Астрономия

Урок 7: Планеты земной группы

Планеты земной группы

В нашей Солнечной системе существуют планеты земной группы и планеты-гиганты. К первым относятся планеты Меркурий, Венера, Земля и Марс. Они ближе расположены по отношению к Солнцу и обладают твердой поверхностью. Эти небесные тела вызывают особый интерес у ученых, которые на протяжении многих лет пытаются отыскать на них следы жизни.

План урока:

Меркурий

Венера

Марс

Схожесть планет с Землей

Есть ли жизнь на Марсе

Спутники Марса: Фобос и Деймос

 

Меркурий

Из планет Солнечной системы Меркурий ближе всех расположен к Солнцу. Расстояние между небесным телом и Светилом 46-70 млн. км.  Меркурий также является самой маленькой планетой в Системе. Его название с греческого языка переводится как «вестник богов». Год на Меркурии длится 87,97 земных суток, именно столько времени ему необходимо, чтобы совершить полный оборот вокруг Солнца. Но вот вокруг своей оси планета вращается очень медленно, одни сутки на ней равны 58,65 дней. Это явление напрямую связано с гравитационными силами Солнца. Скорость вращения вокруг небесного Светила составляет 47,87 км/с что делает планеты самой быстрой в Солнечной системе.

1 planety zemnoj gruppy

Планета земной группы Меркурий вращается по эллиптической орбите, которая наклонена к плоскости эклиптики под углом 7° 00´ 5 ´´. Во время своего движения небесное тело, то удаляется от Солнца, то приближается к нему. Расстояние меняется от 46,08 млн. км до 68,86 млн. км.  Соответственно меняется и расстояние между Землей и Меркурием от 82 до 217 млн. км. Наблюдать за Меркурием с Земли проблематично, так как он отдаляется от небесного Светила максимум на 280 и чаще всего теряется в его лучах.

Радиус планеты Меркурий в районе экватора составляет 2440 км, что в 2,6 раз меньше, чем у Земли. Площадь меньше земной в 6,8 раз, а объем в 17,8. Такая характеристика планеты Меркурий говорит о его незначительных размерах, ведь в Солнечной системе даже некоторые спутники планет-гигантов превышают его габариты.

2 planety zemnoj gruppy

Поверхность Меркурия имеет темно-красный оттенок. Ее покрывают вещества базальтового типа, которые чем-то похожи на лунные. На планете есть большое количество кратеров, есть горы. Самый большой кратер называется Равнина Жары. Его диаметр 1300 км, это говорит о том, что на планету упал метеорит диаметром не менее 100 км. Светлые участки получили название материки, их рассекают глубокие ущелья.

3 planety zemnoj gruppy
Равнина Жары 

Как уже отмечалось из всех планет Солнечной системы, Меркурий ближе всего расположен к Солнцу. Соответственно и света ему достается больше. В сравнении с Землей Меркурий его получает в 10 раз больше. Дневная сторона планеты прогревается до +510…+600 градусов (значение меняется в зависимости от отдаленности от Светила). Ночная сторона всегда окутана густой тьмой, на ней столбик термометра может опускаться до -100…-210 градусов. Наблюдая за движением Меркурия, ученые сделали вывод, что планета во время своего движения вокруг Солнца, вращается так, что к Светилу она повернута всегда одной стороной. Соответственно, на одной стороне планеты всегда царит день, в то время, как другая окутана тьмой.

Меркурий состоит из трех слов:

  • кора;
  • мантия;
  • ядро.

4 planety zemnoj gruppy
Источник

Что касается атмосферы планеты Меркурий, то она представляет собой тонкий шар. В ее составе есть кислород (42%), натрий (29%), водород (22%), гелий (6%), калий (0,5%).

Некоторые ученые склоняются к тому, что Меркурий – это неполноценная планета. Они считают, что когда-то он был спутником, который вращался по орбите Венеры. Планетой же он стал после серьезной космической катастрофы. Много лет назад в Солнечную систему попал огромный космический объект, это мог быть или гигантский метеорит, или комета, который «сдвинул» Меркурий с его привычной траектории движения и оставил Венеру без спутника. В результате гравитационной силы Солнца планета «стала» на новую орбиту и начала вращаться вокруг Светила. Однако, это всего лишь теория, которая на сегодняшний день не имеет ни одного доказательства.

 

Венера

Следующей после Меркурия планетой Солнечной системы является Венера. Она ближе всех находится к Земле, расстояние между планетами составляет 42 млн. км. Расстояние между Солнцем и Венерой 108,2 млн. км. Данная цифра практически не меняется, так как планета вращается по относительно круглой орбите.

5 planety zemnoj gruppy

Это один из самых ярких и красивых объектов на небосклоне, так как наблюдать его можно уже во время вечерней зари. С наступлением сумерек Венера сияет все ярче и ярче, что позволяет увидеть ее невооруженным глазом среди звезд. Иногда планета видна и в дневное время, но тогда она напоминает всего лишь белую точку.

6 planety zemnoj gruppy

То, что во время заката и рассвета на небе появляется яркое небесное тело, люди заметили еще в давние времена. Тогда считали, что это не один объект, а два. Первый появлялся в утреннее время, а второй – в вечернее. Потребовалась не одна сотня лет, чтобы ученые доказали, что утром и вечером люди видят одну и ту же планету.

Максимальный угол отдаление планеты Венеры от Солнца составляет 460. Именно поэтому ее заход наблюдается через 3-4 часа после заката Солнца, а восход – за 3-4 часа перед рассветом.Раз в 121,5 лет Венера проходит между небесным Светилом и Земным шаром. Тогда планета видна на фоне солнечного диска как черная точка. Такой феномен наблюдался в 1761, 1882 и 2004 году.

7 planety zemnoj gruppy

Год на Венере длится 225 дней, за это время планета совершает полный оборот вокруг Солнца. Продолжительность суток 243 дня, что на 18 дней больше, чем венерианский год. Скорость вращения по орбите 35 км/с. Спутников у Венеры нет. Диаметр планеты 12 104 км.

Наблюдая за Венерой в телескоп во время ее прохождения по Солнцу, известный русский ученый М.В. Ломоносов сделал вывод, что над поверхностью планеты расположен достаточно плотный слой газов, в котором солнечные лучи преломляются и огибают ее и появляются вокруг нее в виде огненного ободка. Данное открытие сыграло очень важную роль в развитии астрономии, так как именно Ломоносов обнаружил, что на других планетах, как и на Земле, есть атмосфера.

Атмосфера Венеры имеет существенные отличия от земной. Над планетой всегда наблюдается большое скопление облаков, что мешает изучению поверхности. Только благодаря техническому прогрессу человеку все же удалось увидеть, что же скрыто за слоем венерианских облаков.

8 planety zemnoj gruppy
 

В ходе исследований было установлено, что давление на Венере в 92 раза больше чем на Земном шаре. В таких условиях человек не может передвигаться даже в скафандре. Такое давление не выдерживают даже самые дорогостоящие космические аппараты. Всего несколько недель работы над поверхностью способны превратить их в груду металла.

Частично изучить рельеф удалось только благодаря радиолокационным волнам, которые способны проникать сквозь облака. Ученые установили, что на венерианской поверхности есть многочисленные следы вулканической деятельности, однако действующих вулканов там нет. В ходе сканирования поверхности было выявлено 2 материка – земля Иштар и земля Афродиты. На Иштаре расположены самые высокие горы планеты – Максвелл, их высота достигает 11 км. Состав горных пород чем-то похож на земной базальт. Также на венерианской поверхности есть около тысячи кратеров, они заполнены лавой, а в диаметре не превышают 40 км. 

9 planety zemnoj gruppy
Источник

96% атмосферы приходится на углекислый газ, 3% на азот и 1% на остальные газы. Массивность венерианской атмосферы в 90 раз превосходит земную. Высота атмосферного слоя примерно 250-350 км. Средняя температура на поверхности 460 градусов Цельсия. Такие показатели достигаются за счет парникового эффекта, причиной которого является углекислый газ.

 

Марс

Кроме планет Меркурий, Венера и Земля к земной группе также относят Марс. По отдаленности от Солнца он на четвертом месте. По отношению к Земле считается внешней планетой, так как Марс расположен за пределами земной орбиты. Это одна из самых удивительных планет Солнечной системы. Из-за своего кроваво-красного оттенка она на протяжении многих лет притягивает внимание жителей Земного шара. Древним римлянам цвет планеты напоминал огонь, поэтому она и была названа в честь бога войны Марса.

10 planety zemnoj gruppy
 

От Солнца орбита Марса отдалена на 227,9 млн. км. По размерам планета считается небольшой, ее радиус практически в два раза меньше чем у Земного шара и составляет 3397 км. Вокруг небесного Светила Марс вращается со скоростью 24 км/с, один полный оборот он совершает за 687 земных суток. Орбита планеты немного вытянута, поэтому расстояние между Марсом и Землей постоянно меняется в пределах от 55 млн. км до 400 млн. км. Марсианские сутки длятся 24 часа 62 минуты.

В строении планеты Марс ученые выделяют три слоя:

  • кора – толщина до 100 км;
  • мантия – толщина до 1800 км;
  • ядро – диаметр 2960 км.

11 planety zemnoj gruppy
Источник

Длительные исследования ученых позволили сделать вывод, что основу поверхности планеты составляют базальты. В древности у Марса была атмосфера, а вода на поверхности находилась в жидком состоянии. Доказательством этого служат многочисленные русла рек, наблюдать которые можно и сегодня. Сейчас же вода сосредоточена только под поверхностью.

На Марсе множество глубоких кратеров. Они похожи на лунные и были открыты 14 июля 1965 года. Именно тогда в 9600 км от марсианской поверхности пролетела автоматическая межпланетная станция «Маринер-4». В то время также установили, что давление около поверхности составляет 1% земного над уровнем моря. Соответственно в земной атмосфере такие условия как на Марсе достигаются лишь на высоте 30-35 км.

12 planety zemnoj gruppy
 

На «красной планете» находится самая высокая гора всей Солнечной системы – Олимп. Она представляет собой погасший вулкан высотой 27,5 километров, диаметр при этом достигает 6 тысяч метров.

13 planety zemnoj gruppy
 

Еще одна интересна форма рельефа на Марсе – каньоны Маринера, их протяженность 4 тысячи километров. В центральной части они достигают в ширину 100 км.

14 planety zemnoj gruppy

На Марсе есть климатические пояса. Однако, из-за того, что планета от Солнца находится дальше чем Земля, климат на ней более суровый. Средняя температура здесь фиксируется на отметке -50 градусов. Минимальные значения опускаются до -143 градусов. Сильней всего температура опускается в ночное время. Марсианская атмосфера не способна удерживать тепло. Происходит замерзание углекислого газа, что приводит к образованию сухого льда, выпадению снега.

Погодные условия на Марсе меняются достаточно часто – образуются облака, бушуют сильные ураганы, поднимаются пыльные бури, выпадают различные осадки. Марсианские бури остаются самыми впечатляющими во всей Солнечной системе. Они могут длиться месяцами и при этом охватывать всю поверхность планеты. Чаще всего бури наблюдаются в весеннее и летнее время. Основная причина ураганов – резкие перепады температуры. Ветер может достигать скорости 100м/с. Впервые за пылевой бурей на планете удалось понаблюдать в 1971 году. Тогда ее продолжительность составила 5 месяцев, а пылевые частички поднимались на высоту 10 км.

15 planety zemnoj gruppy

 

Схожесть планет с Землей

Все планеты земной группы являются относительно небольшими, если сравнивать их с гигантами. Кроме этого они обладают твердой поверхность и более высокой плотностью. Что же общего у планет земной группы с Землей:

  • Меркурий и Земля. Меркурий – самая маленькая планета в Солнечной системе, в то время как Земля является самой большой в земной группе. Радиус Меркурия в три раза меньше земного. Его площадь 75 млн. км. кв., что составляет всего 10% от Земного шара. Если развернуть Меркурий, то его площадь примерно в два раза превысила бы площадь Азии. Объем составляет 6,1*1010 км3. С одной стороны может показаться, что это много, но во внутрь Земного шара смогло бы поместиться 18 планет таких, как Меркурий. Масса 3,3*1023 кг – это составляет 5,5% от земной. Что касается силы тяжести, то человек, который на Земле весит 100 кг, на Меркурии будет весить всего 38 кг.

16 planety zemnoj gruppy

  • Венера и Земля. По размерам и другим габаритам Венера сильно не отличается от Земного шара. У них практически одинаковый радиус и масса, соответственно и сила тяжести имеет незначительные различия – 100 кг на Земле будут соответствовать 91 кг на Венере.

17 planety zemnoj gruppy

  • Марс и Земля. Марс – это единственная планета Солнечной системы, больше всех похожая на Землю, поэтому она вызывает особый интерес у исследователей. У красной планеты выделяют 4 времени года. Только их продолжительность зависит от полушария. На северном полушарии летом воздух максимально прогревается до -20 градусов, в то время как в южном полушарии температура может достигать +30 градусов. В 2008 году было обнаружено, что на Марсе есть вода, в летнее время она течет по склонам. Кроме этого есть северный и южный полюсы, которые, как и на Земном шаре, спрятаны подо льдом. Ученые установили, что льда на марсианской поверхности около 150 млрд.м3. Если его растопить, то он покроет всю планеты на глубину 1 м. Однако на сегодняшний день точно неизвестно, из чего именно состоит этот лед. Это может быть как вода, так и грязь или углекислый газ. Но при этом ученые берутся утверждать, что если на Марсе есть вода, то она ничем не отличается от нашей.

18 planety zemnoj gruppy

Исследуя космос, ученые приходят к выводу, что за пределами Солнечной системы также есть планеты, похожие на Землю. Их называют экзопланеты и на них вполне могут быть условия для существования жизни. Первые планеты, похожие на Землю нашли в конце  80-х годов ушедшего столетия. На сегодняшний день таких небесных тел существует около 4 тысяч. А вообще склоняются, что в нашей Галактике существует около 100 млрд. всевозможных планет. Такие цифры указывают на то, что во Вселенной человек уж точно не одинок. 

К числу самых известных похожих на Землю планет в Галактике относят:

  • Kepler-62 f – относится к одной из самых похожих планет на Землю. Это теплая суперземля всего в 1,4 раза превышает размеры нашей планеты. Возраст ее Светила 4-7 млрд. лет, находится звезда в созвездии Лира. Расстояние между Землей и Kepler-62 f 1200 световых лет.
  • Gliese 667 C c – считается, что ее температурный режим на 90% похож на земной. От Земного шара планета отдалена на 22 световых лет, а по размерам превышает его в 3 раза. Планета имеет плотную атмосферу с большим содержанием углекислого газа.
  • Kepler-62 e – еще одна экзопланета, похожая на Землю. Ученые считают, что 90% ее поверхности покрыто океаном, а по размерам она всего в 1,6 раз больше Земного шара.
  • Gliese 581 g – считается одной из самых интересных экзопланет, исследования ее ведутся и сегодня. Планета вращается вокруг звезды Глизе 581, которая в свою очередь находится в созвездии Весов. Ученые считают, что экзопланета получает достаточное количество тепла и на ее поверхности вполне могут существовать водные объекты.
  • Kepler-22 b –это самая изученная похожая на Землю планета в нашей Галактике. Ее Светило по массе и размеру похоже на Солнце, а располагается оно между созвездиями Лира и Лебедь. Радиус экзопланеты в 2,4 раза больше чем у Земного шара. Ученые склонны, что вокруг нее есть атмосфера с высоким содержанием СО2, а также на планете присутствует много воды, которая покрывает практически всю поверхность кроме полярных шапок.

 

Есть ли жизнь на Марсе

Вопрос о том, есть ли жизнь на Марсе, волнует ученых уже на протяжении нескольких столетий. А если на данный момент там нет ничего живого, то может ли она быть в будущем или она уже могла там существовать. Ведь Марс находится относительно недалеко от Земного шара и имеет множество сходств с ним.

Ответ на столь волнующий вопрос пытались отыскать в цвете марсианской поверхности. Ни для кого не секрет, что планета имеет красный оттенок. Причина этому - ржавчина. С уроков химии мы знаем, что ржавчина является результатом взаимодействия кислорода, влаги и железа. Именно железо способно окисляться и разрушаться, что и приводит к появлению данного явления.

19 planety zemnoj gruppy

На сегодняшний день кислорода в марсианской атмосфере всего 0,1%, такого количества недостаточно для химической реакции, которая привела бы к образованию ржавчины. Следовательно, раньше О2 в атмосфере должно было быть намного больше. А это уже говорит о том, что жизнь на Марсе вполне могла существовать.  На планете могли быть бактерии, микробы и даже растения. Некоторые ученые предполагают, что там даже обитали животные, однако их останков пока не найдено. Объясняют это тем, что за миллионы лет они просто могли разрушиться.

Ученые НАСА установили, что когда-то на планете было очень много воды – это еще один научный факт, который может говорить о наличии жизни на Марсе. Во время Ледникового периода вся вода превратилась в лед. Считается, что где-то под толстым слоем так называемой ржавчины скрываются замерзшие водоемы. Все процессы на Марсе в отличие от Земли происходят значительно медленней, это касается и потепления.

Ученые утверждают, что в давние времена  на марсианской поверхности была буйная растительность. Несколько лет назад в Антарктиде обнаружили метеорит, который прилет с марсианской поверхности. Исследуя его, были обнаружены бактерии, в результате эволюции они могли привести к формированию растительного покрова. В 2018 году на марсианской поверхности найдена большая зона жизни. Ее возраст несколько млрд. лет. Считается, что в ее пределах была настоящая экосистема микроорганизмов.

Информацию о том, что на Марсе были или есть инопланетяне, ученые опровергли. Существует ли примитивная жизнь на планете сейчас – вопрос достаточно сложный и пока не имеет научного подтверждения. Десятилетиями проводят различные опыты, которые помогают выяснить, что даже при минимальном количестве кислорода некоторые организмы могут не только существовать, но и размножаться. В 2012 году был проведен эксперимент над водорослями и лишайниками. Для них создали условия максимально приближенные к марсианским, в которых организмы смогли развиваться и размножаться. Британцы в 2017 году опровергли существование живых организмов, так как на поверхности были найдены перхлораты. Эти вещества представляют собой соли хлорной кислоты, а они оказывают губительное воздействие и на животный, и на растительный мир. А за 3 года до этого в марсианской атмосфере выявили высокое количество метана. Появиться он мог либо в результате активной вулканической деятельности, либо его выделили формы жизни. 

Каждый научный факт о существовании жизни на Марсе, то подтверждает, то опровергает ранее полученную информацию. Но исследования в этой области до сих пор продолжаются и рано или поздно человечество все же узнает, можно ли в дальнейшем колонизировать соседнюю планету.

 

Спутники Марса: Фобос и Деймос

У Марса, в отличие от Земли, имеются сразу два спутника – луны. Об их существовании люди узнали в 1877 году благодаря открытию американского ученого Асафа Холла. Луны Марса имеют крошечный размер, зато имена они получили грозные. Одного астроном назвал Фобосом, а другого – Деймосом. В переводе с греческого это означает «Страх» и «Ужас».

20 planety zemnoj gruppy

Поперечник спутника Фобос составляет 15 километров. Расстояние от поверхности планеты до орбиты спутника равно 9350 километрам (это средний показатель). Свой путь Фобос успевает проделать за 7 часов 39 минут, успевая обогнать планету в ее суточном вращении. Интересно то, что вопреки всем «нормальным» светилам, Фобос предпочитает двигаться, как искусственные спутники Земли. То есть на западе он восходит, а на востоке садится.

Поперечник второго спутника планеты Марс - Деймоса равен 8 километрам. Он движется по орбите, отдаленной от поверхности красной планеты на расстояние 23500 километров. Обогнуть планету он успевает за 30 часов 17 минут. 

 

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

Вопрос: 1
Сколько планет относят к Земной группе:
1Три
2Четыре
3Пять
4Шесть
Ответить
2
Вопрос: 2
Назовите планету, которая не относится к Земной группе:
1Венера
2Марс
3Земля
4Юпитер
Ответить
4
Вопрос: 3
Какая из планет земной группы не имеет спутников:
1Нептун
2Земля
3Венера
4Марс
Ответить
3
Вопрос: 4
Какая из планет земной группы является самой большой:
1Земля
2Венера
3Меркурий
4Марс
Ответить
1
Вопрос: 5
Выберите спутник, который относится к Марсу:
1Ганимед
2Титан
3Фобос
4Цецера
Ответить
3
Допущено ошибок:
Оценка:
Подробнее
Ваши ответы:
1 вопрос:

Сколько планет относят к Земной группе:
1) Три 2) Четыре 3) Пять 4) Шесть
2 вопрос:

Назовите планету, которая не относится к Земной группе:
1) Венера 2) Марс 3) Земля 4) Юпитер
3 вопрос:

Какая из планет земной группы не имеет спутников:
1) Нептун 2) Земля 3) Венера 4) Марс
4 вопрос:

Какая из планет земной группы является самой большой:
1) Земля 2) Венера 3) Меркурий 4) Марс
5 вопрос:

Выберите спутник, который относится к Марсу:
1) Ганимед 2) Титан 3) Фобос 4) Цецера
Посмотреть ответы
Правильные ответы:
1 вопрос: Четыре
2 вопрос: Юпитер
3 вопрос: Венера
4 вопрос: Земля
5 вопрос: Фобос