Планета Венера (работа 6)

Планета Венера

Масса: 4,87*10(24) кг. (0,815 массы Земли);

Диаметр экватора: 12102 км. (0,949 диаметра экватора Земли);

Плотность: 5,25 г/см3

Температура поверхности: максимум 480°С

Период вращения относительно звёзд: 243 земных суток

Расстояние от Солнца (среднее): 0,723 a.e.,то есть 108 млн км

Период обращения по орбите (год): 224,7 земных суток

Период обращения вокруг собственной оси (не равно суткам, сутки на Венере - 116,8 земных суток): 243,02 земных суток

Наклон орбиты к эклиптике: 3.39°

Эксцентриситет орбиты: 0,0068

Средняя скорость движения по орбите:35 км/с

Ускорение свободного падения:8,87 м/с2

Самая прекрасная и самая близкая из планет – Венера – тысячелетия приковывает взгляды человека к себе. Сколько блестящих стихотворений породила Венера! Недаром она носит имя богини любви. Но сколько бы не изучали ученые нашу ближайшую соседку по Солнечной системе, количество вопросов, которые только ждут своих колумбов, не убывает. Планета полна загадок и чудес.

Вторая от Солнца большая планета Солнечной системы. Одна из планет земной группы, по своей природе подобная Земле, но меньше по размеру. Как и Земля, она окружена достаточно плотной атмосферой. Венера подходит к Земле ближе любой другой планеты и представляет собой самый яркий небесный объект (если не считать Солнца и Луны). Свет Венеры столь ярок, что если на небе нет ни Солнца, ни Луны, он заставляет предметы отбрасывать тени. Однако при взгляде в телескоп, Венера разочаровывает, и не удивительно, что до последних лет ее считали "планетой тайн". Древние греки дали этой планете имя своей лучшей богини Афродиты, римляне же потом переиначили по - своему и назвали планету Венерой, что, в общем, одно и то же. Однако случилось это не сразу. Одно время считалось, что в небе находится сразу две планеты. Вернее, тогда еще звезды, одна - ослепительно яркая, была видна утром, другая, такая же - вечером. Их даже называли по-разному, пока халдейские астрономы после долгих наблюдений и еще более долгих размышлений не пришли к выводу, что звезда-то все-таки одна, что делает им честь как большим специалистам.

Расположенная ближе к Солнцу, чем наша планета, Венера получает от него в два с лишним раза больше света и тепла, чем Земля. Тем не менее с теневой стороны на Венере господствует мороз более 20 градусов ниже нуля, так как сюда не попадают солнечные лучи в течении очень долгого времени.

Поверхность Венеры постоянно закрыта плотными слоями облаков, из-за которых в видимом свете поверхностных деталей почти не видно, хотя фотографии в ультрафиолете показывают полосчатую структуру, в том числе характерную Y-образную деталь.

Венерианская атмосфера

Венеру иногда называют одной из самых таинственных планет Солнечной системы: плотный облачный покров окутывает ее поверхность. Атмосфера на Венере была открыта М. В. Ломоносовым. Наблюдая 6 июня 1761 прохождение Венеры по диску Солнца , он заметил, что в начале прохождения, когда Венера только небольшой частью нашла на солнечный диск, возникло «тонкое как волос сияние», окружившее часть диска планеты, еще не вступившей на солнечный диск. Подобным же образом, при схождении Венеры с диска, «появился на краю Солнца пупырь, который тем явственнее учинялся, чем ближе Венера к вырождению приходила». Эти наблюдения послужили доказательством наличия атмосферы у Венеры.

Состав атмосферы планеты Венера

Масса атмосферы Венеры примерно в 100 раз превышает массу атмосферы Земли. Преобладающую долю атмосферы составляет углекислый газ (CO2 ~ 97%); азота(N2)— около 3%; водяного пара (H3O)- 0,05%, кислорода — тысячные доли процента. В очень малых количествах имеются также примеси SO2 , H3S, CO, HCl, HF. Температура на поверхности Венеры (на уровне среднего радиуса планеты) — около 750 К (470°C, а максимальная зарегистрирована 530°C), причем ее суточные колебания незначительны. Давление — около 107 Па, или 100 ат, плотность газа почти на два порядка выше, чем в атмосфере Земли. Установление этих фактов явилось разочарованием для многих исследователей, полагавших, что на этой, так похожей на нашу, планете условия близки к тем, что были на Земле в каменноугольный период, а следовательно, там и похожая фауна. Первые определения температуры, казалось, могли оправдать такие надежды, но уточнения (в частности, при помощи спускаемых аппаратов) показали, что благодаря парниковому эффекту возле поверхности Венеры исключено всякое существование жидкой воды.

Парниковый эффект в атмосфере Венеры

Облака Венеры состоят в основном из 75-80-процентной серной кислоты. Капельки раствора серной кислоты, возникших под действием солнечного света из присутствующих в атмосфере углекислоты, а также в облаках присутствует водяной пар и соединений серы.

Концентрация водяного пара увеличивается с высотой, достигая максимума на высоте около 50 км, где она в сто раз выше, чем у твердой поверхности, то есть доля пара на этой высоте приближается к одному проценту. Температура и давление сначала падают с увеличением высоты. Минимум температуры (150-170 К) определен на высоте 100-120 км, а по мере дальнейшего подъема температура растет, достигая на высоте 12 тыс. км 600-800 К. Установлено, что легкого изотопа аргона на Венере на два порядка больше, чем на Земле. Верхние слои облаков Венеры отражают 76% падающего на них солнечного света.

Ветер, весьма слабый у поверхности планеты (не более 1 м/с), на высоте свыше 50 км усиливается до 150 м/с. Наблюдения с автоматических космических станций обнаружили в атмосфере грозы.

В 1932 году У. Адамс и Т. Вилсон доказали, что атмосфера Венеры на 96,5 % состоит из углекислого газа. Не более 3 % приходится на долю азота; кроме того, обнаружены примеси инертных газов (в первую очередь, аргона). Обнаружены следы кислорода, воды, хлорводорода и фторводорода.

Предполагалось, что из-за плотных облаков на поверхности Венеры всегда темно. Однако «Венера-8» показала, что освещенность дневной стороны Венеры примерно такая же, как на Земле в пасмурный день. Небо на Венере имеет яркий желто-зеленый оттенок.

Туманная дымка простирается до высоты около 50 км. Далее до высоты 70 км идут облака из мелких капель концентрированной серной кислоты. Замечены также примеси соляной кислоты и плавиковой кислоты. Считается, что серная кислота в атмосфере Венеры образуется из диоксида серы, источником которого могут быть вулканы Венеры.

Скорость вращения на уровне верхней границы облаков иная, чем над самой поверхностью планеты. Это означает, что над экватором Венеры на высоте 60–70 км постоянно дует ураганный ветер со скоростью 100 м/с и даже 300 м/с в направлении движения планеты. На больших широтах Венеры скорость ветра на больших высотах уменьшается, а возле полюсов существует полярный вихрь.

Самые верхние слои атмосферы Венеры состоят почти целиком из водорода. Водородная атмосфера Венеры простирается до высоты 5500 км. Температура облачных слоев колеблется от –70°C до –40°C/

Строение Венеры

У Венеры жидкое железное ядро, но в нем не возбуждается магнитное поле, вероятно, из-за медленного вращения Венеры.

АМС «Венера-15» и «Венера-16» с помощью радаров нашли на Венере горные вершины, имеющих явные следы потоков лавы. В настоящее время зарегистрированы около 150 вулканических объектов, размеры которых превышают 100 км; общее число вулканов на планете оценивают в 1600. Извержения вулканов порождают мощные электрические разряды. Венерианские грозы неоднократно регистрировались приборами АМС.

Вулканизм на Венере свидетельствует об активности ее недр. Конвективные потоки жидкой мантии заперты толстой базальтовой оболочкой. В состав пород входят окислы кремния, алюминия, магния, железа, кальция и других элементов.

До тех пор пока для исследований Венеры использовались только оптические телескопы, удавалось измерить лишь верхнюю границу радиуса плотного облачного покрова, закрывающего поверхность Венеры. Появление радиоинтерференционных методов позволило (поскольку облака прозрачны для электромагнитных волн радиодиапазона) перейти к исследованию ее твердой поверхности. Еще более точные данные были получены, когда Венера оказалась в пределах досягаемости космических аппаратов (советских, серий «Венера», и американских, серий «Маринер» и «Пионер-Венера»). Наиболее точное значение среднего радиуса твердой поверхности, найденное к настоящему времени при помощи радиовысотометрических и траекторных измерений, составляет 6051,5 ± 0,1 км. Радиус верхней границы облаков — около 6120 км.

Фигура планеты близка к сферической. Более точно она может быть представлена трехосным эллипсоидом, у которого полярное сжатие на два порядка меньше, чем у Земли. В экваториальной плоскости полуоси эллипсоида равны 6052,02 ± 0,1 км и 6050,99 ± 0,14 км; полярная полуось равна 6051, 54 ± 0,1 км.

Центр масс планеты смещен по отношению к ее геометрическому центру на 430 ± 120 км. Объем твердой части Венеры составляет 0,859 объема Земли.

Поверхность Венеры

Венера подходит к Земле ближе, чем все остальные планеты. Однако плотная облачная атмосфера не позволяет видеть ее поверхность непосредственно, и все исследования проводятся с помощью радаров или автоматических межпланетных станций.

Некоторые ученые раньше считали, что планета всюду покрыта океаном.

Почти все изображения Венеры и ее поверхности сделаны в условных цветах, так как съемка производилась радиоволнами. С помощью радиоволн же было установлено, что Венера вращается в обратном, нежели почти все планеты, направлении.

Первые две автоматические станции «Венера» в шестидесятых годах не смогли достигнуть планеты, сойдя с траектории. Следующие станции разрушились, не выдержав суровых условий атмосферы, и лишь спускаемый аппарат «Венера-7» 15 декабря 1970 года достиг поверхности и проработал на ней 23 минуты, успев провести массу исследований в атмосфере, измерить температуру на поверхности (около 500°С) и давление (100 атмосфер).

Изображение Венеры, полученное радаром «Магеллана». Теперь уже можно смело сказать, что «чадра», скрывавшая лик Венеры от исследований, сорвана, и глазам учёных предстал сложный рельеф со следами активного вулканизма, тектонической деятельности и, в то же время, с явными последствиями метеоритной бомбардировки в прошлом.

Средняя плотность поверхностных пород равна 2,7 г/см3, что близко к плотности земных базальтов. Аппараты «Венера-13» и «Венера-14» выяснили, что грунт Венеры состоит на 50 % из кремнезема, 16 % – алюминиевых квасцов и на 11 % из окиси магния.

Используя КА удалось провести анализ химического состава некоторых поверхностных пород и передать несколько панорамных изображений пустынных скалистых ландшафтов. Первые радиолокационные карты, составленные одним из орбитальных космических аппаратов, показали, что большая часть поверхности Венеры занята обширными равнинами (на 85% равнинная), над которыми возвышаются три области - большие плато высотой в несколько километров. Одна из них представляет собой огромное вулканическое плато (архипелаг Иштар - земля Иштар), сравнимое по размерам с Австралией - в северном полушарии и земля Афродиты вблизи экватора. Выше всех (на 12 км выше среднего уровня поверхности) поднимаются горы Максвелла. Перепад высот вдоль экватора примерно 5 км. Низшая точка на поверхности находится на глубине 2,5 км от среднего уровня.

На поверхности Венеры обнаружены кратеры, разломы и другие признаки протекавших на ней интенсивных тектонических процессов. Отчетливо просматриваются и следы ударной бомбардировки. Поверхность покрыта камнями и плитами различных размеров; поверхностные породы близки по составу к земным осадочным породам.

В 1990г космический зонд США "Магеллан" начал программу картирования поверхности с применением сложных радиолокационных методов и со степенью детализации, намного превышающей достигнутый к тому времени уровень. На Землю было передано множество изображений, свидетельствующих как об образовании ударных структур, так и о наличии в относительно недавнем прошлом вулканической деятельности. По стандартам Солнечной системы поверхность Венеры достаточно молода: самые старые кратеры, по-видимому, появились около 800 млн. лет назад. Однако доказательств современной вулканической активности не обнаружено. Из-за мощной атмосферы и высокой температуры ударные кратеры на Венере по форме довольно сильно отличаются от кратеров на других планетах и лунах. Небольшие метеориты, как правило, сгорают в атмосфере Венеры, поэтому на ее поверхности маленьких кратеров нет. Что касается ударных воздействий больших метеоритов, то выброшенное вещество при ударе не раскидывалось по большой площади, а в расплавленном виде растекалось вокруг образовавшихся кратеров. Было обнаружено множество различных деталей вулканического происхождения: потоки лавы, небольшие купола 2-3 км в поперечнике, большие вулканические конусы, имеющие в поперечнике сотни километров, "венцы" и паутинообразные структуры - так называемые "арахноиды". Венцы Венеры - круглые или овальные вулканические образования, окруженные хребтами, углублениями и радиальными линиями.

Вид участка поверхности Венеры в условных цветах, полученный на основе радиолокационных изображений с "Магеллана". На нем показан самый высокий на Венере щитовой вулкан Маат (высота 8 км)

Полученная с "Магеллана" радиолокационная мозаика, дающая изображение вулканических структур, известных под названием "паутина". Такие образования до сих пор найдены только на Венере. Размеры видимых на изображении структур колеблются от 50 до 230 км.

Они отличаются от любых деталей, найденных на других планетах или спутниках и, возможно, представляют собой сколлапсировавшие вулканические купола. Арахноиды, получившие свое "паучье" название из-за внешнего сходства с пауками, по форме напоминают венцы, но имеют меньшие размеры. Согласно одной из теорий, арахноиды предшествовали венцам. Яркие линии, простирающиеся от центра на многие километры, возможно, соответствуют разломам поверхности, возникшим, когда магма вырывалась из недр планеты.

Съемка "Магеллана" показала, что в основных своих чертах геологическое строение Венеры не отличается от такового в зоне съемки "Венеры-15,16". Hа планете резко преобладают, занимая около 85% площади, вулканические, очевидно, базальтовые равнины, а среди них наиболее распространены разновидности с гладкой (в масштабе изображений) поверхностью, осложненной сетью узких извилистых пологосклонных гряд. Такие гряды известны также на вулканических равнинах Луны и Марса и считаются структурами коробления поверхности при сжатии. Кроме равнин с извилистыми грядами наблюдаются, занимая сравнительно небольшие площади, участки равнин с поверхностью, густо покрытой трещинами (структуры растяжения) или смятой в протяженные пояса широких гряд (структуры сжатия), или же практически не нарушенной никакими, различимыми на снимках, тектоническими деформациями. Снимки "Магеллана" позволили установить, что гладкие равнины с ненарушенной поверхностью моложе равнин с извилистыми грядами, а две другие упомянутые разновидности равнин - древнее.

"Континенты" и "острова" тессер среди равнин занимают в общей сложности около 8% поверхности планеты. Тессеры древнее всех упомянутых разновидностей равнин, материал которых в контакте с тессерами заходит внутрь тессерных блоков по понижениям в рельефе. Создается впечатление, что тессеры образуют фундамент под значительной частью равнин, а может быть, и под всеми равнинами.

Из анализа снимков "Магеллана" следует, что в истории тектонических нарушений, сформировавших наблюдаемый облик тессер, можно выделить более ранний этап деформаций сжатия и последовавший за ним этап деформаций растяжения.

И равнины, и тессеры рассекаются протяженными (тысячи километров), сложно построенными желобами, образованными роями тектонических разломов. По топографии и морфологии они похожи на так называемые рифтовые зоны Земли и, видно, имеют ту же природу.

Hа поверхности равнин планеты в ряде мест, зафиксированных на снимках "Магеллана" обнаружены загадочные "русла" длиной от сотен до нескольких тысяч километров и шириной от 2-3 до 10-15 км. Они имеют типичные признаки долин, прорезанных течением какой-то жидкости, - меандровидные извилины, расхождение и схождение отдельных "проток", а в редких случаях - нечто вроде дельты. В начале самого длинного русла, названного долиной Балтис, протяженностью около 7000 км при очень выдержанной (2-3 км) ширине находится вулкан поперечником около 100 км. Морфология его - весьма заурядная, типичная для базальтовых вулканов. Кстати, северная часть долины Балтис была обнаружена еще на снимках "Венеры-15, -16". Hо разрешение изображений было недостаточно высоким, чтобы различить детали этого образования, и оно было закартировано как протяженная трещина неясного происхождения. Остается загадкой, какая жидкость прорезала эти русла. Проще всего было бы считать, что они - результат термической эрозии текущим потоком базальтовой лавы. Hо расчеты показывают, что на пути длиной 7000 км у потока базальтовой лавы не хватит запаса тепла, чтобы безостановочно течь и подплавлять вещество базальтовой же равнины, прорезая в ней русло. Вероятнее всего это, например, сильно перегретые коматиитовые лавы или еще более экзотические жидкости вроде расплавленных карбонатов или расплавленной серы. Hебольшие (сотни метров в длину лавовые русла известны у некоторых земных базальтовых вулканов. Образования до нескольких десятков километров в длину, видимо, родственные каналам на Венере, есть и на Луне. Их считают результатом термической лавовой эрозии базальтовых равнин лунных морей. Однако лавовые русла Земли и Луны все же существенно меньше русел Венеры, так что загадка происхождения последних остается нерешенной.

Список литературы

Для подготовки данной применялись материалы сети Интернет из общего доступа