Атмосфера

Знакомство с Солнечной системой

Солнечная система является частью спиралевидной галактики — Млечного пути. В самом ее центре находится Солнце – самый большой обитатель Солнечной системы. Солнце – это горячая звезда, состоящая из газов – водорода и гелия. Оно производит огромное количество тепла и энергии, без которых жизнь на нашей планете была бы просто невозможна. Солнечная система возникла пять млрд. лет назад в результате сжатия газопылевого облака.

Млечный путь

Центральное тело нашей планетной системы — Солнце (по астрономической классификации — желтый карлик), сосредоточило в себе 99,866% всей массы Солнечной системы. Оставшиеся 0,134% вещества представлены девятью большими планетами и несколькими десятками их спутников (в настоящее время их открыто более 100), малыми планетами — астероидами (примерно 100 тысяч), кометами (около 1011 объектов), огромным количеством мелких фрагментов — метеороидов и космической пылью. Все эти объекты объединены в общую систему мощной силой притяжения превосходящей массы Солнца.

Планеты земной группы составляют внутреннюю часть Солнечной системы. Планеты-гиганты образуют ее внешнюю часть. Промежуточное положение занимает пояс астероидов, в котором сосредоточена большая часть малых планет.

Фундаментальной особенностью строения Солнечной системы является то, что все планеты обращаются вокруг Солнца в одном направлении, совпадающем с направлением осевого вращения Солнца, и в том же направлении они обращаются вокруг своей оси. Исключение составляют Венера, Уран и Плутон, осевое вращение которых противоположно солнечному. Существует корреляция между массой планеты и скоростью осевого вращения. В качестве примеров достаточно упомянуть Меркурий, сутки которого составляют около 59 земных суток, и Юпитер, который успевает сделать полный оборот вокруг своей оси менее, чем за 10 часов.

Сколько существует планет?

Планеты и их спутники:

Меркурий,
Венера,
Земля (спутник Луна),
Марс (спутники Фобос и Деймос),
Юпитер (63 спутника),
Сатурн (49 спутника и кольца),
Уран (27 спутника),
Нептун (13 спутников).

Астероиды,
Объекты пояса Койпера (Квавар и Иксион),
Карликовые планеты (Церера, Плутон, Эрида),
Объекты облака Орта (Седна, Оркус),
Кометы (комета Галлея),
Метеорные тела.

Чем отличается земная группа?

К планетам земной группы традиционно относят Меркурий, Венеру, Землю и Марс (в порядке удаления от Солнца). Орбиты этих четырёх планет расположены до Главного пояса астероидов. Эти планеты объединяют в одну группу также из-за схожести их физических свойств — они имеют небольшие размеры и массы, средняя плотность их в несколько раз превосходит плотность воды, они медленно вращаются вокруг своих осей, у них мало или совсем нет спутников (у Земли — один, у Марса — два, у Меркурия и Венеры — ни одного).

Планеты земного типа или группы отличаются от планет-гигантов меньшими размерами, меньшей массой, большей плотностью, более медленным вращением, гораздо более разрежёнными атмосферами (на Меркурии атмосфера практически отсутствует, поэтому его дневное полушарие сильно накаляется. Температура у планет земной группы значительно выше чем у гигантов (на Венере до плюс 500 С). Элементные составы планет земной группы и планет-гигантов также резко отличаются друг от друга. Юпитер и Сатурн состоят их водорода и гелия примерно в той же пропорции, что и Солнце. У планет земной группы имеется много тяжелых элементов. Земля в основном состоит из железа (35 %), кислорода (29 %) и кремния (15 %). Наиболее распространенные соединения в коре — окислы алюминия и кремния. Таким образом, элементный состав Земли резко отличается от солнечного.

Литосфера – твердая оболочка Земли

Литосфера, иногда называемая геосферой, относится ко всем горным породам Земли. Она включает земную кору и верхнюю часть мантии. Выше, литосфера ограничена атмосферой, а ниже – астеносферой (слоем в верхней мантии Земли). Валуны горы Эверест, песок на пляжах Майами и лава, извергающаяся с горы Килауэа на Гавайях, являются примерами компонентов литосферы.

Литосфера является самой твердой сферой нашей планеты. Ее фактическая толщина может варьироваться от примерно 40 км до 280 км. Литосфера заканчивается в момент, когда минералы земной коры становятся вязкими и жидкими. Точная глубина, при которой это происходит, зависит от химического состава горной породы, а также от температуры и давления.

Существует два типа литосферы: океаническая литосфера и континентальная литосфера. Океаническая связана с океанической корой и немного плотнее континентальной литосферы. Континентальная литосфера, связанная с континентальной корой, может быть намного толще, чем океаническая, простираясь на 200 км ниже поверхности Земли.

Наиболее известной особенностью, связанной с литосферой Земли, является тектоническая активность, которая описывает взаимодействие огромных плит литосферы, называемых тектоническими плитами.

Тектоническая активность отвечает за некоторые из самых драматических геологических событий Земли: землетрясения, вулканы, орогенез (горообразование) и глубокие океанические впадины, которые образовались в результате тектонической активности в литосфере.

Первые изученные экзопланеты, пригодные для жизни

На что похожа экзопланета? Далеко не все астрономические объекты похожи на Землю. Ученые полагают, что в недалеком будущем будут обнаружены тысячи дальних планет, где условия жизни будут максимально приближены к земным. Возможно, найдется экзопланета, которая бы пригодилась как «запасной вариант» для людей. Кандидаты на звание «Земля 2.0» будут перечислены далее.

Kepler 62 f

Планету, входящую в небольшое созвездие Лиры, открыли в 2013 году. Возраст Kepler-62 f составляет 4-7 миллиардов лет. Его размеры на 40% превосходят Землю. Астрономы предполагают, что на экзопланете есть жизнь, поскольку температурный режим схож с земным.

Gliese 667 C c

Gliese 667 C c открыли в 2011 году. Это суперземля, которая в 4 раза больше нашей планеты, но меньше Урана и Нептуна. Температурный режим здесь очень схож с земным (примерно на 90%), а атмосфера – достаточно плотная.

Kepler-62 e

Астрофизики допускают факт существования огромного океана на планете Kepler-62 e, по сравнению с которым с мировой океан Земли кажется ничтожно малым. Жизнь на этой планете приравнивается к уровню одноклеточных организмов.

Gliese 581 g

Gliese 581g – маленькая холодная планета. По оценкам ученых, рождение небесного тела произошло 7-11 млрд. лет назад. Температура на этой планете составляет от -10 до -30°С. Однако астрономы подвергли сомнению факт ее существования путем спектрального анализа.

Kepler 22 b

Kepler 22b — самая похожая на Землю планета, которая находится в созвездии Лебедь. Первая подтвержденная экзопланета, открыта в 2011 году. За это время ученые успели максимально изучить астрономический объект. Они полагают, что для жизни на этой планете сравнительно комфортные условия.

Это самые известные и похожие на нашу экзопланеты. Далее пойдет речь о новых открытиях, из которых можно узнать, сколько существует планет, похожих на Землю.

Строение и сходство планет земной группы

Земной группы значительно меньше, чем газовые гиганты.
Планеты земной группы (в отличие от всех планет-гигантов) не имеют колец.
В центре ядро из железа с примесью никеля.
Выше ядра находится слой, который называют мантией. Мантия состоит из силикатов.
Планеты земной группы состоят главным образом из кислорода, кремния, железа, магния, алюминия и других тяжёлых элементов.
Кора, образовавшаяся в результате частичного плавления мантии и состоящая также из силикатных пород, но обогащённая несовместимыми элементами. Из планет земной группы коры нет у Меркурия, что объясняют её разрушением в результате метеоритной бомбардировки.
У планет есть атмосферы: довольно плотная у Венеры и почти незаметная у Меркурия.
Планеты Земной группы также имеют изменяющийся ландшафт, например, вулканы, каньоны, горы и кратеры.
У этих планет есть магнитные поля: почти незаметное у Венеры и ощутимое у Земли.

Некоторые различия планет земной группы

Планеты земной группы довольно-таки по-разному вращаются вокруг своей оси: один оборот длится от 24 часов для Земли и до 243-х суток у Венеры.
Венера, в отличие от других планет, вращается в направлении, обратном ее движению вокруг Солнца.
Углы наклона осей к плоскостям их орбит у Земли и у Марса примерно одинаковы, но совсем иные у Меркурия и Венеры.
Атмосфера планет может варьироваться от толстой атмосферы диоксида углерода у Венеры до почти полного отсутствия таковой у Меркурия.
Почти 2/3 поверхности Земли занимают океаны, но на поверхности Венеры и Меркурия воды нет.
Венера не имеет расплавленного железного ядра. У остальных планет часть железного ядра находится в жидком состоянии.

Считается, что землеподобные планеты наиболее благоприятны для возникновения жизни, поэтому их поиск привлекает пристальное внимание общественности. Примером экзопланет земного типа могут служить суперземли

По состоянию на июнь 2012 года найдено более 50 суперземель

За пределами Солнечной системы

Художественное представление экзопланеты LHS 3844b

До сих пор мы говорили об атмосфере планет в нашей Солнечной системе. Но как насчет планет в других планетных системах, вращающихся вокруг других звезд?

Что ж, астрономы обнаруживают атмосферы этих планет (которые мы называем «экзопланетами») в течение последних 20 лет! Однако только в прошлом году астрономам удалось обнаружить атмосферу скалистой экзопланеты. Планета называется LHS 3844b, и она так далеко, что свету требуется почти 50 лет, чтобы добраться до нас!

LHS 3844b весит вдвое больше, чем Земля, и астрономы считали, что на ней существует довольно плотная атмосфера. Но, к нашему удивлению, у LHS 3844b практически нет атмосферы! Так что она может быть больше похоже на Меркурий, чем на Землю.

Нам еще многое предстоит узнать о далеких планетах, и до открытия такой планеты с земной атмосферой, созревшей для жизни, еще много лет.

Что такое слои атмосферы

Атмосфера переводится как «шар» и «пар». Воздушная газовая оболочка земли, которая окружает нашу планету, имеет название атмосфера. Атмосферой обладает не только Земля, но и другие планеты, например, Марс, Венера, Титан.

Строение атмосферы Земли сложное. Каждый слой обладает своими характеристиками и параметрами.

Но только на планете, которая является нашим домом, оболочка уникальна. Между Тропосферой, Стратосферой, Мезосферой, Термосферой, Экзосферой находятся так называемые переходные зоны, где постепенно меняется температура, плотность и состав воздуха. Зоны называются «паузами». Состав атмосферы начал формироваться примерно четыре миллиарда лет назад.

Вначале она состояла из водорода и гелия. Постепенно после извержения вулканов, что стало предпосылкой образования газовой оболочки, происходил обмен газов с водой, живыми организмами и продуктами их жизнедеятельности. Кислород начал активно развиваться за счет активности цианобактерий или сине-зеленых водорослей. Биосфера перестроилась, и последовало глобальное оледенение или кислородная катастрофа. Химический состав менялся и стал таким, в каком виде находится сейчас несколько миллионов лет.

Атмосфера защищает планету от радиации, излучаемой солнцем, попадания небесных тел. Они сгорают, не добравшись до земли, в атмосфере. От Земли атмосфера имеет толщину 1500 км. Атмосфера состоит из азота и кислорода. Один процент углекислота, водяной пар, метан, водород, неон и другие.

Климат и погода определяют физическое состояние атмосферы. Параметры: плотность;давление;температура;состав.

Только атмосфера земли содержит кислород и окружает планету ореолом голубого цвета. Без кислорода не выживут животные и растения.В настоящее время ученые отмечают изменения, происходящие в составе атмосферы в связи с жизнедеятельностью людей. Все это грозит серьезными изменениями климата.

Но все же, куда исчезает кислород из атмосферы земли не понятно. Единого мнения нет. В настоящее время существует пара гипотез. Первая – извлечение большого количества горных пород из земли вызывает окисление, и увеличивают эрозию.

Вторая – изменение климата: снижение температуры за несколько миллионов лет. Реакции, которые сформировались вследствие этого «связали» цепочку, и в океане стало растворяться намного больше кислорода. Но это всего лишь предположение, которые ученые проверяют.

Тем не менее, Д. Столпер говорит о том, что человечество стало потреблять кислорода в тысячи раз больше, чем в былые времена. Цикл замкнулся, сжигаются тысячи тонн углерода. Это является свидетельством того, что большое количество людей, проживающих сейчас на планете, ускоряют в огромной степени процессы, происходящие на Земле.

Примерно до ста пятнадцати километров содержится кислород. Кислородное голодание в пять километров проявляется у многих людей, особенно у тех, которые не тренировались. На высоте девять километров человек дышать практически не может.

Оказавшись в двадцати километрах над уровнем моря без специальных устройств, человек не выживет. Давление воды и углекислого газа в легких не меняется, а кислород постепенно перестанет давить. Поэтому произойдет закипание всей жидкости организма.

5 основных слоев начинаются у поверхности и идут вверх.

Взаимосвязь и взаимодействие разных оболочек Земли

Множество связанных процессов происходят под воздействием земных оболочек. Представить схему связи биосферы и других оболочек Земли между собой проще в таблице:

	Литосфера	Гидросфера	Атмосфера	Биосфера
Литосфера		Образование подземных водохранилищ, болот вследствие просачивания воды сквозь внешний слой почвы	Подземные воздушные карманы и месторождения природного газа в природе	Из останков живых организмов под слоями литосферы формируются, например, нефть и каменный уголь
Гидросфера	Направление и форма устья рек, береговая линия и глубина водоемов напрямую зависят от особенностей литосферы		Воздушные потоки разной температуры способствуют переходу воды из одного агрегатного состояния в другое	Без воды существование жизни на планете было бы невозможно
Атмосфера	Ветер способен перемещать частицы пыли, тем самым корректируя рельеф, например, создавая песчаные барханы в пустынях.	Испаряясь, вода образует в атмосфере облака		Как и вода, воздух необходим всем живым существам
Биосфера	Твердая поверхность планеты сделала возможным зарождение и развитие жизни на планете	Большинство растений способны накапливать в себе воду и минеральные вещества	Фотосинтез, проходящий в клетках всех зеленых растений влияет на состав атмосферы и поддерживает его в стабильном состоянии

Таблица 1. Взаимосвязь оболочек Земли

Как можно заметить на схеме, биосфера неразрывно связана с другими оболочками Земли. Это еще раз подтверждает сложность создания условий для поддержания жизнедеятельности на планете.

Состав атмосферы

Атмосфера состоит из воздуха, который в свою очередь состоит из газов. Атмосферный воздух состоит из азота (78%), кислорода (21%), другие газы (1%). Другие газы это углекислый, гелий, пары, озон, криптон, ксеон, аргон и другие. Сам воздух обладает свойствами: прозрачен, без цвета и запаха, не видим, поддерживает горение, хорошо сжимаем и упруг.

Общая циркуляция воздуха в атмосфере

Слои

Таблица: строение атмосферы
Название слоя	Расстояние в км	Особенности
Экзосфера	плавный переход в космос	магнитные бури.
Термосфера	до 800	хорошо проводит электричество. Здесь формируется северное сияние.
Мезосфера	до 80	Разреженный воздух. Серебристые облака.
Стратосфера	до 55	Нет пара — не образуются облака. Ураганные ветры. Перламутровые облака.
Тропосфера (*)	над экватором — до 18. Над полюсами — до 9	Образуются облака. Формируются явления природы.

Тропосфера содержит 80% массы воздуха. Температура в ней снижается снизу вверх. Каждый километр понижает температуру воздуха на 6 градусов. Здесь происходит движение воздуха (ветер), формирование погодных явлений, формирование облаков и так далее. Все то, что мы называем погодой зарождается и происходит именно в тропосфере. Часто говорят, что «Тропосфера — кухня природы».

Снижение температуры происходит до мезосферы включительно. Дальше воздух начинает нагреваться, причем очень сильно. На высоте 550 км температура воздуха составляет +1500 градусов.

Атмосфера, ее строение и слои

Развитие представлений о существовании жизни вне Земли

Первые представления о существовании жизни вне Земли возникли еще в древние времена. Свои предположения о развитии других миров древние мыслители объясняли масштабами Вселенной. За многие столетия идея о множестве иных миров существенно трансформировалась и приобрела более конкретный характер. Сейчас к основным аргументам проблемы существования жизни вне Земли относят:

научные данные в сфере астрономии утверждают, что возникновение звезд может сопровождаться формированием планетарных систем;
в галактиках сосредоточены миллиарды звезд, примерно 10% из них похожи на наше Солнце. Вполне вероятно, что около каких-то из них формируются системы планет. Возможно, на определенной планете созданы условия, подходящие для развития жизни вне Земли;

если на планете сформировались условия для развития жизни, то значит там зародились примитивные формы. Спустя несколько миллиардов лет формы жизни станут более сложными, что может привести к развитию разума, культуры, цивилизаций.

На сегодняшний день проблема поиска жизни вне Земли остается актуальной, ученые так и не смогли привести ни одного конкретного доказательства о существовании внеземного разума. С одной стороны продолжаются разработки в сфере межзвездной связи, часть из которых уже реализуется, а часть – только в перспективе. Со второй же стороны, все полученные результаты являются отрицательными, что вызывает сомнения в вопросе:существует ли вообще жизнь вне Земли.

За всю историю поиска жизни вне Земли нельзя сказать, что ученые исследовали огромное количество звезд в широком диапазоне. Но и нет вероятности, что один из экспериментов принесет положительные результаты и внеземные цивилизации все-таки будут найдены.

Новые экзопланеты

Необходимо, чтобы на экзопланетах условия были максимально приближены к земным. К таким астрономическим объектам ученые проявляют повышенный интерес, ведь на них может быть климат, который будет оптимальным для существования человека.

Поиском подобных планет занимается космическая обсерватория NASA. Для этого применяется «Кеплер» – орбитальный телескоп со сверхчувствительным фотометром.

В 1960 году доктором Дональдом Дрейком была определена формула, по которой можно вычислить внеземные цивилизации в Галактике. Интерес ученых вызывают астрономические объекты вне солнечной системы, лежащие в «зоне обитаемости», которые могут быть пригодны для жизни.

С каждым годом число экзопланет растет. В августе 2011 года открыта новая планета — HD 85512 b, по всем параметрам похожая на Венеру. Несколько позже двойником Земли была названа планета Kepler-61 b. По своему происхождению они очень схожи. Основные отличия Kepler-61 b – меньшие размеры и более высокий диапазон температур.

В августе 2012 года обнаружено еще 6 экзопланет. Астрономам удалось найти небесное тело Gliese 163, которое находится в созвездии Золотой Рыбы. Вокруг системы могут вращаться еще три экзопланеты. Одна из них — сверхземля Gliesе 163 с. Она стала уже шестой по счету землеподобной планетой.

В конце 2013 года обнаружен двойник Земли у оранжевого светила — KOI-4742.01, со схожим температурным диапазоном. Радиус сверхземли больше на 29%. В январе 2014 года появляется очередной, пока неподтвержденный аналог Земли – KOI-1422.02.

С апреля 2014 года по июль 2015 года были обнаружены две экзопланеты – Kepler-186 f и Kepler-452 b, вращающиеся вокруг звезды, похожей на Солнце. Речь идет о звезде Kepler-452, находящейся в созвездии Лебедя. Предположительно, находится на расстоянии 1,4 тысячи световых лет от нас.

Какая планета больше всего похожа на Землю по размеру и массе? Именно Kepler-452 b считается подходящей из обнаруженных миссией Kepler экзопланет. По своим характеристикам планета очень похожа на Землю.

Kepler-186 f обнаружена в другой Солнечной системе. Ее можно назвать двойником нашей планеты. Она вращается вокруг звезды Kepler-186. От Земли отличается каменистым рельефом. Размер этой планеты превышает земной. Небесное тело перспективно для проживания. Оно вращается вокруг своей оси, где достаточно света.

Недавнее открытие – небесное тело в созвездии Водолея — одиночная звезда TRAPPIST-1. По мнению ученых из NASA, эта находка является самой потрясающей удачей. Вокруг космического тела вращаются семь экзопланет, по размеру похожих на Землю.

Три из них находятся в зоне обитаемости, предположительно, можно говорить о наличии воды, кислорода, углекислого газа и озона. Это создает защиту от солнечной радиации. Преимущества этой планетарной системы в стабильности. Значимость открытия астрономического объекта TRAPPIST-1 сложно преувеличить. Оно по праву признано мировым событием. С высокой долей вероятности можно говорить о зарождении жизни на этом небесном теле.

Следующий астрономический объект земного типа — Проксима Центавра b. Светило – Проксима Центавра, ближайшая звезда к Солнцу. Не исключено, что именно к этой «точке» во Вселенной будут отправлены первые космические корабли.

Также специалистам из NASA и примкнувшей к ним команде астрономов из разных стран мира, удалось открыть новую планету – TOI-1231 b, атмосфера и умеренный климат которой схожи с земными. Небесное тело TOI-1231 b вращается вокруг звезды класса М. На таких суровых планетах в атмосфере могут парить облака.

Что мешает землянам покорить эти астрономические объекты? Рассмотрим главные препятствия для космической одиссеи:

расстояние;
радиационный фон атмосферы;
перепад температур;

недостаток воды;
сложность в точном расчете космических аппаратов и техники;
расчет времени полета по орбите.

Космическая обсерватория NASA продолжает поиск землеподобных планет, на которых возможно зарождение жизни. Существует ли, похожая на Землю планета, на которую можно переселиться? Пока этот вопрос повис в воздухе, а попытки найти признаки жизни во Вселенной – продолжаются.

Ад Венеры

Начнем в непосредственной близости от нашей соседки Венеры, самого негостеприимного места в Солнечной системе.

По сути, Венера — это апокалиптический ад. Его атмосфера плотная и состоит в основном из углекислого газа, в результате чего атмосферное давление на Венере в 90 раз выше, чем на Земле.

Атмосфера сохраняет большое количество солнечной радиации, а это означает, что температура на Венере может достигать 460 градусов по Цельсию. Если бы вы просто наступили на Венеру, вас бы раздавили и закипели в считанные секунды.

Если это не звучит достаточно болезненно, дождь на Венере содержит очень агрессивную серную кислоту, которая, достигнув поверхности планеты, вызовет серьезные ожоги кожи или костюма космического путешественника.

Однако из-за чрезвычайно высоких температур дождь испаряется, прежде чем достигнет земли.

Что еще более странно, так это то, что на Венере есть «снег», хотя это не тот тип снега, который подходит для снежного кома: он состоит из замороженных остатков базальтового металла, которые испарились в атмосфере Венеры.

Какие газы присутствуют

Перепады температур на Луне объясняются ее крайне разреженной атмосферой. Credit: Infourok

В атмосфере Луны нет воздуха, ее основу составляют:

молекулы водорода;
ионы гелия;
ионы метана;
ионы аргона;
ионы неона.

В 1991 г. у Луны был обнаружен небольшой — размером 15-20 радиусов — натриевый хвост. Это открытие позволило сделать вывод о присутствии в лунной атмосфере небольшого количества ионов натрия и калия.

Американская космическая станция Lunar Prospector Orbiter (Лунный геолог) обнаружила у поверхности Луны следы радиоактивных изотопов радона и полония. Общую массу газовой прослойки Луны ученые оценивают в 25000 кг.

Линия Кармана

Высота над уровнем моря, условно принятая как переход атмосферы планеты Земля в космос, называется линией Кармана. Находится она на уровне ста километров и является верхней границей любого государства.

Теодор фон Карман первым нашел, что воздух на этой высоте становится разряженным настолько, что авиация невозможна. Скорость, нужная для того, чтобы поднять летательный аппарат превосходит первую космическую, поэтому приходится использовать космонавтику.

Определение дано Международной федерацией космонавтики.Атмосфера проходит и выше линии Кармана.

Первый раз искусственный объект, который пересек линию Кармана в 1944 году прошлого века – это баллистическая ракета. Она долетела до высоты 188 км.

Из живых существ выше линии побывали дрозофилы. Их отправили США в 1947 г. Из млекопитающих честь преодолеть высоту досталась макаке Альберту-2 в 1949 г. Но преодолеть линию и прилететь обратно удалось собакам, которых запустил Советский Союз в 1951 г. Цыган и Дезик.Если искусственный аппарат добрался до этой линии, то полет считается космическим.

View and weather before the rain.

На высоте сто километров звук не распространяется и законы аэродинамики не работают. Тепло невозможно передать никаким иным способом. Только тепловое излучение. Конвекция или перемешивание воздуха не происходит, в отличие от нижних слоев атмосферы.

Структура атмосферы

Несмотря на то, что атмосфера — это газовая оболочка Земли, ее структура не однородна по высоте.

Планетарный пограничный слой

Этот слой находится у самой поверхности планеты, и простирается до высоты 1-2 км. На его поведения в существенной мере влияет непосредственное взаимодействие с поверхностью.

Тропосфера

Область, где происходит основная «летная» жизнь планеты. Граница варьируется от 8 до 18 км, в зависимости от широты: на северах она ниже, на экваторе – выше.

Тропосфера содержит 80% всей массы атмосферы и 90% всего водяного пара.

Здесь происходят сильные турбулентные и конвекционные движения, что способствует формированию облаков, циклонов и климата в целом.

Температура убывает с увеличением высоты, в среднем 0.65 градуса на 100 метров.

Стратосфера

Стратосфера находится на высоте 11-50 километров и характерна инверсией температуры, то есть, температура в стратосфере начинает повышаться с увеличением высоты и к своей границе на 50 км достигает 0°С, тогда как на 11 км она была -56°С.

Именно стратосфера является «хранительницей» озонового слоя планеты, что защищает живое от пагубного влияния ультрафиолета от Солнца.

Мезосфера

Находится на высоте 50-90 км от поверхности моря. Здесь снова начинается понижение температуры с увеличением высоты, со скоростью 0,25-0,3 градуса на 100 метров. В мезосфере сгорает основная часть метеоров, не долетев до Земли.

Находится на высоте 100 км над уровнем моря и является условной границей, где начинается космос.

Термосфера

Простирается от 90 км до 800 км. Здесь снова происходит рост температуры с увеличением высоты и он длится до высоты 200-300 км и значения 1500 Кельвинов или 1200°С. Далее температура останавливается и держится такой до самой границы. Именно в термосфере происходят Полярные сияния — ионизация воздуха под действием солнечной радиации и космического излучения.

Выше 300 км кислород переходит из молекулярной формы в атомарную.

Экзосфера

Этот слой находится на высоте выше 800-1000 км и именно здесь атмосфера Земли, что уже и так сильно разряжена, начинает рассеиваться в открытый космос.

Ионосфера

Существует также слой ионосферы, но он не является отдельным, он объединяет верхнюю часть мезосферы, всю термосферу и часть экзосферы. Находится на высоте 60-1000 км. Назван так, потому что именно в этом слое происходит ионизация атмосферы под действием излучения Солнца, и вместе с магнитным полем создают невероятные северные сияния.

Есть ли в космосе жилое место?

Лауден считает, что планеты такого же размера и массы, как Земля, вращаются вокруг меньших карликовых звезд типа M, то есть красных карликов.

Это наиболее распространенный тип звезд в Млечном Пути, но они прячутся в тени и слишком темны, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом с Земли.

Однако вопрос о том, пригодны ли такие планеты для жизни, — это совсем другой вопрос.

Многие из этих экзопланет находятся в так называемой «зоне золотых волос», то есть они не находятся ни слишком близко, ни слишком далеко от своего Солнца. К сожалению, многие из них, вероятно, также «заблокированы» в синхронном вращении относительно своей звезды.

Это означает, что они всегда обращены к телу, вокруг которого вращаются, с одной и той же стороны — точно так же, как одна и та же сторона Луны всегда обращена к Земле.

Вот почему на одной стороне планеты постоянная ночь, а на другой — непрерывная.

«Когда мы делаем компьютерные модели, ураганные ветры дуют изо дня в ночь», — говорит Лауден.

«Это следствие эффекта синхронного вращения. На одной стороне планеты становится намного теплее, чем на другой, и следствием этого являются сильные ветры с целью перераспределения тепла по планете ».

«Вся вода в жидкой форме на дневной стороне испаряется в облака, которые ветер уносит на ночную сторону, а затем она там замерзает, и с них падает снег. Итак, одна сторона планеты пустыня, а другая полярная «.

Однако Лауден добавляет, что это только прогнозы на основе моделей, в то время как другие эксперты подходят к идее жизни на экзопланетах, которые заблокированы в синхронном вращении, с большим оптимизмом.

Докторр Инго Вальдман, лектор по теме «Внесолнечная планета» в Калифорнийском университетесказал , что наличие достаточно плотной атмосферы может обеспечить такую ??циркуляцию воздуха между дневной и ночной сторонами, что ночная сторона не замерзнет полностью.

Другие модели показывают, что вода, которая испаряется в самый жаркий момент дня, конденсируется в облака и создает постоянные облака на этой стороне.

Облака могут отражать достаточно солнечного излучения обратно в космос, чтобы понизить температуру планеты и сделать часть дневного времени пригодной для жизни.

Так что, пока мы не найдем условия для поселения за пределами планеты Земля, дома действительно самое красивое.

Подписывайтесь на «Гродно 24» в Дзен Новости и на наш канал в Дзен

Характеристики поверхности планет земной группы

Поверхность рассматриваемых планет сформировалась под действием первичной деятельности вулканов. Поначалу, когда планеты были довольно горячими, вулканическая деятельность была очень активной. А уже позже поверхность планет видоизменялась благодаря активности тектонических плит, вулканических извержений и падающих на нее метеоритов.

Поверхность Меркурия напоминает лунную. Лишь одно отличает – наличие нечастых почти идеально ровных областей, которые старше таких же лунных областей, потому как появились в период падения метеоритов.

Марсианская поверхность имеет красный оттенок благодаря немалому объему примесей оксида железа. Кратеры покрывают в основном только южное марсианское полушарие. Ученые до сих пор не выявили точную причину этого: возможно всему виной неизвестный катаклизм, а может быть в этой части просто были воды океана.

Известно, что на марсианской поверхности в прошлом протекали реки, о чем свидетельствуют оставшиеся высохшие русла. Кроме рек, Марс интересен вулканами, размеры некоторых из них поражают.

Скалистые планеты

Каменистая планета, также известная как теллурическая, — это планета со скалистой поверхностью и, следовательно, твердой. У них высокая плотность, что позволяет сделать вывод, что они тоже маленькие (диаметр нашего мира составляет 12742 км). Земля, как Марс, Венера и Меркурий, являются примерами. Планеты близко к своим звездам они вообще каменистые по своей природе.

Это объясняется, опять же, тем, как образуются планеты. И дело в том, что твердые частицы во время образования звездных систем легче притягивались к центру туманности, поэтому диски рядом с ними имели больше твердых частиц, чем газообразных.

Проксима b, скалистая планета, вращающаяся вокруг ближайшей к нашей Солнечной системе звезды, поразительно похожая на Землю.

Состав атмосферы Марса

Химический состав атмосферы Марса сильно отличается от земного. Воздух на Марсе состоит из следующих газов:

● Основу атмосферы планеты Марс составляет углекислый газ. Он занимает примерно 95% от её объёма. Это единственный тяжелый газ, который способна удержать планета.

● Большую часть углекислого газа составляет CO2, однако долю от него занимает и оксид углерода CO. Эта доля необычно мала и заставляет ученых строить теории о том, почему CO не накапливается.

● Азот N2. Он составляет очень малую часть атмосферы – всего 2,7%. Однако задержаться в атмосфере он может только в виде двойной молекулы. Излучение Солнца постоянно расщепляет атмосферный азот на атомы, после чего он рассеивается.

● Аргон занимает 1,6% и представлен в основном тяжелым изотопом аргон-40.

● Кислород на Марсе также есть, но содержится в основном в верхней атмосфере и появляется при разложении других веществ, откуда затем переходит и в нижние слои. Из-за этого на высоте примерно 110 км и выше содержится в 3-4 раза больше O2, нежели ниже этого уровня. Дышать им нельзя.

● Озон – наиболее неопределенный газ в марсианской атмосфере. Его содержание зависит от температуры воздуха, а значит от времени года, широты и полушария.

● Метан на Марсе, несмотря на малое содержание в атмосфере, – один из самых загадочных газов планеты. Он может иметь несколько источников, но наиболее актуальных два: влияние температур (например, в вулканах) и переработка веществ бактериями и жвачными животными, после чего образуется бактериальный метан. Последний представляет особый интерес для астробиологии – именно его ищут на потенциально населенных планетах, чтобы доказать что на них есть жизнь. На что может указывать метан, появляющийся на Марсе всплесками – неизвестно.

● Органические соединения, такие как H2CO, HCl и SO2, тоже есть в составе атмосферы Марса. Они могут прояснить вопрос, о котором говорилось выше, так как их наличие говорит об отсутствии вулканической активности – а значит и термогенного метана.

● Вода. Пусть ее содержание в несколько сотен раз меньше чем в самых сухих районах Земли, она все же присутствует.

● Стоит также упомянуть, что атмосфера Марса наполнена мельчайшими пылевыми частицами (преимущественно — оксид железа). Они делают атмосферу красновато-оранжевой со стороны, и они же отвечают за цвета неба, обратные земным: дневные небеса на Марсе желто-коричневые, на закате и рассвете они становятся розовыми, а вокруг Солнца – голубыми.

Выводы

Хотя планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля и Марс) похожи по размерам, массе и внутреннему строению, но физические условия на поверхности Меркурия, Венеры и Марса очень отличаются от земных, поэтому там не обнаружены признаки жизни. На Меркурии отсутствует постоянная атмосфера, поэтому колебания температуры в течение суток там почти такие же, как на Луне. На Венере плотная атмосфера из углекислого газа создает невозможные для существования живых существ условия — там и днем и ночью температура +480 °С. Марс будет первой планетой, которую в недалеком будущем посетят люди, но жить там можно только в скафандрах. Есть предположение, что некогда на Марсе была более плотная атмосфера, выпадали дожди, текли реки и, возможно, существовала жизнь. Не исключено, что и теперь живые организмы существуют под поверхностью планеты, где обнаружено большое количество льда.