Астраномія
Выдавец: Народная асвета
Памер: 151с.
Мінск 1977
Высветліць рэльеф паверхні планет, назіраючы з Зямлі, цяжка (апрача Месяца). У апошні час пры дапамозе радыёлакацыі стала магчымым дакладна вымяраць адлегласці да розных пунктаў паверхні бліжэйшых ад Зямлі планет і па рознасцях гэтых адлегласцей вызначыць на іх найбольшыя перапады вышынь. Лепш за ўсё, безумоўна, для гэтай мэты скарыстаць фатаграфіі, зробленыя з блізкай адлегласці — з касмічных аўтаматычных станцый. Высвятленне фізічных умоў на планетах вырашае пытанне аб магчымасці жыцця на іх. 3 зямнога вопыту мы ведаем, якія ўмовы неабходны для жыцця: так, для існавання бялкоў патрабуюцца пэўныя граніцы тэмператур, наяўнасць вады ў вадкім стане, свабоднага кіслароду і вуглякіслага газу дастатковай шчыльнасці. Фантазіі аб магчымасці жыцця паза гэтымі асновамі, якія па нашаму вопыту неабходны, ляжаць паза навукай. Ва ўсякім разе, непасрэднае вывучэнне грунту з Месяца, узятага з розных месц, пацвердзіла вывад, зроблены даўно, яшчэ да ўзнікнення касманаўтыкі, што на Месяцы жыцця быць не можа.
Атмасферы планет у значнай меры можна вывучыць і з Зямлі з дапамогай спектральнага аналізу.
5 ПЛАНЕТЫ ЗЯМНОЙ ГРУПЫ I зямля
1. Характарыстыка планет зямной групы. Чатыры найбліжэйшыя да Сонца планеты называюцца планетамі тыпу Зямлі, у адрозненне ад планетгігантаў — Юпітэра, Сатурна, Урана і Нептуна. Планеты ў гэтых групах падобны паміж сабой па фізічных умовах. Гэтая з’ява невыпадковая. Яна звязана з гісторыяй утварэння і развіцця планет. Плутон, яшчэ мала вывучаны, належыць па размеру і масе да планет зямной групы.
45. Будова зямной атмасферы. >
50
500
Геафізічмая ракета
400 —
300—
Галоўны максімум іанізацыі
200
Палярныя ззянні
Радыёхвал
Метэоры
\П Шарзонд
Азонасфера
Трапасфера
Меркурый, Венера, Зямля і Марс адрозніваюцца ад планетгігантаў меншымі размерамі, меншай масай, большай шчыльнасцю, больш павольным вярчэннем, значна больш разрэджанымі атмасферамі, малой колькасцю спадарожнікаў або адсутнасцю іх. Вывучэнню гэтых планет садзейнічае больш глыбокае веданне фізічнай прыроды Зямлі.
2. Зямля. Атмасфера. Атмасфера адыгрывае найважнейійую ролю ў цеплавым балансе Зямлі. Бачныя вокам сонечныя праменні праходзяць праз яе амаль без аслаблення. Яны паглынаюцца зямной паверхняй, якая пры гэтым награваецца і спраліяняе інфрачырвоныя, цеплавыя праменні, што затрымліваюцца вадзяной парай, якую пастаўляе гідрасфера. Гэта павышае тэмпературу Зямлі. Атмасфера і гідрасфера змякчаюць клімат Зямлі, запасаючы ўдзень і летам цяпло, пераносячы цячэннямі цяпло з гарачых краін у больш халодныя. Зямная атмасфера змяшчае па аб’ёму 78°/0 азоту, 21% кіслароду і мізэрную колькасць іншых газаў. 3 іх, аднак, апрача вадзяной пары, важным з’яўляецца азон О3. На вышыні каля 20 км колькасць азону ў атмасферы максімальная. Азон засцерагае жыццё на Зямлі ад празмернага патоку ультрафіялетавых праменняў, паглынаючы іх. Атмасфера засцерагае нас і ад бесперапыннай бамбардзіроўкі мікраметэарытамі і ад разбуральнага дзеяння касмічных праменняў. Касмічныя праменні прыходзяць да нас з космасу ў выглядзе частачак з каласальнай кінетычнай энергіяй.
Першасныя касмічныя праменні — гэта пратоны, электроны і ядры цяжкіх элементаў, што пранізваюць космас са скорасцямі, блізкімі да скорасці святла. Іх кінетычная энергія дасягае мільярдаў электронвольт. Першасныя касмічныя праменні да Зямлі не даходзяць, таму што, сутыкаючыся з атамамі газаў атмасферы, разбураюць іх і ўтвараюць пры гэтым другасныя касмічныя праменні, якія дасягаюць паверхні Зямлі. Каля 1% першасных касмічных праменняў, што вывучаюцца са штучных спадарожнікаў, прыходзяць з атмасферы Сонца. Там яны нараджаюцца ў час ядзерных рэакцый ад паскарэння частачак у сонечнай атмасферы. Астатнія пападаюць у сонечную сістэму звонку, і паходжанне іх яшчэ высвятляецца.
Ніжні слой атмасферы называецца трапасферай, якая распасціраецца да вышынь 10—12 км (у сярэдніх шыротах) (рыс. 45). У ёй тэмпература паніжаецца з вышынёй; затым пачынаецца стратасфера — слой пастаяннай тэмпературы парадку —40°С. 3 вышыні каля 25 км тэмпература зямной атмасферы павольна павышаецца ў выніку паглынання ёю ультрафіялетавага спрамянення Сонца.
Шчыльнасць атмасферы памяншаецца з вышынёй. На вышыні 100 км ціск у мільён разоў меншы, чым на ўзроўні мора. Па тармажэнню штучных спадарожнікаў Зямлі сляды атмасферы выяўлены да 1800 км. Вышэй, да некалькіх радыусаў Зямлі, ёсць толькі разрэджаны вадарод, які ўтварае геакарону. Яе шчыльнасць парадку соцень атамаў у кубічным сантыметры. Зямлі стра
52
46. Разрэз радыяцыйнага пояса (магнітасферы) Зямлі (схема).
та атмасферы не пагражае, паколькі яе прыцяжэнне дастаткова моцнае. Месяц і іншыя невялікія целы сонечнай сістэмы павінны былі страціць атмасферы яшчэ ў першы перыяд свайго існавання. Вадарод у вялікай меры страціла і Зямля.
У верхніх слаях зямной атмасферы сонечнае спрамяненне ўтварае моцную іанізацыю. Іанізаваныя слаі атмасферы называюцца іонасферай.
3. Зямля. Магнітнае поле. Магнітнае поле Зямлі мае напружанасць каля 0,5 э і дазваляе карыстацца компасам, што магчыма не на ўсякай планеце. 3 аддаленнем ад Зямлі напружанасць яе магнітнага поля слабее. Поле адыгрывае вялікую ролю ў руху каля Зямлі частачак, якія нясуць электрычны зарад. У магнітным полі такія частачкі рухаюцца па спіралях, восямі якіх з’яўляюцца сілавыя лініі поля.
Пасля 1958 г. высветлілася, што магнітнае поле Зямлі ўтрымлівае электроны і пратоны (ядры вадароду), якія сканцэнтраваны вакол Зямлі, утвараючы радыяцыйны пояс. Яго называюць яшчэ поясам частачак высокіх энергій. На рысунку 46 паказаны схематычны разрэз гэтага пояса (гушчыня колеру паказвае ступень канцэнтрацыі частачак). Унутраная частка пояса распасціраецца прыкладна на 500—5000 км ад паверхні Зямлі. У асноўным яна складаецца з пратонаў, што ўзнікаюць пры распадзе нейтронаў, утвораных у атмасферы пры бамбардзіроўцы яе касмічнымі праменнямі. Радыяцыйны пояс — вялікая небяспека для касманаўтаў, таму што частачкі, сутыкаючыся з караблём, ствараюць рэнтгенаўскае спрамяненне, якое пранікае праз абалонку карабля. Гэта трэба ўлічваць пры запуску касмічных караблёў з чалавекам на борце.
Знешняя частка радыяцыйнага пояса знаходзіцца паміж вышынямі ў 1—5 радыусаў Зямлі і складаецца ў асноўным з электронаў з энергіяй у дзесяткі тысяч электронвольт — у 10 разоў
S3
меншай, чым энергія частачак унутранага пояса. Частачкі, якія ўтвараюць радыяцыйны пояс, напэўна, захопліваюцца зямным магнітным полем з ліку частачак, якія бесперапынна выкідаюцца Сонцам і ўтвараюць «сонечны вецер»— карпускулярны паток (ад слова карпускула — частачка).
Успышкі на Сонцы выклікаюць больш магутныя патокі. Паток рухаецца са скорасцю 400—1000 км/сек і дасягае Зямлі прыкладна праз 1—2 дні пасля таго, як на Сонцы адбылася ўспышка гарачых газаў, што выклікала гэты паток. Такі ўзмоцнены карпускулярны паток парушае магнітнае поле Зямлі. Хутка і моцна мяняюцца характарыстыкі магнітнага поля, што называецца магнітнай бурай. Стрэлка компаса вагаецца. Узнікае парушэнне іонасферы, якое парушае радыёсувязь, адбываюцца палярныя ззянні (рыс. 47). Палярныя ззянні рознай формы і афарбоўкі ўзнікаюць на вышынях ад 80 да 1000 км. Зрэдку яны бываюць бачныя нават і ў нізкіх шыротах, напрыклад у Паўночнай Афрыцы. Плазма, г. зн. іанізаваны газ, які нясецца ў карпускулярным патоку ад Сонца, захопліваецца магнітным полем і напаўняе радыяцыйны пояс. У палярных абласцях ужо захопленыя частачкі, рухаючыся ўздоўж сілавых ліній магнітнага поля, пранікаюць у атмасферу. Яны бамбардзіруюць малекулы паветра, іанізуюць іх і ўзбуджаюць ударнае свячэнне, як паток электронаў у вакуумнай трубцы. М. В. Ламаносаў выказваў геніяльную здагадку аб тым, што палярныя ззянні маюць электрычную прыроду.
47. Палярнае ззянне.
Колеры палярнага ззяння абумоўлены свячэннем газаў атмасферы, і ў спектры палярных ззянняў ёсць розныя яркія лініі. Часцей за ўсё ў спектрах пераважаюць лініі атамарнага кіслароду. Гэтыя лініі, чырвоная і зялёная, мяняюць сваю інтэнсіўнасць, мяняючы колер палярнага ззяння. Яны назіраюцца і ў свячэнні начнога неба, паколькі заўсёды, хаця б і слаба, частачкі з космасу іанізуюць атмасферу. Гэта стварае і агульнае слабае свячэнне неба ўначы. Неба нідзе і ніколі не бывае зусім чорным.
Выгляд Зямлі з космасу паказан на рысунках 31 і 32. Каля палавіны паверхні зямнога шара заўсёды ахутана воблакамі. Калі б Зямля, як Венера і планетыгіганты, цалкам і пастаянна была ахутана воблакамі, то людзі ніколі б не ўбачылі зорнага неба і, магчыма, вельмі доўга не даведаліся б аб існаванні бязмежнага Сусвету з мноствам светаў.
Такім чынам, мы высветлілі, што на Зямлі і ў яе атмасферы адбываюцца разнастайныя працэсы, многія з якіх звязаны з Сонцам, якое знаходзіцца ад нас на адлегласці 150 мільёнаў кіламетраў, а касмічныя праменні прыходзяць да нас з яшчэ больш далёкіх абласцей космасу, г. зн. Зямля не ізалявана ад космасу, і цэлы рад практычных задач цесна звязаны з працэсамі, якія адбываюцца паза Зямлёй.
ПЛАНЕТЫ МЕРКУРЫЙ, ВЕНЕРА I МАРС
1. Калясонечныя планеты. Блізкасць Венеры і асабліва Меркурыя да асляпляльнага Сонца, а таксама адсутнасць магчымасці назіраць іх дыскі на небе цалкам, калі яны ад Сонца далей, a да Зямлі бліжэй, робяць вельмі цяжкім вывучэнне паверхні і атмасферы гэтых планет. Толькі ў апошнія гады радыёлакацыйныя назіранні Венеры і Меркурыя, фатаграфаванне іх з блізкай адлегласці аўтаматычнымі станцыямі і іншыя метады ўпершыню далі надзейныя звесткі аб вярчэнні гэтых планет вакол восі і аб будове іх паверхні.
Меркурый, найбліжэйшая да Сонца планета, крыху большая за Месяц, але сярэдняя шчыльнасць яе амаль такая ж, як і ў Зямлі. Радыёназіранні выявілі вельмі павольнае вярчэнне Меркурыя. Зорныя суткі яго, г. зн. перыяд вярчэння вакол восі адносна зорак, роўны 58,6 нашых сутак. Сонечныя суткі на гэтай планеце складаюць каля 176 зямных сутак, у той час як адзін абарот Меркурыя вакол Сонца, яго год — 88 нашых сутак, амаль удвая карацейшы. (Дакладныя лікавыя даныя аб планетах гл. у дадатку V.)
Рад прыкмет гавораць аб магчымасці існавання ў Меркурыя атмасферы, але ў тысячы разоў больш разрэджанай, чым зямная. Таму дзённае паўшарТ яго вельмі напаляецца. У падсонечным пункце на Меркурыі была вымерана тэмпература больш + 300°С. Пры такой тэмпературы плавіцца свінец. Паверхня Меркурыя ўсеяна кальцавымі гарамі і кратэрамі так густа, што на фатаграфіях яе амаль немагчыма адрозніць ад паверхні Месяца (рыс. 48).
КНІГІ ОНЛАЙН
