La atmósfera es envoltura de gas planetas que se mueven junto con el planeta en el espacio cósmico como un todo único. Casi todos nuestros planetas tienen sus propias atmósferas. sistema solar, pero sólo la atmósfera terrestre es capaz de sustentar vida. En las atmósferas de los planetas hay partículas de aerosol: partículas de polvo sólido que se levantan de superficie dura planetas, partículas líquidas o sólidas resultantes de la condensación de gases atmosféricos, polvo de meteoritos. Consideremos en detalle la composición y características de las atmósferas de los planetas del sistema solar.
Mercurio. Hay rastros de atmósfera en este planeta: se han registrado helio, argón, oxígeno, carbono y xenón. La presión atmosférica en la superficie de Mercurio es extremadamente baja: es dos billonésimas de la presión atmosférica normal en la Tierra. Con una atmósfera tan enrarecida, la formación de vientos y nubes es imposible; no protege al planeta del calor del Sol y de la radiación cósmica.
Venus. En 1761, Mikhail Lomonosov, al observar el paso de Venus a través del disco del Sol, notó un delgado borde iridiscente que rodeaba el planeta. Así se descubrió la atmósfera de Venus. Esta atmósfera es extremadamente poderosa: la presión en la superficie era 90 veces mayor que en la superficie de la Tierra. La atmósfera de Venus está compuesta en un 96,5% de dióxido de carbono. No más del 3% es nitrógeno. Además, se detectaron impurezas de gases inertes (principalmente argón). ¡El efecto invernadero en la atmósfera de Venus eleva la temperatura 400 grados!
El cielo de Venus tiene un tono amarillo verdoso brillante. La niebla se extiende hasta una altitud de unos 50 km. Más arriba, hasta una altitud de 70 km, se encuentran nubes de pequeñas gotas de ácido sulfúrico. Se cree que se forma a partir de dióxido de azufre, que puede provenir de los volcanes. La velocidad de rotación en la parte superior de las nubes es diferente que sobre la superficie del planeta mismo. Esto significa que sobre el ecuador de Venus, a una altitud de 60-70 km, sopla constantemente un viento huracanado con una velocidad de 100-300 m/s en la dirección del movimiento del planeta. Las capas superiores de la atmósfera de Venus están compuestas casi en su totalidad de hidrógeno.
La atmósfera de Venus se extiende hasta una altitud de 5500 km. De acuerdo con la rotación de Venus de este a oeste, la atmósfera gira en la misma dirección. Según su perfil de temperatura, la atmósfera de Venus se divide en dos regiones: la troposfera y la termosfera. En la superficie la temperatura es de + 460°C, varía poco de día y de noche. Hacia el límite superior de la troposfera, la temperatura desciende a -93°C.
Marte. El cielo de este planeta no es negro, como era de esperar, sino rosado. Resultó que el polvo que flota en el aire absorbe el 40% de la luz solar entrante, creando un efecto de color. La atmósfera de Marte está compuesta en un 95% de dióxido de carbono. Alrededor del 4% proviene del nitrógeno y el argón. El oxígeno y el vapor de agua en la atmósfera marciana son menos del 1%. La presión atmosférica media a nivel de la superficie es 15.000 veces menor que en Venus y 160 veces menor que en la superficie de la Tierra. El efecto invernadero eleva la temperatura media de la superficie en 9°C.
Marte se caracteriza por fuertes fluctuaciones de temperatura: durante el día la temperatura puede alcanzar +27°C, pero por la mañana puede llegar a -50°C. Esto sucede porque la fina atmósfera de Marte no es capaz de retener el calor. Una de las manifestaciones de las diferencias de temperatura es muy vientos fuertes, cuya velocidad alcanza los 100 m/s. En Marte hay nubes de diversas formas y tipos: cirros, onduladas.
A. Mikhailov, prof.
Ciencia y vida // Ilustraciones
Paisaje lunar.
Derretimiento de la mancha polar en Marte.
Órbitas de Marte y la Tierra.
Mapa de Marte de Lowell.
El modelo de Marte de Kühl.
Dibujo de Marte de Antoniadi.
Al considerar la cuestión de la existencia de vida en otros planetas, hablaremos únicamente de los planetas de nuestro sistema solar, ya que no sabemos nada sobre la presencia de otros soles, como las estrellas, de sus propios sistemas planetarios similares al nuestro. Según las opiniones modernas sobre el origen del sistema solar, se puede incluso creer que la formación de planetas que orbitan alrededor de una estrella central es un acontecimiento cuya probabilidad es insignificante y que, por tanto, la gran mayoría de las estrellas no tienen sistemas planetarios propios.
A continuación, debemos hacer una reserva de que inevitablemente consideramos la cuestión de la vida en los planetas desde nuestro punto de vista terrenal, suponiendo que esta vida se manifiesta en las mismas formas que en la Tierra, es decir, asumiendo procesos de vida y estructura general organismos similares a los de la Tierra. En este caso, para el desarrollo de la vida en la superficie de cualquier planeta, deben existir ciertas condiciones físicas y químicas: no debe ser demasiado alta ni demasiado alta; baja temperatura, la presencia de agua y oxígeno es necesaria, pero la base de la materia orgánica deben ser compuestos de carbono.
Atmósferas planetarias
La presencia de atmósferas en los planetas está determinada por la tensión de la gravedad en su superficie. Los planetas grandes tienen suficiente fuerza gravitacional para mantener una capa gaseosa a su alrededor. De hecho, las moléculas de gas están en constante movimiento rápido, cuya velocidad está determinada por la naturaleza química de este gas y la temperatura.
Los gases ligeros (hidrógeno y helio) tienen la velocidad más alta; A medida que aumenta la temperatura, aumenta la velocidad. En condiciones normales, es decir, temperatura a 0° y presión atmosférica, velocidad media las moléculas de hidrógeno son 1840 m/seg y las de oxígeno 460 m/seg. Pero bajo la influencia de colisiones mutuas, las moléculas individuales adquieren velocidades varias veces mayores que las cifras promedio indicadas. Si una molécula de hidrógeno aparece en las capas superiores de la atmósfera terrestre con una velocidad superior a 11 km/s, entonces dicha molécula se alejará de la Tierra en espacio interplanetario, ya que la fuerza de gravedad será insuficiente para sostenerlo.
Cuanto más pequeño es el planeta, menos masivo es, menor es esta velocidad límite o, como dicen, crítica. Para la Tierra, la velocidad crítica es de 11 km/s, para Mercurio es de sólo 3,6 km/s, para Marte de 5 km/s, para Júpiter, el más grande y masivo de todos los planetas, de 60 km/s. De ello se deduce que Mercurio, y más aún los cuerpos más pequeños, como los satélites de los planetas (incluida nuestra Luna) y todos los planetas pequeños (asteroides), no pueden retener la capa atmosférica en su superficie debido a su débil atracción. Marte es capaz, aunque con dificultad, de retener una atmósfera mucho más delgada que la de la Tierra, mientras que Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, su gravedad es lo suficientemente fuerte como para retener atmósferas poderosas que contienen gases ligeros como el amoníaco y el metano, y posiblemente también hidrógeno libre.
La ausencia de atmósfera conlleva inevitablemente la ausencia de agua líquida. En un espacio sin aire, la evaporación del agua se produce con mucha más energía que a presión atmosférica; por tanto, el agua se convierte rápidamente en vapor, que es una cuenca muy ligera, sujeta a la misma suerte que otros gases atmosféricos, es decir, abandona más o menos rápidamente la superficie del planeta.
Está claro que en un planeta desprovisto de atmósfera y agua, las condiciones para el desarrollo de la vida son completamente desfavorables, y no podemos esperar vida vegetal ni animal en un planeta así. Todos los planetas menores, los satélites de los planetas y los planetas mayores, Mercurio, entran en esta categoría. Digamos un poco más sobre los dos cuerpos de esta categoría, a saber, la Luna y Mercurio.
Luna y Mercurio
Para estos cuerpos, la ausencia de atmósfera se estableció no solo por las consideraciones anteriores, sino también por observaciones directas. A medida que la Luna se desplaza por el cielo en su recorrido alrededor de la Tierra, a menudo cubre las estrellas. La desaparición de una estrella detrás del disco de la Luna ya se puede observar a través de un pequeño telescopio, y siempre ocurre de forma bastante instantánea. Si el paraíso lunar estuviera rodeado al menos por una atmósfera rara, entonces, antes de desaparecer por completo, la estrella brillaría a través de esta atmósfera durante algún tiempo y el brillo aparente de la estrella disminuiría gradualmente, además, debido a la refracción de la luz. , la estrella aparecería desplazada de su lugar . Todos estos fenómenos están completamente ausentes cuando las estrellas están cubiertas por la Luna.
Los paisajes lunares observados a través de telescopios sorprenden por la nitidez y el contraste de su iluminación. No hay penumbras en la Luna. Cerca de lugares brillantes e iluminados por el sol hay sombras negras profundas. Esto sucede porque, debido a la ausencia de atmósfera, en la Luna no hay un cielo azul durante el día, lo que suavizaría las sombras con su luz; El cielo allí siempre es negro. No hay crepúsculo en la Luna, y después del atardecer comienza inmediatamente la noche oscura.
Mercurio está mucho más lejos de nosotros que la Luna. Por lo tanto, no podemos observar detalles como en la Luna. Desconocemos el aspecto de su paisaje. La ocultación de estrellas por parte de Mercurio, debido a su aparente pequeñez, es un fenómeno extremadamente raro y no hay indicios de que tales ocultaciones se hayan observado alguna vez. Pero hay pasajes de Mercurio delante del disco del Sol, cuando observamos que este planeta, en forma de un minúsculo punto negro, se arrastra lentamente a lo largo de la brillante superficie solar. En este caso, el borde de Mercurio está claramente delineado y los fenómenos que se observaron cuando Venus pasó por delante del Sol no se observaron en Mercurio. Pero todavía es posible que queden pequeños rastros de la atmósfera de Mercurio, pero esta atmósfera tiene una densidad muy insignificante en comparación con la de la Tierra.
Las condiciones de temperatura en la Luna y Mercurio son completamente desfavorables para la vida. La luna gira alrededor de su eje extremadamente lentamente, por lo que el día y la noche duran catorce días. El calor de los rayos del sol no es moderado por la envoltura de aire y, como resultado, durante el día en la Luna la temperatura de la superficie aumenta a 120°, es decir, por encima del punto de ebullición del agua. Durante la larga noche, la temperatura desciende a 150° bajo cero.
Durante Eclipse lunar se observó cómo, en poco más de una hora, la temperatura bajó de 70° de calor a 80° de helada, y tras finalizar el eclipse, casi lo mismo Corto plazo volvió a su valor original. Esta observación indica una conductividad térmica extremadamente baja. rocas, formando la superficie lunar. El calor solar no penetra profundamente, sino que permanece en la capa superior más fina.
Hay que pensar que la superficie de la Luna está cubierta de tobas volcánicas ligeras y sueltas, tal vez incluso cenizas. Ya a un metro de profundidad, los contrastes de calor y frío se suavizan “hasta el punto de que allí prevalece probablemente una temperatura media que difiere poco de la temperatura media”. superficie de la Tierra, es decir, una componente varios grados por encima de cero. Puede ser que allí se hayan conservado algunos embriones de materia viva, pero su destino, por supuesto, no es envidiable.
En Mercurio, la diferencia en las condiciones de temperatura es aún mayor. Este planeta siempre mira al Sol por un lado. En el hemisferio diurno de Mercurio, la temperatura alcanza los 400°, es decir, está por encima del punto de fusión del plomo. Y en el hemisferio nocturno, la escarcha debería alcanzar la temperatura del aire líquido, y si había atmósfera en Mercurio, entonces en el lado nocturno debería haberse convertido en líquido y tal vez incluso congelado. Sólo en el límite entre los hemisferios diurno y nocturno, dentro de una zona estrecha, pueden existir condiciones de temperatura al menos algo favorables para la vida. Sin embargo, no es necesario pensar en la posibilidad de que allí se desarrolle vida orgánica. Además, en presencia de trazas de atmósfera, el oxígeno libre no podría retenerse en ella, ya que a la temperatura del hemisferio diurno, el oxígeno se combina energéticamente con la mayoría de los elementos químicos.
Así pues, en lo que respecta a la posibilidad de que haya vida en la Luna, las perspectivas son bastante desfavorables.
Venus
A diferencia de Mercurio, Venus muestra ciertos signos de una atmósfera espesa. Cuando Venus pasa entre el Sol y la Tierra, está rodeado por un anillo de luz: esta es su atmósfera, que está iluminada por el Sol. Estos pasos de Venus por delante del disco solar son muy raros: el último paso tuvo lugar en 18S2, el próximo tendrá lugar en 2004. Sin embargo, casi todos los años Venus pasa, aunque no a través del disco solar en sí, pero sí lo suficientemente cerca como para y luego puede ser visible en forma de media luna muy estrecha, como la Luna inmediatamente después de la luna nueva. Según las leyes de la perspectiva, la media luna de Venus iluminada por el Sol debería formar un arco de exactamente 180°, pero en realidad se observa un arco brillante más largo, que se produce debido a la reflexión y curvatura de los rayos solares en la atmósfera de Venus. . En otras palabras, hay crepúsculo en Venus, lo que aumenta la duración del día e ilumina parcialmente su hemisferio nocturno.
La composición de la atmósfera de Venus aún no se conoce bien. En 1932, mediante análisis espectral, se detectó la presencia de gran cantidad dióxido de carbono, correspondiente a una capa de 3 km de espesor en condiciones estándar (es decir, a 0° y 760 mm de presión).
La superficie de Venus siempre nos parece deslumbrantemente blanca y sin manchas ni contornos permanentes perceptibles. Se cree que en la atmósfera de Venus siempre hay una gruesa capa de nubes blancas que cubren completamente la superficie sólida del planeta.
Se desconoce la composición de estas nubes, pero lo más probable es que sean vapor de agua. No vemos lo que hay debajo, pero está claro que las nubes deben moderar el calor de los rayos solares, que en Venus, que está más cerca del Sol que la Tierra, de otro modo serían excesivamente fuertes.
Las mediciones de temperatura arrojaron entre 50 y 60° de calor para el hemisferio diurno y 20° de helada para el hemisferio nocturno. Estos contrastes se explican por la lenta rotación de Venus alrededor de su eje. Aunque se desconoce el período exacto de su rotación debido a la ausencia de manchas visibles en la superficie del planeta, aparentemente un día en Venus dura nada menos que nuestros 15 días.
¿Cuáles son las posibilidades de que exista vida en Venus?
En este sentido, los científicos tienen opiniones diferentes. Algunos creen que todo el oxígeno de su atmósfera está químicamente ligado y existe sólo como parte del dióxido de carbono. Dado que este gas tiene una baja conductividad térmica, en este caso la temperatura cerca de la superficie de Venus debería ser bastante alta, quizás incluso cercana al punto de ebullición del agua. Esto podría explicar la presencia de una gran cantidad de vapor de agua en las capas superiores de su atmósfera.
Tenga en cuenta que los resultados anteriores para determinar la temperatura de Venus se refieren a la superficie exterior de la capa de nubes, es decir. a una altura bastante alta sobre su superficie sólida. En cualquier caso, hay que pensar que las condiciones en Venus se parecen a las de un invernadero o invernadero, pero probablemente con una temperatura aún mucho más alta.
Marte
El planeta Marte es de gran interés desde el punto de vista de la cuestión de la existencia de vida. En muchos aspectos es similar a la Tierra. A partir de las manchas claramente visibles en su superficie, se ha establecido que Marte gira alrededor de su eje, realizando una revolución cada 24 horas y 37 metros, por lo que en él se produce un cambio de día y de noche de casi la misma duración. como en la Tierra.
El eje de rotación de Marte forma un ángulo de 66° con el plano de su órbita, casi exactamente el mismo que el de la Tierra. Gracias a esta inclinación del eje, las estaciones cambian en la Tierra. Obviamente, el mismo cambio existe en Marte, pero cada temporada en él es casi el doble de larga que la nuestra. La razón es que Marte, al estar en promedio una vez y media más lejos del Sol que la Tierra, completa su revolución alrededor del Sol en casi dos años terrestres, o más precisamente en 689 días.
El detalle más distintivo de la superficie de Marte, que se nota al observarlo a través de un telescopio, es punto blanco, coincidiendo su posición con uno de sus polos. El lugar se ve mejor en Polo Sur Marte, porque durante los períodos de su mayor proximidad a la Tierra, Marte está inclinado hacia el Sol y la Tierra con su hemisferio sur. Se ha observado que con el inicio del invierno en el hemisferio correspondiente de Marte, la mancha blanca comienza a aumentar y en verano disminuye. Incluso hubo casos (por ejemplo, en 1894) en los que la mancha polar desapareció casi por completo en el otoño. Se podría pensar que se trata de nieve o hielo, que se deposita en invierno como una fina capa cerca de los polos del planeta. Que esta cubierta es muy delgada se desprende de la observación anterior de la desaparición de la mancha blanca.
Debido a la distancia de Marte al Sol, su temperatura es relativamente baja. El verano allí es muy frío y, sin embargo, sucede que las nieves polares se derriten por completo. La larga duración del verano no compensa suficientemente la falta de calor. De ello se deduce que allí cae poca nieve, quizás sólo unos pocos centímetros, e incluso es posible que las manchas polares blancas no sean nieve, sino escarcha.
Esta circunstancia concuerda plenamente con el hecho de que, según todos los datos, hay poca humedad y poca agua en Marte. En él no se encontraron mares ni grandes extensiones de agua. Rara vez se observan nubes en su atmósfera. El color muy anaranjado de la superficie del planeta, gracias al cual Marte aparece a simple vista como una estrella roja (de ahí su nombre del antiguo dios romano de la guerra), la mayoría de los observadores explican por el hecho de que la superficie de Marte es una desierto arenoso sin agua, coloreado por óxidos de hierro.
Marte se mueve alrededor del Sol en una elipse notablemente alargada. Debido a esto, su distancia al Sol varía en un rango bastante amplio: de 206 a 249 millones de kilómetros. Cuando la Tierra está en el mismo lado del Sol que Marte, se producen las llamadas oposiciones de Marte (porque Marte está en el lado opuesto del cielo al Sol en ese momento). Durante las oposiciones, Marte es visible en el cielo nocturno a condiciones favorables. Las oposiciones se alternan en promedio cada 780 días, o cada dos años y dos meses.
Sin embargo, no en cada oposición Marte se acerca a la Tierra en su distancia más corta. Para ello, es necesario que la oposición coincida con el momento de máxima aproximación de Marte al Sol, que se produce sólo cada séptima u octava oposición, es decir, después de unos quince años. A tales oposiciones se les llama grandes oposiciones; tuvieron lugar en 1877, 1892, 1909 y 1924. El próximo gran enfrentamiento tendrá lugar en 1939. Las principales observaciones de Marte y descubrimientos relacionados se remontan precisamente a estas fechas. Marte estuvo más cerca de la Tierra durante el enfrentamiento de 1924, pero ya entonces su distancia de nosotros era de 55 millones de kilómetros. Marte nunca se acerca más a la Tierra.
"Canales" en Marte
En 1877, el astrónomo italiano Schiaparelli, realizando observaciones con un telescopio de tamaño relativamente modesto, pero bajo el cielo transparente de Italia, descubrió en la superficie de Marte, además de manchas oscuras llamadas, aunque incorrectamente, mares, toda una red de estrechos líneas rectas o rayas, a las que llamó estrechos (canale en italiano). De ahí que la palabra “canal” comenzara a utilizarse en otros idiomas para designar estas misteriosas formaciones.
Schiaparelli, como resultado de sus muchos años de observaciones, recopiló mapa detallado superficie de Marte, en la que están marcados cientos de canales que conectan entre ambos> manchas oscuras"mares". Posteriormente, el astrónomo estadounidense Lowell, que incluso construyó un observatorio especial en Arizona para observar Marte, descubrió canales en los espacios oscuros de los “mares”. Descubrió que tanto los “mares” como los canales cambian su visibilidad según las estaciones: en verano se vuelven más oscuros, adquiriendo a veces un tinte gris verdoso; en invierno se vuelven pálidos y parduscos; Los mapas de Lowell son incluso más detallados que los de Schiaparelli; muestran muchos canales, formando una red geométrica compleja pero bastante regular.
Para explicar los fenómenos observados en Marte, Lowell desarrolló una teoría que se generalizó, principalmente entre los astrónomos aficionados. Esta teoría se reduce a lo siguiente.
Lowell, como la mayoría de los observadores, confunde la superficie naranja del planeta con un páramo arenoso. Considera que las manchas oscuras de los "mares" son áreas cubiertas de vegetación: campos y bosques. Considera los canales como una red de riego realizada por seres inteligentes que viven en la superficie del planeta. Sin embargo, los canales en sí no son visibles desde la Tierra, ya que su ancho está lejos de ser suficiente para ello. Para ser visibles desde la Tierra, los canales deben tener al menos diez kilómetros de ancho. Por lo tanto, Lowell cree que solo vemos una amplia franja de vegetación, que saca sus hojas verdes cuando el propio canal, que corre en el medio de esta franja, se llena en el manantial con agua que fluye de los polos, de donde se forma. el derretimiento de las nieves polares.
Sin embargo, poco a poco empezaron a surgir dudas sobre la realidad de canales tan sencillos. El hecho más significativo fue que los observadores armados con los telescopios modernos más potentes no vieron ningún canal, sino que sólo observaron una imagen inusualmente rica. varias partes y sombras en la superficie de Marte, desprovistas, sin embargo, de contornos geométricos regulares. Sólo los observadores que utilizaron herramientas de potencia media vieron y dibujaron los canales. De ahí surgió una fuerte sospecha de que los canales representan solo una ilusión óptica (ilusión óptica) que ocurre con una fatiga visual extrema. Se han realizado muchos trabajos y diversos experimentos para aclarar esta circunstancia.
Los resultados más convincentes son los obtenidos por el físico y fisiólogo alemán Kühl. Creó un modelo especial que representa a Marte. Sobre un fondo oscuro, Kühl pegó un círculo que había recortado de un periódico común y corriente, en el que estaban colocados varios puntos grises, que recuerdan en su contorno al “mar” de Marte. Si miras de cerca un modelo de este tipo, puedes ver claramente de qué se trata: puedes leer el texto de un periódico y no se crea ninguna ilusión. Pero si te alejas más, entonces cuando iluminación adecuada Comienzan a aparecer rayas finas y rectas, que van de un punto oscuro a otro y, además, no coinciden con las líneas del texto impreso.
Kühl estudió este fenómeno en detalle.
Demostró que tres son muchos. pequeñas partes y las sombras se van transformando gradualmente unas en otras, cuando la vista no puede captarlas “en todos los detalles, existe el deseo de combinar estos detalles con patrones geométricos más simples, como resultado de lo cual aparece la ilusión de rayas rectas donde no hay contornos regulares . El eminente observador moderno Antoniadi, que es al mismo tiempo un buen artista, pinta a Marte como un lugar irregular, con muchos detalles irregulares, pero sin canales rectilíneos.
Se podría pensar que esta cuestión se resolvería mejor con tres ayudas de la fotografía. La placa fotográfica no se puede engañar: debería, al parecer, mostrar lo que realmente hay en Marte. Desafortunadamente, no lo es. La fotografía, que aplicada a las estrellas y nebulosas ha dado tanto, aplicada a la superficie de los planetas, da menos de lo que ve el ojo de un observador con el mismo instrumento. Esto se explica por el hecho de que la imagen de Marte, obtenida incluso con la ayuda de los instrumentos más grandes y de mayor alcance, aparece muy pequeña en la placa. tamaños, - diámetro"Sólo hasta 2 mm. Por supuesto, es imposible distinguir grandes detalles en una imagen así. Con un gran aumento en este tipo de fotografías, aparece un defecto que tanto sufren los entusiastas de la fotografía moderna que disparan con cámaras como Leica. Es decir, , aparece el granulado de la imagen, que oscurece todos los pequeños detalles.
Vida en Marte
Sin embargo, las fotografías de Marte tomadas a través de diferentes filtros demostraron claramente la existencia de una atmósfera en Marte, aunque mucho más rara que la de la Tierra. A veces, por la noche, se notan en esta atmósfera puntos brillantes, que probablemente sean cúmulos. Pero en general la nubosidad en Marte es insignificante, lo que concuerda bastante con la pequeña cantidad de agua que hay en él.
Actualmente, casi todos los observadores de Marte coinciden en que las manchas oscuras de los "mares" representan zonas cubiertas de plantas. En este sentido se confirma la teoría de Lowell. Sin embargo, hasta hace relativamente poco tiempo existía un obstáculo. La cuestión se ha vuelto más complicada. condiciones de temperatura en la superficie de Marte.
Como Marte está una vez y media más lejos del Sol que la Tierra, recibe dos veces y cuarto menos calor. La cuestión de a qué temperatura una cantidad tan pequeña de calor puede calentar su superficie depende de la estructura de la atmósfera de Marte, que es un "abrigo de piel" de espesor y composición desconocidos para nosotros.
Recientemente fue posible determinar la temperatura de la superficie de Marte mediante mediciones directas. Resultó que en las regiones ecuatoriales al mediodía la temperatura sube a 15-25°C, pero por la tarde se produce un fuerte enfriamiento y la noche aparentemente va acompañada de fuertes heladas constantes.
Las condiciones en Marte son similares a las que se encuentran en nuestro planeta. montañas altas: aire enrarecido y transparente, importante calentamiento por la luz solar directa, frío a la sombra y fuertes heladas nocturnas. Las condiciones son sin duda muy duras, pero podemos suponer que las plantas se han aclimatado y adaptado a ellas, así como a la falta de humedad.
Entonces la existencia vida vegetal en Marte puede considerarse casi probado, pero en cuanto a los animales, y especialmente a los inteligentes, todavía no podemos decir nada definitivo.
En cuanto a los otros planetas del sistema solar, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, es difícil suponer la posibilidad de que exista vida en ellos por las siguientes razones: en primer lugar, las bajas temperaturas debidas a la distancia al Sol y, en segundo lugar, su toxicidad. gases descubiertos recientemente en sus atmósferas: amoníaco y metano. Si estos planetas tienen una superficie sólida, entonces está oculta en algún lugar a grandes profundidades, pero solo vemos las capas superiores de sus atmósferas extremadamente poderosas.
La vida es aún menos probable en el planeta más alejado del Sol: el recientemente descubierto Plutón, de cuyas condiciones físicas aún no sabemos nada.
Entonces, de todos los planetas de nuestro sistema solar (excepto la Tierra), se puede sospechar la existencia de vida en Venus y considerar la existencia de vida en Marte casi probada. Pero, por supuesto, todo esto se aplica a la actualidad. Con el tiempo, con la evolución de los planetas, las condiciones pueden cambiar mucho. No hablaremos de esto por falta de datos.
La atmósfera de los planetas y sus satélites: su densidad y composición están determinadas por el diámetro y la masa de los planetas, la distancia al Sol y las características de su formación y desarrollo. Cuanto más lejos está el planeta del Sol, más componentes volátiles estaban y están ahora incluidos en su composición; cuanto menor es la masa del planeta, menor es su capacidad para retener estos volátiles, etc. Probablemente, los planetas terrestres hayan perdido hace mucho tiempo su atmósfera primaria. El planeta Mercurio, el más cercano al Sol, con su masa relativamente pequeña (no capaz de retener moléculas con un peso atómico inferior a 40 en el campo gravitacional) y alta temperatura la superficie prácticamente no tiene atmósfera (CO 2 = 2000 atm-cm). Existe una especie de corona atmosférica, formada por gases nobles: argón, neón y helio. Al parecer, el argón y el helio son radiogénicos y entran constantemente a la atmósfera debido a una especie de “emanación” de las rocas que componen Mercurio y, posiblemente, a procesos endógenos. La presencia del neón plantea un misterio. Es difícil imaginar que pueda haber tanto neón en la sustancia original de Mercurio como para que aún pueda liberarse de las entrañas de este planeta, especialmente porque no se han encontrado pruebas sólidas de actividad plutónica en este planeta.
Venus tiene la atmósfera más cálida y poderosa de todos los planetas. tipo de tierra. La atmósfera del planeta está compuesta en un 97% por CO 2, 0 2, N 2 y H 2 0. La temperatura en la superficie alcanza los 747 + 20 K, la presión (8,83 + 0,15) 10 6 Pa. Lo más probable es que la atmósfera de Venus sea el resultado de su actividad interna. A.P. Vinogradov creía que todo el CO 2 en la atmósfera de Venus se debe a la desgasificación de todos los carbonatos debido a la alta temperatura de su superficie. Aparentemente esto no es del todo cierto, porque no está claro cómo se pudieron formar estos carbonatos. Es poco probable que la temperatura de la superficie de Venus fuera significativamente más baja en el pasado; es poco probable que alguna vez haya habido una hidrosfera en su superficie y, por lo tanto, no se pudieron haber formado carbonatos. Existía la opinión de que Venus perdió toda el agua debido a la disociación de sus moléculas en la atmósfera en hidrógeno y oxígeno, seguida de la disipación de hidrógeno al espacio. El oxígeno entró en reacciones químicas con materia carbonosa, lo que condujo al enriquecimiento de la atmósfera con dióxido de carbono. Tal vez fuera así, pero entonces debemos suponer la presencia de plutonismo en Venus, que asegura el suministro de porciones cada vez nuevas de materia desde sus profundidades a la zona de reacción con el oxígeno, es decir, a la superficie, lo que parece ser confirmado por el Los datos obtenidos como resultado de la investigación "Venera-13" y "Venera-14".
Marte tiene una atmósfera pequeña, cuya presión en la base, dependiendo de las condiciones, está en el rango de (2,9-8,8) 10 2 Pa. En la zona de aterrizaje de la estación Viking-1, la presión atmosférica era de 7,6-10 2 Pa. La masa de la atmósfera marciana en el hemisferio norte es ligeramente mayor que en el hemisferio sur. En la atmósfera se detectaron pequeñas cantidades de vapor de agua y trazas de ozono. La temperatura de la superficie de Marte varía según la latitud y en el borde de los casquetes polares alcanza los 140-150 K. La temperatura en la superficie de las regiones ecuatoriales durante el día puede ser de 300 K y por la noche desciende a 180 K. Enfriamiento máximo ocurre en las altas latitudes de Marte durante la larga noche polar. Cuando la temperatura desciende a 145 K, comienza la condensación del dióxido de carbono atmosférico, pero antes de que este vapor de agua se congele de la atmósfera. Los casquetes polares de Marte probablemente estén formados por una capa inferior de hielo de agua, que en la parte superior está cubierta de dióxido de carbono sólido.
Las atmósferas de los planetas principales Júpiter, Saturno y Urano están compuestas de hidrógeno, helio y metano; La atmósfera de Júpiter es la más poderosa entre los demás planetas exteriores. Basado en el análisis de espectros fotográficos e infrarrojos, varios modelos reflejos de luz en las atmósferas de los planetas exteriores, además de los predominantes H 2, CH 4, H 3 y He, también se descubrieron componentes como C 2 H 2, C 2 H 6, PH 3; No se puede excluir la posibilidad de la presencia de sustancias orgánicas más complejas. La relación H/He es aproximadamente 10, es decir, cercana a la solar, la relación de isótopos de hidrógeno D/H, por ejemplo, para Júpiter es 2-10~ 5, que está cerca de la relación interestelar de 1,4-10~ 5. Con base en lo anterior, podemos concluir que la materia de los planetas exteriores no sufre transformaciones nucleares y desde la formación del Sistema Solar, los gases ligeros no han sido eliminados de la atmósfera de los planetas exteriores. También es muy destacable el fenómeno de la presencia de atmósferas en los satélites de los planetas exteriores. Incluso las lunas de Júpiter, como Ío y Europa, con masas cercanas a la de la Luna, tienen atmósfera, y en particular la luna de Ío está rodeada por una nube de sodio. Las atmósferas de Ío y Titán tienen un tinte rojizo y se ha descubierto que esta coloración es causada por diferentes compuestos.
La atmósfera de la Tierra es muy diferente a la atmósfera de otros planetas del sistema solar. Al tener una base de nitrógeno y oxígeno, la atmósfera terrestre crea condiciones para la vida que, por determinadas circunstancias, no pueden existir en otros planetas.
Instrucciones
Venus es el planeta más cercano al sol que tiene atmósfera, y tal alta densidad, que Mikhail Lomonosov afirmó sobre su existencia en 1761. La presencia de una atmósfera en Venus es un hecho tan evidente que hasta el siglo XX la humanidad estuvo bajo la influencia de la ilusión de que la Tierra y Venus eran planetas gemelos y que la vida también era posible en Venus.
La investigación espacial ha demostrado que no todo es tan color de rosa. La atmósfera de Venus tiene un noventa y cinco por ciento de dióxido de carbono y no libera calor del Sol, lo que crea un efecto invernadero. Debido a esto, la temperatura en la superficie de Venus es de 500 grados Celsius y la probabilidad de que exista vida en ella es insignificante.
Marte tiene una atmósfera similar en composición a la de Venus, compuesta también principalmente de dióxido de carbono, pero con mezclas de nitrógeno, argón, oxígeno y vapor de agua, aunque en cantidades muy pequeñas. A pesar de que la temperatura de la superficie de Marte es aceptable en determinados momentos del día, es imposible respirar en una atmósfera así.
En defensa de los partidarios de las ideas sobre la vida en otros planetas, vale la pena señalar que los científicos planetarios, después de haber estudiado composición química rocas en Marte, dijo en 2013 que hace 4 mil millones de años el planeta rojo tenía la misma cantidad de oxígeno que la Tierra.
Los planetas gigantes no tienen una superficie sólida y su atmósfera tiene una composición similar a la del sol. La atmósfera de Júpiter, por ejemplo, está compuesta principalmente de hidrógeno y helio, y se cree que en el interior de este enorme planeta se encuentran pequeñas cantidades de metano, sulfuro de hidrógeno, amoníaco y agua.
La atmósfera de Saturno es muy similar a la de Júpiter y también, en su mayor parte, está compuesta por hidrógeno y helio, aunque en proporciones ligeramente diferentes. La densidad de una atmósfera de este tipo es inusualmente alta y solo podemos hablar con un alto grado de certeza de sus capas superiores, en las que flotan nubes de amoníaco helado y la velocidad del viento a veces alcanza los mil quinientos kilómetros por hora.
Urano, al igual que los demás planetas gigantes, tiene una atmósfera compuesta de hidrógeno y helio. Durante la investigación realizada con la nave espacial Voyager, se descubrió característica interesante de este planeta: la atmósfera de Urano no es calentada por ningún fuentes internas planetas y recibe toda su energía únicamente del Sol. Por eso Urano tiene la atmósfera más fría de todo el sistema solar.
Neptuno tiene una atmósfera gaseosa, pero Color azul sugiere que contiene una sustancia aún desconocida que da ese tono a la atmósfera de hidrógeno y helio. Las teorías sobre la absorción del color rojo de la atmósfera por el metano aún no han recibido una confirmación completa.
¿Cuál podría ser la conexión entre la presencia de una atmósfera en un planeta y la duración de su rotación alrededor de su eje? Parecería que ninguno. Y, sin embargo, tomando como ejemplo el planeta más cercano al Sol, Mercurio, estamos convencidos de que en algunos casos existe tal conexión.
Debido a la fuerza de gravedad sobre su superficie, Mercurio podría retener una atmósfera de la misma composición que la terrestre, aunque no tan densa.
La velocidad necesaria para vencer completamente la gravedad de Mercurio en su superficie es de 4900 m/s (y esta velocidad a bajas temperaturas no la alcanzan las moléculas más rápidas de nuestra atmósfera). Y, sin embargo, Mercurio carece de atmósfera. La razón es que se mueve alrededor del Sol como el movimiento de la Luna alrededor de la Tierra, es decir, siempre mira hacia la luminaria central con el mismo lado. El tiempo orbital (88 días) es igual al tiempo de revolución alrededor del eje. Por tanto, a un lado de Mercurio -el que siempre mira al Sol- el día dura continuamente y hay un verano eterno; al otro lado, apartado del sol, reina la noche continua y el invierno eterno.
Con tan extraordinario condiciones climáticas¿Qué debería pasar con la atmósfera del planeta? Evidentemente, por la noche, bajo la influencia de un frío terrible, la atmósfera se espesa hasta convertirse en líquido y se congela. Debido a una fuerte disminución de la presión atmosférica, la capa de gas del lado diurno del planeta se precipitará hacia allí y, a su vez, se endurecerá. Como resultado, toda la atmósfera debería acumularse en forma sólida en el lado nocturno del planeta, o mejor dicho, en esa parte donde el Sol no mira en absoluto. Por tanto, la ausencia de atmósfera en Mercurio es una consecuencia inevitable de las leyes físicas.
Por las mismas razones por las que la existencia de una atmósfera en Mercurio es inaceptable, debemos rechazar la conjetura, frecuentemente expresada, de que existe una atmósfera en la cara invisible de la Luna. Se puede decir con seguridad que si no hay atmósfera en un lado de la Luna, tampoco puede haberla en el lado opuesto). En este punto, la novela de ciencia ficción de Wells “Los primeros hombres en la luna” se aleja de la verdad. El novelista admite que en la Luna hay aire, que durante una noche continua de 14 días logra espesarse y congelarse, y con la llegada del día vuelve a entrar en estado gaseoso, formando una atmósfera. Sin embargo, nada de esto puede suceder. “Si”, escribió el Prof. O. D. Khvolson, - en el lado oscuro de la Luna el aire se solidifica, luego casi todo el aire debería pasar del lado luminoso al lado oscuro y congelarse allí también. Bajo la influencia de los rayos del sol, el aire sólido debe convertirse en gas, que inmediatamente pasará al lado oscuro y se solidificará allí... Debe producirse una destilación continua del aire, y en ninguna parte ni nunca podrá alcanzar una elasticidad perceptible”.
Incluso se ha descubierto que en la atmósfera, más precisamente, en la estratosfera de Venus, hay mucho dióxido de carbono, diez mil veces más que en la atmósfera terrestre.