Теории образования Земли, глубинное строение ее внутренних оболочек и другие вопросы мироздания > О волновой природе напряжений и деформаций и механизме концентрации пи в земной коре
О волновой природе напряжений и деформаций и механизме концентрации пи
Устьянцев Валерий Николаевич:
Солнце
Химический состав Солнца примерно такой же, как и у большинства других звезд. Примерно 75 % – это водород, 25 % – гелий и менее 1 % – все другие химические элементы (в основном, углерод, кислород, азот).
Основной источник энергии – протон-протонный цикл. Это очень медленная реакция (характерное время протекания – 7,9∙109 лет), так как она обусловлена слабым взаимодействием. Суть реакции состоит в том, что из четырех протонов получается ядро гелия.
Наиболее распространенными элементами тяжелее водорода и гелия, в порядке убывания содержания, являются кислород, углерод, неон, азот, железо, магний, кремний, сера, аргон, алюминий, никель, натрий и кальций. На 1 млн атомов водорода приходится 98 000 атомов гелия, 851 атом кислорода, 398 атомов углерода, 123 атома неона, 100 атомов азота, 47 атомов железа, 38 атомов магния, 35 атомов кремния, 16 атомов серы, 4 атома аргона, 3 атома алюминия, по 2 атома никеля, натрия и кальция, а также малое количество прочих элементов.
Атмосфера.
Температура в фотосфере Солнца равна почти 5505 тысячи градусов Цельсия. Здесь солнечная радиация становится видимым светом. Солнечные пятна на фотосфере холоднее и темнее, чем в окружающей области. В центре больших солнечных пятен температура может опускаться до нескольких тысяч градусов Цельсия. Хромосфера, следующий слой солнечной атмосферы, немного холоднее — 4320 градусов. Разница температур поверхности Солнца и ядра Земли указывает на то, что в области ядра Земли происходит ядерная реакция, в результате которой образуется гелий и возникает волна энергии. Под воздействием волн энергии происходит структурно-вещественное преобразование системы Земли.
Согласно Национальной солнечной обсерватории, хромосфера буквально означает «цветная сфера». Видимый свет от хромосферы обычно слишком слаб, чтобы быть видным на фоне более яркой фотосферы, но во время полных солнечных затмений, когда луна покрывает фотосферу, хромосфера видна как красный ободок вокруг Солнца. Температура значительно повышается в короне, которая также может быть видна во время затмения, когда плазма притекает наверх. Корона может быть удивительно горячей по сравнению с телом солнца. Температура здесь варьируется от 1 млн градусов до 10 млн градусов Цельсия. Когда корона остывает, теряя тепло и радиацию, вещество выдувается в виде солнечного ветра, который иногда пересекается с Землей.
При помощи спектрального анализа исследователи выяснили, каких веществ точно нет на поверхности этой звезды. Например, хлора, ртути и бора. Однако ученые предполагают, что эти вещества, помимо основных химических элементов, входящих в состав Солнца, могут находиться в его ядре. Практически на 42% наша звезда состоит из водорода. Примерно 23% приходится на все металлы, которые есть в составе Солнца. Как и большинство параметров других небесных тел, характеристики нашей звезды рассчитываются лишь теоретически при помощи вычислительной техники. В качестве исходных данных служат такие показатели, как радиус звезды, масса и ее температура. В настоящее время ученые определили, что химический состав Солнца представлен 69 элементами. Большую роль в этих исследованиях играет спектральный анализ. Например, благодаря ему был установлен состав атмосферы нашей звезды. Также была обнаружена интересная закономерность: набор химических элементов в составе Солнца удивительно похож на состав каменных метеоритов. Этот факт – важное свидетельство в пользу того, что эти небесные тела имеют общее происхождение.» (википедия). .
Планеты Солнечной системы.
Величина планет за орбитой Юпитера уменьшается, - летучие вещества мигрируют в пространство космоса.
Химический состав атмосфер
Планеты Солнечной системы, процесс диффренции вещества и роль этого процессса
«Химические элементы переходят — реально перемещаются — в течении геологического времени, из одной геосферы в другую.
Все меняется (в геологическом масштабе времени) и меняется не хаотически, а сохраняя некоторую направленность. Постепенно вещество земной коры все более и более дифференцируется. Идет не усреднение, а пространственное разделение элементов, минералов, горных пород. Это направленное развитие «представляет другую сторону - другой аспект - эволюционного учения» (В.И. Вернадский, 1920).
Этот вывод справедлив для планет всей Солнечной системы.
Солнце обладает мощными гравитационным и магнитным полями, которые повлияли на скорость осевого вращения и дифференциацию вещества планет.
Планеты земной группы имеют меньшую скорость осевого вращения.
Таблица 1., плотности планет Солнечной системы
Планета
Плотность, кг/м3
Меркурий
5430
Венера
5240
Земля
5515
Марс
3940
Юпитер
1330
Сатурн
700
Уран
1300
Нептун
1760
Плутон
2000
Луна (спутник Земли)
3346
«Газы стратосферы, находящиеся наверху, очень независимы от движения вещества на земной поверхности, и хотя существует обмен между веществом этих высоких областей, веществом стратосферы и поверхности земли, этот обмен совершается крайне медленно. Несомненно, в течение геологического времени, он не будет незаметной величиной. В тропосфере количественно чувствуются отголоски геохимических обратимых процессов» (В.И. Вернадский, 1934).
«Атмосферы планет
Химический состав. В табл. 2 представлены данные о химического составе атмосфер Венеры, Земли, Марса и Юпитера. На Венере и Марсе основным компонентами атмосферы являются СО2 и N2, на Земле О2 и N2. Причины этого различия следующие: 1) на Земле имеется много жидкой воды, которая растворяет СО2 и переводит его в осадочные породы, 2) растительный покров Земли перерабатывает СО2 в О2. Наиболее резко от земной атмосферы отличаются атмосферы Юпитера и других планет-гигантов, которые состоят глаавным образом из водорода и гелия. Из спутников планет только Титан имеет плотную атмосферу (её осн. составляющая — азот).
Табл. 2.-Химический состав атмосфер Венеры, Земли, Марса и Юпитера
Газ
Объемное содержание, %
Венера
Земля
Марс
Юпитер
Водород, H2
< 10-3
<5.10-5
-
86
Кислород O2
< 10-3
21
0,1
-
Озон O3
(?)
10-6 - 10-5
10-5
-
Азот N2
3,5
78,1
2,5
-
Сера S2
≈2.10-5
нет
нет
-
Двуокись углерода CO2
96,5
3.10-2
95
-
Водяной парH2O
≈0,2
≈0,1
0 - 0,2
*
Окись углерода CO
3.10-3
10-4
0,08
-
Метан CH4
< 10-4
1,8.10-4
4.10-4
0,04
Аммиак NH3
< 2.10-4
< 10-5
< 10-5
0,06
Двуокись серы SO2
1,5.10-2
10-4
<10-6
-
Хлористый водород HCl
4.10-5
< 10-5
<10-5
-
Фтористый водород HF
5.10-7
< 10-7
< 10-7
-
Ацетилен C2H2
< 10-6
< 10-5
< 5.10-4
2.10-6
Этан C2H6
< 10-6
< 10-5
< 4.10-4
10-4
Фосфин PH3
-
< 10-5
-
*
Инертные газы:
He
10-2
5.10-4
-
14
Ne
1,3.10-3
1,8.10-3
-
-
Ar
1,5.10-2
0,9
1,5
-
Kr
6,5.10-5
1,1.10-4
3.10-3
-
Xe
-
8,7.10-6
8.10-6
-
Средняя молекулярная масса
43,5
28,8
43,5
2,3
* Имеется качественное отождествление.
Вертикальная структура атмосферы определяется полем тяготения П., темп-рой атмосферы и её химическим составом. Давление в атмосфере убывает в е раз при изменении высоты на величину:
H = RT/mg
где m - молекулярная масса газа, g - ускорение силы тяжести (см. Баромерическая формула). Величина Н называется шкалой высоты или высотой однородной атмосферы. Она явл. функцией геометрической высоты h, т. к. Т, m, g зависят от h.
Процессы конвекции и турбулентность приводят к перемешиванию газов атмосферы. Перемешивание газов ведёт к установлению для них единой шкалы высот. Препятствует этому диффузия, которая стремится установить свою шкалу высот для каждого газа. Скорость диффузии обратно пропорциональна числу молекул газа в единице объёма (численной концентрации). В планетных атмосферах диффузия начинает преобладать над перемешиванием при концентрациях n Ј 1012-1013 см-3 (в земной атмосфере это соответствует высоте 100-120 км). Этот уровень называется гомопаузой. Часть атмосферы ниже гомопаузы называется гомосферой (область перемешивания), выше - гетеросферой (область диффузионного разделения). Наличие гетеросферы приводит к тому, что гелий и водород становятся основными компонентами на высоте несколькольких сот километров даже в атмосферах планет земной группы. Поэтому их самой внешней частью являются водородные короны. Благодаря малой молекулярной массе (m = 1) атомарного водорода, образуемая им корона простирается на многие тысячи км над Землёй. Газы внешних слоев атмосферы способны из неё улетучиваться. Этот процесс называется диссоциацией атмосферы. В результате диссипации из атмосфер плнет земной группы эффективно удаляется водород и гелий. В атмосферах планет-гигантов эти газы удерживаются благодаря сильному полю тяготения.
Происхождение планет. Предполагается, что планеты возникли одновременно (или почти одновременно) 4,6 млрд. лет назад из газово-пылевой туманности, имевшей форму диска, в центре к-рого было расположено молодое Солнце» (Гуди Р., Уолкер Дж, 1976, Мороз В, 1979, Жарков В, 1983)
Устьянцев Валерий Николаевич:
Наши знания о составе планет довольно ограниченны. Пока что они основаны на косвенных данных — преимущественно на их массе, средней плотности, размерах и расстояниях от Солнца. Космические полеты дали более обстоятельную информацию о природе верхних слоев Венеры и Марса и доставили в земные лаборатории лунный материал, который оказался близок к составу базальтовых вулканических пород Земли. Однако о внутреннем строении и составе поверхности планет земного типа мы знаем очень мало. Тем не менее основные данные о механических свойствах планет, которые в принципе известны давно, в целом отражают их состав. Все планеты солнечной системы подразделяются на внутренние, или планеты земного типа, и на внешние, или планеты типа Юпитера. К внутренним планетам относятся близкие к Солнцу — Меркурий, Венера, Земля, Марс; к внешним — далекие Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон. Внутренние планеты — преимущественно твердые каменные тела, поэтому к ним также по своей природе близки астероиды и спутники планет. Наиболее важные характеристики планет представлены в таблице. Таблица 1 Планета Масса Радиус Средняя плотность, г/см3 Средняя плотность при нулевом давлении, г/см3 Скорость убегания, км/с Альбедо Внутренние планеты Луна 0.0123 0,273 3,35 3,31 2,37 0,067 Меркурий 0.0543 0,333 5,62 5.3 4.26 0.056 Венера 0,8136 0.9551 5,09 4,4 10,3 0,76 Земля 1.000 1.000 5,517 4.4 11.2 0.36 Марс 0.0169 0.528 4.00 3.9 5.03 0.16 Малые планеты Астероиды (хондритовые) <0,00013 < 0,058 ~ 3,5 3,5.
— Внешние планеты Юпитер 318,35 10,97 1,35 — 57,5 0,67 Сатурн 95,3 9.08 0,71 — 33,1 0,69 Уран 14,54 3,72 1.58 — 21.6 0.33 Нептун 17.2 3.38 2.47 — 24.6 0.64 Плутон 0,0337 0.54 2.0 — — 0.14 Существенной величиной, по которой мы можем судить о составе планет (общем их составе), является их плотность. Средняя плотность планет (в г/см3) получается как результат деления их массы на объем d=M/V. Из таблицы видно, что средняя плотность планет неодинакова. Внутренние планеты земного типа, сложенные преимущественно твердым материалом, отличаются высокой плотностью (3,35-5,6 г/см3). У внешних планет плотность низкая (1,58-0,68 г/см3), что свидетельствует об их газовом составе. Действительно, Юпитер и близкие к нему планеты, по расчетным данным, состоят в основном из газов, среди которых первое место принадлежит водороду — наиболее распространенному элементу космоса. Преобладающие химические элементы и соединения вещества планет Для понимания химической природы земного шара большое значение имеет сравнение планет земной группы друг с другом и с нашей планетой в целом. Поэтому ниже мы кратко остановимся на характеристике внутренних планет и Луне. Внутренние планеты Меркурий — ближайшая к Солнцу планета — имеет самую высокую плотность. Поскольку период собственного вращения Меркурия равен периоду его обращения вокруг Солнца, то он все время повернут к Солнцу одним полушарием. На освещенной стороне Меркурия температура достигает 625° К, а на темной поверхности, вероятно, всего лишь 10—20° К. На неосвещенной поверхности большинство газов должно замерзать, а на освещенной, горячей стороне, молекулы обычных газов должны приобретать тепловые скорости, превышающие скорость улетучивания с поверхности. Поэтому Меркурий практически не имеет атмосферы. Возможно, на нем есть небольшая неустойчивая аргоновая атмосфера как продукт распада радиоактивного К40, сосредоточенного в твердом теле планеты. Венера по размерам и плотности наиболее приближается к нашей Земле. Она также обладает наиболее мощной, плотной и теплой атмосферой из всех планет земной группы. По данным межпланетных станций «Венера-4, 5, 6, 7», атмосфера планеты на 93—07% состоит из СО2. Обнаружено присутствие О2, N2, H2O. Температура атмосферы у поверхности достигает 747 ±20° К, давление 90 атм. Обилие CO3 можно объяснить процессом разложения карбонатов при высоких температурах. Подобным же образом происходит разложение и других карбонатов с образованием CO2. Свободный кислород на Венере образуется в результате разложения Н2O под действием солнечной радиации. Другой продукт разложения — водород — легко, теряется верхними слоями атмосферы. Это приводит к медленной вековой потере воды, и Венера постепенно высыхает. При высоких температурах поверхности практически вся вода на Венере находится в атмосфере в парообразном состоянии. Наличие светлого водяного пара определяет высокую отражательную способность планеты — 76% падающего на нее солнечного света. Земля является самой крупной из всех внутренних планет. В то же время она имеет наиболее крупного спутника — Луну, которая по массе составляет 1/81 часть массы Земли. По своему составу азотно-кислородная атмосфера Земли резко отличается от атмосфер других планет и является продуктом жизни. Большая часть атмосферного аргона Земли имеет радиоактивное происхождение от распада К40 в земной коре. Луна представляет собой твердое тело, лишенное атмосферы и состоящее из силикатного материала. Невооруженным глазом уже давно иа поверхности нашего спутника были замечены темные и светлые участки. Большие темные области на поверхности Луны еще первыми исследователями, использовавшими телескоп, были названы морями. Но мы теперь знаем, что на Луне отсутствует вода и так называемые моря представляют собой сухие, относительно плоские равнинные области более темного оттенка, чем остальная поверхность. С помощью телескопа на лунной поверхности можно наблюдать рубцы и ямы горных цепей и кратеров. Особенно много кратеров. Самые большие из них названы в честь выдающихся деятелей науки и культуры — кратеры Тихо, Коперник, Кеплер, Аристарх, Эратосфен, Платон и др. Самый крупный кратер — Гримальди, диаметром свыше 200 км. Кольцеобразные валы кратеров часто имеют высоту порядка 6 км. Поверхность Луны образована темным материалом. Об этом свидетельствует малая отражательная способность лунной поверхности. Луна отражает только 7% падающих на ее поверхность солнечных лучей видимой части спектра. В то же время от поверхности нашего спутника красный свет отражается более эффективно, чем синий или фиолетовый. Это придает лунному свету оранжевые тона. Самые светлые области похожи на белый песок, самые серые — на темные сланцы. По свидетельству американского космонавта Н. Армстронга, побывавшего на Луне, «в общем, исследованный нами район по освещенности может сравниться с пустыней, а его цвет напоминает цвет сухого цемента или песчаного пляжа. При выходе из кабины мы неожиданно обнаружили, что обломки пород и частицы лунного грунта имеют темно-серый или угольно-серый цвет». Изучение орбит искусственных спутников Луны показало, что под поверхностью лунных морей находятся концентрации тяжелого вещества, которые получили название масконов. Одна из самых больших гравитационных аномалий лунного шара — в области моря Дождей. Первые исследования лунных пород позволили выделять среди них четыре типа: пузырчатые со стекловидными пузырьками (тип A), полнокристаллические (тип B), лунные брекчии — сцементированные породы, обломки кристаллического материала (тип C) и россыпи тонкого материала (тип D), составляющего лунный грунт (реголит). Элементарный и минералогический состав этих типов пород очень сходный. Данные о химическом составе лунных пород получены из разных районов: из районов морей (Спокойствия, Океана Бурь и Изобилия); из горных районов с кольцевыми структурами (места посадок «Аполлона-14» и автоматической станции «Луна-20»). Изучение состава лунных пород, собранных преимущественно из районов морей, показывает, что по соотношению основных компонентов он больше всего согласуется с составом полевошпатовых ахондритов — эвкритов. Наиболее вероятным источником вещества Луны могли быть хондриты с повышенным содержанием силикатного железа и не имеющие металлической фазы. По сравнению с земной корой и наиболее близкими к лунным породам базальтами в исследованных породах Луны обнаружено гораздо больше железа, титана, циркония, редких земель и других химических элементов. Элементы с повышенным содержанием в лунных породах обладают некоторыми общими геохимическими свойствами. Отдельные ряды элементов в больших периодах таблицы Д. И. Менделеева образуют так называемые геохимические семейства и находятся по соседству друг с другом. Геохимические семейства объединяют элементы с общими химическими и геохимическими свойствами, определяемыми близким характером внешней электронной оболочки их атомов. Учитывая изложенное выше, можно прийти к выводу, что повышенное содержание ряда химических элементов у поверхности Луны не является случайным, а носит вполне определенный закономерный характер. Так, в поверхностных породах Луны особенно резко выражены элементы семейства железа, молибдена, редких земель. Правда, для редких элементов имеется исключение в отношении одного элемента — европия. Он содержится в скудном количестве по сравнению с другими редкоземельными элементами. Таким образом, элементарный химический состав исследованных лунных пород отражает в первую очередь высокотемпературные условия их образования. Действительно, все до сих пор исследованные лунные породы изверженного вулканического происхождения. Они возникли в результате остывания силикатного расплава, обогащенного железом, — лунные лавы излились из более глубоких горизонтов лунного шара. Лунные породы состоят из немногих минералами. Наиболее распространенные из них следующие: Пироксен Плагиоклаз Ильменит Оливин В лунных породах также обнаружены разновидности кремнезема — кристобалит и тридимит, калиевый полевой шпат, апатит, обогащенный редкими землями, бадделит, биотит, амфибол, кальцит. Встречаются и такие минералы, как пироксенманганит, ферропсевдобрукит и хромотитанистая шпинель. Эти минералы, естественно, отражают повышенное содержание титана, хрома и марганца в материале лунных пород. Все лунные минералы лишены следов воздействия водных растворов, и все лунные породы представляются исключительно сухими; Ничтожные доли окисного железа и преобладание его закисных форм свидетельствуют о недостатке кислорода в процессе формирования лунных пород. Особый интерес представляет измерение изотопного состава химических элементов Лупы. Главные химические элементы показали изотопные соотношения, равные тем же соотношениям на Земле. Это говорит в пользу общего происхождения вещества Земли и Лупы в далеких древних космических системах. Измерение отношений изотопов в отдельных минеральных фракциях лунных пород позволило установить температуры, при которых кристаллизовались эти породы. Крупно- и мелкозернистые лунные породы показали отношение изотопов, которое соответствует изотопному равновесию при 1100—1300° С, что, вероятно, соответствует температуре кристаллизации. Распад радиоактивных изотопов помогает решить вопрос о возрасте лунных пород как времени, прошедшем с момента их кристаллизации. В районе Моря Спокойствия возраст кристаллических пород — 3,7 млрд. лет. Такие древние породы для нашей земной коры являются исключительно редкими. Определение соотношений изотопов стронция и свинца из лунных пород позволило рассчитать возраст Луны как самостоятельно существующей планеты. Он оказался равным 4,6 млрд, лет, хорошо согласуясь с возрастом большинства изученных метеоритов разного типа и состава. Тщательные поиски сложных органических соединений в материале лунных пород привели к открытию в малых количествах простейших соединений углерода. В одном грамме лунной пыли обнаружены также аминокислоты порядка 1×10-8 г. Плотность кристаллических пород Луны 3,1—3,2 г/см3, в то время как средняя плотность Луны 3,35 г/см3. Столь малое различие плотностей свидетельствует о слабой химической дифференциации Луны в целом. Это позволяет заключить, что Лупа есть сферическое тело, сложенное почти целиком силикатным материалом. Марс из всех внутренних планет наиболее удален от Солнца и обладает самой низкой плотностью.
Устьянцев Валерий Николаевич:
Благодаря исследованиям космическими аппаратами «Маринер-4, 6, 7, 8, 9» и «Марс-1, 2, 3» было установлено, что поверхность планеты покрыта многочисленными кратерами, однако обширная область Хеллас совсем лишена кратеров и похожа на поверхность Лупы. Наблюдаются три типа поверхности Марса: светлые — «материковые» районы, желтые — «морские» и белоснежные — полярные шапки. Большая часть поверхности планеты имеет оранжевую окраску, что, по данным оптических характеристик и радиоастрономии, указывает на мелкозернистый характер раздробленных силикатных пород, покрытых пленкой окислов железа. Атмосферное давление у поверхности Марса не превышает 6 мм рт. ст., т. е. на два порядка ниже, чем на Земле. Основным компонентом атмосферы Марса является С02, количество которого, вероятно, превышает 50%, обнаружены примеси NO2, содержание O2 и N пренебрежительно малое. В атмосфере планеты присутствуют пары воды, а также аэрозоли, с которыми связаны «пыльные бури». Температура поверхности Марса изменяется в зависимости от широты и на границе полярных шапок достигает 140—150° К. При таких температурах углекислый газ должен вымерзать. Отсюда можно предположить, что полярные шапки Марса состоят из замороженной углекислоты толщиной слоя в несколько метров. В полярных областях Марса должно вымораживаться значительное количество водяного пара, что способствует образованию ледников. А. Биндер в 1969 г. теоретически исследовал внутреннюю структуру Марса, основываясь на свойствах материала мантии Земли и очень точном определении радиуса и массы Марса по данным измерений космического аппарата «Марииер-4». Теоретическое моделирование показало вероятность того, что Марс имеет внутреннее железное ядро с радиусом 790—950 км, занимающее от 2,7 до 4,9% объема планеты. Состав оболочки — мантии — Марса не должен существенно отличаться от состава земной мантии. Температура внутри Марса должна быть между 800 и 1500° С, т. е. значительно ниже, чем в недрах Земли. В 1948 г. английский астроном Г. Рамзей выдвинул гипотезу о том, что все внутренние планеты имеют одинаковый состав, а различие в их средней плотности определяется разной степенью сжатия вещества под влиянием высоких давлений, пропорциональных массам планет. В частности, существование ядра Земли объяснялось фазовым переходом силикатного вещества в металлическое состояние, вызванное высоким давлением. Однако если бы внутренние планеты имели одинаковый химический состав, а уплотнение в центральных частях определялось бы массой самой планеты, тогда в последовательном ряду планет возрастания их массы — Меркурий, Марс, Венера, Земля — мы бы наблюдали последовательное возрастание плотности. На самом деле, как можно видеть по данным табл. 5, маленький Меркурий имеет более высокую плотность, чем более массивные Марс или Венера. Поэтому можно заключить, что внутренние планеты имеют разный химический состав. При оценке их состава в основном представляют интерес величины средней плотности, вычисленные для нулевого давления в центре планет. Различие состава в данном случае, скорее всего, определяется различным соотношением силикатного (плотность 3,3 г/см3) и металлического железоникелевого материала (плотность 7,23 г/см3). Таким образом, наиболее вероятной причиной различия плотностей внутренних планет солнечной системы является разное соотношение силикатного и металлического (железоникелевого) материала. Развитие этих представлений за последнее время получило большую популярность. В то же время дискуссионным остается вопрос о распределении внутри планет металлической и силикатной частей — находятся ли они вместе и распределяются равномерно по всему объему каждой из планет или же сосуществуют раздельно — металлическая фаза в виде внутреннего ядра, а силикатная в виде оболочки — мантии разной мощности. На основании имеющихся данных в области геохимии и космохимии можно предполагать наличие центральных металлических ядер внутри планет земного типа. Такой вывод больше соответствует всему известному и находит подтверждение со стороны таких метеоритов, как железные, железокаменные и ахондриты. Однако хондриты, которые отражают химически недифференцированный материал, видимо, являются обломками астероидов, в которых не смогла завершиться дифференциация. Из сказанного следует, что разная плотность внутренних планет определяется главным образом различием их химического состава. Более плотные планеты содержат больше металлического железа, менее плотные — меньше. Но, очевидно, различие в составе характерно не только для главных элементов (О, Si, Fe, Mg, Са, Al, Na), но и для всех других химических элементов таблицы Д. И. Менделеева. Во всяком случае данные по распространению многих редких элементов в метеоритах разных классов, полученные за последнее время, вполне подтверждают такое предположение. Обращает на себя внимание пространственная закономерность состава внутренних планет — пропорция металлического железа в ближайших к Солнцу планетах выше, чем в планетах более отдаленных. Это хорошо видно при сравнении близкого к Солнцу Меркурия и далекого от него Марса. По-видимому, в данном случае имеет место важная космохимическая закономерность, которая должна быть объяснима теорией происхождения солнечной системы. - Источник: Химический состав планет (энциклопедия).
Внешние планеты. По составу, строению и размерам внешние планеты солнечной системы резко отличаются от внутренних планет земной группы. Внешние планеты имеют малую плотность, что определяется их газовым составом. Причем ведущим элементом этих планет являются водород и его соединения. По некоторым оценкам Юпитер содержит 78% водорода по весу, а Сатурн 63%. Уран и Нептун имеют более высокие средние плотности, и, вероятно, пропорция водорода в них ниже. В спектрах протяженных атмосфер внешних планет отмечаются сильные полосы метана, а также полосы молекулярного водорода. Кроме того, в спектрах Юпитера и Сатурна наблюдаются слабые полосы аммиака. Однако на Уране и Нептуне аммиак находится в замороженном состоянии, поскольку температура поверхности этих планет очень низкая, порядка -210° С. При таких температурах большинство газов переходит в жидкое и твердое состояния. По некоторым косвенным данным, можно допустить, что в составе внешних планет имеется много гелия. Таким образом, крупные внешние планеты солнечной системы по своему атомарному элементарному составу во многом близки к составу Солнца. Они сложены преимущественно из легких компонентов — H, Не, СН4, NH3, H2O. Сохранность этих веществ в составе больших планет связана с высокими значениями масс самих планет, а также с низкими температурами внешних краевых областей солнечной туманности, от которой они произошли. Изложенные выше данные позволяют прийти к определенным выводам, имеющим прямое отношение к вопросам происхождения солнечной системы. Планеты солнечной системы различаются по своему химическому составу. Внутренние планеты сложены в основном твердыми телами, внешние — преимущественно газами. Среди внутренних планет также имеется различие в составе — ближайшие к Солнцу планеты более плотные, чем отдаленные. Различие в составе внутренних планет, по-видимому, обусловлено теми же причинами, что и различие в составе метеоритов, т. е. планеты более плотные содержат больше металлической (железоникелевой) фазы и меньше силикатной. Максимальное содержание железа, вероятно, характерно для Меркурия, минимальное для Луны, в которой большая часть железа находится в силикатах. Различие состава планет свидетельствует о химическом и физическом фракционировании элементов в процессе образования солнечной системы. Фракционирование определялось различной степенью окисления вещества в зависимости от расстояния от Солнца. Гигантские внешние планеты солнечной системы возникли из вещества, чрезвычайно близкого к составу Солнца, и процессы фракционирования при их образовании проявились в незначительной степени.(энциклопедия).
Устьянцев Валерий Николаевич:
«В органической химики называют такие химические вещества, молекулы которых содержат атомы углерода, связанные с другими химическими элементами. Это могут быть как небольшие молекулы вроде простейших углеводородов или спиртов, так и намного более сложные. И самое главное, «органика» совсем не обязательно имеет биологическое происхождение: органические молекулы могут образовываться из неорганических веществ и реагировать друг с другом без какого-то бы ни было участия жизни» ( Максим Абаев).
"Мы показали, что комета Чурюмова-Герасименко появилась на свет в результате "мягкого" гравитационного коллапса облака из пыли и гальки. К сожалению, мы пока не можем сказать, как возникли половинки ее "гантели" – были ли они отдельными небесными телами, которые столкнулись уже после своего рождения, или же они являются частью единого целого", — рассказывает Юрген Блум (Jurgen Blum) из Института геофизики и внеземной физики в Брауншвейге (Германия).
Комета Чурюмова – Герасименко
16:00 06.07.2015
На комете 67Р (Чурюмова – Герасименко), богата органическими соединениями. Однако ни орбитальный аппарат Rosetta, ни зонд Philae не были оборудованы приборами, позволяющими искать следы жизни.
Средний состав найденных молекул можно описать формулой C1H1,56O0,134N0,046S0,017, что идентично растворимому органическому веществу из хондритных метеоритов и включает в себя множество цепочечных, циклических и ароматических углеводородов в примерном соотношении 6:3:1. Некоторые молекулы были впервые достоверно обнаружены в коме комет — это нонан (C9H20), нафталин (C10H8), бензиламин (C7H9N), бензойная кислота (C7H6O2), этилен (C2H4) и пропен (C3H6).
За два года работы вблизи кометы «Розетта» нашла на ней ксенон, иней, прекусоры сахаров, высокомолекулярные органические вещества, не обычные скалы, увидела смену окраски ядра и в комемете, а также впервые в истории высадила на комету зонд «Филы» (Александр Войтюк).
Космический аппарат «Rosetta» впервые однозначно обнаружил твердое «органическое» вещество в виде сложных углеродсодержащих молекул.
30. 03. 2009.
Испанские и французские астрофизики определили полосу в инфракрасном диапазоне, которая служит для отслеживания присутствия органических веществ, богатых кислородом и азотом в частицах межзвёздной пыли. Если какой-либо телескоп зафиксирует такую полосу, может подтвердиться присутствие в космосе аминокислот и других веществ, которые являются предшественниками жизни.
Гуиллермо Муноз, исследователь из Центра астробиологии Национального института аэрокосмической техники (ИНТА), утверждает: “Нам удалось доказать в лабораторных условиях, что органический материал, содержащий пребиотиеское вещество, известный как жёлтое вещество, обладает очень характерной полосой поглощения, которую можно искать в тех областях космоса, в которых присутствуют пылевые частицы, в попытке обнаружить подобные субстанции”.
Учёный объясняет, что пылевые частицы, которые часто наблюдаются в межзвёздных облаках и вокруг молодых звёзд, обычно “окружены крошечными оболочками льда, богатыми водой и другими простыми молекулами, такими как оксид углерода (CO), метанол (CH3OH) или аммиак (NH3), на которые падает свет и космические лучи”.
Муноз и его французский коллега Эммануэл Дартуа из Института космической астрофизики в Париже, воссоздали эти межзвёздные условия в лаборатории, смешав различные газы при очень низком давлении и температуре (-263ºC), а затем подвергли межзвёздный лёд воздействию излучения, которое формируется с помощью ультрафиолетового света. В результате образовалось жёлтое вещество, желтоватая субстанция, богатая углеродом, так же вместе с водородом, азотом и множеством кислородных соединений.
Это вещество состоит из большого числа органических молекул, таких как карбоновые кислоты, глицин и другие аминокислоты.
Полоса поглощения жёлтого вещества расположена в пределах 3.4 микрометров в средней инфракрасной области спектра, а когда она отображается на графике, её контур имеет две характерные вершины.
Это позволяет определить данную полосу в областях формирования планет, похожих на нашу солнечную туманность и объекты Солнечной Системы, считает Муноз. Более того, по его словам, синтез органических составляющих через облучение может указывать на присутствие этих веществ в кометах, таких как комета Галлея, и может объяснить изотопный состав углеродистого материала, который был обнаружен в межзвёздной пыли и типах метеоритов, богатых углеродом, известных как углеродистые хондриты. До сих пор учёные не наблюдали инфракрасную полосу жёлтого вещества в межзвёздном пространстве, то же относится и к Солнечной Системе, но они утверждают, что причиной этому может быть ограниченность технического оборудования.
Что касается углеродистых хондритов и межзвёздной пыли, оба содержат углерод, который связан с изотопами тяжёлого водорода (прежде всего дейтерий 2H) и азотом (15N), характерными для химических реакций при очень низких температурах, таких как те, которые происходят при облучении льда, но тип метеоритного углерода отличается от жёлтого вещества.
Пребиотические вещества, которые образуются при облучении льда, теряют свои органические свойства и высокое содержание водорода, азота и кислорода, при нагревании более чем до 300 ºC; это происходит вблизи Солнца.
Космический модуль Розетта, принадлежащий Европейскому Космическому Агентству, попытается определить аминокислоты и другие молекулы, относящиеся к добиологическим, в ядре кометы 67P. Чурюмов-Герасименко, когда достигнет её в 2014.
(infuture.ru).
Метеорит возрастом 4,6 миллиарда лет подтвердил теорию происхождения воды на Земле
Камень родом примерно из самого начала нашей Солнечной системы помогает разгадать тайну происхождения воды на Земле. Дело в том, что он содержит воду, по своему составу схожую с водой на нашей планете. Естественные науки Науки о Земле 4325
17.02.2023, ПТ, 14:58, Москва.
Атмосфера Меркурия и ядро.
Сильно разряжена, поэтому газов в ней немного. Из них 42% приходится на кислород, 29% – на натрий и 22% на водород. Гелий составляет 6% меркурианской атмосферы, на остальные газы приходится доля не более 0,5%. Почему в атмосфере так много натрия, если он не является газом? Он появляется в ней из поверхности планеты, когда ее «обдувает» солнечный ветер. Из-за малого количества других газов и близости к Солнцу доля натрия оказывается столь высокой. Отдельно стоит отметить, что на Меркурии есть и вода. Водяной пар присутствует на дне некоторых кратеров, куда никогда не заглядывает Солнце, расположены льды. Однако воды в жидком состоянии на Меркурии нет (0.55% - криптои, аргон, углекислый газ, моноксид углерода, метан, пары воды, закись азота и др.).
Согласно данным космического агентства NASA, по своему химическому составу она состоит из 42% кислорода (О2), 29% натрия, 22% водорода (Н2), 6% гелия, 0,5% калия. Остальную незначительную часть составляют молекулы аргона, диоксида углерода, воды, азота, ксенона, криптона, неона, кальция (Са, Са +) и магния.
Меркурий получает в семь раз больше тепла и света, чем Земля, поэтому температура его поверхности колеблется от +430°C днём до −190°C ночью. Это самый большой температурный перепад в солнечной системе.
Радиоактивный распад элементов в коре Меркурия является источником гелия, а также аргон-40, образующегося в результате распада слаборадиоактивного природного изотопа калий-40. Присутствуют водяные пары, выделяющиеся в результате ряда процессов, таких как удары комет о поверхность планеты, образование воды из водорода солнечного ветра и кислорода, содержащегося в оксидах пород и минералов, сулимация льда, который, возможно, находится в постоянно затенённых полярных кратерах. Нахождение значительного числа связанных с водой ионов, таких как O+, OH− и H2O+, стало неожиданностью для исследователей. Так как значительное число этих ионов было найдено в окружающем Меркурий космосе, учёные предположили, что они образовались из молекул воды, разрушенных на поверхности или в экзосфере планеты солнечным ветром.
Максимальная температура поверхности Меркурия, зарегистрированная датчиками, +410 °С. Средняя температура ночного полушария равна -162 °С, а дневного +347 °С (этого достаточно, чтобы расплавить свинец или олово). Перепады температур из-за смены времен года, вызванной вытянутостью орбиты, на дневной стороне достигают 100 °С. На глубине 1 м температура постоянна и равна +75 °С, ведь пористый грунт плохо проводит тепло. Органическая жизнь на Меркурии исключается.
Все планеты земной группы (а Меркурий относится к ним) имеют схожее строение, а потому их химические составы близки. Но у Меркурия есть несколько отличительных черт. Ядро планеты состоит из двух металлов – железа и никеля, причем концентрация железа аномальна высока. Особенность планеты заключается в том, что ее ядро является жидким.
В мантии Меркурия преобладают силикаты – вещества, содержащие в своем составе кремний. В основном это различные формы перидотитов – оливин и пироксен. Помимо кремния в мантии высока концентрация железа, магния, марганца, кальция и кислорода. Кора состоит из базальтов и иных химических соединений. В базальте содержится около 42-53% оксида кремния (кремнезема), ещё 15% приходится на оксид алюминия. Велика доля ультраосновных горных пород, содержащих 30-45% кремнезема. Большое распространение имеют кимберлиты, ильмениты, дуниты. В целом Меркурий по своему составу близок к Луне. Алюминий, кальций, титан и железо находятся в дефиците, а магний и сера – в избытке.
Интересный факт: диаметр Меркурия примерно в 3 раза меньше земного (12742 км), масса — в 18 раз меньше. По размерам данная планета уступает некоторым спутникам, которые встречаются в Солнечной системе. Несмотря на указанные особенности, Меркурий считается плотной планетой. По этому показателю он только в 2 раза уступает Земле.
Экваториальный адиус Меркурия 2340 км.
Планета относится к земной группе, у нее нет естественных спутников. Имеет крупное железно-никелевое ядро, составляющее почти 3⁄4 ее диаметра. Циркуляция расплавленного металла в ядре создает условия для образования магнитного поля. Оно слабее, чем у Земли, примерно в 100 раз.
Устьянцев Валерий Николаевич:
В центре Меркурия — ядро, покрытое мантией и слоем коры. Если внутреннее строение Земли включает твердый центр и жидкую часть, то сплав, наполняющий центр Меркурия, постоянно находится в жидком агрегатном состоянии. Радиус расплавленного центра планеты — 1800 км. Сверху ядро покрывает силикатная мантия, ее толщина около 500 км.
Необычны непропорционально крупные размеры ядра этого небесного тела. Центр Земли, например, составляет 16% от объема небесного тела, тогда как центр Меркурия занимает 70%.
Толщина твердого слоя коры планеты по разным данным составляет от 100 до 300 к.
Основные химические элементы, которые формируют планету, — железо и никель. Они находятся в расплавленном состоянии и наполняют крупное ядро. Установлено, что доля железа в сплаве ядра выше, чем у остальных планет Солнечной системы.
Радиус ядра составляет 2000 км. В то время как кора из различных минералов почти в четыре раза меньше! Для сравнения на других планетах Солнечной системы совершенно другое соотношение. К примеру, на Земле, Марсе или Венере само ядро меньше, чем минеральные оболочки. Поэтому ученые называют Меркурий – одной из самых необычных и интересных планет. Ведь долгое время эту закономерность никто не могу объяснить. Чем дальше планета от Солнца, тем меньше металла в ядре.
Атмосфера Венеры и ядро.
Существенный вклад в изучение как атмосферы, так и поверхности Венеры внесла миссия СССР с одноименным названием. Первым космическим кораблем, отправленным к планете и совершивший пролет мимо планеты был «Венера-1» разработанный Ракетно-космической корпорацией «Энергия» имени С.П. Королёва (сегодня НПО «Энергия). Несмотря на то, что с этим кораблем, как и с несколько другими аппаратами миссии связь была потеряна, были те которые смогли не только изучить химический состав атмосферы, но и даже достичь самой поверхности.
Первым кораблем, запущенным 12 июня 1967 года, который смог провести исследования атмосферы был «Венера-4».
Воздушная оболочка главным образом состоит из углекислого газа 96,5 % и азота 3,5, а также примесей, включающих в себя:
Сернистый газ, аргон, водяной пар, угарный газ — СО, гелий, неон, хлороводород и фтороводород. Плотность атмосферы составляет 92 бар или 9,2 МПа.
Атмосфера Венеры крайне жаркая и сухая. Температура на поверхности достигает своего максимума, примерно у отметки 480°С. В атмосфере Венеры содержится в 105 раз больше газа, чем в атмосфере Земли. Давление этой атмосферы у поверхности очень велико, в 95 раз выше, чем на Земле.
В 1970 г. первый космический корабль, прибывший на Венеру, смог выдержать страшную жару лишь около одного часа — этого как раз хватило, чтобы послать на Землю данные об условиях на поверхности. Российские летательные аппараты, совершившие посадку на Венеру в 1982 г., послали на Землю цветные фотографии с изображением острых скал.
Атмосфера, из углекислого газа. Атмосфера Венеры разделена на несколько слоёв. Наиболее плотная часть атмосферы — тропосфера, начинается на поверхности планеты и простирается вплоть до 65 км. Ветры у раскалённой поверхности слабые, однако в верхней части тропосферы температура и давление уменьшаются до земных значений, и скорость ветра возрастает до 100 м/с. Углекислый газ фактически является уже не газом, а сверхкритическим флюидом.
Тропосфера Венеры содержит 99 % всей атмосферы планеты по массе. 90 % атмосферы Венеры находится в пределах 28 км от поверхности. На высоте 50 км атмосферное давление примерно равно давлению на поверхности Земли.
На ночной стороне в верхних слоях атмосферы Венеры зондом Venus Express обнаружены стоячие волны.
Лёгкие газы, в том числе водяной пар, постоянно сдуваются солнечным ветром через индуцированный хвост магнитосферы. Предполагается, что около 4 миллиардов лет назад атмосфера Венеры была больше похожа на земную, а на поверхности была жидкая вода.
Пpиxoдитcя дeлaть вывoды нa ocнoвe пoкaзaтeля плoтнocти, кoтopый лишь нeмнoгo уcтупaeт Зeмлe. Toгдa ядpo Beнepы мeтaлличecкoe, пpocтиpaeтcя нa З000 км, a вoкpуг cocpeдoтoчeнa З000-килoмeтpoвaя мaнтия и 50 км кopы. Пoкa нeт тoчнoй увepeннocти в жидкoм cocтoянии ядpa. Oбычнo мaгнитнoe пoлe гeнepиpуeтcя имeннo пpи кoнвeкции жидкoгo ядpa. Boзмoжнo, oнo зacтылo или жe пpocтo нe xвaтaeт тeмпepaтуpнoгo oтличия мeжду внeшним и внутpeнним cлoeм.
Атмосфера Земли и ядро.
Главные составляющие атмосферы это азот (около 79%) и кислород (20%). Оставшийся процент (1%) приходится на следующие газы: аргон, неон, гелий, метан, углекислый газ, водород, криптон, ксенон, озон, аммиак, двуокиси серы и азота, закись азота и окись углерода, входящих в этот один процент.
Кроме того, в воздухе содержится водяной пар и твердые частицы (пыльца растений, пыль, кристаллики соли, примеси аэрозолей). В атмосфере содержатся и другие оксиды азота, пропан и другие углеводороды» (Википедия).
Температура в тропосфере с высотой понижается в среднем на 6 ° C на 1 км, а давление — на 11 мм рт. в. на каждые 100 м. Условной границей тропосферы считают тропопаузы, в которой снижение температуры с высотой прекращается. Стратосфера — от тропопаузы до стратопаузе, которая расположена на высоте около 50-55 км. Характеризуется незначительным увеличением температуры с высотой, которая достигает локального максимума на верхней границе. На высоте 20-25 км в стратосфере располагается слой озона, который защищает живые организмы от губительного воздействия ультрафиолетового излучения. Значение атмосферы. Несмотря на то, что масса атмосферы составляет лишь одну миллионную долю массы Земли, она играет решающую роль в различных природных циклах (круговороте воды, углеродном цикле и азотном цикле).
Атмосфера является промышленным источником азота, кислорода и аргона, которые получают путем фракционной дистилляции сжиженного воздуха.
Ученым удалось определить, что примерно на 85% ядро состоит из железа, на 10% — из никеля. Состав остальных 5% установить пока не представляется возможным, но исследователи предполагают, что это может быть углерод или кислород.
Представить состав ядра можно методами изучения близких по составу материалов, например железных метеоритов, представляющих собой фрагменты ядер астероидов. Ученым удалось определить, что примерно на 85% ядро состоит из железа, на 10% — из никеля. Состав остальных 5% установить пока не представляется возможным, но исследователи предполагают, что это может быть углерод или кислород. Внутренне ядро — самый центр Земли диаметром 1,3 тыс. км, размером с Плутон. Это очень плотный и горячий шар, состоящий в основном из железа плотностью 12,8–13 г/см3. Температура внутреннего ядра достигает 6000° и значительно превышает точку кипения, но из-за высокого атмосферного давления ядро не плавится и остается твердым. В 2015 г. группа геологов под руководством профессора Сяодуна Суна из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне пришла к неожиданному открытию: стало известно, что внутреннее твердое ядро двойное — в нем находится еще одно, в два раза меньше. Исследователи полагают, что состав третьего ядра не железно-никелевый, а какой-то другой. А его кристаллы повернуты не с севера на юг, вдоль магнитного поля Земли, а с запада на восток. Информация взята с портала «Научная Россия/
Что касается внешнего ядра, оно располагается на глубине 2,3 тыс. км под уровнем моря и имеет толщину 2,2 тыс. км. Внешнее ядро состоит из железа и никеля, как и внутреннее, но в жидком состоянии — давления гравитации недостаточно для затвердевания раскаленного металла. Жидкость находится в постоянном движении и образует магнитное поле, которое защищает планету от космического излучения. Информация взята с портала «Научная Россия.
Внутренне ядро — самый центр Земли диаметром 1,3 тыс. км, размером с Плутон.
Глубина залегания внешнего ядра — 2200 км.
Атмосфера Марса и ядро.
Основным компонентом в обеих средах является двуокись углерода (95% для Марса, 97% для Венеры), но есть большое отличие – парниковый эффект на Марсе отсутствует, поэтому температура на планете не превышает 20°C, в отличие от 480°С на поверхности Венеры. Такая огромная разница связана с разной плотностью атмосфер этих планет. При сопоставимой плотности, атмосфера Венеры чрезвычайно мощная тогда как Марс обладает довольно тонким атмосферным слоем. Проще говоря, если бы толщина атмосферы Марса была более значительна, то он напоминал бы Венеру. Кроме того Марс обладает очень разреженной атмосферой, — атмосферное давление составляет лишь около 1% от давления Земле. Это эквивалентно давлению в 35 километров над поверхностью Земли. Нижняя атмосфера.
От поверхности до высоты 20—30 км протягивается тропосфера, где температура падает с высотой. Верхняя граница тропосферы колеблется в зависимости от времени года (температурный градиент в тропопаузе меняется от 1 до 3 град/км при среднем значении 2,5 град/км).
Углекислый газ — основной компонент (95,32 %).
Азот (2,7 %) в настоящее время активно диссипирует в космос. В виде двухатомной молекулы азот устойчиво удерживается притяжением планеты, но расщепляется солнечным излучением на одиночные атомы, легко покидая атмосферу.
Аргон (1,6 %) представлен относительно устойчивым к диссипации тяжелым изотопом аргон-40. Озон — его количество сильно меняется в зависимости от температуры поверхности: оно минимально во время равноденствия на всех широтах и максимально на полюсе, где зима, кроме того, обратно пропорционально концентрации водяного пара. Присутствует один выраженный озоновый слой на высоте около 30 км и другой — между 30 и 60 км. Вода. Метан. Начиная с 2003 года, появляются сообщения о регистрации выбросов метана. При этом речь идёт о крайне малых величинах — 0,7 ppbv— 1,3 ppbv) в качестве фонового значения и 7 ppbv для эпизодических всплесков, что находится на грани разрешимости. В 2013 году инструмент для измерения содержания метана, установленный на марсоходе Кьюриосити, обнаружил метан в атмосфере Марса. В 2019 году зафиксированы новые данные, причём эти наблюдения в три раза превышают уровень газа, зафиксированный шесть лет назад.
Ядро, абсолютно жидкое, в отличие от земного. Авторы исследования выяснили, что радиус ядра Марса составляет около 1 830 км. Это около половины радиуса земного ядра, но при этом на 200 километров больше, чем предполагали учёные. Российские ученые обнаружили, что магнитосфера Марса устроена сложнее и включает в себя оболочку из разогретых атомов верхней ионосферы планеты и более энергичных ионов.
Анализируя данные американского зонда MAVEN-1, ученые установили, что "дневная" (обращенная к Солнцу) магнитосфера существует у Марса постоянно. Она включает в себя тонкую оболочку, возникающую между потоками обтекающего планету солнечного ветра и ионосферой планет "Сравнительно недавно мы нашли, что имеется два разных "сорта" магнитосферы Марса в зависимости от некоторых внешних условий. Оказалось, что Марс построен так, что там играют практически одинаковую роль жидкостный и кинетический процессы", — сказал главный научный сотрудник Института космических исследований РАН Олег Вайсберг в видео, опубликованном на странице «Россия» «ТВ». Магнитосфера — это ограниченное магнитное поле планеты. На Земле оно решает важную задачу, отклоняя потоки губительной для жизни ионизированной плазмы Солнца. Уточняется, что у Марса нет собственного магнитного поля, кроме магнитных аномалий, оставшихся после остывания жидкого ядра планеты. Однако оказалось, что смесь двух типов плазмы — из разогретых атомов верхней ионосферы планеты и более энергичных ионов — приводит к формированию новой оболочки, оттесняющей поток солнечного ветра от планеты.
Российские ученые, анализируя данные зонда "Мэйвон", установили, что дневная магнитосфера Марса существует постоянно. Это тонкая оболочка, толщиной несколько сотен километров. Она расположена между обтекающим Марс потоком разогретого солнечного ветра и ионосферой планеты. Плазма в дневной магнитосфере состоит из двух разных сред: разогретых атомов верхней ионосферы Марса и более энергичных ионов. «Сравнительно недавно мы нашли, что имеется два разных «сорта» магнитосферы Марса в зависимости от некоторых внешних условий. Оказалось, что Марс построен так, что там играет практически одинаковую роль жидкостный и кинетический процессы. В принципе, было известно, что там работают кинетические процессы, но оказалось, что смесь этих двух процессов ведет к тому, что атмосфера Марса работает на двух «китах», — рассказал главный научный сотрудник отдела физики космической плазмы ИКИ РАН Олег Вайсберг. Когда электрическое поле солнечного ветра направлено от Марса, образуется квазимагнитосфера из улетающих ионов верхних слоев ионосферы. Она замещает магнитосферу, образуя оболочку между ионами солнечного ветра и ионосферой.
Атмосфера Юпитера и ядро.
В атмосфере Юпитера свыше 87% по объёму водорода и ~13% гелия, остальные газы, включая метан, аммиак, водяной пар находятся в виде примесей на уровне десятых и сотых долей процента.
Юпитер, самая большая из планет-гигантов, отделена от Марса поясом астероидов. Масса Юпитера в два раза больше, чем масса всех остальных планет, лун, комет и астероидов системы вместе взятых.
Давлению 1 атм соответствует температура 170 К. Тропопауза находится на уровне с давлением 0,1 атм и температурой 115 К. Во всей нижележащей тропосфере высотных ход температуры можно охарактеризовать адиабатическим градиентом в водородногелиевой среде — около 2 К на километр. Спектр радиоизлучения Юпитера также свидетельствует об устойчивом росте радиояркостной температуры с глубиной.
Навигация
Перейти к полной версии