Ilmakehä on planeetan kaasuvaippa, joka liikkuu yhdessä planeetan kanssa maailman avaruudessa yhtenä kokonaisuutena. Lähes kaikilla aurinkokuntamme planeetoilla on oma ilmakehänsä, mutta vain maapallon ilmakehä pystyy tukemaan elämää. Planeettojen ilmakehässä on aerosolihiukkasia: kiinteät pölyhiukkaset, jotka nousevat planeetan kiinteältä pinnalta, nestemäiset tai kiinteät hiukkaset, jotka johtuvat ilmakehän kaasujen kondensaatiosta, meteoripöly. Tarkastellaanpa yksityiskohtaisesti aurinkokunnan planeettojen ilmakehän koostumusta ja ominaisuuksia.
Elohopea. Tällä planeetalla on jälkiä ilmakehästä: heliumia, argonia, happea, hiiltä ja ksenonia kirjataan. Ilmakehän paine elohopean pinnalla on erittäin pieni: se on kaksi biljoonaa osaa maapallon normaalista ilmakehän paineesta. Kun siinä on niin harvinainen ilmapiiri, tuulien ja pilvien muodostuminen on mahdotonta, se ei suojaa planeettaa auringon lämmöltä ja kosmiselta säteilyltä.
Venus. Vuonna 1761 Mihail Lomonosov havaitsi Venuksen kulkua auringon kiekon yli ja huomasi planeetan ympäröivän ohuen värikkään reunan. Näin löydettiin Venuksen ilmapiiri. Tämä ilmakehä on erittäin voimakas: pinnan paine oli 90 kertaa suurempi kuin maapallon. Venuksen ilmakehässä on 96,5% hiilidioksidia. Typen osuus on enintään 3%. Lisäksi havaittiin inerttien kaasujen (pääasiassa argonin) epäpuhtauksia. Kasvihuoneilmiö Venuksen ilmakehässä nostaa lämpötilaa 400 astetta!
Venuksen taivaalla on kirkkaan kelta-vihreä sävy. Sumuinen sumu ulottuu noin 50 km: n korkeuteen. Lisäksi 70 km: n korkeudelle on pilvissä pieniä rikkihappopisaroita. Sen uskotaan muodostuvan rikkidioksidista, joka voidaan hankkia tulivuorista. Pyörimisnopeus pilvien ylärajan tasolla on erilainen kuin itse planeetan pinnan yläpuolella. Tämä tarkoittaa, että Venuksen päiväntasaajan yläpuolella 60-70 km: n korkeudella hurrikaanituuli puhaltaa jatkuvasti nopeudella 100-300 m / s planeetan liikkeen suuntaan. Venuksen ilmakehän ylin kerros koostuu melkein kokonaan vedystä.
Venuksen ilmapiiri ulottuu 5500 km: n korkeuteen. Venuksen kiertymisen mukaisesti idästä länteen samaan suuntaan tapahtuu ilmakehän kiertymä. Lämpötilaprofiilin mukaan Venuksen ilmakehä on jaettu kahteen alueeseen: troposfääriin ja termosfääriin. Pinnalla lämpötila on + 460 ° C, se muuttuu vähän päivällä ja yöllä. Kohti troposfäärin ylärajaa lämpötila laskee -93 ° C: seen.
Mars. Tämän planeetan taivas ei ole musta, kuten oletettiin, vaan vaaleanpunainen. Kävi ilmi, että ilmassa suspendoitunut pöly absorboi 40% tulevasta auringonvalosta ja luo väriefektin. Marsin ilmakehässä on 95% hiilidioksidia. Noin 4% on typen ja argonin osuus. Happi ja vesihöyry Marsin ilmakehässä on alle 1%. Keskimääräinen ilmanpaine pintatasolla on 15000 kertaa pienempi kuin Venuksella ja 160 kertaa pienempi kuin maan pinnalla. Kasvihuoneilmiö nostaa keskimääräistä pintalämpötilaa 9 ° C.
Marsille on ominaista jyrkät lämpötilan vaihtelut: päivällä lämpötila voi nousta + 27 ° С, mutta aamulla jopa -50 ° С. Tämä johtuu siitä, että Marsin harvinainen ilmakehä ei kykene pitämään lämpöä. Yksi lämpötilaeron ilmenemismuodoista on erittäin voimakkaat tuulet, joiden nopeus saavuttaa 100 m / s. Marsilla on monenlaisia \u200b\u200bmuotoja ja tyyppejä: pilviä, aaltoilevia pilviä.
A. Mikhailov, prof.
Tiede ja elämä // Kuvitukset
Kuun maisema.
Polaaripisteen sulaminen Marsissa.
Marsin ja Maan kiertoradat.
Lowellin Mars-kartta.
Kühlin Mars-malli.
Antoniadin piirtämä Mars.
Kun otetaan huomioon kysymys elämän olemassaolosta muilla planeetoilla, puhumme vain aurinkokuntamme planeetoista, koska emme tiedä mitään muiden aurinkojen, jotka ovat tähtiä, omien planeettajärjestelmien, samanlaisten kuin meidän, läsnäolosta. . Nykyaikaisen näkemyksen mukaan aurinkokunnan alkuperästä voidaan jopa olettaa, että keskitähden ympäri kiertävien planeettojen muodostuminen on tapaus, jonka todennäköisyys on merkityksetön ja että siksi suurimmalla osalla tähdistä ei ole omaa planeetta järjestelmät.
Lisäksi on tehtävä varaus, että harkitsemme tahtomattaan kysymystä planeettojen elämästä maallisesta näkökulmastamme olettaen, että tämä elämä ilmenee samoissa muodoissa kuin maan päällä, eli olettaen elämänprosessit ja yleiset organismien rakenne, joka on samanlainen kuin maan päällä. Tässä tapauksessa planeetan pinnalla olevan elämän kehittämiseksi on oltava tietyt fysikaalis-kemialliset olosuhteet, lämpötila ei saa olla liian korkea tai liian matala, veden ja hapen on oltava läsnä, kun taas orgaanisen aineen perustan on oltava olla hiiliyhdisteitä.
Planeettojen ilmakehät
Ilmakehän läsnäolo planeetoilla määräytyy niiden pinnalla olevan painovoiman jännityksen mukaan. Suurilla planeetoilla on riittävä painovoima pitää kaasumainen kuori ympärillään. Itse asiassa kaasumolekyylit ovat jatkuvassa nopeassa liikkeessä, jonka nopeuden määrää tämän kaasun kemiallinen luonne ja lämpötila.
Kevyillä kaasuilla - vedyllä ja heliumilla - on suurin nopeus; lämpötilan noustessa nopeus kasvaa. Normaaleissa olosuhteissa, ts. 0 ° C: n lämpötilassa ja ilmakehän paineessa, vetymolekyylin keskimääräinen nopeus on 1840 m / s ja happi 460 m / s. Keskinäisten törmäysten vaikutuksesta yksittäiset molekyylit saavat kuitenkin nopeudet, jotka ovat useita kertoja ilmoitettuja keskimääräisiä lukuja suuremmat. Jos vetymolekyyli ilmestyy maapallon ilmakehän ylempiin kerroksiin nopeudella, joka ylittää 11 km / s, niin sellainen molekyyli lentää maasta planeettojen väliseen avaruuteen, koska painovoima ei riitä pitämään sitä.
Mitä pienempi planeetta on, sitä vähemmän massiivinen se on, sitä vähemmän tämä rajoittava tai, kuten sanotaan, kriittinen nopeus. Maapallon kriittinen nopeus on 11 km / s, Merkuruksella vain 3,6 km / s, Marsilla 5 km / s, kaikkien planeettojen suurimmalla ja massiivisimmalla Jupiterilla 60 km / s. Tästä seuraa, että elohopea ja vieläkin pienemmät kappaleet, kuten planeettojen satelliitit (mukaan lukien Kuu) ja kaikki pienet planeetat (asteroidit), eivät pysty pitämään ilmakehän vaippaa lähellä pintaa heikon vetovoimansa takia. Mars pystyy, vaikkakin vaikeuksin, pitämään maapalloa huomattavasti ohuempaa ilmakehää, kun taas Jupiter, Saturnus, Uranus ja Neptunus ovat riittävän painovoimaisia \u200b\u200bpitämään voimakkaita ilmakehiä, jotka sisältävät kevyitä kaasuja, kuten ammoniakkia ja metaania, ja mahdollisesti myös vapaata vetyä.
Ilmakehän puuttuminen johtaa väistämättä nestemäisen veden puuttumiseen. Ilmattomassa tilassa veden haihtuminen on paljon voimakkaampaa kuin ilmanpaineessa; siksi vesi muuttuu nopeasti höyryksi, joka on erittäin kevyt allas, jota kohtaa sama kohtelu kuin muita ilmakehän kaasuja, eli se lähtee planeetan pinnalta enemmän tai vähemmän nopeasti.
On selvää, että planeetalla, jolla ei ole ilmakehää ja vettä, olosuhteet elämän kehittymiselle ovat täysin epäedulliset, emmekä voi odottaa mitään kasvien tai eläinten elämää tällä planeetalla. Kaikki pienemmät planeetat, planeettojen satelliitit ja suurimmat planeetat - Elohopea kuuluvat tähän luokkaan. Sanotaan vähän enemmän kahdesta tämän luokan ruumiista, nimittäin Kuusta ja Elohopeasta.
Kuu ja elohopea
Näille elimille ilmakehän puuttuminen todettiin paitsi yllä olevilla seikoilla myös suorilla havainnoilla. Kun kuu liikkuu taivaan poikki ympäri maata, se peittää tähdet usein itsellään. Tähden katoaminen kuun kiekon takana voidaan havaita jo pienessä putkessa, ja se tapahtuu aina melko välittömästi. Jos kuun paratiisia ympäröisi ainakin harvinainen ilmakehä, sitten ennen täydellistä katoamista tähti loistaisi tämän ilmakehän läpi jonkin aikaa, ja tähden näennäinen kirkkaus vähenisi vähitellen lisäksi valon taittumisen vuoksi , tähti näyttäisi olevan siirtynyt paikaltaan ... Kaikki nämä ilmiöt puuttuvat kokonaan, kun tähdet ovat Kuun peitossa.
Teleskooppien kautta havaitut kuunmaisemat ovat silmiinpistäviä niiden valaistuksen terävyydessä ja kontrastissa. Kuulla ei ole penumbraa. Syviä mustia varjoja löytyy kirkkaiden, aurinkoisten paikkojen lähellä. Tämä tapahtuu, koska ilmakehän puuttuessa kuussa ei ole sinistä päivätaivasta, joka valollaan pehmentäisi varjot; taivas on siellä aina musta. Kuulla ei ole hämärää, ja auringonlaskun jälkeen alkaa heti pimeä yö.
Elohopea on paljon kauempana meistä kuin kuu. Siksi emme voi tarkkailla sellaisia \u200b\u200byksityiskohtia kuin Kuulla. Emme tiedä sen maiseman tyyppiä. Merkuruksen tähtien peittävyys on sen ilmeisen pienyyden takia erittäin harvinainen, eikä ole mitään viitteitä siitä, että tällaista peitettä olisi koskaan havaittu. Mutta Merkuruksen kohdat ovat aurinkolevyn edessä, kun havaitsemme, että tämä planeetta pienen mustan pisteen muodossa hiipii hitaasti pitkin kirkasta aurinkopintaa. Tässä tapauksessa elohopean reuna on hahmoteltu voimakkaasti, ja niitä ilmiöitä, jotka nähtiin, kun Venus ohitti auringon edestä, ei havaittu elohopeassa. Mutta on silti mahdollista, että pienet jäljet \u200b\u200bMerkuruksen ilmakehästä säilyivät, mutta tällä ilmakehällä on täysin merkityksetön tiheys maahan verrattuna.
Kuulla ja Elohopeassa lämpötilaolosuhteet ovat täysin epäsuotuisat elämälle. Kuu pyörii akselillaan erittäin hitaasti, minkä vuoksi päivä ja yö jatkavat sitä 14 päivän ajan. Ilmakuori ei lievennä aurinkosäteiden lämpöä, minkä seurauksena päivän aikana kuussa pintalämpötila nousee 120 °: een, ts. Veden kiehumispisteen yläpuolelle. Pitkän yön aikana lämpötila laskee 150 °: een alle nollan.
Kuunpimennyksen aikana havaittiin, että vain hieman yli tunnin kuluessa lämpötila laski 70 ° C: sta 80 ° C: seen, ja pimennyksen päättymisen jälkeen, melkein yhtä lyhyessä ajassa, palasi alkuperäiseen arvoonsa . Tämä havainto osoittaa kuun pinnan muodostavien kivien erittäin alhaisen lämmönjohtavuuden. Aurinkolämpö ei tunkeudu syvälle, mutta pysyy ohuimmassa yläkerroksessa.
On ajateltava, että Kuun pinta on peitetty kevyillä ja löysillä tulivuoren tuffeilla, ehkä jopa tuhkalla. Jo metrin syvyydessä lämmön ja kylmän kontrastit tasoittuvat vain siten, että siellä todennäköisesti vallitsee keskilämpötila, joka ei poikkea paljoakaan maan pinnan keskilämpötilasta, toisin sanoen se on useita astetta yli nollan. Siellä voi olla joitain elävän aineen alkioita, mutta niiden kohtalo on tietysti kadehdittava.
Elohopealla lämpötilaolosuhteiden ero on vielä terävämpi. Tämä planeetta on aina kääntynyt Aurinkoon toisella puolella. Elohopean päivittäisellä pallonpuoliskolla lämpötila saavuttaa 400 °, ts. Se on lyijyn sulamispisteen yläpuolella. Ja yön pallonpuoliskolla pakkasen tulisi saavuttaa nestemäisen ilman lämpötila, ja jos elohopealla olisi ollut ilmakehää, niin yön puolella sen olisi pitänyt muuttua nestemäiseksi ja ehkä jopa jäätyä. Vain kapean vyöhykkeen sisällä olevien päivä- ja yöpallojen välisellä rajalla voi olla ainakin jonkin verran elämän kannalta suotuisia lämpötilaolosuhteita. Siellä ei kuitenkaan tarvitse ajatella kehittyneen orgaanisen elämän mahdollisuutta. Edelleen ilmakehän jälkien läsnä ollessa vapaata happea ei voitu pidättää siinä, koska päiväpuoliskon lämpötilassa happi yhdistyy voimakkaasti useimpien kemiallisten alkuaineiden kanssa.
Joten mitä tulee elämään Kuulla, näkymät ovat melko epäsuotuisat.
Venus
Toisin kuin Mercury, Venuksella on tiettyjä merkkejä paksusta ilmapiiristä. Kun Venus kulkee Auringon ja Maan välillä, sitä ympäröi valorengas - tämä on sen ilmakehä, jota aurinko valaisee lähetyksenä. Tällaiset Venuksen kauttakuljetukset aurinkolevyn edessä ovat hyvin harvinaisia: viimeinen kauttakulku tapahtui 18S2, seuraava seuraava tapahtuu vuonna 2004. kuitenkin melkein joka vuosi Venus kulkee, vaikkakaan ei itse aurinkolevyn läpi, vaan melko sille, ja sitten se näkyy hyvin kapean sirpin muodossa, kuten kuu heti uuden kuun jälkeen. Perspektiivilakien mukaan Venuksen aurinkoisen puolikuun olisi pitänyt muodostaa täsmälleen 180 ° kaari, mutta todellisuudessa on olemassa pidempi kirkas kaari, joka tapahtuu auringon säteiden heijastumisen ja taipumisen vuoksi Venuksen ilmakehässä. Toisin sanoen Venuksella on hämärä, joka lisää päivän pituutta ja osittain valaisee sen yön pallonpuoliskoa.
Venuksen ilmakehän koostumus on edelleen huonosti ymmärretty. Vuonna 1932 spektrianalyysi paljasti siinä olevan suuren määrän hiilidioksidia, joka vastasi 3 km: n paksuista kerrosta vakio-olosuhteissa (ts. 0 ° C: ssa ja 760 mm: n paineessa).
Venuksen pinta näyttää meille aina häikäisevän valkoiselta ja ilman havaittavia pysyviä pisteitä tai ääriviivoja. Uskotaan, että Venuksen ilmakehässä on aina paksu valkoisten pilvien kerros, joka peittää kokonaan planeetan kiinteän pinnan.
Näiden pilvien koostumusta ei tunneta, mutta todennäköisesti ne ovat vesihöyryä. Emme näe, mikä on niiden alla, mutta on selvää, että pilvien tulisi lieventää auringon säteiden lämpöä, joka muuten Venettä, joka on lähempänä aurinkoa kuin maata, muuten olisi liian voimakas.
Lämpötilamittaukset antoivat noin 50-60 ° C päiväpuoliskolle ja 20 ° C yöllä. Tällaiset kontrastit selitetään Venuksen hitaalla pyörimisellä akselin ympäri. Vaikka sen pyörimisajanjaksoa ei tunneta, koska planeetan pinnalla ei ole havaittavia pisteitä, näyttää siltä, \u200b\u200bettä yksi päivä Venuksella kestää vähintään 15 päivää.
Mitkä ovat Venuksen elämän todennäköisyydet?
Tässä suhteessa tutkijat eroavat toisistaan. Jotkut uskovat, että kaikki sen ilmakehän happi on sitoutunut kemiallisesti ja että sitä esiintyy vain hiilidioksidin koostumuksessa. Koska tällä kaasulla on alhainen lämmönjohtavuus, tällöin lämpötilan lähellä Venuksen pintaa tulisi olla melko korkea, ehkä jopa lähellä veden kiehumispistettä. Tämä voisi selittää suuren määrän vesihöyryn esiintymisen ilmakehän ylemmissä kerroksissa.
Huomaa, että yllä olevat Venuksen lämpötilan määrittämisen tulokset viittaavat pilvipeitteen ulkopintaan, ts. melko korkealle kovan pinnan yläpuolelle. Joka tapauksessa on ajateltava, että Venuksen olosuhteet muistuttavat kasvihuoneita tai kasvihuoneita, mutta todennäköisesti vielä paljon korkeammissa lämpötiloissa.
Mars
Suurin kiinnostus elämän olemassaolokysymyksen kannalta on Mars-planeetta. Se muistuttaa maata monin tavoin. Pinnaltaan selvästi näkyvistä pisteistä on todettu, että Mars pyörii akselin ympäri ja tekee yhden kierroksen 24 tunnissa ja 37 m. Siksi siinä tapahtuu päivällä ja yöllä melkein yhtä kauan kuin maan päällä.
Marsin pyörimisakseli muodostaa kiertoradan tasoon nähden 66 ° kulman, melkein täsmälleen samanlaisen kuin maapallon. Tämän akselin kallistuksen ansiosta vuodenajat muuttuvat maapallolla. On selvää, että Marsilla tapahtuu samanlainen muutos, mutta jokainen sen kausi on melkein kaksi kertaa pidempi kuin meidän. Syynä tähän on se, että Mars, joka on keskimäärin puolitoista kertaa kauempana Auringosta kuin Maa, tekee vallankumouksensa Auringon ympärillä melkein kahdessa maavuodessa, tarkemmin 689 päivässä.
Marsin pinnan selkein yksityiskohta, joka näkyy katsottaessa sitä teleskoopin läpi, on valkoinen täplä, joka osuu yhteen sen napojen kanssa. Piste näkyy parhaiten Marsin etelänavalla, koska kaikkein lähinnä maata olevina aikoina Mars kallistuu kohti aurinkoa ja maata eteläisen pallonpuoliskonsa kautta. Huomataan, että talven alkaessa vastaavalla Marsin pallonpuoliskolla valkoinen täplä alkaa kasvaa ja kesällä se vähenee. Oli jopa tapauksia (esimerkiksi vuonna 1894), jolloin napapiste katosi melkein kokonaan syksyllä. Voi ajatella, että se on lunta tai jäätä, joka kerrostuu ohuena peitteenä talvella lähellä planeetan pylväitä. Se, että tämä kansi on hyvin ohut, seuraa ilmoitetusta havainnosta valkoisen täplän häviämisestä.
Marsin etäisyyden vuoksi auringosta sen lämpötila on suhteellisen matala. Kesä on siellä hyvin kylmä, ja silti sattuu, että napa-lumi sulaa kokonaan. Kesän pitkä kesto ei korvaa riittävästi lämmön puutetta. Tästä seuraa, että lunta on vähän, ehkä vain muutama senttimetri, on jopa mahdollista, että valkoiset napapisteet eivät koostu lumesta vaan pakkasesta.
Tämä seikka on täysin sopusoinnussa sen kanssa, että kaikkien tietojen mukaan Marsissa on vähän kosteutta, vähän vettä. Sieltä ei löytynyt meriä ja suuria vesistöjä. Pilvet havaitaan hyvin harvoin sen ilmakehässä. Planeetan pinnan hyvin oranssi väri, jonka vuoksi Mars näyttää paljaalla silmällä punaisena tähtinä (tästä syystä sen nimi on antiikin Rooman sodan jumala), useimmat "tarkkailijat" selitetään sillä, että Marsin pinta on vedetön hiekkainen aavikko, joka on värjätty rautaoksidilla.
Mars liikkuu Auringon ympäri huomattavan pitkänomaista ellipsia pitkin. Tästä johtuen sen etäisyys auringosta vaihtelee melko laajalla alueella - 206: sta 249 miljoonaan km: iin. Kun maa on samalla puolella aurinkoa kuin Mars, esiintyy niin kutsuttuja Marsin vastakohtia (koska Mars on tällä hetkellä taivasta vastapäätä aurinkoa). Väitteiden aikana Marsia havaitaan yötaivaalla suotuisissa olosuhteissa. Vastakkainasettelut vaihtelevat keskimäärin 780 päivän kuluttua tai kahden vuoden ja kahden kuukauden kuluttua.
Kuitenkin, ei missään vastakohdassa, Mars lähestyy maapalloa lyhyimmällä etäisyydellään. Tätä varten on välttämätöntä, että oppositio osuu samaan aikaan Marsin lähinnä aurinkoa lähestyvän ajan kanssa, joka tapahtuu vasta joka seitsemäs tai kahdeksas vastustus eli noin viidentoista vuoden kuluttua. Tällaisia \u200b\u200boppositioita kutsutaan suuriksi oppositioksi; ne pidettiin vuosina 1877, 1892, 1909 ja 1924. Seuraava suuri vastakkainasettelu tapahtuu vuonna 1939. Tähän päivään saakka ajoitetaan Marsin tärkeimmät havainnot ja niihin liittyvät löydöt. Mars oli lähinnä maapalloa vastakkainasettelun aikana vuonna 1924, mutta silloinkin sen etäisyys meistä oli 55 miljoonaa km. Mars ei ole koskaan lähempänä maata.
"Kanavat" Marsilla
Vuonna 1877 italialainen tähtitieteilijä Schiaparelli teki havaintoja suhteellisen vaatimattomassa kaukoputkessa, mutta Italian läpinäkyvän taivaan alla, joka löydettiin Marsin pinnalta tummien pisteiden, vaikkakin väärin meriksi kutsuttujen, lisäksi kapeiden suorien linjojen tai raidat, joita hän kutsui salmiksi. Siksi sanaa "kanava" alettiin käyttää muilla kielillä viittaamaan näihin salaperäisiin muodostumiin.
Monien vuosien havaintojensa seurauksena Schiaparelli teki yksityiskohtaisen kartan Marsin pinnasta, jolle on piirretty satoja kanavia, jotka yhdistävät "merien" koirien\u003e tummat täplät. Myöhemmin amerikkalainen tähtitieteilijä Lowell, joka jopa rakensi Arizonaan erityisen observatorion Marsin tarkkailemiseksi, löysi kanavia "merien" pimeistä tiloista. Hän havaitsi, että sekä "meret" että kanavat muuttavat näkyvyyttä vuodenaikoista riippuen: kesällä ne tummentuvat, joskus harmaasävyinen sävy, talvella ne muuttuvat vaaleaksi ja ruskehtaviksi. Lowellin kartat ovat jopa yksityiskohtaisempia kuin Schiaparellin, ja niihin on piirretty monia kanavia, jotka muodostavat monimutkaisen, mutta melko säännöllisen geometrisen verkon.
Marsellilla havaittujen ilmiöiden selittämiseksi Lowell kehitti teorian, joka levisi laajalle, lähinnä tähtitieteilijöiden keskuudessa. Tämä teoria supistuu seuraavaan.
Lowellin oranssi pinta, kuten useimmat muut tarkkailijat, on erehdyksessä hiekkaranta. Hän pitää "merien" tummia pisteitä kasvillisuuden peittäminä alueina - pelloina ja metsinä. Hän pitää kanavia kasteluverkostona, jonka vetävät älykkäät olennot, jotka elävät planeetan pinnalla. Kanavat itse eivät kuitenkaan ole meille näkyvissä maapallolta, koska niiden leveys ei ole kaukana riittävä tähän. Jotta kanavat näkyisivät maasta, niiden on oltava vähintään kymmenen kilometriä leveitä. Siksi Lowell uskoo, että näemme vain leveän kasvillisuusnauhan, joka liuottaa vihreät lehdet, kun tämän kaistaleen keskellä kulkeva kanava on täytetty pylväistä virtaavasta lähdevedestä, missä se muodostuu sulamisesta napa-lumi.
Vähitellen alkoi kuitenkin epäillä tällaisten suoraviivaisen kanavan todellisuutta. Eniten viitteellistä oli se, että tarkkailijat, aseistettuna tehokkaimmilla moderneilla teleskoopeilla, eivät nähneet kanavia, vaan havaitsivat vain epätavallisen rikkaan kuvan Marsin pinnalla olevista yksityiskohdista ja sävyistä, joista puuttui kuitenkin säännöllinen geometriset ääriviivat. Vain keskikokoisia työkaluja käyttävät tarkkailijat näkivät ja luonnosivat kanavat. Siksi syntyi vahva epäily siitä, että kanavat edustavat vain optista harhaa (optista harhaa), joka esiintyy äärimmäisissä silmien rasituksissa. Tämän tilanteen selvittämiseksi on tehty monia töitä ja erilaisia \u200b\u200bkokeita.
Vakuuttavimmat ovat saksalaisen fyysikon ja fysiologin Kühlin saamat tulokset. Hän järjesti erityisen mallin, joka kuvaa Marsia. Pimeää taustaa vasten Kuehl liitti tavallisesta sanomalehdestä leikkaamansa ympyrän, jolle oli asetettu useita harmaita täpliä, jotka muistuttavat ääriviivoillaan Marsin "meriä". Jos katsomme tällaista mallia lähietäisyydeltä, on selvästi nähtävissä, mitä se edustaa - voit lukea sanomalehdetekstiä, eikä illuusioita synny. Mutta jos siirryt kauemmas, oikealla valaistuksella alkavat näkyä suorat ohuet raidat, jotka kulkevat tummasta pisteestä toiseen eivätkä lisäksi ole sama kuin painetun tekstin viivat.
Kuehl tutki tätä ilmiötä yksityiskohtaisesti.
Hän osoitti, että monien pienten yksityiskohtien ja sävyjen kolme läsnäoloa, jotka muuttuvat vähitellen toisilleen, kun silmä ei voi kiinnittää niitä "kaikista yksityiskohdista, on halu yhdistää nämä yksityiskohdat yksinkertaisempiin geometrisiin kuvioihin, minkä seurauksena illuusio suorista raidoista ilmestyy, jos oikeaa ääriviivaa ei ole käytettävissä. Erinomainen nykyaikainen tarkkailija Antoniadi, joka on myös hyvä taiteilija, maalaa Marsin täplikkääksi, paljon epäsäännöllisiä yksityiskohtia, mutta ilman suoraviivaisia \u200b\u200bkanavia.
Saatat ajatella, että tämä kysymys ratkaistaan \u200b\u200bparhaiten kolmella valokuvausapulla. Valokuvalevyä ei voida pettää: sen pitäisi näyttää, näyttää siltä, \u200b\u200bmitä Marsissa todellisuudessa esiintyy. Valitettavasti se ei ole. Valokuvaus, joka on antanut niin paljon tähtiin ja sumuihin, antaa planeettojen pintaan vähemmän kuin tarkkailijan silmä näkee samalla instrumentilla. Tämä selittyy sillä, että Marsin kuva, joka on saatu jopa suurimpien ja pitkien polttovälineiden avulla, on levyllä hyvin pieni - halkaisijaltaan vain 2 mm. Tällainen kuva ei tietenkään voi muodostaa suuria yksityiskohtia. On vika, josta modernin valokuvauksen harrastajat, jotka kuvaavat "Leica" -laitteilla, kärsivät niin paljon. Nimittäin ilmestyy kuvan rakeisuus, joka peittää kaikki pienet yksityiskohdat.
Elämä Marsissa
Eri valosuodattimien kautta otetut Mars-valokuvat osoittivat kuitenkin selvästi Marsin ilmakehän olemassaolon, vaikkakin paljon harvinaisempaa kuin maapallon. Joskus illalla tässä ilmakehässä havaitaan valopisteitä, jotka ovat todennäköisesti kumpupilviä. Mutta yleensä pilvisyys Marsilla on vähäistä, mikä on melko yhdenmukaista sen pienen vesimäärän kanssa.
Lähes kaikki Marsin tarkkailijat ovat nykyään yhtä mieltä siitä, että "merien" tummat täplät edustavat kasvien peittämiä alueita. Tässä suhteessa Lowellin teoria vahvistetaan. Siihen asti oli kuitenkin vasta viime aikoihin asti yksi este. Kysymystä mutkistivat Marsin pinnan lämpötilaolosuhteet.
Koska Mars on puolitoista kertaa kauempana Auringosta kuin maa, se vastaanottaa kaksi ja neljännes kertaa vähemmän lämpöä. Kysymys siitä, mihin lämpötilaan niin merkityksetön määrä lämpöä voi lämmittää sen pinnan, riippuu Marsin ilmakehän rakenteesta, joka on "takki", jonka paksuus ja koostumus ovat tuntemattomat.
Äskettäin Marsin pintalämpötila oli mahdollista määrittää suorilla mittauksilla. Kävi ilmi, että päiväntasaajan alueilla lämpötila nousee keskipäivällä 15-25 ° C: een, mutta illalla alkaa voimakas kylmäkäynnistys, ja iltaan ilmeisesti liittyy jatkuvia kovia pakkasia.
Marsin olosuhteet ovat samanlaiset kuin korkeilla vuorillamme: ohut ilma ja läpinäkyvyys, huomattava suoran auringonvalon aiheuttama lämmitys, kylmä varjossa ja ankarat yön pakkaset. Olosuhteet ovat epäilemättä erittäin ankarat, mutta voidaan olettaa, että kasvit ovat sopeutuneet, sopeutuneet niihin sekä kosteuden puutteeseen.
Joten kasvielämän olemassaoloa Marsilla voidaan pitää melkein todistettuna, mutta eläinten suhteen ja vielä älykkäämmin, emme voi vielä sanoa mitään varmaa.
Mitä tulee muihin aurinkokunnan planeetoihin - Jupiteriin, Saturnukseen, Uraaniin ja Neptunukseen, on vaikea olettaa mahdollisuutta elää heillä seuraavista syistä: ensinnäkin matala lämpötila, joka johtuu etäisyydestä auringosta, ja toiseksi äskettäin ilmakehässä havaitut myrkylliset kaasut - ammoniakki ja metaani. Jos näillä planeetoilla on kova pinta, niin se on piilossa jossakin suuressa syvyydessä, mutta näemme vain niiden erittäin voimakkaiden ilmakehien ylemmät kerrokset.
Vielä vähemmän todennäköistä on elämä planeetalla, joka on kauimpana Auringosta - äskettäin löydetty Pluto, jonka fyysisistä olosuhteista emme vieläkään tiedä mitään.
Joten kaikista aurinkokuntamme planeetoista (maata lukuun ottamatta) voidaan epäillä Venuksen elämän olemassaoloa ja pitää Marsin elämän olemassaoloa melkein todistettuna. Mutta tietysti tämä kaikki koskee nykyistä aikaa. Ajan myötä olosuhteet voivat muuttua dramaattisesti planeettojen kehittyessä. Emme puhu tästä tietojen puutteen vuoksi.
Planeettojen ja niiden satelliittien ilmakehä - sen tiheys ja koostumus määräytyvät planeettojen halkaisijan ja massan, etäisyyden Auringosta, niiden muodostumisen ja kehityksen erityispiirteiden mukaan. Mitä kauempana planeetta on Auringosta, sitä haihtuvammat komponentit olivat ja ovat nyt sen koostumuksessa; mitä vähemmän planeetan massa on, sitä vähemmän sen kyky pitää nämä haihtuvat aineet jne. Luultavasti maanpäälliset planeetat ovat jo kauan menettäneet ensisijaisen ilmakehänsä. Auringon lähinnä oleva planeetta, elohopea, jolla on suhteellisen pieni massa (joka ei kykene pitämään painovoimakentässä alle 40 atomipainoa olevia molekyylejä) ja korkea pintalämpötila, ei käytännössä sisällä ilmakehää (CO 2 \u003d 2000 atm-cm ). On olemassa tietty ilmakehän korona, joka koostuu inerteistä kaasuista - argonista, neonista ja heliumista. Ilmeisesti argon ja helium ovat radiogeenisiä ja pääsevät jatkuvasti ilmakehään eräänlaisen elohopeaa muodostavien kivien "emanation" ja mahdollisesti endogeenisten prosessien vuoksi. Neonin läsnäolo on mysteeri. On vaikea olettaa, että elohopean alkuperäisessä aineessa olisi voinut olla niin paljon neonia, että se voisi silti erottua tämän planeetan suolistosta, varsinkin kun tältä planeetalta ei ole löydetty vankkoja todisteita plutonisesta aktiivisuudesta.
Venuksella on lämpimin ja voimakkain ilmapiiri kaikista maan planeetoista. Planeetan ilmakehässä on 97% CO 2, se sisältää 0 2, N 2 ja H 2 0. Pinnan lämpötila saavuttaa 747 + 20 K, paine (8,83 + 0,15) 10 6 Pa. Venuksen ilmapiiri on todennäköisesti sen sisäisen toiminnan tulos. AP Vinogradov uskoi, että Venusian ilmakehän koko CO 2 johtuu kaikkien karbonaattien kaasunpoistosta korkeassa pintalämpötilassa. Ilmeisesti tämä ei ole täysin totta, sillä ei ole selvää, miten nämä karbonaatit sitten voisivat muodostua? On epätodennäköistä, että Venuksen pintalämpötila oli aikaisemmin merkittävästi alhaisempi, on epätodennäköistä, että sen pinnalla olisi kerran ollut vesipalloa, joten karbonaatit eivät voineet muodostua. Uskottiin, että Venus menetti kaiken veden johtuen molekyylien hajoamisesta ilmakehässä vedyksi ja hapeksi, mitä seurasi vedyn hajoaminen avaruuteen. Happi pääsi kemiallisiin reaktioihin hiilipitoisen aineen kanssa, mikä johti ilmakehän rikastumiseen hiilidioksidilla. Ehkä näin oli, mutta sitten meidän pitäisi olettaa Venuksessa plutonismin läsnäolo, joka varmistaa yhä useampien aineosien toimituksen sen syvyydestä happireaktiovyöhykkeelle eli pintaan, mikä näyttää vahvistuvan. tutkimustulosten "Venus-13" ja "Venus-14" tuloksena saatujen tietojen perusteella.
Marsilla on pieni ilmakehä, jonka paine pohjassa olosuhteista riippuen on alueella (2,9-8,8) 10 2 Pa. V-King-1 -aseman laskeutumisen alueella ilmanpaine oli 7,6-10 2 Pa. Marsin ilmakehän massa pohjoisella pallonpuoliskolla on hieman suurempi kuin eteläisellä. Ilmakehästä löytyi pieniä määriä vesihöyryä ja otsonijäämiä. Marsin pinnan lämpötila vaihtelee leveysasteesta riippuen ja saavuttaa napakorkkien rajalla 140–150 K. Päiväntasaajan alueiden pintalämpötila voi olla päivällä 300 K, ja yöllä se putoaa 180 K: seen. Suurin jäähdytys tapahtuu Marsin korkeilla leveysasteilla pitkän napayön aikana. Kun lämpötila laskee 145 K: seen, ilmakehän hiilidioksidi alkaa tiivistyä, mutta ennen sitä vesihöyry jäätyy ilmakehästä. Marsin napakorkit koostuvat todennäköisesti alemmasta vesijään kerroksesta, joka on päällystetty kiinteällä hiilidioksidilla.
Suurten planeettojen Jupiterin, Saturnuksen ja Uraanin ilmakehät koostuvat vedystä, heliumista, metaanista; Jupiterin ilmakehä on voimakkain muista ulkoisista planeetoista. Valo- ja IR-spektrien analyysin perusteella valon heijastumismallit ulompien planeettojen ilmakehissä hallitsevien H 2, CH 4, H 3 ja He lisäksi komponentit, kuten C 2 H 2, C 2 H6, PH3 löydettiin myös; monimutkaisempien orgaanisten aineiden läsnäolon mahdollisuutta ei ole suljettu pois. Suhde H / He on noin 10, ts. Lähellä aurinkoa, vetyisotooppien D / H suhde esimerkiksi Jupiterille on 2 x 10 ~ 5, mikä on lähellä tähtien välistä suhdetta 1,4 x 10 ~. 5. Edellä esitetyn perusteella voimme päätellä, että ulompien planeettojen aineessa ei tapahdu ydinmuutoksia eikä aurinkokunnan muodostumista lähtien kevyitä kaasuja ole poistettu ulkoisten planeettojen ilmakehästä. Ilmakehän esiintyminen ulkoisten planeettojen satelliiteissa on myös erittäin merkittävä. Jopa sellaisilla Jupiterin kuilla kuin Io ja Europa, joiden massat ovat lähellä Kuun massaa, on kuitenkin ilmapiiri, ja erityisesti Ion satelliittia ympäröi natriumpilvi. Io: n ja Titanin ilmakehillä on punertava sävy, ja on todettu, että tämä väri johtuu erilaisista yhdisteistä.
Maan ilmakehä on hyvin erilainen kuin muiden aurinkokunnan planeettojen ilmakehä. Maan ilmakehällä on typpi-happipohja, ja se luo olosuhteet elämään, jota tietyissä olosuhteissa ei voi olla muilla planeetoilla.
Ohjeet
Venus on aurinkoa lähinnä oleva planeetta, jolla on ilmakehä, ja niin suuri tiheys, että Mihail Lomonosov väitti olemassaolonsa vuonna 1761. Venuksen ilmakehän läsnäolo on niin ilmeinen tosiasia, että ihmiskunta oli 1900-luvulle saakka sellaisen illuusion vaikutuksen alaisena, että Maa ja Venus ovat kaksoisplaneettoja, ja elämä on mahdollista myös Venuksella.
Avaruustutkimukset ovat osoittaneet, että asiat eivät ole kaukana ruusuisista. Venuksen ilmakehässä on 95 prosenttia hiilidioksidia, eikä se vapauta aurinkoa ulkona olevasta lämmöstä aiheuttaen kasvihuoneilmiötä. Tämän vuoksi lämpötila Venuksen pinnalla on 500 astetta, ja elämän todennäköisyys sillä on vähäinen.
Marsin ilmakehä on koostumukseltaan samanlainen kuin Venus, joka koostuu myös pääosin hiilidioksidista, mutta typen, argonin, hapen ja vesihöyryn epäpuhtauksista, vaikkakin hyvin pieninä määrinä. Huolimatta Marsin hyväksyttävästä pintalämpötilasta tiettyinä vuorokaudenaikoina, on mahdotonta hengittää tällaista ilmakehää.
Puolustaakseen ajatuksia muiden planeettojen elämästä kannattaa huomata, että planeettatutkijat, tutkineet Marsin kivien kemiallisen koostumuksen, ilmoittivat vuonna 2013, että 4 miljardia vuotta sitten punaisella planeetalla oli sama määrä happea kuin Maa.
Jättiläisplaneetoilla ei ole vankkaa pintaa, ja niiden ilmapiiri on koostumukseltaan lähellä aurinkoa. Esimerkiksi Jupiterin ilmakehässä on enimmäkseen vetyä ja heliumia, ja pieniä määriä metaania, rikkivetyä, ammoniakkia ja vettä uskotaan löytävän tämän suuren planeetan sisäkerroksista.
Saturnuksen ilmakehä on hyvin samanlainen kuin Jupiterin, ja se koostuu pääosin myös vedystä ja heliumista, vaikkakin hieman erilaisissa suhteissa. Tällaisen ilmakehän tiheys on epätavallisen korkea, ja voimme puhua suurella varmuudella vain sen ylemmistä kerroksista, joissa jäätyneen ammoniakin pilvet kelluvat, ja tuulen nopeus on joskus puolitoista tuhatta kilometriä tunnissa.
Uraanilla, kuten muillakin jättiläisplaneetoilla, on vety- ja helium-ilmakehä. Voyager-avaruusaluksella tehdyn tutkimuksen aikana löydettiin tämän planeetan mielenkiintoinen piirre: Uranuksen ilmakehää ei lämmitä mikään planeetan sisäinen lähde, ja se saa kaiken energiansa vain auringolta. Siksi Uraanilla on kylmin ilmakehä koko aurinkokunnassa.
Neptunuksella on kaasumainen ilmakehä, mutta sen sininen väri viittaa siihen, että se sisältää vielä tuntematonta ainetta, joka antaa vedyn ja heliumin ilmakehälle tällaisen sävyn. Teoriat ilmakehän punaisen värin imeytymisestä metaaniin eivät ole vielä saaneet täydellistä vahvistusta.
Mikä voi olla yhteys planeetan ilmakehän läsnäolon ja sen pyörimisen keston välillä akselin ympäri? Näyttää siltä, \u200b\u200bettei. Ja kuitenkin, käyttämällä aurinkoa lähinnä olevan planeetan, Merkuruksen, esimerkkiä olemme vakuuttuneita siitä, että joissakin tapauksissa tällainen yhteys on olemassa.
Painovoimalla pinnallaan elohopea pystyi pitämään saman koostumuksen ilmakehää kuin maa, vaikkakaan ei niin tiheänä.
Nopeus, joka tarvitaan elohopean vetovoiman täydelliseen voittamiseen sen pinnalla, on 4900 m / s, eikä tätä nopeutta alhaisissa lämpötiloissa saavuta ilmakehämme nopeimmat molekyylit). Elohopealla ei kuitenkaan ole ilmapiiriä. Syynä on se, että se liikkuu Auringon ympäri kuin kuun liike maapallon ympäri, toisin sanoen se on aina kohti keskivalaisinta yhdellä ja samalla puolella. Kiertoradan kulkemisaika (88 päivää) on yhtä suuri kuin kierrosaika akselin ympäri. Siksi elohopean toisella puolella, joka on aina kohti aurinkoa, päivä jatkuu jatkuvasti ja on ikuinen kesä; toisella puolella, kaukana auringosta, on jatkuva yö ja ikuinen talvi.
Mitä tällaisten poikkeuksellisten ilmasto-olosuhteiden vallitessa pitäisi tapahtua planeetan ilmakehälle? Ilmeisesti yön puoliskolla kauhean kylmän vaikutuksesta ilmakehä sakeutuu nesteenä ja jäätyy. Ilmanpaineen jyrkän laskun takia planeetan päivällä sijaitsevan kaasun kuori ryntää sinne ja kovettuu vuorotellen. Tämän seurauksena koko ilmakehän tulisi kerääntyä kiinteässä muodossa planeetan yön puolelle tai pikemminkin siihen osaan sitä, missä aurinko ei katso ollenkaan. Niinpä ilmakehän puuttuminen elohopeasta on fyysisten lakien väistämätön seuraus.
Samoista syistä, joiden vuoksi ilmakehän olemassaoloa ei voida hyväksyä elohopealla, meidän on myös hylättävä usein ilmaistu arvaus, että ilmakehä on kuun näkymättömällä puolella. On turvallista sanoa, että jos kuun toisella puolella ei ole tunnelmaa, se ei voi olla päinvastoin). Wellsin tieteiskirjallisuusromaani The First Men on the Moon on ristiriidassa totuuden kanssa tässä asiassa. Kirjailija myöntää, että kuussa on ilmaa, joka jatkuvan 14 päivän yön aikana onnistuu sakeutumaan ja jäätymään, ja päivän alkaessa se muuttuu jälleen kaasumaiseksi tilaksi muodostaen ilmakehän. Mitään sellaista ei kuitenkaan voi tapahtua. ”Jos”, kirjoitti prof. OD Khvolson, - Kuun pimeällä puolella ilma jähmettyy, minkä jälkeen melkein kaiken ilman pitäisi mennä valopuolelta pimeään ja jäätyä myös siellä. Auringonvalon vaikutuksesta kiinteän ilman tulisi muuttua kaasuksi, joka siirtyy välittömästi pimeälle puolelle ja jähmettyy siellä ... Ilman tislausta tulisi tapahtua jatkuvasti, eikä missään eikä koskaan saavuta mitään huomattavaa joustavuutta. "
On jopa todettu, että ilmakehässä tai pikemminkin Venuksen stratosfäärissä on paljon hiilidioksidia - kymmenentuhatta kertaa enemmän kuin maan ilmakehässä.