Планеты земной группы

Планеты земной группы отличаются от планет-гигантов, а также друг от друга. Среди них нет двух одинаковых планет. Они отличны по размерам, физико-химическим параметрам, строению недр и поверхностей, составам атмосфер. В основном эти различия определены начальными условиями формирования планет – химическим составом, плотностью вещества в тех частях протопланетного облака, где эти планеты формировались. Также на них влияло расстояние от Солнца, резонансное взаимодействие с ним и другими планетами.

Меркурий – ближайшая к Солнцу планета, имеющая самую высокую среднюю плотность. Это указывает на то, что ядро Меркурия состоит из металлов. Поверхность Меркурия напоминает Луну, так как покрыта многочисленными кратерами ударного происхождения. Атмосферы на планете нет. На освещенной стороне температура достигает 625 К, поэтому молекулы газов приобретают скорость, достаточную, чтобы навсегда покинуть планету.

Венера – планета, по своим размерам, массе и средней плотности наиболее близкая к Земле.
У нее самая мощная атмосфера из всех планет земной группы, на 97% состоящая из углекислого газа. Температура у поверхности Венеры достигает 750 К при давлении в 90 атмосфер. На Венере есть кора, аналогичная земной. Внутренняя структура планеты также должна быть похожей на земную – металлическое ядро и силикатная мантия.

Земля – самая крупная из внутренних планет. У нее есть очень крупный спутник – Луна, масса которой составляет 1/81 массы Земли. У Земли очень необычная азотно-кислородная атмосфера, единственная в Солнечной системе. Кроме того, на Земле есть жизнь и разум. Под действием притяжения Солнца Земля, как и другие тела Солнечной системы, обращается вокруг него по эллиптической орбите, мало отличающейся от круговой. Тем не менее расстояние от Земли до Солнца в течение года меняется почти на 5 млн км. Скорость движения Земли по орбите - около 30 км/с. Вместе с Солнцем Земля участвует в движении вокруг центра Галактики со средней скоростью 250 км/с. Если смотреть на Землю, поднявшись над Северным полюсом, то орбитальное движение Земли происходит против часовой стрелки, т.е. в том же направлении, что и осевое вращение Солнца, и осевое вращение Земли, и обращение Луны вокруг Земли. Это называется прямым вращением.

Притяжение Луны создает приливные деформации как атмосферы с гидросферой, так и твердой оболочки Земли. В результате вращение Земли замедляется, а Луна удаляется от Земли. За столетие период вращения Земли вокруг своей оси возрастает на несколько миллисекунд. 500 млн лет назад земные сутки длились около 21 часа.

Так как Земля имеет сплюснутую форму, а орбита Луны не лежит в плоскости земного экватора, притяжение Луны вызывает медленный поворот земной оси в пространстве – прецессию. Полный поворот происходит за 26 тыс. лет. В результате медленно изменяется картина суточного вращения звездного неба. Около 4 тысяч лет назад полюс мира был вблизи Дракона, теперь же он расположен вблизи Полярной звезды, а через 12 тыс. лет «полярной» звездой станет Вега. На это движение помимо прочего накладываются периодические колебания направления оси – нутация, период которой составляет 18,6 года. Вместе это приводит к перемещению географических полюсов по земной поверхности. Сейчас Северный полюс смещается в сторону Северной Америки со скоростью 11 см в год.

Луна – наш спутник и ближайшее к нам космическое тело. Поверхность Луны изучена достаточно хорошо. Она состоит из светлых участков, образованных горными системами, и темных участков – морей. Названия для них были предложены еще в XVII в. На лунной карте есть Море Дождей, Море Ясности, Море Изобилия, Море Спокойствия, Океан Бурь и др. Кроме того, на Луне множество кратеров ударного происхождения, самые крупные из которых называются лунными цирками.

Луна представляет собой сферическое тело, сложенное из силикатного материала и лишенное металлического ядра. Луна состоит из коры мощностью 20–30 км, мантии, достигающей глубины 1000 км, и силикатного ядра радиусом 700 км. Лунная кора похожа на земную океаническую кору, а мантия и ядро отличаются от земных. На Луне отсутствует атмосфера, хотя недавно обнаружена вода в виде льда.

До сих пор загадкой остается происхождение Луны. Приведенная нами выше концепция Альвена–Аррениуса не работает при описании Луны. Поэтому Альвен и Аррениус предположили, что Луна начала формироваться как самостоятельная планета, но ее струйный поток в силу невыясненных обстоятельств располагался в непосредственной близости от более мощного струйного потока Земли. Эти потоки пересеклись, и струйный поток Луны был захвачен струйным потоком Земли. Дальнейшее формирование двух планетных тел шло совместно. Вторжение Луны в окрестности Земли прекратило формирование вторичных тел (по гипотезе Альвена–Аррениуса, должно было образоваться пять небольших спутников), и вместо еще одной внутренней планетной системы появилось сообщество планеты и планетоподобного спутника.

Существуют и другие гипотезы. Еще Дж. Дарвин высказал идею возможного отделения Луны от Земли на ранних этапах ее истории. Также высказывается предположение о захвате Луны, сформировавшейся как планета вблизи Солнца, Землей. Это произошло в результате воздействия Меркурия на орбиту Луны (она имела радиус 0,28 а.е.). При этом Меркурий приобрел сильно вытянутую орбиту, а Луна приблизилась настолько близко к Земле, что была захвачена ей. Есть также интересные гипотезы, которые предлагают рассматривать Меркурий в качестве бывшего планетоподобного спутника Венеры, покинувшего «хозяйку» и поднявшего свой статус до полноправной планеты.

Еще одна группа гипотез предлагает варианты катастрофического происхождения Луны. Возможно, Луна появилась в результате касательного столкновения Протоземли с Протомарсом на заре истории этих планет. При этом произошло отделение громадного куска вещества из того места, где сейчас находится впадина Тихого океана. Отделившийся кусок стал Луной, а потеря Землей части своего вещества привела к наблюдаемому сегодня неравномерному распределению ее массы.

Марс - последняя планета земной группы. Он наиболее удален от Солнца и имеет самую низкую среднюю плотность вещества. Марс значительно меньше Земли и имеет маломощную атмосферу (атмосферное давление на поверхности составляет 6 мм рт. ст.), состоящую из углекис-лого газа. Поэтому поверхность планеты покрыта метеоритными кратерами. На Марсе есть вода, образующая белые полярные шапки. Поверхность Марса имеет характерный красноватый цвет, который придают ей окислы железа. У Марса два спутника – Фобос и Деймос. Они имеют неправильную форму и, возможно, являются захваченными Марсом астероидами.



Оглавление
Структурные уровни организации материи. Мега- и макромир.
Дидактический план
Предисловие
Структурность и системность материи
Микро-, макро- и мегамир
Основные представления о мегамире
Возникновение Вселенной. Теория Большого Взрыва
Модель расширяющейся Вселенной
Образование Солнечной системы
Проблема существования и поиска внеземных цивилизаций
Основные направления поиска внеземных цивилизаций
Современный анализ проблемы внеземных цивилизаций
Солнечная система
Галактики
Планеты Солнечной системы
Внешние планеты Солнечной системы
Планеты земной группы
Сравнительная характеристика планет земной группы
Гипотезы о происхождении планет Солнечной системы
Форма и размеры Земли
Современные представления о строении Земли
Образование Земли
Возраст Земли
Геосферы Земли
Химическая эволюция Земли
Природные ресурсы и их использование
Неисчерпаемые природные ресурсы
Исчерпаемые природные ресурсы
Концепции пространства и времени в современном естествознании
Развитие представлений о пространстве и времени
Теория относительности
Специальная теория относительности
Общая теория относительности
Свойства пространства и времени
Всеобщие свойства пространства и времени
Общие свойства пространства
Общие свойства времени
Специфические (локальные) свойства пространства
Все страницы