теоретичний вид, де є силікатна порода, але немає металевого ядра. Вони мають сформуватися подалі від зірки. Вуглецеві – наділені металевим ядром, навколо якого скупчився вуглецевмісний мінерал.
Раніше ми думали, що детально досліджували процес планетарного формування. Але розгляд екзопланет змушує знаходити безліч прогалин і братися за нові дослідження. Це також розширює умови пошуку життя в чужих світах. Хтозна, що ми там побачимо, якщо зможемо надіслати зонд.
Якось я прочитала про те, що 2024 року планується відправити перших переселенців на Марс. Деякі мої знайомі виявили бажання вирушити до цієї невідомої подорожі в один кінець. А мені щось не дуже хочеться, бо ця планета нежива, а я люблю тварин, квіти та дику природу. Особливо мені розхотілося туди летіти після перегляду фільму "Марсіанін", де були реалістично зображені похмурі краєвиди та нестерпні погодні умови цього небесного тіла. Адже Марс - це наш сусід, це друга за наближеністю до нас планета (перша - Венера). Усього планет групи Землі чотири. Вони так називаються, тому що складаються із твердого ґрунту. Назвемо їх у порядку віддаленості від Сонця.
Меркурій – найменша планета земної групи
Невелике тіло, що характеризується швидким рухом навколо Сонця, за що отримала ім'я бога торгівлі. А от навколо своєї осі Меркурій обертається повільно, тож тут доба довша за рік. Атмосфера складається з водню, аргону, гелію та домішки кисню.. Клімат спекотний, температура - до +420 градусів.
Венера – красуня земної групи
Красивапри розгляді в телескоп або бінокль, на світанку її можна побачити неозброєним оком. Ймовірно, тому вона отримала ім'я богині кохання. Для неї характерні хмари із сірчаної кислоти, які пливуть у атмосфері з вуглекислого газу. Вид красиве, але для життя абсолютно непридатне. До того ж температура на планеті також зашкалює за +400.
Земля – жива планета
Це наша планета. Головна її особливість - життя, яка можлива завдяки:
- атмосфері, що складається з повітря;
- великою кількістюрідкої води;
- м'якого клімату.
Стародавні люди обожнювали свою годувальницю - ґрунт, друга назва якої - земля. На честь її було дано ім'я рідній планеті.
Марс – холодна планета
Має грунт червоного кольору, що дало привід назвати його ім'ям бога війни. Так як Марс розташований далі від сонячного тепла ніж Земля, то і клімат на ньому дуже холодний. При морозі понад 130 градусівколонізація планети є проблематичною. Та й атмосфератут непридатна для дихання, вона складається в основному з діоксиду вуглецю.