1. Меркурий. Меркурий — самая близкая к Солнцу планета (рис. 51). Она постоянно «прячется» в солнечных лучах, и поэтому её трудно увидеть земному наблюдателю.
У Меркурия нет атмосферы, и его поверхность не защищена от палящих солнечных лучей днём и космического холода ночью. Днём на поверхности планеты температура поднимается до +430 °С, а ночью опускается до -170 °С. Перепад температур происходит медленно, потому что солнечные сутки (промежуток между двумя последовательными полуднями) на Меркурии равны 176 земным.

Вся каменистая поверхность Меркурия покрыта многочисленными кратерами. Большинство из них образовалось в результате падения метеоритов. Кратеры на картах Меркурия названы в честь выдающихся представителей мировой культуры: Бетховен, Гомер, Достоевский, Пушкин, Толстой и др.

Угол наклона оси вращения Меркурия перпендикулярен его орбите, поэтому дно околополярных кратеров никогда не освещается Солнцем. Эти области служат хранилищами водяного льда, перемешанного с горной породой. 

Горы, встречающиеся на Меркурии, достигают высоты всего 2 – 4 км. На планете обнаружены уступы высотой 2 – 3 км, тянущиеся на сотни километров (рис. 52). Вероятно, они появились при формировании планеты из-за неравномерного сжатия в ходе охлаждения.

Вблизи поверхности Меркурия обнаружены атомы гелия и водорода, а также аргона и натрия. Их источниками являются солнечный ветер и вещество плане- Рисунок 52 — Крутые уступы ты, подверженное нагреванию и облучению Солнца.

Магнитное поле планеты очень мало, его напряжённость в 300 раз меньше земного.

Параметры Меркурия смотрите в таблице 2.

Таблица 2 — Параметры Меркурия

2. Венера. Венера — вторая от Солнца планета Солнечной системы (рис. 53). Она почти такого же размера, как и Земля, а её масса составляет около 80 % земной массы. На небе её можно наблюдать утром или вечером в виде очень яркого светила.

Густая атмосфера Венеры долго скрывала тайны её поверхности. Учёные ещё в середине XX в. думали, что планета покрыта тропическими лесами. Но достигшие её советские космические аппараты «Венера» сфотографировали безжизненную раскалённую пустыню. Температура поверхности достигает 464 °С и почти не изменяется в течение суток (см. табл. 3 на с. 83).

Густые облака пропускают мало солнечного света и создают «сумеречную» освещённость даже тогда, когда Солнце находится высоко над горизонтом.

Большую часть поверхности Венеры занимают равнины. Самые высокие горы поднимаются на 11 км над средним уровнем поверхности — Горы Максвелла. Обнаружены на Венере кратеры диаметром до сотен километров (рис. 54). Крупные кратеры названы в честь выдающихся женщин мира (Ахматова, Войнич, Дункан, Орлова) или просто женскими именами (Антонина, Валентина, Зоя, Ирина, Нана, Оля и др.). Обширные возвышенности-материки носят имена: Земля Афродиты, Земля Иштар, Земля Лады и др.

Около 500 млн лет назад на Венере произошла глобальная геологическая катастрофа. Сотни тысяч действующих вулканов извергли огромное количество лавы, которая покрыла всю поверхность планеты.?
Самый высокий потухший вулкан (рис. 55) — гора Маат, названная так в честь египетской богини истины и порядка, — вздымается над окружающей её равниной почти на 8 км. Отдельные вулканы достигают высоты 3 км при ширине у подножия 500 км. Многочисленные застывшие пузыри лавы имеют куполообразную форму (рис. 56).

Для исследования рельефа планеты был использован метод радиолокации. Автоматическая межпланетная станция «Магеллан» с 1990 по 1994 г. провела глобальную радиолокацию поверхности Венеры. На основе полученных данных были составлены рельефные карты и появилась возможность воссоздать детали поверхности в объёмном изображении (рис. 57).

Атмосфера Венеры состоит в основном из углекислого газа. Давление у поверхности планеты в 92 раз выше, чем у поверхности Земли. Благодаря такому химическому составу, а также большой плотности атмосфера Венеры представляет собой огромный «парник». Парниковый эффект и обусловливает высокую температуру поверхности.

Облака Венеры имеют слоистую структуру. Они располагаются на высоте от 48 до 70 км и содержат капельки серной кислоты. Скорость ветра у поверхности составляет около 1 м/с. В атмосфере наблюдаются молнии.

Радиолокационное изображение, переданное космическим аппаратом «Магеллан» в 1991 г

Магнитное поле Венеры очень мало по причине медленного вращения планеты вокруг оси с востока на запад. Его напряжённость в 10⁴ раз меньше земного. Магнитосфера почти полностью отсутствует, поэтому поток заряженных частиц, идущий от Солнца, сталкивается с атмосферой планеты и увлекает за собой её вещество, формируя ионный шлейф. Космические обсерватории определили, что этот «хвост» растягивается от 190 до 270 тыс. км.

 Параметры Венеры смотрите в таблице 3.

Таблица 3 — Параметры Венеры

3. Земля. Земля — третья по счёту планета Солнечной системы. Из космоса наша планета выглядит красивым голубым шаром (рис. 58). Сквозь облачный покров можно рассмотреть материки и океаны.

Детали поверхности Земли и условия жизни хорошо вам известны, поэтому мы остановимся более подробно на строении недр. Модели внутреннего строения Земли и остальных планет земной группы примерно схожи.

По записям колебаний земной поверхности при землетрясениях — сейсмограммам — было установлено, что внутреннее строение планеты по вертикали слоистое. По химическому составу и физическим характеристикам выделяют три основные сферические оболочки: твёрдая кора, мантия и ядро. Самый тонкий внешний слой — твёрдая кора. У Земли она простирается в среднем на глубину 35 км (океаническая кора — 10 км, континентальная кора — 70 км). По химическому составу земная кора состоит из кислорода (49,1%), кремния (26,0%), алюминия (7,5%), железа (4,2%), кальция (3,3%) и других химических элементов. Общая масса земной коры составляет всего 0,8 % общей массы Земли. Кора отделяется от следующей за ней мантии отчётливой границей.

Ядро — наиболее плотная часть планетных недр. В центре Земли плотность вещества достигает 13 500 кг/м³, а температура оценивается в 6000 К. Радиус ядра составляет 55 % радиуса Земли, а масса — около 30 % массы планеты. Земное ядро подразделяется на внешнее и твёрдое внутреннее радиусом 1270 км. Переходная зона между внешней и внутренней частями ядра очень тонкая — около 5 км. У Венеры аналогичное ядро. Наиболее мощным ядром обладает Меркурий, радиус которого составляет 70 % радиуса планеты, а масса — 60 % массы всей планеты. У Марса небольшое ядро массой всего 7 % от всей массы планеты, а его радиус составляет 28 % радиуса Марса.

Ядра планет в основном состоят из железа с примесью сернистого железа. Жидкий внешний слой ядра, вероятно, есть у Меркурия и Венеры.

Источниками нагрева недр планет служат:

1) выделение тепла при распаде радиоактивных элементов;

2) энергия, выделяющаяся при ударах тел различного размера (астероидов и др.) о поверхность планеты;

3) нагревание за счёт сжатия вещества планеты и гравитационной дифференциации.

Гравитационная дифференциация представляет собой процесс постепенного перераспределения вещества по плотности — тяжёлые элементы стремятся к центру, а лёгкие элементы поднимаются к поверхности. Этот процесс у Земли ещё не завершился. Движения вещества внутри планеты влияют на кору, вызывая землетрясения, горообразования, тектонические и вулканические процессы. Магнитное поле Земли генерируется в жидком металлическом слое ядра.

Земная атмосфера состоит в основном из азота (78%) и кислорода (21%).

Параметры Земли смотрите в таблице 4.

Таблица 4 — Параметры Земли

4. Марс. Марс — четвёртая по счёту планета Солнечной системы по отношению к Солнцу (рис. 59). Для наблюдателя она предстаёт в виде яркого красного светила. С помощью любительских телескопов можно увидеть полярные шапки Марса и некоторые крупные детали его поверхности.

Полученные с помощью космических аппаратов изображения поверхности Марса показали, что планета представляет собой безжизненную пустыню, значительная часть которой покрыта красноватым песком и усеяна камнями.

Красный цвет поверхности Марса объясняется высоким содержанием в почве оксидов железа (см. рис. 59).

На поверхности Марса атмосфера очень разрежена, поэтому существуют большие суточные колебания температуры: если днём на экваторе температура поднимается летом до +35 °С, то ночью она опускается до -65 °С. Зимой на поверхности Марса наблюдаются снег и иней (рис. 60), но вода в жидком состоянии там существовать не может. Давление у поверхности планеты в 100— 170 раз меньше, чем на Земле. В условиях низкого атмосферного давления вода закипает при температуре +2 °С и сразу же испаряется.

На Марсе очень много ударных кратеров большого размера. Это свидетельствует о том, что планета пережила множество катастроф, которые изменили условия её поверхности. Кратеры на Марсе названы в честь учёных, посвятивших свою деятельность изучению Марса и планет Солнечной системы (например, кратер Тихов).

Поверхность Марса характеризуется чётко выраженной асимметрией. Южное гористое полушарие в среднем на 5 км выше Северного. На снимках марсианской поверхности хорошо видны многочисленные крупные и мелкие каньоны. Их ширина достигает 600 км, глубина — 5 км. Самый большой каньон — Долина Маринера — тянется почти на 5000 км (на рис. 59 он виден как тёмная структура, пересекающая диск планеты).

Поражают своими масштабами потухшие вулканы Марса. Самый высокий — гора Олимп (рис. 61) — поднимается над поверхностью на 27 км. Диаметр его основания достигает 600 км. Возраст данных структур — около 400 млн лет.

Знаменитые полярные шапки Марса образованы толстыми, порядка 3 км, слоями льда, смешанного с пылью. Верхний слой полярных шапок состоит из «сухого льда» (замёрзшего углекислого газа — СО₂) с небольшой примесью обычного льда (Н₂О). Температура здесь опускается ниже -153 °С. Когда на одном из полушарий начинается зима, соответствующая полярная шапка начинает расти и достигает 57° широты в Северном полушарии и 45° — в Южном. С приходом весны шапки начинают таять. Осенью, когда формируются полярные шапки, можно наблюдать голубовато-белые облака в атмосфере планеты.

Загадочные марсианские долины, похожие на высохшие русла рек (рис. 62), были созданы водными потоками, которые иссякли более миллиарда лет назад. Об обилии воды на Марсе в давние времена свидетельствуют многие факты. В 1999 г. были опубликованы исследования, доказывающие, что на Марсе раньше существовал океан воды. Это удалось установить с помощью фотоснимков (переданных на Землю станцией «Марс Глобал Сурвейер») по особенностям рельефа, представляющим древнюю береговую линию. Океан мог существовать, пока температура поверхности Марса была достаточно высока. Планета начала охлаждаться около миллиарда лет назад. Тонкая атмосфера Марса не препятствовала «улетучиванию» воды в межпланетное пространство. При понижении температуры замёрзшая вода вперемешку с песком образовала подповерхностную ледяную оболочку — криосферу. Криосфера Марса содержит количество воды, эквивалентное слою толщиной около 1 км по всей планете.

Атмосфера Марса имеет низкую плотность и состоит в основном из углекислого газа (95%). Скорость ветра у поверхности планеты не превышает 15 м/с. Марс — единственная планета, где наблюдаются глобальные пылевые бури. Они создают антипарниковый эффект, так как облака пыли не пропускают солнечное излучение к поверхности. Поэтому поверхность сильно охлаждается, а пыль и окружающая атмосфера, напротив, разогреваются. В атмосфере Марса наблюдаются песчаные вихри, закручивающие столбы пыли высотой до 8 км. Частички облаков состоят из силикатных и ледяных пылинок. Пыль на Марсе поднимается так высоко в атмосферу, что даже закрывает гору Олимп.
Марс обладает слабым магнитным полем напряжённостью в 500 раз меньше земного.

Параметры Марса смотрите в таблице 5.

Таблица 5 — Параметры Марса

Главные выводы

1. Планеты земной группы сравнительно малы (их общая масса не превышает 0,5 % массы всех планет Солнечной системы) и представляют собой твёрдые тела с высокой средней плотностью.
2. Все планеты земной группы обладают сходным строением и состоят из ядра, мантии, твёрдой коры.
3. Для поверхностей планет земной группы характерны кратеры, горы, вулканы.
4. Планеты земной группы (кроме Меркурия) имеют внешние оболочки: атмосферу (Венера, Земля, Марс), гидросферу и биосферу (Земля), криосферу (Марс).

Контрольные вопросы и задания

1. Из каких оболочек состоят планеты?
2. Перечислите источники нагрева недр планет.
3. Что называют гравитационной дифференциацией?
4. Из каких основных химических элементов состоит поверхность Земли; Меркурия; Марса?
5. Опишите поверхности планет земной группы.
6. Каковы особенности атмосфер планет земной группы?

 

Проверь себя

Выбор тем