в чем причина отсутствия атмосферы у меркурия
Атмосфера планеты Меркурий — характеристика, строение и химический состав
Меркурий отличается крайне разреженной атмосферой, давление которой в 500 млрд раз ниже, чем на нашей планете. С инженерной точки зрения можно считать, что Меркурий окружен вакуумом. И всё же атмосфера ближайшей к Солнцу планеты тщательно изучается.
Почему же меркурианская атмосфера так сильно разряжена? Ключевая причина – малая масса Меркурия. Он в 18 раз легче Земли. Ускорение свободного падения у поверхности планеты равно 3,7 м/с2, то есть космонавт массой 80 кг, шагающий по Меркурии, будет ощущать свою массу равной 30 кг. Из-за слабой гравитации планета просто не удерживает молекулы газа, составляющие ее атмосферу, и они улетают в космос. В среднем одной молекуле нужно примерно 200 суток, чтобы покинуть Меркурий.
Вторая причина разреженности атмосферы Меркурия – это его близость к Солнцу. С одной стороны, на планету воздействует солнечный ветер, представляющий собой поток заряженных частиц, который буквально «сдувает» атмосферу. С другой стороны, Солнце разогревает Меркурий до 427° С, в результате чего молекулы газов приобретают высокую скорость и легче преодолевают гравитацию Меркурия. Важно и то, что у планеты нет такого мощного магнитного поля, как у Земли, которое могло бы защитить Меркурий от солнечного ветра.
Может возникнуть вопрос – если Меркурий не может удерживать свою атмосферу, а молекулы газа в среднем за 200 суток покидают планету, то почему у Меркурия вообще есть хоть какая-то атмосфера? Разве не должна она была полностью исчезнуть за те 4,5 млрд лет, что существует Меркурий? Дело в том, что газы образуются при вулканической дегазации, испарении льдов, находящихся на дне кратеров планеты, радиоактивном распаде некоторых веществ. Тот же солнечный ветер выбивает из грунта атомы, которые потом непродолжительное время находятся в атмосфере. В настоящий момент меркурианская атмосфера находится в динамическом равновесии – количество газов, покидающих ее, примерно равно количеству газов, образующихся у поверхности планеты.
Интересно, что плотность атмосферы неравномерна и сильно зависит времени чуток. Ночью (а она на Меркурии длится 29 дней) атмосфера остывает, и из-за этого ее плотность возрастает.
В химическом составе атмосферы преобладают кислород (42%), натрий (29%), водород (22%), гелий (6%). На другие газы приходится не более 0,5%. Аномально высокая доля натрия в атмосфере объясняется сильным влиянием солнечного ветра. Он выбивает молекулы натрия из грунта, а также сам содержит немало ионов натрия.
Важно, отметить, что в атмосфере есть и незначительное количество водяного пара. Есть три пути его формирования. Во-первых, это испарение водяных льдов, находящихся внутри метеоритных кратеров. Во-вторых, кометы и метеориты, падающие на Меркурий, заносят на него воду. В-третьих, водород, заносимый на планету солнечным ветром, взаимодействует и кислородом, содержащимся в оксидах, в результате чего образуется вода.
Принято выделять 4 слоя в атмосфере Меркурия. Нижняя часть относительно теплая, она прогревается до 210°С. Средняя и верхняя части прогреваются солнечным ветром, а не теплом планеты. На высоте 200 км начинается экзосфера, которая плавно переходит в межпланетное пространство.
В 2008 г. был открыт огромный кометный хвост у Меркурия, чья длина составляет 2,5 млн км. Он является частью атмосферы, а найден хвост был благодаря линиям натрия в его спектре. О хвосте Меркурия было известно и ранее, но считалось, что его длина равна всего лишь 40 000 км. Длина хвоста непостоянна и меняется в зависимости от времени года на Меркурии.
Список использованных источников
Слабая и разряженная атмосфера Меркурия
Когда вы смотрите на изображения Меркурия, он выглядит безвоздушным и безжизненным космическим телом. Но вы можете удивиться, узнав, что у него есть своя атмосфера.
Атмосфера планеты
Конечно, она не такая могучая как на Земле и даже меньше чем у Марса. Но она у планеты есть, и в настоящее время изучается астрономами и космическим кораблем MESSENGER.
Полноценной, газовая оболочка, если и была, то полностью рассеялась вскоре после того, как сформировались планеты около 4,6 миллиардов лет назад. Это могло произойти из-за низкой гравитации, а также из-за близкого расположения к Солнцу, которое своим солнечным ветром, ее «сдуло». В настоящее время, ее практически не заметно.
Из чего она состоит
Эта разреженная оболочка состоит из кислорода, водорода, гелия, натрия, калия и водяного пара.
Астрономы полагают, что она постоянно пополняется из различных источников: частиц солнечного ветра, вулканической дегазации, радиоактивного распада элементов на поверхности Меркурия и космической пыли с мусором, которые планета встречает на своем пути. Без этих источников пополнения, она улетучилась бы из-за солнечного ветра относительно быстро.
Состав атмосферы:
В 2008 году, космический корабль НАСА MESSENGER обнаружил в ней водяные пары. Считается, что эта вода образуется, когда атомы водорода и кислорода встречаются в атмосфере.
Строение
Несмотря на небольшой размер, она была поделена на четыре слоя. Эти слои представляют собой нижнею, среднею, верхнюю и экзосферу. Нижние слои довольно теплая область (около 210 К). Нижние слои нагреваются от пыли в воздухе (1,5 мкм в диаметре) и теплового излучения от поверхности.
Пыль, придает ей коричневый оттенок.
В средней части атмосферы, существуют потоки воздуха, как на Земле. Верхние слои нагреваются от солнечного ветра и температура там гораздо выше, чем на поверхности. Экзосфера начинается примерно в 200 км от поверхности и не имеет четких границ, она просто плавно переходит в космос.
Магнитное поле Меркурия, помогает удерживать ее. В то время, как гравитация притягивает газы к поверхности, магнитное поле помогает сдерживать солнечные ветры вокруг планеты, так же, как на Земле. Магнитосфера позволяет сохранять ее форму.
Атмосфера является одной из наиболее слабых в Солнечной системе, давление составляет
Солнечный ветер постоянно выдувает ее, а источники на планете постоянно пополняют ее. Надеюсь, вышедший на орбиту планеты космический аппарат MESSENGER поможет найти источники пополнения и расширить наши знания о планете.
Похожие статьи
Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!
В чем причина отсутствия атмосферы у меркурия
Какая может быть связь между присутствием на планете атмосферы и продолжительностью ее оборота вокруг оси? Казалось бы, никакой. И все же на примере ближайшей к Солнцу планеты, Меркурия, мы убеждаемся, что в некоторых случаях такая связь существует.
По силе тяжести на своей поверхности Меркурий мог бы удерживать атмосферу такого состава, как земная, хотя и не столь плотную.
Показать полностью.
Если учесть, что меркурианский год равен всего 88 суткам, то воображаемый космонавт, оказавшийся на этой планете, увидел бы странные картины: Солнце то останавливается на небосводе, то возвращается назад, а в некоторых зонах планеты восходы и заходы Солнца наблюдаются дважды за одни сутки, причем как на востоке, так и на западе.
Средняя температура поверхности равна +330 °C. Из-за близости Солнца дневная сторона Меркурия прогревается до температур 290–420 °C. Зато на ночной стороне температура падает до минус —173°. Атмосферное давление на Меркурии в 300 раз меньше, чем на Земле. То есть атмосфера практически отсутствует. Такие условия совершенно непригодны для жизни. Это тоже роднит Меркурий с Луной. Да и фотоснимки его так похожи на лунные, что даже специалист не сразу их различит. Весь Меркурий густо испещрен кратерами, такими же круглыми, как лунные, и очень похожи на лунные его «моря» и долины. Естественно – ведь поверхности обеих планет формировали вулканические извержения и бесчисленные удары больших и малых метеоритов. И не было плотной атмосферы, которая бы предотвратила или смягчила эти жестокие небесные удары.
При таких необычайных климатических условиях что же должно произойти с атмосферой планеты?
Очевидно, на ночной половине под влиянием страшного холода атмосфера сгустится в жидкость и замерзнет. Вследствие резкого понижения атмосферного давления туда устремится газовая оболочка дневной стороны планеты и затвердеет в свою очередь. В итоге вся атмосфера должна в твердом виде собраться на ночной стороне планеты, вернее – в той ее части, куда Солнце вовсе не заглядывает. Таким образом, отсутствие на Меркурии атмосферы является неизбежным следствием физических законов.
Мы должны отвергнуть и догадку, нередко высказываемую, будто имеется атмосфера на невидимой стороне Луны. Можно с уверенностью утверждать, что если нет атмосферы на одной стороне Луны, то не может ее быть и на противоположной.
В этом пункте расходится с истиной фантастический роман Уэллса «Первые люди на Луне». Романист допускает, что на Луне есть воздух, который в течение сплошной 14-суточной ночи успевает сгуститься и замерзнуть, а с наступлением дня вновь переходит в газообразное состояние, образуя атмосферу. Ничего подобного, однако, происходить не может.
Почему на Меркурии нет атмосферы?
Какая может быть связь между присутствием на планете атмосферы и продолжительностью её оборота вокруг оси? Казалось бы, никакой. И всё же на примере ближайшей к Солнцу планеты, Меркурия, мы убеждаемся, что в некоторых случаях такая связь существует.
По силе тяжести на своей поверхности Меркурий мог бы удерживать атмосферу такого состава, как земная, хотя и не столь плотную.
Скорость, необходимая для полного преодоления притяжения Меркурия на его поверхности, равна 4900 м/сек, а этой скорости при невысоких температурах не достигают быстрейшие из молекул нашей атмосферы). И тем не менее Меркурий лишён атмосферы. Причина та, что он движется вокруг Солнца наподобие движения Луны около Земли, т. е. обращен к центральному светилу всегда одной и той же своей стороной. Время обхода орбиты (88 суток) равно времени оборота вокруг оси. Поэтому на одной стороне Меркурия, — той, которая всегда обращена к Солнцу, — непрерывно длится день и стоит вечное лето; на другой же стороне, отвёрнутой от Солнца, царят непрерывная ночь и вечная зима.
При таких необычайных климатических условиях что же должно произойти с атмосферой планеты? Очевидно, на ночной половине под влиянием страшного холода атмосфера сгустится в жидкость и замёрзнет. Вследствие резкого понижения атмосферного давления туда устремится газовая оболочка дневной стороны планеты и затвердеет в свою очередь. В итоге вся атмосфера должна в твёрдом виде собраться на ночной стороне планеты, вернее — в той её части, куда Солнце вовсе не заглядывает. Таким образом, отсутствие на Меркурии атмосферы является неизбежным следствием физических законов.
По тем же соображениям, по каким недопустимо существование атмосферы на Меркурии, должны мы отвергнуть и догадку, нередко высказываемую, будто имеется атмосфера на невидимой стороне Луны. Можно с уверенностью утверждать, что если нет атмосферы на одной стороне Луны, то не может её быть и на противоположной). В этом пункте расходится с истиной фантастический роман Уэллса «Первые люди на Луне». Романист допускает, что на Луне есть воздух, который в течение сплошной 14-суточной ночи успевает сгуститься и замёрзнуть, а с наступлением дня вновь переходит в газообразное состояние, образуя атмосферу. Ничего подобного, однако, происходить не может. «Если, — писал по этому поводу проф. О. Д. Хвольсон, — на тёмной стороне Луны воздух затвердевает, то почти весь воздух должен перейти о г светлой стороны в тёмную и там также замёрзнуть. Под влиянием солнечных лучей твёрдый воздух должен превращаться в газ, который немедленно будет переходить на тёмную сторону и там затвердевать. Должна происходить непрерывная дистилляция воздуха, и нигде и никогда не может он достигнуть сколько-нибудь заметной упругости».
Если для Меркурия и Луны можно считать доказанным отсутствие атмосферы, то для Венеры, второй от Солнца планеты нашей системы, присутствие атмосферы совершенно несомненно.
Установлено даже, что в атмосфере, точнее — в стратосфере Венеры, много углекислого газа — в десять тысяч раз больше, чем в земной атмосфере.
Почему Меркурий без атмосферы и при этом не самая горячая планета?
Расстояние Меркурия от Солнца составляет 57 909 176 километров. Также у Меркурия нет собственных спутников. Учёные считают, что основную массу планеты составляет ядро, состоящее из железа. Поверхность планеты покрыто многочленными впадинами, имеющее огромные трещины. В атмосфере Меркурия найдены кислород, водород, гелий и пары кальция, натрия и калия. Также плотность планеты крайне низка.
Планета была названа в честь РимскогоБога торговли, за то, что Меркурий перемещается быстрее всех относительно других планет.
Основные гипотезы образования Меркурия
Первая гипотеза заключается в том, что Меркурий был спутником Венеры, который в прошлом отдалился от неё. На основе математических расчетов гипотеза была доказана. Доказательством существования Меркурия как спутника Венеры является также то, что обе планеты вращаются в противоположную сторону. На основе данных, собранных специальными станциями, было выявлено, что Меркурий содержит в себе огромное количество серы, которое не содержит ни одна планета в солнечной системе. Также есть мнение о том, что в давние времена произошло столкновение планеты с планетезималью, скорость приблизительно равнялась 20 км/с, большая часть Меркурия отделилась и рассеялась в космосе под видом пыли. Но на данный момент, гипотеза не является официально подтвержденной.
Вторая основная гипотеза заключается в том, что планета образовалась из мелких частиц, когда состояние протодиска было уже обедненном. А лёгкие элементы, в свою очередь, были выпущены за пределы солнечной системы.
Почему Меркурий является самой близкой планетой к Солнцу?
На основе собранных экспертами данных национального управления США по изучению космического пространства, с помощью межпланетных зондов, выявили подробную карту Меркурия. После этого удалось выяснить, что диаметр планеты за последние 4 млрд лет уменьшился на 14 км, так как произошло остывание металлического ядра. В результате этого процесса на поверхности образовываются горные хребты, некоторые из них достигают 3 км в высоту.
Почему у Меркурия нет своей атмосферы?
Меркурий лишён возможности иметь собственную полноценную атмосферу.
Почему Меркурий не самая горячая планета?
Несмотря на высокие показатели температуры, Меркурий не самая горячая планета солнечной системы. Ее месторасположение находится ближе всего к солнцу, но Венера обладает более высокими температурами. Венера располагается на 2 месте от солнца, общее расстояние составляет около 107-108 млн.км. Температура воздуха здесь составляет 460-462 градусов по Цельсию. Этот процесс обусловлен тем, что у Венеры, в отличие от Меркурия,имеется атмосфера под видом плотного шара из углекислого газа, сдерживающий выделяемое тепло.