Сравнительная характеристика планет земной группы

Из всех планет земной группы Земля – самая большая планета. Но как показывают оценки, даже такие размеры и масса оказываются минимальными, при которых планета способна удержать свою газовую атмосферу. Тем не менее Земля теряет водород и другие легкие газы, что заметно по шлейфу, который тянется за нашей планетой. Венера почти равна по размерам и массе Земле, но она ближе к Солнцу и получает от него больше тепла. Поэтому она давно потеряла весь свой свободный водород. У двух других планет атмосфера либо отсутствует (как у Меркурия), либо сохранилась в очень разреженном состоянии (как у Марса).

Наиболее близкие к Солнцу планеты – Меркурий и Венера обладают очень медленным вращением вокруг оси, продолжающимся десятками и сотнями земных суток. Медленное враще-ние этих планет, по-видимому, связано с их резонансным взаимодействием с Солнцем и друг с другом. Земля и Марс делают оборот вокруг своей оси примерно за одинаковое время – 24 часа.

Венера – единственная планета, имеющая обратное вращение, противоположное направлению вращения Солнца вокруг своей оси. Она как бы опрокинута «вверх ногами» на своей орбите.

Из всех планет только Земля обладает сильным магнитным полем, на два порядка превосходящим значения магнитных полей у других планет.

Важнейшей характеристикой любой планеты является наличие (или отсутствие) атмосферы. Три из четырех планет обладают заметной атмосферой. Атмосфера Земли кардинально отличается от атмосфер других планет: в ней мало углекислого газа, много молекулярного кислорода и паров воды. Это связано с тем, что вода морей и океанов Земли хорошо поглощает углекислый газ, а живое вещество биосферы планеты насыщает атмосферу кислородом, образующимся в ходе процессов фотосинтеза. Подсчеты показывают, что если освободить всю поглощенную водой океанов углекислоту и одновременно убрать из атмосферы кислород, накопленный за счет жизнедеятельности растений, состав земной атмосферы стал бы подобным составу атмосфер Венеры и Марса. Относительно малые размеры Марса не позволили ему удержать плотную атмосферу. Тем не менее раньше она была более плотной из-за процессов активного выделения газов из недр планеты. Тогда, очевидно, условия на планете были более мягкими, без резких перепадов дневных и ночных температур. Сейчас же в разреженной атмосфере Марса возникают настолько мощные пылевые бури, что они поднимают массы песка на высоту многих километров, практически скрывая поверхность планеты от наблюдателей за непроницаемой завесой пыли.

Венера, напротив, имеет очень плотную атмосферу, в основном состоящую из углекислого газа. Возникший из-за этого парниковый эффект разогрел поверхность Венеры до огромных температур. Близость Венеры к Солнцу способствовала быстрой потере водорода, что привело к невозможности появления воды и снижения температуры на поверхности планеты до приемлемого уровня.

На Венере, таким образом, отсутствует гидросфера. Да и в атмосфере пары воды присутствуют в очень незначительном количестве. Причины этого до сих пор неизвестны. Тем не менее существует предположение, что отсутствие гидросферы, очень медленное обратное вращение и отсутствие своего магнитного поля у Венеры являются следствием некоей общей причины, определившей различия в путях развития Венеры и Земли.

На Марсе в прошлом (примерно миллиард лет назад) существовала гидросфера. А три миллиарда лет назад там, возможно, был океан. В наши дни вода на Марсе существует в виде инея и льда в полярных шапках этой планеты. Также вода должна быть на планете в слое вечной мерзлоты. Поэтому на Марсе может существовать жизнь, по крайней мере, в простейших ее формах.

Лишь на Земле гидросфера развита настолько хорошо, что существует в виде Мирового океана, занимающего большую часть поверхности нашей планеты. Поэтому наша планета должна бы называться не Землей, а Океаном.

Существенно отличаются также и рельефы планет земной группы, что связано с различиями в вулканических и геологических процессах на них. Сегодня считается, что тектоническая активность может служить мерилом жизнеспособности планеты в целом. Если тектоническая деятельность отсутствует или значительно сокращается, можно делать вывод об умирании этой планеты. При тектонической деятельности идет активный обмен веществом и энергией между поверхностью и недрами планеты. При этом формируется и поддерживается атмосфера, гидро-сфера и господствующие типы рельефа местности. С прекращением тектонической активности планета превращается в мертвое небесное тело, на котором преобладают процессы деградации.

Земля и в наши дни отличается высокой тектонической активностью, ее геологическая история далека от завершения. Это проявляется в периодически случающихся землетрясениях и извержениях вулканов, иногда носящих катастрофический характер. В прошлом Земля отличалась еще большей геологической активностью. Поэтому современный рельеф Земли продолжает меняться. Огромную роль при этом играет воздействие не только эндогенных (тектонических), но и экзогенных процессов – гидросферных, атмосферных и биосферных. На других планетах такое сочетание факторов отсутствует.

Рельеф земной поверхности отличается глобальной асимметрией. Она хорошо заметна на глобусе при сравнении Северного и Южного полушарий, на котором видно, что участки суши и моря симметричны относительно центра Земли.

Средняя глубина Мирового океана близка к 4 км, хотя отдельные впадины достигают глубины почти в 12 км (Марианская впадина), а некоторые вершины и вулканические конусы значительно выступают над поверхностью воды, образуя целые острова.

Рельеф континентальной части планеты более разнообразен: равнины, возвышенности, плато, горные хребты и огромные горные системы сменяют друг друга. Отдельные участки суши лежат ниже уровня моря (район Мертвого моря, Нидерланды), а некоторые горные вершины достигают высоты почти в 9 км.

Асимметричны не только рельефы, но и тепловые режимы Северного и Южного полушарий. Северное полушарие более теплое, чем Южное. Так, в Северном полушарии температура опускается до –70°С, а в Южном – до –90°С. Кроме того, в Южном полушарии расположен абсолютный полюс ветров (в Антарктиде) и «ревущие сороковые» широты – зона постоянных бурь и ураганов. Неодинаковы и тепловые режимы Западного и Воcточного полушарий. Так, в Америке климат более умеренный, чем в Азии. Это связано с тем, что в Азии горные цепи расположены по параллелям и задерживают перемещение воздушных масс в направлении с юга на север. Поэтому значительная часть азиатской территории содержит многолетнемерзлые грунты.

А в Восточной Сибири зимой обычно устанавливается устойчивый антициклон с низкими температурами. Кроме того, в Западном полушарии больше воды, чем в Восточном. Это также смягчает американский климат.

Рельефы Марса и Венеры формировались в иных условиях, чем на Земле. Отсутствие гидросферы исключает разделение на океанский и континентальный рельефы. Иначе проходила и тектоническая деятельность на этих планетах.

В наши дни на Марсе отсутствует вулканическая активность, хотя еще сто миллионов лет назад она была довольно бурной. От того времени сохранились конусы потухших вулканов, покрытая лавами большая часть поверхности планеты, а также характерные разломы и сбросы марсианской коры.

Одним из следствий затухания вулканической деятельности стало резкое сокращение поступления газов из недр планеты в атмосферу. А поскольку масса Марса недостаточна для удержания плотной атмосферы, она начала редеть. Все говорит о том, что геологическая эволюция Марса завершилась.

У Марса, как и у Земли, наблюдается небольшая асимметрия двух полушарий. Рельеф Северного полушария равнинный, с хорошо выраженными признаками прошлой вулканической деятельности. Здесь располагаются крупнейшие вулканические конусы планеты, в том числе гигантские горы Арсия, Акреус, Павонис и Олимп. Диаметры их оснований достигают 500–600 км, высоты над уровнем поверхности – 26–27 км, диаметры кратеров на вершинах – 60–100 км. Южное же полушарие почти сплошь покрыто кратерами ударного происхождения и напоминает лунный ландшафт. Нет на Марсе ни литосферных плит, ни геосинклинальных областей, присутствующих на Земле.

Поверхность Венеры в основном представляет собой равнину, на фоне которой выделяются две обширные горные области – Земля Иштар и Земля Афродиты. Их средняя высота над равниной – 4 км, простираются они на несколько тысяч километров. Судя по всему, на Земле и Венере шли сходные процессы горообразования: складчатые смятия коры, появляющиеся при горизонтальных сжатиях.

Средний возраст исследованной территории Венеры оценивается в 1 млрд лет. Процессы разрушения поверхностных структур, бурно протекающие на Земле, на Венере идут удивительно медленно: за миллиард лет разрушенный слой не превысил нескольких десятков метров. Подобные темпы разрушения характерны для малых безатмосферных планет типа Меркурия. На Венере причиной такой стабильности является отсутствие гидросферы, окислительной атмосферы, а также тектонической активности в наши дни.

Таким образом, утверждения о том, что Венера – молодая планета, только начинающая свою геологическую историю, неверны. Она уже миновала пору активного планетного развития и в этом отношении близка к Марсу. Сходство Венеры и Марса объяснимо – основным геологообра-зующим процессом на этих планетах была тектоническая активность.

В современную эпоху только Земля остается «живой» планетой, ее геологическое развитие продолжается.

Главным отличием Земли от других планет является хорошо развитая биосфера. Вершиной эволюции жизни на нашей планете стал человек, обладающий разумом.



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