Сторінка
1

Загальні характеристики планет. Планета земля

Поміж тіл, які обертаються навколо Сонця, най­більшу масу мають планети. Крім маси і розмірів, на основі спо­стережень астрономи вже давно встановили для більшості пла­нет періоди їх обертання навколо осі й нахил цієї осі до площини планетної орбіти. Всі ці характеристики багато в чому визна­чають фізичні умови на поверхні небесних тіл. Так, розміри й ма­са планет визначають.силу тяжіння на поверхні, яка насамперед показує, чи може дана.планета утримувати навколо себе атмо­сферу. Молекули, що мають швидкість, більшу за параболічну, залишають планету. Внаслідок цього малі планети і більшість супутників планет не мають ніякої атмосфери. У не дуже масивної планети атмосфера має незначну густину; наприклад, у Марса, де сила тяжіння на поверхні менша, ніж на Землі, атмосфера більш розріджена. У планет-гігантів, прикладом яких є Юпітер, з великою силою тяжіння, атмосфери густі й містять молекуляр­ний водень, що практично відсутній в атмосферах чотирьох най­ближчих до Сонця планет. Густина атмосфери та її хімічний склад визначають ступінь поглинання в ній випромінювання, яке надходить від Сонця. Температура поверхні планети залежить від її відстані до Сонця й наявності атмосфери. Обертання пла­нети,, яка має атмосферу, сприяє вирівнюванню температур на нічній і денній півкулях.

Планети вивчають як за допомогою наземних астрономічних інструментів, установлених в обсерваторіях, так і за допомогою космічних апаратів.

Чотири найближчі до Сонця планети називаються планетами типу Землі на відміну від планет-гігантів — Юпітера, Сатурна, Урана і Нептуна. Планети в цих групах подібні між собою за фізичними умовами. Це явище не випадкове. Воно пов'язане з історією утворення й розвитку планет. Плутон ще мало вивче­ний, за розміром і масою він близький до планет земної групи.

Як відомо, відмінність у густині свідчить про різний хімічний склад і агрегатний стан речовини. Планети земної групи склада­ються, як і наша планета, з оксидів важких хімічних елементів (кремнію, заліза, алюмінію та інших металів і неметалів). Тому за кількістю атомів переважає кисень. Планети-гіганти склада­ються переважно з водню і гелію, хоч там є й ті речовини, що становлять основу планет типу Землі. На одному лише Юпітері їх більше, ніж на всіх планетах земної групи, разом узятих.

ПЛАНЕТА ЗЕМЛЯ

1. Будова. Численні фотографії Землі, зроблені з борту кос­мічних апаратів (мал. 42 і 43), дають змогу побачити три основні оболонки земної кулі: атмосферу та її хмари, гідросферу і літосферу з її природним покривом. Відповідні цим оболон­кам три агрегатні стани речовини — газоподібний, рідкий і твер­дий — звичні для нас, жителів Землі. Атмосферу має більшість планет Сонячної системи, тверда оболонка характерна для пла­нет земної групи, супутників планет та астероїдів. Гідросфера Землі — унікальне явище в Сонячній системі, жодна інша з відо­мих планет її не має. Адже для того, щоб вода була в рідкому стані, потрібні певні умови температури й тиску. Вода — досить поширена хімічна сполука у Всесвіті, але на інших небесних тілах вона перебуває переважно в твердій фазі, відомій і на Землі у ви­гляді снігу, інею, льоду.

Процеси, що відбуваються в літосфері, хімічний склад її ре­човини несуть на собі сліди тих змін, які сталися протягом мільяр­дів років. За рахунок енергії, що виділяється при розпаді радіо­активних елементів, відбувалися розплавлення і диференціація речовини.

Мал.1. Земля над горизонтом Місяця

Мал.2. Фотографія Землі, зроблена з космосу

Внаслідок цього легкі сполуки, в основному силікати, опинилися зверху в корі, а важчі утворили центральну час­тину — ядро. Товщина кори дуже невелика: від 10 км під океанами до 80 км під гірськими хребтами. Радіус ядра удвічі менший від радіуса планети, а між ядром і корою міститься проміжний шар—мантія Зем­лі, що складається з речовин більшої, ніж кора, густини.

Результати досліджень, ви­конаних за допомогою косміч­них апаратів, показали, що внутрішня будова Місяця і пла­нет земної групи в загальних рисах така сама.

2. Атмосфера. Газова оболонка — атмосфера, що оточує Зем­лю, містить 78 % азоту, 21 % кисню і мізерну кількість інших газів.

Нижній шар атмосфери називається тропосферою, яка досягає висоти 10— 12 км (у середніх широтах). У ній із збіль­шенням висоти температура спадає; вище починається страто­сфера — шар постійної температури близько — 40 °С. З висоти близько 25 км температура земної атмосфери повільно зростає внаслідок поглинання ультрафіолетового випромінювання Сонця.

Густина атмосфери теж зменшується з висотою. Так, на ви­соті близько 6 км вона в 2 раза менша, ніж біля поверхні Землі, а на висоті в сотні кілометрів у мільйони разів менша. На висоті кількох радіусів Землі, е здебільшого водень з концентра­цією частинок порядку тисяч атомів в 1 см3.

У верхніх шарах земної атмосфери сонячне випромінювання спричиняє сильну іонізацію. Іонізовані шари атмосфери нази­ваються іоносферою.

Атмосфера відбиває чи поглинає більшу частину випромі­нювання, що надходить до Землі з космічного простору. Напри­клад, вона не пропускає рентгенівське випромінювання Сонця. Атмосфера захищає нас і від безперервного бомбардування мікрометеоритами, і від руйнівної дії космічного проміння — потоків частинок (здебільшого протонів і ядер атомів гелію), що летять з великою швидкістю.

Атмосфера відіграє найважливішу роль у тепловому балансі Землі. Видиме сонячне випромінювання може проходити крізь

неї майже не послаблюючись. Його поглинає земна поверхня, яка при цьому нагрівається і випромінює інфрачервоні промені.

За сучасними уявленнями, тільки завдяки існуванню гідро­сфери та атмосфери на Землі змогло зародитися життя. Тому проблеми екології, охорони природи нашої унікальної планети набувають особливого значення.

3. Магнітне поле. Магнітне поле Землі досить велике (близь­ко 5- 10-5 Тл). З віддаленням від Землі індукція магнітного поля слабшає.

Дослідження навколоземного простору космічними апаратами показало, що наша планета оточена потужним радіаційним поясом (див. мал. вище), який складається із заряджених елементарних частинок — протонів і електронів, які швидко рухаються. Його називають також поясом частинок високих енергій.