Химический состав планеты венера


Среди восьми планет Солнечной системы Венера является едва ли не единственным космическим объектом, сильно похожим на нашу планету. В результате космических и астрономических исследований планеты, выяснилось, что ее размеры практически такие же, как и у Земли. Схожи обе планеты по массе и по плотности. На первый взгляд кажется, что Венера — самая подходящая для жизни планета, готовая гостеприимно встретить землян в процессе последующего освоения и колонизации. К тому же она является самым ярким объектом на земном небосклоне, за что и получила прозвище «утренняя звезда». Человек наивно полагал, что прекрасный внешний облик соответствует такой же радужной и привлекательной действительности. Может быть, так и было много миллиардов лет назад.

Венера


Сегодня «утренняя звезда» занесена в черный список и признана одним из самых враждебных для человечества внеземных миров. Ученые, изучив информацию о планете, полученную в результате полетов американских и советских автоматических станций «Маринер» и «Венера», поставили крест на гипотезах и теориях, в которых Венере отводилось место внеземного космического рая.

Открытие второй планеты Солнечной системы

Частое появление Венеры на небе и ее яркость стали одной из причин повышенного интереса к этому космическому объекту. Еще в глубокой древности астрономы и звездочеты обращали внимание на яркую звезду, горящую белым светом на утренней зорьке. Для земного наблюдателя всегда было крайне интересно больше узнать об этом любопытном космическом объекте. Впоследствии оказалось, что другой планеты Солнечной системы, способной подобно Венере светить столь ярко, просто нет. К тому же быстро выяснилось, что это самая близкая планета к Земле, буквально наша соседка в огромном и бескрайнем космосе.

Венера в представлении древних


Древние астрономы, находясь под влиянием прекрасного сияния планеты, дали нашей соседке звучное и красивое название — Венера, в честь древнегреческой богини любви. Благодаря своему удачному и прекрасному облику планета прочно закрепилась в культуре человечества, став излюбленным объектом в литературе.

Первые сведения о планете датируются 1500-1600 годами до нашей эры. Описание яркого объекта на небе нынешние ученые нашли в древних вавилонских текстах. Хорошо были знакомы с «утренней звездой» древние египтяне, греки и индейцы племени Майя. Открытие Венеры в качестве планеты состоялось только в XVII веке. Сначала Галилео Галилей обнаружил, что Венера двигается вокруг Солнца и имеет фазы, схожие с лунными. Галилей составил первое научное описание наблюдаемого объекта и его движение по небосводу. В 1639 году английскому астроному Джереми Хорроксу в свой телескоп удалось обнаружить планету во время ее прохождения через солнечный диск. Российский ученый Михаил Ломоносов во время своих наблюдений сумел открыть атмосферу этого небесного тела, что и дало основание считать Венеру планетой, которая имеет все шансы быть обитаемой.


Ломоносов и Венера

Полученные в результате астрономических наблюдений данные, были очень ценными и наводили ученых на мысль, что эту планету и нашу Землю объединяет много общего. Теплилась надежда, что физические условия на Венере очень схожи с параметрами земной среды обитания. Долгое время в научной среде и среди писателей-фантастов бытовало мнение, что вторая по счету планета Солнечной системы — колыбель внеземной цивилизации. Только во второй половине двадцатого века человек получил точные астрофизические данные о Венере, которые развенчали миф о приспособленности планеты для любых форм жизни.

Астрофизические характеристики Венеры

Венера является третьим по яркости объектом на нашем звездном небе, уступая только Солнцу и Луне. Планета располагается на гелиоцентрической, практически правильной круговой формы орбите в 108,2 млн. км. от нашей звезды. Ближайшие к Венере планеты Солнечной системы — Меркурий и Земля. Расстояние от Венеры до Земли варьируется в широком диапазоне от 38 до 261 млн километров.


Вращение планеты вокруг собственной оси происходит за 243 земных суток. Однако ввиду того, что Венера оборачивается в обратную от Земли сторону, с Востока на Запад, происходит уменьшение величины венерианских суток ровно вдвое. Венерианские сутки равняются 116,8 земных суток.

Место Венеры в Солнечной системе

Двигаясь по орбите вокруг Солнца со скоростью 35 км/с, планета совершает полный оборот за 224 земных суток. Характерным явлением является то, что у Венеры орбита и вращения вокруг Солнца находятся в странном несоответствии. Ввиду своего крайне медленного обращения вокруг собственной оси в сочетании с периодом вращения планеты вокруг Солнца, Венера обращена к Земле в большинстве случаев практически одной и той же стороной. Это случается в основном тогда, когда она наиболее близка к Земле.

Если совершать полет к Венере на борту космического корабля, время путешествия займет 305 месяцев. Первый полет космического зонда «Маринер-2» занял всего 153 дня. Минимальное расстояние до Земли – 90-100 дней.


Полет "Маринера" к Венере

Состав планеты Венера: структура и строение

Венера принадлежит к группе скалистых планет, поверхность которых имеет твердую и каменистую основу. В отличие от газовых гигантов Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна, вторая планета имеет высокую плотность. Средняя плотность планеты равняется 5,204 г/см3. По основным физическим параметрам Венера очень похожа на Землю. Об этом говорят плотность планеты, ее масса и размеры.


Земля и Венера

Основные параметры Венеры следующие:

  • средний радиус планеты Венера составляет 6052 км;
  • диаметр планеты в экваториальной плоскости составляет 12100+- 10 км, 95% земного диаметра;
  • длина экватора Венеры равняется 38025 км и составляет так же 97% длины земного экватора;
  • площадь поверхности «утренней звезды» равняется 460 млн. квадратных километров, 90% площади земной поверхности;
  • астрономическая масса планеты Венера — 4.87 триллиона триллионов кг;
  • объем планеты равен 928 миллиардов км3.

Как видно из списка, Венера по основным физическим параметрам является планетой-близнецом нашей Земли. Однако это только форма. По своему содержанию Венера далеко не такая, как мы ее привыкли представлять. Поверхность планеты скрыта от внешнего мира плотными облаками, которыми насыщена венерианская атмосфера.

Практически одинаковы с Землей состав и структура планеты.


нее тоже имеется металлическое ядро, окруженное мантией. Поверхность планеты так же, как и на Земле представлена тонкой корой. Принято считать, что венерианское ядро диаметром около 6000 км имеет железоникелевый состав. Толщина мантии довольно внушительна, около 3000 км. Установить точный химический состав венерианской мантии не представляется возможным. Вероятно, как и на Земле, основу ее составляют силикаты. Кора на планете по толщине идентична земным параметрам и имеет среднюю толщину 16-30 км.

Строение Венеры

На этом сходства двух планет заканчиваются. Далее появляются существенные различия, которые делают обе планеты совершенными противоположностями. Тектонические процессы на Венере происходили в далеком прошлом. Формирование венерианской коры завершилось примерно 500-600 млн. лет назад. Поверхность планеты представлена застывшими базальтовыми морями, разделенными обширными возвышенностями. Некоторые возвышенности на поверхности выше, чем на земле, а высота венерианских гор достигает 11 км. Впадины и котловины, схожие по форме и структуре с земными океанами занимают 1/6 часть поверхности планеты. На планете не так много кратеров астрофизического происхождения. Самый большой из них имеет диаметр 30 км, сделанный упавшим астероидом более 1 млн. лет назад.


В каком состоянии пребывает внутреннее ядро планеты — неизвестно. Однако практически полное отсутствие магнитного поля, говорит в пользу того, что ядро находится в застывшем состоянии. Отсутствие конвекции между жидкими внутренними слоями планеты приводит к отсутствию динамо-эффекта, который возникает в результате трения между внутренними слоями планеты. Этим и объясняется, что Венере — одной из двух планет-близнецов земной группы — досталось такое слабенькое магнитное поле, всего 5-10% от силы земной магнитосферы. Магнитное поле Венеры очень слабо и в основном образуется за счет захваченных притяжением планеты частиц солнечного ветра.

Магнитосфера Венеры


Соответственно на Венере меньше и величина ускорения свободного падения – 8,87 м/с2 против 9,807 м/с² на Земле. Другими словами человек на поверхности Венеры будет весить на 10% легче, чем на нашей родной планете. Более детальное изучение внутреннего строения планеты не представляется возможным на сегодняшний день. Полученные до сегодняшнего дня данные являются результатом математических вычислений и радиолокационного сканирования поверхности планеты.

Самый интересный объект на Венере — атмосфера планеты

Первые данные, полученные по фото из космоса о поверхности Венеры, не стали прорывом на пути изучения планеты. Поверхность Венеры скрыта от глаз плотными слоями атмосферы. Именно она является решающим фактором, который формирует рельеф планеты в отсутствие активной вулканической деятельности на планете. Здесь наблюдается две формы поверхностной эрозии — ветровая и химическая. Материал, выбрасываемый в результате извержений вулканов, попадает в атмосферу планеты и уже там, трансформируясь в ходе химических реакций, выпадает на поверхность в виде венерианских осадков.

Химический состав планеты довольно прост:

  • углекислый газ 96,5%;
  • количество азота не превышает 3,5%.

Другие газы в атмосфере планеты представлены в микроскопическом количестве. Однако, несмотря на практически полное отсутствие в атмосферных слоях кислорода и водорода, планета имеет озоновый слой, который находится на высоте 100 км.

Атмосфера Венеры из космоса

Венерианская атмосфера является самой плотной среди планет земной группы. Ее плотность составляет 67 кг/м3. Другими словами, нижние слои атмосферы представляют собой полужидкую среду, в которой преобладает углекислый газ. В результате такой высокой насыщенности тропосферы, атмосферное давление у поверхности Венеры колоссальное, составляющее 93 бар. Это примерно соответствует земному давлению, которое будет на глубине мирового океана 900 метров. Высокая концентрация углекислого газа в атмосфере планеты стала причиной возникновения парникового эффекта. Как следствие, на поверхности планеты отмечена высокая температура, которая может достигать 475 градусов Цельсия. Это больше чем на Меркурии, который находится гораздо ближе к Солнцу.

Говорить о присутствии воды на Венере при таких атмосферных условиях не приходится. Плотные облака, состоят из серной кислоты и проливаются на поверхность планеты кислотными дождями, а венерианские моря представляют собой озера серной кислоты.

Ветры на поверхности Венеры бушуют нешуточные. Вся атмосфера планеты представляет собой один огромный бушующий ураган, несущийся вокруг поверхности планеты со скоростью 140 м/с. Соответственно нетрудно представить, какой силы ветер дует на планете.

Ураганы на Венере

Атмосфера Венеры является главным отличием от нашей планеты. Существование любых форм жизни в таких условиях, где температура достигает отметки плавления свинца – невозможно. Кроме того, высокая концентрация CO2 приводит к тому, что вместо воды на планете основной жидкостью является серная кислота.

Грядущие планы по изучению Венеры

Венера — самая ближайшая к нам космическая соседка, яркая и красивая звезда на нашем небосводе, на самом деле является настоящим вселенским адом. Космические исследования, которые человек предпринял в отношении Венеры во второй половине XX века, дали понять, что Венера является враждебной для нас средой. В течение 40 лет к «утренней звезде» было запущено 30 космических аппаратов.

В основном исследования проводились в рамках советской программы изучения планеты «Венера» и американской космической программы «Маринер». Последними космическими аппаратами, которыми завершился цикл космических исследований «утренней звезды» стали европейский зонд «Венера-экспресс» и японский аппарат «Акацуки», запущенные к Венере соответственно в 2005 и в 2010 годах.

Источник: MilitaryArms.ru

Общие сведения о планете

Поверхность Венеры
Поверхность Венеры

Венера расположена от Солнца на расстоянии примерно в 108 млн. км, из-за чего является одной из самых горячих планет в системе. Благодаря плотной атмосфере тяжело наблюдать ее поверхность, и для этого люди вынуждены посылать космические аппараты, которые высаживаются на нее.

Еще в средние века люди поняли, что яркая звезда на небе является планетой, отражающей солнечные лучи. Это позволило отследить ее путь по небу. Своими размерами и структурой Венера похожа на Землю, но из-за разного расстояния до звезды обе обладают разными условиями.

Орбита и радиус

Орбита Венеры относительно Солнца и Земли
Орбита Венеры относительно Солнца и Земли

По сравнению с другими планетами Солнечной системы Венера не является большой. Ее радиус составляет примерно 6052 км, что не идет ни в какое сравнение с тем же параметром у газовых гигантов.

Планета обладает орбитой, представляющей собой практически идеальный круг. Во время вращения вокруг звезды расстояние до нее меняется в диапазоне от 107,5 до 108,9 млн км. Год на Венере длится 224,65 суток – именно за этот срок она делает полный оборот по орбите. Вокруг своей оси она вращается очень медленно: один день равен 247 земным. Таким образом, планета возвращается в ту же точку пространства относительно Солнца быстрее, чем делает полный оборот вокруг оси.

Физические характеристики планеты – размер, масса и другие

Изображение Венеры в близости от Солнца
Изображение Венеры в близости от Солнца

Венера стала одной из первых планет, которую начали изучать люди. Из-за этого сейчас у человечества имеются довольно точные значения многих параметров и характеристик планеты:

  • масса равна 4,89 *10’24 кг;
  • площадь поверхности составляет 460 млн кв.км;
  • объем – 928 млрд куб.км;
  • ускорение свободного падения 8,88 м/с2;
  • плотность состава равна 5,2 г/с3;
  • средняя температура на планете – 463 градуса Цельсия;
  • давление на поверхности в 92 раза превышает земное;
  • наклон оси составляет 177,36 градусов.

Большинство свойств Венеры сохраняется за счет больших скоплений металлов и горных пород. Они придают планете целостность и плотность структуры. Также существует теория, что ядро небесного тела представляет собой горячий металл, разогретый до жидкого состояния.

Возраст Венеры

Венера одного возраста с другими планетами земной группы
Венера одного возраста с другими планетами земной группы

Как и большинство объектов Солнечной системы, Венера начала формироваться примерно 4,6 млрд лет назад. Для определения возраста ученые использовали радиоуглеродное датирование. Такой методикой проверяется срок жизни большинства космических объектов, в том числе и планет. И практически всегда исследование выдает одну и ту же цифру. Это свидетельствует о том, что все объекты системы имеют примерно одинаковый возраст.

Когда появилось Солнце, вокруг него вращалось большое количество космической пыли. Частички постоянно сталкивались друг с другом, сбиваясь в единые объекты. Этот процесс продолжался до тех пор, пока не сформировались планеты, имеющие точную орбиту. Можно считать, что Венера когда-то появилась и материалов, находящихся в близости от Солнца.

Также ученые полагают, что несколько сотен миллионов лет назад поверхность планеты была не такой горячей, как сейчас, и на ней могли существовать водные океаны. Об этом говорят особенности ландшафта с большими оврагами. В некоторых местах Венеры до сих пор имеются активные вулканы. По оценкам, нынешний ее вид сформировался примерно 400 млн лет назад. Именно тогда поверхность превратилась в бескрайние каменные территории. Какой была планета в первые 4 млрд. лет своего существования – остается загадкой.

Атмосфера

Атмосфера Венеры
Атмосфера Венеры

Венера обладает самой плотной атмосферой среди планет Солнечной системы. На нижних слоях всегда имеется крупное скопление белых облаков. Из-за этого люди долгое время не могли узнать, как выглядит ее поверхность.

Большую часть атмосферы составляет двуокись углерода (96%). Остальной объем приходится на азот (3%) и серу (1%). Таким составом обуславливается высокая температура поверхности. Двуокись углерода вызывает сильный парниковый эффект, из-за чего температура на высоте до 2-3 км превышает 460 градусов Цельсия.

Масса атмосферы в 93 раза превышает земную, из-за чего на поверхности давление также выше в 90 раз и составляет 92 бара. Нередко на Венере появляются мощные ветра, которые перемещаются в пространстве со скоростью 85 км/c. Они могут облететь всю планету за 5 дней, а иногда генерируют молнии.

Состав и поверхность Венеры

Изображение поверхности Венеры
Изображение поверхности Венеры

Поверхность гораздо плотнее, чем у Земли, и не имеет внутренних магнитных полей. На планете расположено много вулканов, 170 из которых считаются крупными и могут до сих пор функционировать.

Примерно миллиард лет назад почти вся поверхность Венеры была покрыта лавой, которая постоянно извергалась наружу, были регулярные землятресения. Но в один момент вулканы сильно снизили свою активность, и ученые до сих пор ищут причину этого события. Сейчас на поверхности планеты до сих пор могут происходить извержения, но в небольших количествах – на это указывает периодическое изменение количества диоксида серы.

Немалую часть поверхности составляют кратеры, размеры которых от нескольких километров могут доходить до нескольких сотен.

Строение Венеры

Строение Венеры
Строение Венеры

Ученым довольно трудно изучать строение планеты, поскольку из-за высоких температур космические аппараты быстро выходят из строя. Используя сейсмометры, они смогли получить некоторые данные о структуре Венеры.

Считается, что толщина поверхности составляет примерно 50 км, и основным веществом в ней является кремний. Далее начинается мантия, которая уходит вглубь примерно на 3000 км. До сих пор неизвестно, из чего она состоит, поскольку нет возможности сделать какой-либо анализ. В центре Венеры находится ядро из железа и никеля. Исследователи до сих пор гадают, является ли оно жидким или твердым.

Существенно в исследование строения планеты помогает тот факт, что она относится к земной группе, поскольку все ее представители обладают схожими свойствами.

Ядро Венеры

Ядро Венеры
Ядро Венеры

Ядро планеты расположено на глубине примерно в 3500 км. Ученым довольно трудно исследовать его, т.к. любой космический аппарат, приземлившийся на поверхность, быстро выходит из строя из-за высоких температур. И если на Земле люди спокойно используют сейсмометры, то с этим на второй планете от Солнца большие проблемы.

Поскольку Венера похожа по своей структуре на Землю, можно предположить, что внутри нее расположено такое же ядро. Однако до сих пор ученые не могут решить, находится оно в жидком или твердом состоянии. У планеты не прослеживается магнитное поле, а оно появляется при конвекции жидкого ядра. Однако оно все-таки может существовать у Венеры, просто из-за плотной поверхности оно не может вырваться наружу и стать заметным для измерительных приборов.

Также состояние ядра Венеры могло измениться с течением времени. Уже установлено, что миллионы лет назад что-то произошло на планете, из-за чего ее структура серьезно изменилась. Возможно, раньше ядро было жидким, но постепенно затвердело.

Погода и климат на Венере

Венера под действием солнечного ветра
Венера под действием солнечного ветра

Считается, что раньше на планете был климат, сильно отличающийся текущего. Из-за этого на Венере было много воды, а в атмосфере преобладал кислород. Однако из-за необъяснимых причин магнитосфера перестала работать, что обнулило защитный слой планеты. Солнечный ветер начал разъедать атмосферу, отправляя водород и воду в открытый космос.

Сейчас средняя температура поверхности составляет 460 градусов Цельсия. По ней регулярно гуляют ветра, разгоняющиеся до высоких скоростей. В прошлых веках астрономы полагали, что на Венере климат похож на земной. Они думали, что плотная облачная завеса появилась из-за водных испарений, поскольку на планете много воды. Но в 60-х, когда в небо устремились космические аппараты, стало известно, что облачная завеса имеет серную основу, более того, из нее регулярно идут кислотные дожди, которые испаряются, не долетая до поверхности.

Температура на Венере

Тепловая карта Венеры
Тепловая карта Венеры

Как уже говорилось выше, средняя температура на Венере равна 460 градусам Цельсия. Причем если на Земле этот параметр варьируется в большом диапазоне, то на второй планете от Солнца находится примерно на одном значении, вне зависимости от выбранной точки.

Из-за малого наклона оси, всего в 3 градуса, отсутствует смена сезонов. Серные испарения и высокая плотность атмосферы не дают теплу уходить в открытый космос, из-за чего оно распределяется по поверхности и сохраняет высокую температуру.

Ветра на Венере

Снимок двух торнадо на Венере
Снимок двух торнадо на Венере

Практически все ветра Венеры движутся с запада на восток. Они утягивают за собой плотный слой облаков, также заставляя их перемещаться в пространстве. Из-за этого наблюдать за следованием ветров не составляет труда.

Средняя скорость ветров на планете составляет 350 км/ч. Причем чем выше они располагаются в атмосфере, тем быстрее двигаются. Если спуститься прямо на поверхность, то на ней воздушные потоки будут двигаться не быстрее 5-10 км/ч.

Вода на Венере

Овраги на Венере раньше могли быть заполнены водой
Овраги на Венере раньше могли быть заполнены водой

Поскольку температура на Венере составляет несколько сотен градусов, нетрудно догадаться, что в жидком состоянии вода на ее поверхности в принципе существовать не может. Исследования атмосферы планеты доказали, что в ней все-таки содержится водяной пар, но его доля составляет лишь 0,002% от общего количества веществ.

Такое открытие намекает на то, что миллиарды лет назад на Венере могла быть вода, а климат являлся более холодным. Но из-за регулярных столкновений с метеоритами и исчезновения магнитосферы климат стал в несколько раз горячее. Из-за этого все имеющиеся моря и океаны довольно быстро испарились. И если тепло задерживается на поверхности, то молекулы водяного пара вполне могли покинуть пределы атмосферы и отправиться в открытый космос. Стоит отметить, что если когда-нибудь на Земле тоже исчезнет магнитосфера, то климат планеты станет намного теплее, и практически вся поверхность превратится в пустыню.

Спутники

Орбиты Венеры и ее квазиспутника - астероида VE68
Орбиты Венеры и ее квазиспутника – астероида VE68

У Венеры нет спутников. Есть мнение, что на ранних этапах жизни планета обладала таковыми, но их могло поглотить Солнце, поскольку обладает большей силой притяжения. Еще одной причиной исчезновения небесных тел могли послужить регулярные атаки метеоритов.

Несмотря на то, что Венера сейчас не может похвастаться наличием близлежащих тел, она не одинока. У планеты есть один квазиспутник – это астероид VE68, открытый в 2002-ом году. Вот уже 7000 лет он сопровождает планету, следуя по похожей орбите, однако по подсчетам, через пять веков он сместится от нее на достаточное расстояние, чтобы потерять статус квазиспутника.

Земля и Венера

Сравнение размеров Земли и Венеры
Сравнение размеров Земли и Венеры

Обе планеты имеют много общего, из-за чего их часто называют сестрами. Венера лишь немного уступает Земле по размерам: ее диаметр составляет 95% от земного. Другие параметры также немногим ниже, чем у третьей планеты: ускорение свободного падения (90%), масса (81,5%), объем (85,7%), площадь поверхности (90%). Структура небесных тел также совпадает: в центре находится металлическое ядро, окутанное мантией и корой.

Но кроме сходства у Земли и Венеры немало отличий. У последней отсутствует конвекция ядра, магнитосфера не функционирует, из-за чего температура на поверхности гораздо выше. Атмосферное давление на второй планете в 93 раза больше, что также сказывается на климате. Не менее важным отличием является полное отсутствие воды, в то время как на Земле жидкости предостаточно.

Облака и парниковый эффект на Венере

Искусственная модерация облаков Венеры
Искусственная модерация облаков Венеры

Облака находятся на расстоянии от 48 до 65 км. Они представляют собой плотную оболочку из серной кислоты и углекислого газа, через которую практически не проходят солнечные лучи. Предполагается, что изначально их не было над планетой, но неизвестные обстоятельства привели к образованию.

Углекислый газ и плотные облака не дают выходить теплу в атмосферу, из-за чего поверхность сильно нагревается, появляется парниковый эффект. Он способствует поддержанию температуры.

K какому типу планет принадлежит Венера?

Планеты земной группы
Планеты земной группы

Венера относится к земной группе, в которую входят планеты первой четверки. Также там присутствуют Меркурий, Земля и Марс. Плотность Венеры равна 5,204 г/м3, что является довольно высоким показателем и лишь на 0,3 г/м3 уступает земному.

Принадлежность Венеры к земной группе существенно упростило процесс ее исследования. Из-за агрессивной среды и высоких температур посадка космических спутников на поверхность практически невозможна. А поскольку планеты земной группы обладают схожими свойствами, исследователи в XX веке смогли выстроить многие гипотезы относительно состава, структуры и характеристик, основываясь на аналогичных данных, полученных во время изучения Земли и Марса. Спустя десятилетия они были подтверждены на практике, когда людьми начали изготавливаться аппараты, способные работать некоторое время на поверхности Венеры.

История открытия

Венера и Луна на небе
Венера и Луна на небе

Древние люди наблюдали за Венерой невооруженным взглядом. Поскольку в определенные периоды расстояние между планетой и Землей составляет лишь несколько десятков миллионов километров, она четко виднеется на небе в виде белого пятна. Однако в то время не существовало технологий, позволяющих детально разглядеть загадочный объект. И люди наблюдали на небе утром и вечером лишь белое пятно, которое принималось за две разные звезды.

В 1581 году до н.э. вавилонские астрономы пришли к выводу, что данные звезды являются одним объектом, более того, это планета. Тогда и было составлено ее первое описание.

В 1032 году ученый Авиценн доказал, что Венера находится к солнцу ближе, чем Земля. Для этого он проследил ее путь по орбите в пределах видимости. Спустя примерно 600 лет Галилей установил фазы планеты и описал их. В 1761 году вклад в понимание устройства Венеры внес Михаил Ломоносов, обнаруживший на ней атмосферу. В 20-х годах прошлого века люди впервые исследовали небесное тело с помощью ультрафиолетовых лучей. К 60-ым годам у астрономов уже было четкое представление о свойствах планеты, которые расширились благодаря высадке космических аппаратов на ее поверхность.

Кто открыл Венеру?

Галилео Галилей
Галилео Галилей первым открыл облачную атмосферу Венеры

Нельзя точно сказать, кому принадлежит открытие планеты. Еще астрономы древности наблюдали за планетой, но считали ее яркой звездой из-за сильного отражения солнечных лучей. Когда Коперник составил модель системы, стало понятно, что данное “светило” перемещается в небе как планета, значит, таковой и является.

В 1610 году Галилей, используя изобретенный им телескоп. рассмотрел Венеру и первым сделал заключение, что ее поверхность скрыта от глаза густыми облаками.

Исследования Венеры

Космический аппарат Маринер-2
Космический аппарат Маринер-2

С развитием космических технологий во второй половине XX века люди начали активно изучать планеты Солнечной системы. В 60-е годы СССР направил на Венеру несколько космических аппаратов, которые должны были изучить ее особенности. Однако ни один из спутников не смог достигнуть своей цели.

В то же время американцы отправили космический аппарат Маринер-2. Он подошел к поверхности планеты на расстояние 34,8 тыс. км. С этой дистанции спутник сумел измерить примерную температуру поверхности. Тогда ученые впервые установили, что Венера является самой горячей планетой в Солнечной системе. Это подтвердило факт отсутствия жизни.

В 1966 году аппарат Венера-3 сумел высадиться на поверхности, но сразу же пришел в негодность. Следующий прототип, прибывший на планету через год, сломался во время посадки, но успел передать точные данные о температуре и давлении. Через три года Венера-7 разбилась при посадке, но на протяжении 23-х минут передавала информацию с поверхности.

С тех пор человечество оставило попытки высадиться на планету. Сейчас космические аппараты отправляются к Венере лишь с целью наблюдения на безопасном расстоянии. Например, устройство Магеллан с 89-го по 93-й годы находилось на орбите и изучило внешний вид планеты на 98%.

Сейчас ученые до сих пор разрабатывают масштабные программы по отправке зондов ко второй планете от Солнца, и они помогают получать все больше сведений.

Почему Венера так называется?

Богиня любви Венера
Богиня любви Венера

Еще в древности Вавилоняне отождествляли планету с любовью и романтическими чувствами. Из-за этого они называли ее Иштар, в честь богини женственности. Позже ее имя римские астрономы заменили на Венеру, поскольку именно так они называли свою богиню любви. С тех пор именно такое название закрепилось за второй планетой от Солнца. Древние греки называли ее Афродитой, в честь своей богини любви.

Древние Египтяне также наблюдали за планетой, но принимали ее за две разные звезды, появляющиеся дважды в день. Из-за этого они называли их Утренней и Вечерней.

Источник: kipmu.ru

История открытия

Яркость Венеры сделало ее одним из самых изучаемых небесных тел у древних астрономов. До нас дошли шумерские астрономические таблицы и календари майя, в которых описывался полный цикл  ее движения.

Древние римляне отождествляли звезду с богиней любви (у греков – Афродита) за яркое, красивое белое свечение на утреннем и вечернем небосклоне.  При этом долгое время считалось, что Утренняя и Вечерняя звезды – это разные небесные тела. Только Пифагор смог доказать обратное, поэтому считается, что именно он открыл планету Венеру.

История открытия Венеры не обошлась без Галилео Галилея. Он первым наблюдал за ней в телескоп и установил порядок смены венерианских фаз. Атмосферу на планете открыл в 1761 году Михаил Ломоносов, а вот изучить ее поверхность долгое время было невозможным.

Интенсивное исследование Венеры началось с появлением радиотелескопов и космических зондов. 28 советских и американских аппаратов были успешно отправлены в этом направлении для исследования ее атмосферы и поверхности. Они передавали астрономам панорамные изображения, но ни один из тех зондов, которые сумели достигнуть венерианской поверхности, не смог выжить в ее суровых условиях более 2 часов. Последними космическими аппаратами, запущенными к Венере являются «Венера-экспресс» Европейского космического агентства, а также «Акацуки» Японского агентства аэрокосмических исследований.

В ближайшее время Роскосмос планирует запуск межпланетной станции с орбитальным спутником и спускаемыми модулями, позволяющими изучить венерианскую атмосферу. Кроме станции для изучения поверхности в этом направлении отправится зонд, способный проработать в ее суровых условиях около 4 недель.

Особенности, орбита и радиус

Орбитальный путь обладает низким эксцентриситетом и является самым  круговым среди планетарных объектов Солнечной системы. Средний радиус орбиты Венеры составляет 109 млн. километров.  Полный оборот по орбитальному пути она совершает за 224, 6 земных суток, двигаясь со средней скоростью 34,9 км/с.

Особенностью Венеры является то, что она вращается в противоположном для большинства тел направлении – с востока на запад. Самая вероятная причина такого явления – столкновение с крупным астероидом, изменившим направление ее движения.

Венерианские сутки самые длительные во всей Солнечной системе – 243 земных дня. Получается, что год здесь длится меньше, чем один полный день.

Физико-химические характеристики

По своим физическим параметрам вторая планета от Солнца близка к Земле. Ее радиус —  6052 км, что составляет 85% от земного. Масса – 4,9*1024, а среднее значение плотности  — 5,25 г/ куб. см.   Высокая плотность и химический состав Венеры относят ее к объектам землеподобного типа. В отличие от газовых гигантов, они твердотельные и состоят из тяжелых элементов.

Из чего же состоит Венера? Ее поверхность – застывшие лавовые породы, богатые по химическому составу силикатами, алюминием и железом. Кора уходит вглубь всего на 50 км, продолжаясь в массивную силикатную мантию толщиной в несколько тысяч километров. Сердце Венеры – железо-никелевое ядро, занимающее четверть ее диаметра.

Венерианский ландшафт долго оставался загадкой, разгадать которую смогли только орбитальные спутники, отправившие на Землю достоверные изображения венерианского рельефа. Равнины, представляющие собой гигантские пласты застывшей лавы из базальтовых пород, занимают большую часть поверхности планеты. По соседству с ними располагаются древние, но еще активные вулканы, арахноиды и глубокие кратеры.  

Температура на Венере

Вторая от Солнца планета наиболее разогретая в нашей системе. Средняя температура у поверхности Венеры приближается к 470° по Цельсию. При этом в течение суток температурные колебания крайне незначительны.

Почему же на Венере такая высокая температура? Разогрев венерианской поверхности объясняется не столько близостью Солнца, сколько плотной атмосферой, состоящей преимущественно из углекислого газа и серной кислоты. В таких условиях возникает парниковый эффект – углекислый газ поглощает отраженное от грунта инфракрасное излучение, не пропуская его обратно в космическое пространство. При этом нижние слои атмосферы нагреваются до экстремально высокого значения.

Минимальную температуру на Венере можно зарегистрировать в зоне термосферы, удаленной от на расстоянии более 120 км. Ночью температура здесь опускается до -170.°С, а днем достигает максимума в 120°С. Суровый климат также обусловливают ветра. В нижних слоях  ветра практически нет, а вот на уровне тропосферы  атмосфера превращается  в гигантский ураган со скоростью ветра более 359 км/ч. Здесь постоянно бушуют грозы и возникают молнии, а также идет кислотный дождь. Но он испаряется, не достигнув поверхности, и превращается в концентрированные кислотные пары.

Атмосфера

Ближайшая к поверхности часть венерианской атмосферы – тропосфера – представляет собой океан углекислого газа в состоянии сверхкристаллической жидкости.  Ее высокая плотность создает парник у поверхности, разогревая Венеру сильнее всех тел в Солнечной системе.

На уровне 50-65 км над поверхностью в  слоях тропопаузы температура и давление атмосферы приближается к земным значениям. Минимальные показатели температуры и давления регистрируются в пределах 200 км над поверхностью.

Основными составляющими венерианской атмосферы являются полужидкий CO2(более 96%) и азот(3, 5%). Оставшаяся часть приходится на инертные газы, двуокись серы и водяные пары. Крайне тонкий слой озона располагается на уровне 100 км от поверхности планеты.

Источник: spaceworlds.ru

Внутренние планеты

Меркурий — ближайшая к Солнцу планета — имеет самую высокую плотность. Поскольку период собственного вращения Меркурия равен периоду его обращения вокруг Солнца, то он все время повернут к Солнцу одним полушарием. На освещенной стороне Меркурия температура достигает 625° К, а на темной поверхности, вероятно, всего лишь 10—20° К. На неосвещенной поверхности большинство газов должно замерзать, а на освещенной, горячей стороне, молекулы обычных газов должны приобретать тепловые скорости, превышающие скорость улетучивания с поверхности. Поэтому Меркурий практически не имеет атмосферы. Возможно, на нем есть небольшая неустойчивая аргоновая атмосфера как продукт распада радиоактивного К40, сосредоточенного в твердом теле планеты.

Венера по размерам и плотности наиболее приближается к нашей Земле. Она также обладает наиболее мощной, плотной и теплой атмосферой из всех планет земной группы. По данным межпланетных станций «Венера-4, 5, 6, 7», атмосфера планеты на 93—07% состоит из СО2. Обнаружено присутствие О2, N2, H2O. Температура атмосферы у поверхности достигает 747 ±20° К, давление 90 атм. Обилие CO3 можно объяснить процессом разложения карбонатов при высоких температурах. Подобным же образом происходит разложение и других карбонатов с образованием CO2. Свободный кислород на Венере образуется в результате разложения Н2O под действием солнечной радиации. Другой продукт разложения — водород — легко, теряется верхними слоями атмосферы. Это приводит к медленной вековой потере воды, и Венера постепенно высыхает. При высоких температурах поверхности практически вся вода на Венере находится в атмосфере в парообразном состоянии. Наличие светлого водяного пара определяет высокую отражательную способность планеты — 76% падающего на нее солнечного света.

Земля является самой крупной из всех внутренних планет. В то же время она имеет наиболее крупного спутника — Луну, которая по массе составляет 1/81 часть массы Земли. По своему составу азотно-кислородная атмосфера Земли резко отличается от атмосфер других планет и является продуктом жизни. Большая часть атмосферного аргона Земли имеет радиоактивное происхождение от распада К40 в земной коре.

Луна представляет собой твердое тело, лишенное атмосферы и состоящее из силикатного материала. Невооруженным глазом уже давно иа поверхности нашего спутника были замечены темные и светлые участки. Большие темные области на поверхности Луны еще первыми исследователями, использовавшими телескоп, были названы морями. Но мы теперь знаем, что на Луне отсутствует вода и так называемые моря представляют собой сухие, относительно плоские равнинные области более темного оттенка, чем остальная поверхность.

С помощью телескопа на лунной поверхности можно наблюдать рубцы и ямы горных цепей и кратеров. Особенно много кратеров. Самые большие из них названы в честь выдающихся деятелей науки и культуры — кратеры Тихо, Коперник, Кеплер, Аристарх, Эратосфен, Платон и др. Самый крупный кратер — Гримальди, диаметром свыше 200 км. Кольцеобразные валы кратеров часто имеют высоту порядка 6 км.

Поверхность Луны образована темным материалом. Об этом свидетельствует малая отражательная способность лунной поверхности. Луна отражает только 7% падающих на ее поверхность солнечных лучей видимой части спектра. В то же время от поверхности нашего спутника красный свет отражается более эффективно, чем синий или фиолетовый. Это придает лунному свету оранжевые тона. Самые светлые области похожи на белый песок, самые серые — на темные сланцы. По свидетельству американского космонавта Н. Армстронга, побывавшего на Луне, «в общем, исследованный нами район по освещенности может сравниться с пустыней, а его цвет напоминает цвет сухого цемента или песчаного пляжа. При выходе из кабины мы неожиданно обнаружили, что обломки пород и частицы лунного грунта имеют темно-серый или угольно-серый цвет».

Изучение орбит искусственных спутников Луны показало, что под поверхностью лунных морей находятся концентрации тяжелого вещества, которые получили название масконов. Одна из самых больших гравитационных аномалий лунного шара — в области моря Дождей.

Первые исследования лунных пород позволили выделять среди них четыре типа: пузырчатые со стекловидными пузырьками (тип A), полнокристаллические (тип B), лунные брекчии — сцементированные породы, обломки кристаллического материала (тип C) и россыпи тонкого материала (тип D), составляющего лунный грунт (реголит). Элементарный и минералогический состав этих типов пород очень сходный.

Данные о химическом составе лунных пород получены из разных районов: из районов морей (Спокойствия, Океана Бурь и Изобилия); из горных районов с кольцевыми структурами (места посадок «Аполлона-14» и автоматической станции «Луна-20»). Изучение состава лунных пород, собранных преимущественно из районов морей, показывает, что по соотношению основных компонентов он больше всего согласуется с составом полевошпатовых ахондритов — эвкритов. Наиболее вероятным источником вещества Луны могли быть хондриты с повышенным содержанием силикатного железа и не имеющие металлической фазы.

По сравнению с земной корой и наиболее близкими к лунным породам базальтами в исследованных породах Луны обнаружено гораздо больше железа, титана, циркония, редких земель и других химических элементов. Элементы с повышенным содержанием в лунных породах обладают некоторыми общими геохимическими свойствами.

Отдельные ряды элементов в больших периодах таблицы Д. И. Менделеева образуют так называемые геохимические семейства и находятся по соседству друг с другом. Геохимические семейства объединяют элементы с общими химическими и геохимическими свойствами, определяемыми близким характером внешней электронной оболочки их атомов.

Учитывая изложенное выше, можно прийти к выводу, что повышенное содержание ряда химических элементов у поверхности Луны не является случайным, а носит вполне определенный закономерный характер. Так, в поверхностных породах Луны особенно резко выражены элементы семейства железа, молибдена, редких земель. Правда, для редких элементов имеется исключение в отношении одного элемента — европия. Он содержится в скудном количестве по сравнению с другими редкоземельными элементами. Таким образом, элементарный химический состав исследованных лунных пород отражает в первую очередь высокотемпературные условия их образования. Действительно, все до сих пор исследованные лунные породы изверженного вулканического происхождения. Они возникли в результате остывания силикатного расплава, обогащенного железом, — лунные лавы излились из более глубоких горизонтов лунного шара.

Лунные породы состоят из немногих минералами. Наиболее распространенные из них следующие:

  • Пироксен
  • Плагиоклаз
  • Ильменит
  • Оливин

В лунных породах также обнаружены разновидности кремнезема — кристобалит и тридимит, калиевый полевой шпат, апатит, обогащенный редкими землями, бадделит, биотит, амфибол, кальцит. Встречаются и такие минералы, как пироксенманганит, ферропсевдобрукит и хромотитанистая шпинель. Эти минералы, естественно, отражают повышенное содержание титана, хрома и марганца в материале лунных пород.

Все лунные минералы лишены следов воздействия водных растворов, и все лунные породы представляются исключительно сухими; Ничтожные доли окисного железа и преобладание его закисных форм свидетельствуют о недостатке кислорода в процессе формирования лунных пород.

Особый интерес представляет измерение изотопного состава химических элементов Лупы. Главные химические элементы показали изотопные соотношения, равные тем же соотношениям на Земле. Это говорит в пользу общего происхождения вещества Земли и Лупы в далеких древних космических системах.

Измерение отношений изотопов в отдельных минеральных фракциях лунных пород позволило установить температуры, при которых кристаллизовались эти породы. Крупно- и мелкозернистые лунные породы показали отношение изотопов, которое соответствует изотопному равновесию при 1100—1300° С, что, вероятно, соответствует температуре кристаллизации.

Распад радиоактивных изотопов помогает решить вопрос о возрасте лунных пород как времени, прошедшем с момента их кристаллизации. В районе Моря Спокойствия возраст кристаллических пород — 3,7 млрд. лет. Такие древние породы для нашей земной коры являются исключительно редкими. Определение соотношений изотопов стронция и свинца из лунных пород позволило рассчитать возраст Луны как самостоятельно существующей планеты. Он оказался равным 4,6 млрд, лет, хорошо согласуясь с возрастом большинства изученных метеоритов разного типа и состава.

Тщательные поиски сложных органических соединений в материале лунных пород привели к открытию в малых количествах простейших соединений углерода.
В одном грамме лунной пыли обнаружены также аминокислоты порядка 1×10-8 г.

Плотность кристаллических пород Луны 3,1—3,2 г/см3, в то время как средняя плотность Луны 3,35 г/см3. Столь малое различие плотностей свидетельствует о слабой химической дифференциации Луны в целом. Это позволяет заключить, что Лупа есть сферическое тело, сложенное почти целиком силикатным материалом.

Марс из всех внутренних планет наиболее удален от Солнца и обладает самой низкой плотностью. Благодаря исследованиям космическими аппаратами «Маринер-4, 6, 7, 8, 9» и «Марс-1, 2, 3» было установлено, что поверхность планеты покрыта многочисленными кратерами, однако обширная область Хеллас совсем лишена кратеров и похожа на поверхность Лупы. Наблюдаются три типа поверхности Марса: светлые — «материковые» районы, желтые — «морские» и белоснежные — полярные шапки.

Большая часть поверхности планеты имеет оранжевую окраску, что, по данным оптических характеристик и радиоастрономии, указывает на мелкозернистый характер раздробленных силикатных пород, покрытых пленкой окислов железа.

Атмосферное давление у поверхности Марса не превышает 6 мм рт. ст., т. е. на два порядка ниже, чем на Земле. Основным компонентом атмосферы Марса является С02, количество которого, вероятно, превышает 50%, обнаружены примеси NO2, содержание O2 и N пренебрежительно малое. В атмосфере планеты присутствуют пары воды, а также аэрозоли, с которыми связаны «пыльные бури». Температура поверхности Марса изменяется в зависимости от широты и на границе полярных шапок достигает 140—150° К. При таких температурах углекислый газ должен вымерзать. Отсюда можно предположить, что полярные шапки Марса состоят из замороженной углекислоты толщиной слоя в несколько метров. В полярных областях Марса должно вымораживаться значительное количество водяного пара, что способствует образованию ледников.

А. Биндер в 1969 г. теоретически исследовал внутреннюю структуру Марса, основываясь на свойствах материала мантии Земли и очень точном определении радиуса и массы Марса по данным измерений космического аппарата «Марииер-4». Теоретическое моделирование показало вероятность того, что Марс имеет внутреннее железное ядро с радиусом 790—950 км, занимающее от 2,7 до 4,9% объема планеты. Состав оболочки — мантии — Марса не должен существенно отличаться от состава земной мантии. Температура внутри Марса должна быть между 800 и 1500° С, т. е. значительно ниже, чем в недрах Земли.

В 1948 г. английский астроном Г. Рамзей выдвинул гипотезу о том, что все внутренние планеты имеют одинаковый состав, а различие в их средней плотности определяется разной степенью сжатия вещества под влиянием высоких давлений, пропорциональных массам планет. В частности, существование ядра Земли объяснялось фазовым переходом силикатного вещества в металлическое состояние, вызванное высоким давлением. Однако если бы внутренние планеты имели одинаковый химический состав, а уплотнение в центральных частях определялось бы массой самой планеты, тогда в последовательном ряду планет возрастания их массы — Меркурий, Марс, Венера, Земля — мы бы наблюдали последовательное возрастание плотности. На самом деле, как можно видеть по данным табл. 5, маленький Меркурий имеет более высокую плотность, чем более массивные Марс или Венера. Поэтому можно заключить, что внутренние планеты имеют разный химический состав.

При оценке их состава в основном представляют интерес величины средней плотности, вычисленные для нулевого давления в центре планет. Различие состава в данном случае, скорее всего, определяется различным соотношением силикатного (плотность 3,3 г/см3) и металлического железоникелевого материала (плотность 7,23 г/см3). Таким образом, наиболее вероятной причиной различия плотностей внутренних планет солнечной системы является разное соотношение силикатного и металлического (железоникелевого) материала. Развитие этих представлений за последнее время получило большую популярность. В то же время дискуссионным остается вопрос о распределении внутри планет металлической и силикатной частей — находятся ли они вместе и распределяются равномерно по всему объему каждой из планет или же сосуществуют раздельно — металлическая фаза в виде внутреннего ядра, а силикатная в виде оболочки — мантии разной мощности.

На основании имеющихся данных в области геохимии и космохимии можно предполагать наличие центральных металлических ядер внутри планет земного типа. Такой вывод больше соответствует всему известному и находит подтверждение со стороны таких метеоритов, как железные, железокаменные и ахондриты. Однако хондриты, которые отражают химически недифференцированный материал, видимо, являются обломками астероидов, в которых не смогла завершиться дифференциация.

Из сказанного следует, что разная плотность внутренних планет определяется главным образом различием их химического состава. Более плотные планеты содержат больше металлического железа, менее плотные — меньше. Но, очевидно, различие в составе характерно не только для главных элементов (О, Si, Fe, Mg, Са, Al, Na), но и для всех других химических элементов таблицы Д. И. Менделеева. Во всяком случае данные по распространению многих редких элементов в метеоритах разных классов, полученные за последнее время, вполне подтверждают такое предположение.

Обращает на себя внимание пространственная закономерность состава внутренних планет — пропорция металлического железа в ближайших к Солнцу планетах выше, чем в планетах более отдаленных. Это хорошо видно при сравнении близкого к Солнцу Меркурия и далекого от него Марса. По-видимому, в данном случае имеет место важная космохимическая закономерность, которая должна быть объяснима теорией происхождения солнечной системы.

Внешние планеты

По составу, строению и размерам внешние планеты солнечной системы резко отличаются от внутренних планет земной группы. Внешние планеты имеют малую плотность, что определяется их газовым составом. Причем ведущим элементом этих планет являются водород и его соединения. По некоторым оценкам Юпитер содержит 78% водорода по весу, а Сатурн 63%. Уран и Нептун имеют более высокие средние плотности, и, вероятно, пропорция водорода в них ниже.

В спектрах протяженных атмосфер внешних планет отмечаются сильные полосы метана, а также полосы молекулярного водорода. Кроме того, в спектрах Юпитера и Сатурна наблюдаются слабые полосы аммиака. Однако на Уране и Нептуне аммиак находится в замороженном состоянии, поскольку температура поверхности этих планет очень низкая, порядка -210° С. При таких температурах большинство газов переходит в жидкое и твердое состояния. По некоторым косвенным данным, можно допустить, что в составе внешних планет имеется много гелия.

Таким образом, крупные внешние планеты солнечной системы по своему атомарному элементарному составу во многом близки к составу Солнца. Они сложены преимущественно из легких компонентов — H, Не, СН4, NH3, H2O. Сохранность этих веществ в составе больших планет связана с высокими значениями масс самих планет, а также с низкими температурами внешних краевых областей солнечной туманности, от которой они произошли.

Изложенные выше данные позволяют прийти к определенным выводам, имеющим прямое отношение к вопросам происхождения солнечной системы.

  1. Планеты солнечной системы различаются по своему химическому составу. Внутренние планеты сложены в основном твердыми телами, внешние — преимущественно газами.
  2. Среди внутренних планет также имеется различие в составе — ближайшие к Солнцу планеты более плотные, чем отдаленные.
  3. Различие в составе внутренних планет, по-видимому, обусловлено теми же причинами, что и различие в составе метеоритов, т. е. планеты более плотные содержат больше металлической (железоникелевой) фазы и меньше силикатной. Максимальное содержание железа, вероятно, характерно для Меркурия, минимальное для Луны, в которой большая часть железа находится в силикатах.
  4. Различие состава планет свидетельствует о химическом и физическом фракционировании элементов в процессе образования солнечной системы. Фракционирование определялось различной степенью окисления вещества в зависимости от расстояния от Солнца.
  5. Гигантские внешние планеты солнечной системы возникли из вещества, чрезвычайно близкого к составу Солнца, и процессы фракционирования при их образовании проявились в незначительной степени.

Источник: www.polnaja-jenciklopedija.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.