в чем сходство и различие физических характеристик планет земной группы

В чем сходство и различие физических характеристик планет земной группы

По своим физическим характеристикам планеты делятся на две группы – планеты земной группы и планеты – гиганты. Мы дадим обзор главных особенностей обеих групп планет, на основе чего вы сумеете дать описание каждой планеты.

Сходство планет земной группы не исключает и значительного различия. Например, Венера, в отличие от других планет, вращается в направлении, обратном ее движению вокруг Солнца, причем в 243 раза медленее Земли (сравните продолжительность года и суток на Венере). Период обращения Меркурия (т.е. год этой планеты) только на 1/3 больше периода его вращения вокруг оси (по отношению к звездам). Углы наклона осей к плоскостям их орбит у Земли и у Марса примерно одинаковы, но совсем иные у Меркурия и Венеры. А вы знаете, что это одна из причин, определяющая характер смены времен года. Такие же, как у Земли, времена года есть, следовательно, на Марсе (правда, каждое время года почти в два раза продолжительнее, чем на Земле).

Черты сходства и различия обнаруживаются также при изучении атмосфер планет земной группы.

Температура у поверхности Венеры очень высокая (около 500°С) и остается почти одинаковый. С чем это связано? На первый взгляд, кажется, с тем, что Венера ближе к Солнцу, чем Земля. Но, как показывают наблюдения, отражательная способность Венеры больше, чем у Земли, а потому Солнце примерно одинаково нагревает обе планеты. Высокая температура поверхности Венеры обусловлена парниковым эффектом. Он заключается в следующем: атмосфера Венеры пропускает лучи Солнца, которые нагревают поверхность. Нагретая поверхность становится источником инфракрасного излучения, которое не может покинуть планету, так как его задерживают содержащиеся в атмосфере Венеры углекислый газ и водяной пар, а также облачный покров планеты. В результате этого равновесие между притоком энергии и ее расходом в мирное пространство устанавливается при более высокой температуре, чем та, которая была бы у планеты, свободно пропускающей инфракрасное излучение.

Таким образом, несмотря на некоторое сходство, в целом атмосферы ближайших к Земле планет резко отличаются от атмосферы Земли. Это пример открытия, которое невозможно было предсказать. Здравый смысл подсказывал, что планеты со сходными физическими характеристиками (например, Землю и Венеру иногда называют “планетами-близнецами”) и примерно одинаково удаленные от Солнца должны иметь очень похожие атмосферы. На самом деле причина наблюдаемого различия связана с особенностями эволюции атмосфер каждой из планет земной группы.

Исследование атмосфер плане земной группы не только позволяет лучше понять свойства и историю происхождения земной атмосферы, но и имеет значение для решения экологической проблемы. Например, туманы – смоги, образующиеся в земной атмосфере в результате загрязнения воздуха, по своему составу очень напоминают венерианские облака. Эти облака, как и пылевые бури на Марсе, напоминают нам о том, что необходимо ограничивать выброс пыли и разного рода промышленных отходов в атмосферу нашей планеты, если мы хотим на длительное время сохранить на Земле условия, пригодные для существования и развития жизни. Пылевые бури, во время которых на протяжении нескольких месяцев в атмосфере Марса удерживаются и распространяются над громадными территориями тучи пыли, заставляют задуматься над некоторыми возможными экологическими последствиями ядерной войны.

Планеты земной группы, подобно Земле и Луне, имеют твердые поверхности. Наземные оптические наблюдения позволяют получить о них немного сведений, так как Меркурий трудно рассмотреть в телескоп даже во время элонгаций, поверхность Венеры скрыта от нас облаками. На Марсе даже во время великих противостояний (когда расстояние между Землей и Марсом минимальное – около 55 млн. км), происходящих один раз в 15 – 17 лет, в крупные телескопы удается рассмотреть детали размерами около 300 км. И все-таки в последние десятилетия удалось много узнать о поверхности Меркурия и Марса, а также получить представление о еще недавно совершенно загадочной поверхности Венеры. Это стало возможным благодаря успешным полетам автоматических межпланетных станций типа “Венера”, “Марс”, “Викинг”, “Маринер”, “Магеллан”, пролетавших вблизи планет или совершивших посадки на поверхность Венеры и Марса, и благодаря наземным радиолокационным наблюдениям.

Поверхность Меркурия, изобилующая кратерами, очень напоминает лунную. “Морей” там меньше, чем на Луне, причем они небольшие. Диаметр меркурианского Моря Зноя 1300 км, как и Моря Дождей на Луне. На десятки и сотни километров тянутся крутые уступы, вероятно, порожденные былой тектонической активностью Меркурия, когда смещались и надвигались поверхностные слои планеты. Как и на Луне, большинство кратеров образовались в результате падений метеоритов. Там, где кратеров немного, мы видим сравнительно молодые участки поверхности. Старые, разрушенные кратеры заметно отличаются от более молодых кратеров, хорошо сохранившихся.

О том, что миллионы лет назад на Марсе происходили мощные вулканические извержения и смещались поверхностные пласты, свидетельствуют остатки лавовых потоков, огромные разломы поверхности (один из них – Маринер – тянется на 4000 км), многочисленные ущелья и каньоны. Возможно, что именно некоторые из этих образований (например, цепочки кратеров или протяженные ущелья) исследователи Марса еще 100 лет назад приняли за “каналы”, существование которых впоследствии долгое время пытались объяснить деятельностью разумных обитателей Марса.

С близкого расстояния неоднократно фотографировались спутники Марса и передавались панорамы поверхности “Красной планеты”.

Вы знаете, что почти 2/3 поверхности Земли занимают океаны. На поверхности Венеры и Меркурия воды нет. Открытые водоемы отсутствуют и на поверхности Марса. Но, как предполагают ученые, вода на Марсе должна быть, по крайней мере, в виде слоя льда, образующего полярные шапки, или как обширный слой вечной мерзлоты. Возможно, вы станете свидетелями открытия на Марсе запасов льда или даже находящейся подо льдом воды. О том, что вода когда-то была и на поверхности Марса, свидетельствуют обнаруженные там высохшие руслоподобные извилистые ложбины.

Источник

Планеты земной группы

По своим физическим свойствам планеты можно разделить на две категории: планеты-гиганты и планеты земной группы.

Какие планеты относятся к планетам земной группы

К разряду планет земной группы ученые отнесли Меркурий, Марс, Венеру и Землю. Все они обладают довольно скромной величиной и массой. Плотность рассматриваемых планет во много раз выше плотности воды. Скорость обращения вокруг собственной оси довольно небольшая, а также маленькое количество спутников (у Венеры и Меркурия они вообще отсутствуют, а вот Земля может похвастаться одним спутником – луной).

Однако если у этих планет есть схожие черты, это совсем не значит, что нет и различий. К примеру, вращение Венеры происходит в противоположном ее вращению вокруг Солнца направлении, причем скорость вращения более чем в 240 раз меньше, чем у Земли (об этом свидетельствует количество дней в году на Венере). Длительность года на Меркурии (то есть вокруг солнца) лишь на треть превышает длительность его обращения вокруг собственной оси. Оси к плоскостям земной и марсианской орбит наклонены примерно под одним углом, но наклон осей Венеры и Меркурия сильно отличаются. А это, в свою очередь, одна из важнейших причин, по которой определяется смена времен года. Земля обладает своими сезонами года, идентичные наблюдаются и на Марсе (хоть у него каждый сезон длится в два раза дольше, чем у Земли).

Есть вероятность, что по физическим свойствам можно и маленький и дальний Плутон отнести к разряду планет рассматриваемой категории. В диаметре Плутон превышает 1200 километров, что всего в два раза меньше, чем диаметр его собственного спутника – Харона. Возможно, что Плутон и Харон, как Земля с Луной, являет собой «двойную планету».

Характеристика планет земной группы

Атмосферные свойства планет этой категории обладают как общими чертами, так и отличительными. Например, Марс и Венера располагают собственной атмосферой, в то время как Меркурий, так же, как и Луна, атмосферой почти обделен. Плотность атмосферы на Венере довольно высокая, потому как она имеет в своем составе в основном углекислый газ и соединения серы. А марсианская атмосфера небогата кислородом азотом, вследствие чего очень разрежена. Давление поверхности Венеры практически в сотню раз превышает давление земной поверхности, а Марс по этому параметру отстает от Земли в 150 раз.

Температура на Венере практически никогда не меняется и держится на довольно высоком уровне – примерно 500°С. Такой жаркий климат обусловлен парниковым эффектом. Атмосфера, обладающая высокой плотностью, хоть и пропускает через себя солнечные лучи, но не дает выхода инфракрасному тепловому излучению, исходящему от раскаленной поверхности. Газовые массы, содержащиеся в атмосфере планет земной группы, постоянно перемещаются. Часто в период пыльных бурь, протекающих не по одному месяцу, колоссальный объем пылевых масс вздымается в марсианскую атмосферу. А во время штормовых ветров на Венере, происходящих на уровне слоя облаков (примерно 50-70 км от Венеры), ближе к планете скорость движения ветра составляет считанные метры в секунду.

Поверхность планет земной группы, так же, как и земная поверхность, а также поверхность ее спутника, твердая. Меркурий схож с Луной тем, что богат множеством кратеров. Так называемые «моря» здесь довольно маленькие, а их количество, по сравнению с той же Луной, гораздо меньше. Большая часть кратеров появилась из-за падения на поверхность метеоритов. Благодаря этому можно отличить более молодые поверхностные участки – чем больше кратеров, тем участок старше.

Поверхность Венеры характерна своими многочисленными камнями и каменистой пустыней, которые можно наблюдать на первых фотопанорамах, присланных с поверхности этой планеты автоматизированными станциями серии «Венера». Изучение поверхности Венеры рассказало о многочисленных мелких кратерах диаметром в пределах 30-700 км. Поверхность Венеры более ровная, чем у других планет земной группы, хоть и она может похвастать крупными горными цепями и продолжительными холмами, которые в два раза превышают по размеру наш Тибет.

Примерно две трети земной поверхности покрыто океанами, в то время как у Меркурия или Венеры воды в наличии вообще нет.

Марс тоже богат кратерами. Большая их часть сгруппирована в его южном полушарии. Довольно ярко выраженные темные области, покрывающие порядочную часть планеты, называются морями. Некоторые моря в диаметре свыше 2 тысяч км. Светлые области оранжевого и красного цветов, представляющие собой возвышенности, которые подобны континентам Земли, получили названия материков. Тут можно увидеть крупные конусы вулканов, как и на поверхности Венеры. Наикрупнейший из них – Олимпус. Он возвышается более, чем на 25 км, диаметр кратера – 90 км, а диаметр основания этого гиганта – свыше 500 км. Остатки потоков лавы, множество каньонов и ущелий говорят о том, что порядка миллионов лет назад на марсианской поверхности происходили сильные извержения вулканов, а платы поверхности перемещались.

В чем сходство планет земной группы

Структура планет такого типа примерно идентична: в центре ядро из мтеалла, которое сформировано по большому счету из железа, вокруг силикатная оболочка. У планет такого типа схожи черты поверхности: кратеры, возвышения, каньоны, горные цепи и т.д. Их наличие обусловлено двумя факторами: есть ли вода и какова тектоническая активность.

У планет этой категории присутствуют вторичные атмосферы, появившиеся из-за упавших комет или же из-за деятельности вулканов. У этих планет лун либо мало, либо вообще нет. Меркурий и Венера спутниками не обладают, Земля может похвастать единственным спутником – Луной, а вот у Марса их сразу два – Фобос и Деймос, которые сами по себе напоминают больше астероиды, а не планетарные спутники.

Чем отличаются планеты земной группы

Атмосфера планет земной группы

Первичная атмосфера у планет земного типа появилась сразу же после их создания. Она включала в свой состав по большей части диоксид углерода, образовавшегося в момент послойного разделения сразу после стадии аккреции. На химический состав земной атмосферы серьезно повлияла появившаяся на ней жизнь: количество диоксида углерода снизилось, а доля кислорода увеличилась. Меркурий и Луна не обладали достаточной массой для того, чтобы удержать атмосферу. Атмосфера Марса и Венеры в большей мере содержат диоксид углерода, в отличие от Земли.

Спутники планет земной группы

Меркурий и Венера не обладают естественными спутниками. Поэтому ознакомимся лишь с земным и марсианскими спутниками.

Спутник Земли – Луна

Наша планета богата одним единственным спутником – Луной. Ее изучили так подробно, как не изучали больше ни одно космическое тело. К тому же только тут сумел побывать человек.

Хотя всем известно, что Луна – это спутник, теоретически она могла стать полноценной планетой, если бы ее орбита проходила вокруг Солнца. Лунный диаметр насчитывает почти 3,5 тысячи километров, что превышает даже размеры Плутона.

Луна – это полноправный участник системы гравитации Земля-Луна. Мааса спутника не очень большая, но у них с Землей есть общий центр массы.

Среди всех космических тел, помимо Солнца, Луна оказывает на Землю наибольшее влияние. Ярким примером этого являются лунные отливы и приливы, меняющие уровень воды в океанах.

Вся лунная поверхность усыпана кратерами. Это объясняется тем, что Луна не обладает собственной атмосферой, способной оборонять ее поверхность от метеоритов. К тому же у земного спутника нет воды и ветра, с помощью которых выравнивались бы места, куда попадают метеориты. За все время существования Луны, то есть за четыре миллиарда лет, лунная поверхность собрала огромнейшее количество кратеров.

Марсианские спутники

Марс обладает двумя небольшими спутниками – Фобосом и Деймосом – открытыми в 1877 году А.Холлом. Интересно, что в определенный момент он уже так отчаялся отыскать спутники Марса, что почти завершил исследование, но его переубедила жена. А на следующий день Холл нашел Деймос. Еще спустя шесть дней – Фобос. На поверхности второго он обнаружил кратер-гигант шириной в десять километров (что составляет около половины ширины Фобоса). Исследователь дал ему в название девичью фамилию своей жены – Стикни.

И тот, и другой спутник по форме напоминают эллипсоид. Сил тяжести из-за малых размеров недостаточно, чтобы сдавить спутники в округлую форму.

Любопытно, что Марс имеет воздействие на Фобос, понемногу снижая скорость его движения. Из-за этого орбита спутника смещается все ближе к планете. В конечном итоге Фобос упадет на Марс. За сотню лет этот спутник приближается к поверхности планеты на девять сантиметров. Поэтому до момента их столкновения пройдет порядка одиннадцати миллионов лет. А вот Деймос, в свою очередь, планомерно отдаляется от планеты и с течением времени будет охвачен солнечными силами. То есть в какой-то момент своего существования Марс останется без обоих спутников.

Марсианские спутники всегда расположены одной и той же стороной к планете, потому как время обращения вокруг собственной оси совпадает с временем вращения вокруг Марса. Этим свойством они похожи на Луну, обратную сторону которой тоже никогда не рассмотреть с земной поверхности.

Фобос и Деймос по своему размеру очень маленькие. Даже лунный диаметр превышает Фобос в 158 раз, а Деймос – в 290.

О происхождении спутников Марса исследователи спорят по сей день. Это могли быть астероиды, попавшие в поле тяжести Марса. Однако от астероидов их отличает строение, что свидетельствует против такой теории. Еще одна версия – два спутника образовалось из-за раскола некогда единственного марсианского спутника на две части.

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.

Химический состав и плотность планет земной группы

Планеты, схожие с Юпитером, это обычно газовые гиганты, имеющие в своем составе гелий и водород, потому как этого газа больше. Как ни складывай эти вещества, все равно по итогу получается планета, состоящая по большому счету из газа.

Каменные планеты земной группы формировались ближе к Солнцу. Чем ближе к звезде, тем легче сдувались газы из этих планет. Таким образом, образование химического состава планет земной группы протекало при взаимовоздействии твердых частиц. Формирование начиналось, первоначально, с пыли, в состав которой входит очень малое количество водорода, а гелий и вовсе почти отсутствует. Поэтому каменные планеты земной группы сформированы из универсальной системы элементов.

Источник

Планеты земной группы: основные характеристики и сравнительная таблица

Астрономы выделяют в Солнечной системе две большие группы планет. Те из них, которые расположены за поясом астероидов, называются «газовыми гигантами». Они состоят по большей части из газов и не имеют твердой поверхности. Ближайшие же к Солнцу 4 планеты входят в так называемую земную группу, так как все они похожи на Землю. Считается, что почти все экзопланеты (находящиеся за пределами Солнечной системы) также относятся к одной их этих двух групп.

Общая характеристика планет земной группы

Главное черта, объединяющая землеподобные планеты – это их твердотельность. У них есть плотная поверхность, на которую, теоретически, может приземлиться космический корабль. Астрономы допускают, что в космосе есть «водные» миры – планеты, чья поверхность представляет собой сплошной океан. Они также могут быть отнесены к земной группе, важно лишь, чтобы граница между атмосферой и жидкой поверхностью была абсолютно четкой.

Следующая важная черта землеподобных планет – это их скромные размеры. Для иллюстрации сравним Землю, наибольшую в Солнечной системе замлеподобную планету, и Нептун, наименьший газовый гигант. Радиус Нептуна больше примерно в 4 раза (24622 км против 6371 км), а по массе он превосходит Землю в 17 раз! Размеры Меркурия ещё скромнее – он в 20 раз легче Земли и имеет радиус в 2439 км. Венера почти совпадает по габаритам с Землей, а радиус Марса не превышает 3389 км.

Планеты земной группы обычно либо вовсе не имеют спутников (как Венера и Меркурий), либо обладают малым количеством небольших сателлитов. У Марса лишь два спутника, размеры которых не превышают и 30 км в поперечнике. Земля является исключением – у нее только один спутник (Луна), но он огромен (диаметр 3472 км). Для сравнения – у Юпитера известно 79 спутников, три из которых (Ганимед, Каллисто и Ио) превосходят по размерам Луну. Также планеты земной группы не обладают кольцами, которые есть у каждого газового гиганта Солнечной системы.

Можно заметить, что землеподобные планеты вращаются вокруг своей оси относительно медленно. Земля и Марс тратят на один оборот примерно 24 часа, Меркурий – 58 дней, а Венера – 243 дня. А вот на газовых гигантах Солнечной системы сутки длятся от 9 до 17 часов.

Зато на планетах земной группы значительно короче планетарный год. Это связано с тем, что они ближе располагаются к Солнцу. Марс никогда не отдаляется от светила дальше, чем на 249 млн км, в то время как Юпитер не приближается ближе, чем на 740 млн км. Предполагается, что эта закономерность связана с тем, что во время формирования планет Солнечной системы из протопланетного диска более легкие элементы (водород, гелий), являющиеся основой газовых гигантов, были отброшены центробежными силами на край этого диска. Впрочем, среди экзопланет известно несколько газовых гигантов, которые расположены невероятно близко к своей звезде (так называемые «горячие юпитеры»).

В химическом составе землеподобных планет преобладают кремний, железо, кислород, магний и другие металлы. Надо отметить, что большая доля кислорода связана с тем, что этот элемент образует оксиды с металлами.

Строение землеподобных планет схоже. У них есть ядро, которое в основном состоит из железа, хотя в нем есть и доля никеля. Считается, что у Меркурия ядро жидкое, а у других планет – твердое. Над ядром располагается мантия. Ее сложно назвать твердой, но и жидкостью в традиционном для нас смысле она не является. Вязкость магмы в триллионы раз превышает вязкость песка. Над мантией располагается твердая и обычно тонкая кора планеты.

Над корой располагается атмосфера. У Меркурия она почти отсутствует – ее давление в 500 млрд раз слабее ниже давления на Земле. Венера же, наоборот, обладает плотнейшей атмосферой, давление которой сопоставимо с давлением воды на глубине в 900 метров.

Количество кратеров на поверхности планеты определяется геологической активностью планеты. На Меркурии геологическая активность прекратилась 3,5 млрд лет назад, поэтому вся его поверхность усеяна следами столкновений с астероидами. А на Земле и Венере кратеров значительно меньше, так как они до сих пор активны.

Основные данные землеподобных планет приведены в таблице ниже:

Таблица «Сравнительная характеристика планет земной группы»

Список использованных источников

Источник

В чем сходство и различие физических характеристик планет земной группы

§ 14. ПЛАНЕТЫ ЗЕМНОЙ ГРУППЫ

По своим физическим характеристикам планеты делятся на две группы — планеты земной группы и планеты-ги­ганты. Мы дадим обзор главных особенностей обеих групп планет, на основе чего вы сумеете дать описание каждой планеты.

1. Общая характеристика планет земной группы. Плане­ты, относящиеся к земной группе, — Меркурий (рис. 34), Венера (рис. 35), Земля (рис. 36), Марс (рис. 37) — имеют небольшие размеры и массы, сред­няя плотность этих планет в несколько раз превосходит плотность воды; они медленно вращаются вокруг своих осей; у них мало спутников (у Меркурия и Венеры их вообще нет, у Марса — два крохотных, у Земли — один). Сходство планет земной группы не исключает и значи­тельного различия. Например, Венера, в отличие от других планет, вращается в направлении, обратном ее движению вокруг Солнца, причем в 243 раза медленнее Земли (срав­ните с продолжительностью года на Венере). Период обра­щения Меркурия (т. е. год этой планеты) только на 1/3 больше периода его вращения вокруг оси (по отношению к звездам). Углы наклона осей к плоскостям их орбит у Земли и у Марса примерно одинаковы, но совсем иные у Меркурия и Венеры. А вы знаете, что это одна из причин, определяющая характер смены времен года. Такие же, как у Земли, времена года есть, следовательно, на Марсе (правда, каждое время года почти в два раза продолжитель­нее, чем на Земле).

Газ в атмосферах планет земной группы находится в не­прерывном движении. Нередко во время пылевых бурь, ко­торые длятся по нескольку месяцев, огромное количество пыли поднимается в атмосферу Марса. Ураганные ветры зафиксированы в атмосфере Венеры на высотах, где расположен облачный слой (от 50 до 70 км над поверхностью планеты), но вблизи поверхности этой планеты скорость ветра Достигает всего лишь нескольких метров в секунду.

Таким образом, несмотря на некоторое сходство, в целом атмосферы ближайших к Земле планет резко отличаются от атмосферы Земли. Это пример открытия, которое невоз­можно было предсказать. Здравый смысл подсказывал, что планеты со сходными физическими характеристиками (на­пример, Землю и Венеру иногда называют «планетами-близнецами») и примерно одинаково удаленные от Солнца должны иметь очень похожие атмосферы. На самом деле причина наблюдаемого различия связана с особенностями эволюции атмосфер каждой из планет земной группы.

Рис. 38. Участок поверхности Меркурия.

Рис. 39. Фрагмент панорамы поверхности Венеры.

Рис. 40. Кольцевые структуры на поверхности Венеры диаметром от 100 до 200 тыс. км.

Рис. 41. Застывшие потоки лавы на Венере.

Рис. 42. Плато Лакшми и горы Дану на Венере.

Рис. 44. Гора Сиф на Венере — вулкан, достигающий 2 км высоты.

Рис. 45. «Улыбающийся» кратер на Марсе.

Рис. 46. Спутники Марса — Фобос и Деймос.

Рис. 47. Поверхность Марса.

Перестал быть загадкой и красноватый цвет Марса. Он объясняется тем, что грунт этой планеты содержит много глин, богатых железом.

С близкого расстояния неоднократно фотографировались спутники Марса (рис. 46) и передавались панорамы поверхности «Красной планеты» (рис. 47).

Источник

• ← буксовать что это значит
• в чем лучше вымочить зайца →