Реферат: Планеты земной группы

Содержание:

§1.Планеты земной группы…………………...стр.2

~Краткаяхарактеристика планет земной группы

1.Меркурий……………………………………..стр.3

2.Венера………………………………………....стр.3

3.Марс…………………………………………...стр.3

4.Земля…………………………………………..стр.4

§2.Марс…………………………………………стр.6

1.<span Times New Roman"">            

Марс как планета………………………….стр.6

2.<span Times New Roman"">            

Поверхность Марса.....................................стр.8

3.<span Times New Roman"">            

Атмосфера иКлимат.................................стр.10

4.<span Times New Roman"">            

Спутники МарсаФобос и Деймос...........стр.12

5.<span Times New Roman"">            

Жизнь на Марсе.........................................стр.13

6.<span Times New Roman"">              

Использованнаялитература.....................стр.16

Планеты земной группы

Солнечнаясистема- спаянная силами взаимного притяжения система небесных тел. В неевходят; центральное тело – Солнце 9 больших планет с их спутниками ( которыхсейчас известно уже больше 60), несколько тысяч малых планет, или астероидов(открыто свыше 5 тыс., в действительности их гораздо больше), несколько сотнаблюдавшихся комет и бесчисленное множество метеорных тел.

Большиепланеты подразделяются на две основные группы: планеты земной группы и планетыюпитерианской группы, или планеты-гиганты – Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Кпланетам земной группы относятся: Меркурий, Венера, Земля и Марс. Земная группаформировалась ближе к Солнцу. Планеты этой группы сравнительно малы и имеютбольшую плотность. Основными их составляющими являются силикаты(соединениякремния) и железо. Состав этих планет свидетельствует, что их рост происходил вотсутствие легких газов за счет каменистых частиц и тел, содержащих различноеколичество железа и других металлов.

 Главное условие роста тел при столкновениях-их низкие относительные скорости на начальном этапе. Чтобы тела достигликилометровых размеров, хаотические скорости не должны превышать 1м/с. Этовозможно, только если нет сильного воздействия извне. В зоне роста планетземной группы внешние воздействия были слабы, лишь в зоне Марса сказалосьвлияние Юпитера, замедлявшее его рост и уменьшавшее массу. Период рассеяния(диссипации) газа из зоны земных планет продолжался не более 10 млн. лет. Восновном газ выдувался солнечным ветром, т.е. потоками заряженных частиц(протонов и электронов), выбрасываемых с поверхности Солнца со скоростями сотникилометров в секунду.

Меркурий.

Наближайшей к Солнцу маленькой планете Меркурий еще не побывали ни космонавты, ниавтоматические станции. Но люди кое-что знают о ней благодаря исследованиям сЗемли и с пролетавшего вблизи аппарата «Маринер-10»(1974-1975гг.). Условия тамеще хуже, чем на Луне. Атмосферы нет, а температура поверхности в среднемсоставляет около 80 С, причем с глубиной она, естественно, возрастает.

Венера.

Венерув недавнем прошлом астрономы считали почти точной копией молодой Земли.Строились догадки, что скрывается под ее облачным слоем: теплые океаны,папоротники, динозавры? Увы из-за близости к Солнцу Венера совсем не похожа наЗемлю: давление атмосферы у поверхности этой планеты в 90 раз больше земного, атемпература и днем, и ночью около 460 С. Хотя на Венеру опустилось несколькоавтоматических зондов, поиском жизни они не занимались:  трудно представить себе жизнь в такихусловиях. Над поверхность Венеры уже не так жарко: на высоте 55 км давление итемпература такие же, как на Земле. Но атмосфера Венеры состоит из углекислогогаза, к тому же в ней плавают облака из серной кислоты. Словом тоже не лучшееместо для жизни.

Марс.

Марсне без оснований считался пригодной для жизни планетой. Хотя климат там оченьсуровый (летним днем температура составляет около 0 С, ночью-80 С, а зимойдоходит до – 120 С), но все же это не безнадежно плохо для жизни: существует жеона на Антарктиде и на вершинах Гималаев. Однако на марсе есть еще однапроблема- крайне разряженная атмосфера, в 100 раз менее плотная, чем на Земле.Она не спасает Марс от губительных ультрафиолетовых лучей.

ЗЕМЛЯ.

Землякажется нам такой огромной, такой надёжной и так много значит для нас, что мыне замечаем её второстепенного положения в семье планет. Слабое единственноеутешение состоит в том, что Земля — наибольшая из планет земной группы. К томуже она обладает атмосферой средней мощности, значительная часть земнойповерхности покрыта тонким неоднородным слоем воды. А вокруг неё вращаетсявеличественный спутник, диаметр которого равен четверти земного диаметра.Однако этих аргументов вряд ли достаточно для того, чтобы поддерживать нашекосмическое самомнение. Крошечная по астрономическим масштабам, Земля – этонаша родная планета, и поэтому она заслуживает самого тщательного изучения.

Послекропотливой и упорной работы десятков поколений учёных было неопровержимодоказано, что Земля вовсе не «центр мироздания», а самая обыкновенная планета,т.е. холодный шар, движущийся вкруг Солнца.

Всоответствии с законами Кеплера  Земля обращается вокруг Солнца спеременной скоростью по слегка вытянутому эллипсу. Ближе всего к солнцу онаподходит в начале января, когда в Северном полушарии царит зима, дальше всегоотходит в начале июля, когда у нас лето. Разница в удалении Земли от Солнцамежду январём и июлем составляет около 5 млн. км. Поэтому зима в северномполушарии чуть-чуть теплее, чем в Южном, а лето, наоборот, чуть-чутьпрохладнее. Это явственнее всего даёт себя знать в Арктике и в Антарктиде.

Эллиптичностьорбиты Земли оказывает на характер времён года лишь косвенное и оченьнезначительное влияние. Причина смены времён года кроется в наклоне земной оси.

Осьвращения Земли расположена под углом в 66.5є к плоскости её движения вокругСолнца. Для большинства практических задач можно принимать, что ось вращенияЗемли перемещается в пространстве всегда параллельно самой себе. На самом жеделе ось вращения Земли, или, что-то же самое, ось мира, поскольку онипараллельны, описывает на небесной сфере малый круг, совершая один полныйоборот за 26 тыс. лет.

Вближайшие сотни лет северный полюс мира будет находиться недалеко от Полярнойзвезды, затем начнёт удаляться от неё, и название последней звезды в ручкековша Малой Медведицы – Полярная – утратит свой смысл. Через 12 тыс. лет полюсмира приблизится к самой яркой звезде северного неба – Веге из созвездия Лиры.

Описанноеявление носит название прецессии оси вращения Земли. Обнаружил явлениепрецессии уже Гиппарх, который сравнил положения звёзд в своём каталоге ссоставленным задолго до него звёздным каталогом Аристилла и Тимохариса.Сравнение каталогов и указало Гиппарху на медленное перемещение оси мира.

Различаюттри наружных оболочки Земли: литосферу, гидросферу и атмосферу. Под литосферойпонимают верхний твердый покров планеты, который служит ложем океана, а наматериках совпадает с сушей. Гидросфера – это подземные воды, воды рек, озер,морей и, наконец, Мирового океана. Вода покрывает 71% всей поверхности Земли. Средняя глубина Мирового океана 3900 м. 

Как только увеличение телескопа позволяет видеть диск Марса,

На нем сразу же можно заметить белые шапки, венчающиеглобус, усеянный сине-зелёными пятнами на оранжевом фоне.

П. Ловелл

МАРС.

Марс как планета.

Исследовать Марс удобнее тогда, когда Земля окажетсяточно между ним и Солнцем.

Такие моменты(они называются противостояниями)повторяются каждые 26 месяцев.

В течении того месяца, когда происходитпротивостояние, и в последующие три месяца Марс пересекает меридиан близполуночи; он виден на протяжении всей ночи и сверкает как звезда – 1-й звезднойвеличины, соперничая по блеску с Венерой и Юпитером.

Орбита Марса довольно сильно вытянута, поэтомурасстояние от него до Земли от противостояния к противостоянию заметноменяется. Последнее противостояние произошло в 1988г.

Марс имеет фазы, но, поскольку он расположен дальше отСолнца, чем Земля. Полной смены фаз у него(как и у других внешних планет) небывает – максимальный «ущерб» соответствует фазе Луны на три дня до полнолунияили спустя три дня после него.

Ось вращения Марса наклонена относительно плоскостиего орбиты на 22 градуса, т.е.всего на 1,5 градуса меньше, чем ось вращенияЗемли наклонена к плоскости эклиптики. Перемещаясь по орбите, от поочередноподставляет Солнцу то южное, то северное полушарие. Поэтому на Марсе так же,как и на Земле, происходит смена времен года, только тянутся они почти в два разадольше. А вот марсианский день мало отличается от земного: сутки там длятся 24ч 37 мин.

Вследствие малой массы сила тяжести на Марсе почти втри раза ниже, чем на Земле. В настоящее время структура гравитационного поля Марсадетально изучена. Она указывает на небольшое отклонение от однородногораспределения плотности в планете. Ядро может иметь радиус до половины радиусапланеты. По-видимому, оно состоит из чистого железа или из сплава Fe– FeS(железо-сульфат железа) и возможно, растворенного в них водорода. По-видимому,ядро Марса частично или полностью пребывает в жидком состоянии. Наличие упланеты собственного, хотя и очень слабого, магнитного поля, обнаруженного спомощью космических аппаратов серии «Марс», подтверждает это.

Марс должен иметь мощную кору толщиной 70-100 км.Между ядром и корой находится силикатная мантия, обогащенная  железом. Красные окислы железа,присутствующие в поверхностных породах, определяю цвет планеты.

Сейчас Марс продолжает остывать. Сейсмическаяактивность планеты слабая.

Тектонический режим Марса отличается от режиматектоники плит, характерного для земли. Ведь для последнего необходимо, чтобыосновная масса выплавляющегося материала снова затягивалась в мантию вместе сокеанической корой. На Марсе же мантийная конвекция не выходит на поверхность ивыплавляющаяся базальтовая магма идет на наращивание коры. Эти отличияобъединяются прежде всего малой массой Марса ( в десять раз меньше земной) и,конечно, тем, что он сформировался дальше от Солнца, вблизи гигантскогоЮпитера, оказавшего значительное влияние на процесс его образования.

Поверхность Марса.

     На первыйвзгляд поверхность Марса напоминает лунную, Однако на самом деле его рельефотличается большим разнообразием. На протяжении долгой геологической историиМарса его поверхность изменяли извержения вулканов и марсотрясения. Глубокиешрамы на лице бога войны оставили метеориты, ветер, вода и льды.

Поверхность планеты состоит как бы из двух контрастныхчастей; древних высокогорий, покрывающих южное полушарие, и более молодыхравнин, сосредоточенных в северных широтах. Кроме того, выделяются два крупныхвулканических района –Элизиум и Фарсида. Разница высот между горными иравнинными областями достигает 6 км.

Высокогорная часть сохранила следы активной метеоритной бомбардировки, происходившейоколо 4 млрд лет назад. Метеоритные кратеры покрывают 2/3 поверхности планеты.На старых высокогорьях их почти столько же, сколько на Луне. Северные равнинывыгладят совершенно иначе. 4 млрд лет назад на них также было множествометеоритных кратеров. Но  потомкатастрофическое событие стерло их  с 1/3поверхности планеты и ее рельеф в этой области начал формироваться заново.Отдельные метеориты падали туда и позже, но в целом ударных кратеров на северемало.

Облик этого полушария определила вулканическаядеятельность. Некоторые из равнин сплошь покрыты древними изверженнымипородами. Потоки жидкой лавы растекались по поверхности, застывали, по нимтекли новые потоки.Эти окаменевшие «реки» сосредоточены вокруг крупных вулканов.Взаимодействие  лавы и подземного льдапривело также к появлению многочисленных борозд и трещин. На далеких от вулкановнизменных областях северного полушария простираются песчаные дюны. Особенномного их у северной полярной шапки.

Обилие вулканических пейзажей свидетельствует о том,что в далеком прошлом Марс пережил достаточно бурную геологическую эпоху,скорее всего она закончилась около миллиарда лет назад. Наиболее активныепроцессы происходили в областях Элизиум (высота 5 км) и Фарсиды (высота 10 км)Вокруг этих вздутий сосредоточены многочисленные разломы, трещины, гребни –следы давних процессов в марсианской коре. Наиболее грандиозная системаканьонов глубиной несколько километров – долина Маринера начинается у вершиныгор Фарсида и тянется на 4 тыс. километров к востоку. В центральной частидолины ее ширина достигает нескольких километров.

Вулканы Марса – по земным меркам явленияисключительные. Но даже среди них выделяется вулкан Олимп, расположенный насеверо-западе гор Фарсида. Диаметр основания этой горы достигает 550 км, авысота ее 27 км, т.е. она в три раза превосходит Эверест, высочайшую вершинуЗемли. Олимп  увенчан огромным60-километровым кратером. К востоку от самой высокой части гор Фарсида обнаружендругой крупный вулкан- Альба. Хотя он не может соперничать с Олимпом по высоте,диаметр его основания почти в три раза больше.

Эти вулканические конусы возникли в результатеспокойных излияний очень жидкой лавы, похожей по составу на лаву земных вулкановГавайских островов. Следы вулканического пепла на склонах других гор позволяютпредположить, что иногда на Марсе происходят и катастрофические извержения.

В прошлом огромную роль в формировании марсианскогорельефа играла проточная вода. На первых снимках «Маринера-4» Марс предсталперед астрономами пустынной и безводной планетой. Но когда поверхность планетыудалось сфотографировать с близкого расстояния, оказалось, что на старыхвысокогорьях часто встречаются  словно быоставленные текущей водой промоины. Тянутся они иногда на многие сотникилометров. Часть этих колоссальных «ручьев» обладает довольно почтеннымвозрастом. Другие долины похожи очень на русла спокойных земных рек. К нимподходят многочисленные притоки, вниз по течению ширина их увеличивается. Своимпоявление они, вероятно, обязаны таянию подземного льда.

Рельеф полярных областей Марса формировался и нынеформируется за счет процессов, связанных с изменениями полярных шапок. От обоихполюсов на сотни километров к экватору тянутся нагромождения осадочных породтолщиной 4-6 км на севере и 1-2 км на юге. Их поверхность изрезана трещинами иобрывами. Трещины закручиваются вокруг полюсов: против часовой стрелки насеверном полюсе и по часовой стрелке на южном. Нагромождения имеют слоистую структуру,что, вероятно, объясняется периодическими изменениями климата  Марса.

Атмосфера и климат.

Атмосфера Марса более разреженна, чем воздушнаяоболочка Земли. По составу она напоминает атмосферу Венеры и на 95 % состоит изуглекислого газа. Около 4% приходится на долю азота и аргона. Кислорода иводородного пара в марсианской атмосфере меньше 1%.

Средняя температура на Марсе значительно ниже, чем наЗемле,- около  — 40 градусов Цельсия. Принаиболее благоприятных условиях летом на дневной половине планеты воздухпрогревается до 20 градусов Цельсия – вполне приемлемая температура для жителейЗемли. Но зимней ночью мороз может достигать -125 градусов Цельсия. Такиерезкие перепады температуры вызваны тем, что разреженная атмосфера Марса неспособна удерживать тепло. Над поверхностью планеты часто дуют сильные ветры,скорость которых доходит до 100 м/с. Малая сила тяжести позволяет дажеразреженным потокам воздуха поднимать огромные облака пыли. Иногда довольнообширные области на Марсе бывают охвачены грандиозными пылевыми бурями. Чащевсего они возникают вблизи полярных шапок. Водяного пара в марсианскойатмосфере совсем немного, но при низких давлении и температуре он  находится в состоянии, к насыщению, и частособирается в облака. Марсианские облака довольно невыразительны по сравнению сземными. В телескоп видны только самые большие из них, но наблюдения скосмических кораблей показали, что на Марсе встречаются облака самыхразнообразных форм и видов: перистые, волнистые. Над низинами, каньонами, долинами– и на дне кратеров в холодное время суток часто стоят туманы.

Зимой 1979 г. в районе посади «Викинга-2» выпал тонкийслой снега, который пролежал несколько месяцев.

Смена времен года на Марсе происходит так же, как и наЗемле. Ярче всего сезонные изменения проявляются в полярных областях. В зимнеевремя полярные шапки занимают значительную площадь. Граница северной полярнойшапки может удалиться от полюса на треть расстояния до экватора, а границаюжной шапки преодолевает половину этого расстояния. Такая разница вызвана тем,что в северном полушарии зима наступает, когда Марс в максимальный периодудаления от Солнца. Из-за этого зима в южном полушарии холоднее, чем всеверном.

С наступлением весны полярная шапка начинает«съеживаться», оставляя за собой постепенно исчезающие островки льда. В то жевремя от полюсов к экватору распространяется так называемая волна потемнения.Современные теории объясняют ее тем, что весенние ветры переносят вдольмеридианов большие массы грун6та с различными отражательными свойствами.

По-видимому, ни одна из шапок не исчезает полностью.До начала исследований Марса при помощи межпланетных зондов предполагалось, чтоего полярные области покрыты застывшей водой. Более точные современные наземныеи космические измерения обнаружили в составе марсианского льда также замерзшийуглекислый газ. Летом он испаряется и поступает в атмосферу. Ветры переносятего к противоположной полярной шапке, где он снова замерзает. Этим круговоротомуглекислого газа и разными размерами полярных шапок объясняется непостоянстводавления марсианской атмосферы. В целом у поверхности оно составляетприблизительно 0,006 давления земной атмосферы, но может подниматься и до 0,01.

Спутники Марса Фобос и Деймос.

Когда в 1877 г. американский астроном Асаф Холл открылдва спутника Марса, он дал им греческие имена Фобос и Деймос, которыепереводятся как «страх» т «ужас».

Страх и ужас – вечные спутники войны, но кого могутиспугать два крохотных безобидных спутника? С Земли Фобос и Деймос видны тольков большой  телескоп как очень слабыесветящиеся точки вблизи яркого марсианского диска.

Фобос обращается вокруг Марса на расстоянии 9400 км отцентра планеты, причем скорость его обращения столь велика, что один оборот онсовершает за треть марсианских суток Из-за этого Фобос восходит на западе иопускается за горизонт на востоке.

Деймос ведет себя более привычно для нас. Его удалениеот центра планеты составляет более 23 тыс. километров, и на один оборот у негоуходит почти на сутки больше, чем у Фобоса.

Сильное приливное трение, возникающее вследствиеблизкого расположения Фобоса к Марсу, уменьшает энергию его движения, и спутникмедленно приближается к поверхности планеты, чтобы в конце концов упасть нанее, если к тому времени гравитационное поле Марса не разорвет его на куски.Пока не были получены более точные данные о спутниках Марса, ученые пыталисьопределить массу Фобоса, ошибочно предполагая, что причиной замедления являетсяего торможение в марсианской атмосфере. Однако первые результаты обескуражили астрономов:выходило, что несмотря на крупные размеры, спутник очень легкий.

Известный астрофизик Иосиф Шкловский даже выдвинулгипотезу, согласно которой спутники Марса…пустые внутри и, следовательно, имеютискусственное происхождение.

С этой точкой зрения пришлось расстаться после того,как космические зонды передали на землю изображения марсианских лун. Обаспутника похожи на продолговатые картофелин. Фобос имеет размеры 28 х 20 х 18км. Деймос меньше, его размеры 16 х 12 х 10 км.

Оба спутника испытывают сильное приливное воздействиесо стороны Марса, поэтому они всегда повернуты к нему одной стороной. Фобос иДеймос движутся по почти круговым орбитам, лежащим в плоскости экваторапланеты. Некоторые исследователи считают, что спутники Марса попали к нему «непо своей воле», а были захвачены из пояса астероидов. Как видно, бог войны неопасен для Земли, но суров со своими приближенными.

Жизнь на Марсе.

Наблюдать с Земли очень трудно. В моментыпротивостояний Солнце светит на Марсе прямо из-за спины наблюдателя.

 В результатедетали поверхности не отбрасывают тени и видны только благодаря различным  цветам и яркости. Во все остальное время Марснаблюдать неудобно. Если же судить о предметах только по различию их яркости,то очень легко ошибиться.

Год великого противостояния 1877-й стал замечательнойвехой в наблюдениях Марса. Итальянский ученый Скиапарелли составил первую картумарсианской поверхности и положил начало одной из наиболее устойчивых иллюзийастрономической науки. Скиапарелли мог различить только светлые и темныеобласти марсианской поверхности. Он зарисовал их и дал им имена, многие изкоторых используются до сих пор.

Ученый упорно пытался разглядеть, что-нибудь насветлых пятнах, и ему показалось, что они пересечены бесчисленными тонкимилиниями. Он нанес их на карту и назвал их каналами. Скиапарелли утверждал, чтоэти протоки имеют в длину от нескольких сот до многих тысяч километров и походи в телескоп на тончайшую  паутину, опутывающую марсианскую поверхность.

Сначала каналы никому. Кроме ученого, разглядеть неудавалось. Но потом их увидел один наблюдатель, за ним – другой, и вскореувлечение марсианскими каналами превратилось в «эпидемию». Особенно много нарубеже 19-20 веков исследованиями Марса занимался американский астрономПерсиваль Ловелл, построивший для этого обсерваторию АО Флагстаффе (штатАризона, США).

Он выдвинул теорию, которая стала необычайнопопулярной. Каналы, говорил он, это искусственные ирригационные сооружения,жители Марса провели их для того, чтобы передавать воду в засушливые районыпланеты. Ловелл понимал, что тонкие полоски, заметные с Земли, вдействительности имеют в ширину несколько сот километров. То, что Скиапареллиназывал каналами, на самом деле, утверждал Ловелл, полосы растительности,тянущиеся вдоль узких потоков воды, возможно даже заключенных в трубы.

Хотя в искусственное происхождение каналов верили немногие ученые, проблема существования растительной жизни на Марсе обсуждаласьсовершенно серьезно. Возникла даже специальная наука – астроботаника, котораяобъясняла сезонные изменения в каналах и темных областях планеты наличиемрастительности. Волна потемнения, распространяющаяся весной от полярной шапки кэкватору, вызывает якобы пробуждением к жизни растительности. Она быстрорасцветает, напитанная талой водой, а потом снова засыпает в ожидании следующейвесны. Людям так хотелось в это верить, то все другие гипотезы просто отбрасывались.

«Если это не растения, тогда что?»- спрашивали они.И  действительно, казалось, что другогообъяснения странному поведению темных областей и каналов найти невозможно.

Но вот в 1965 г. «Маринер-4» передал на Землю первыефотографии Марса, сделанные с небольшого расстояния. Увы, эти изображения непомогли раскрыть тайну марсианских каналов. Каналов на них просто не было! И всепоследующие зонды, как советские, так и американские, не обнаружили никакихпризнаков растительности или искусственных сооружений. Спускаемые аппараты«Викинг-1» и «Викинг-2» передали изображения безжизненных марсианских пейзажей,подобные которым на Земле можно найти разве что в пустынях: камни и песок подкрасноватым небом. Но люди продолжали надеяться. Если не растения, то можетбыть, хотя бы бактерии?!

На «Викингах» были запланированы специальныебиологические эксперименты. Они основывались на естественном предположении, чтоесли на Марсе есть жизнь, то по своей химической природе она не может сильноотличаться от земной. Первый эксперимент был направлен на поиски следовфотосинтеза в марсианском грунте, второй должен был выявить изменения химическогосостава грунта в процессе жизнедеятельности микроорганизмов, в третьем грунтпомещали в питательный бульон и фиксировали изменения в нем. Все триэксперимента показали, что скорее всего даже микроорганизмы на Марсеотсутствуют, хотя из-за некоторых химических сложностей дать совершенно четкийответ на вопрос: «Есть ли жизнь на Марсе?» на этот раз не удалось.

Итак, историю поисков жизни на Марсе можно назватьисторией разочарования. Человек с давних пор мечтал о встрече с братьями поразуму, и Марс представлялся наиболее вероятной родиной для них. Но современныенаблюдения обошлись с этой мечтой крайне безжалостно. Вероятнее всего, вСолнечной системе мы живем совершенно одни. Вопрос же существования жизни наМарсе в прошлом, при более благоприятных климатических условиях остаетсяоткрытым.

Так, в августе 1996 г. американские исследователиобнаружили в метеорите, упавшем в Антарктиде, следы существования жизни.Возможно этот метеорит, возраст которого 1,5 млрд лет, является осколкоммарсианской породы, выброшенным в результате столкновения Марса с крупнымастероидом.

Возможно, жизнь в форме микроорганизмов и существоваларанее на этой загадочной планете.

Использованная литература:

1. «Энциклопедия Аванта +» Т.8.Астрономия

Э68.Глав.ред.М.Д.Аксёнова.-М.: Аванта+,1997.-688с.: ил.