Com'è l'atmosfera sui pianeti del Sistema Solare. L'atmosfera dei pianeti del sistema solare Quali pianeti hanno l'atmosfera più potente

L'articolo parla di quale pianeta non ha un'atmosfera, perché è necessaria un'atmosfera, come si forma, perché alcuni ne sono privati ​​e come potrebbe essere creata artificialmente.

Inizio

La vita sul nostro pianeta sarebbe impossibile senza l’atmosfera. E il punto non è solo nell'ossigeno che respiriamo, che tra l'altro ne contiene solo poco più del 20%, ma anche nel fatto che crea la pressione necessaria per gli esseri viventi e protegge dalle radiazioni solari.

Secondo la definizione scientifica, l'atmosfera è l'involucro gassoso del pianeta che ruota con esso. Per dirla semplicemente, un enorme accumulo di gas incombe costantemente su di noi, ma non noteremo il suo peso, proprio come la gravità terrestre, perché siamo nati in tali condizioni e ci siamo abituati. Ma non tutti i corpi celesti hanno la fortuna di possederlo. Quindi non prenderemo in considerazione quale pianeta, poiché è ancora un satellite.

Mercurio

L'atmosfera dei pianeti di questo tipo è costituita principalmente da idrogeno e i processi in essa contenuti sono molto violenti. Considera solo il vortice atmosferico, osservato da più di trecento anni, la stessa macchia rossa nella parte inferiore del pianeta.

Saturno

Come tutti i giganti gassosi, Saturno è composto principalmente da idrogeno. I venti non si placano, si osservano lampi e persino rare aurore.

Urano e Nettuno

Entrambi i pianeti sono nascosti da uno spesso strato di nubi di idrogeno, metano ed elio. Nettuno, tra l'altro, detiene il record per la velocità dei venti sulla superficie: fino a 700 chilometri all'ora!

Plutone

Quando si ricorda un fenomeno come un pianeta senza atmosfera, è difficile non menzionare Plutone. È, ovviamente, lontano da Mercurio: il suo guscio gassoso è “solo” 7mila volte meno denso di quello terrestre. Tuttavia, questo è il pianeta più distante e finora poco studiato. Anche di questo si sa poco, solo che contiene metano.

Come creare un'atmosfera per la vita

Il pensiero di colonizzare altri pianeti ha perseguitato gli scienziati fin dall'inizio, e ancora di più riguardo alla terraformazione (creazione in condizioni senza mezzi di protezione). Tutto questo è ancora a livello di ipotesi, ma su Marte, ad esempio, è del tutto possibile creare un'atmosfera. Questo processo è complesso e in più fasi, ma la sua idea principale è la seguente: spruzzare batteri sulla superficie, che produrranno ancora più anidride carbonica, la densità del guscio di gas aumenterà e la temperatura aumenterà. Successivamente, i ghiacciai polari inizieranno a sciogliersi e, a causa dell'aumento della pressione, l'acqua non evaporerà senza lasciare traccia. E poi arriveranno le piogge e il terreno diventerà adatto alle piante.

Quindi abbiamo capito quale pianeta è praticamente privo di atmosfera.

L'atmosfera dei pianeti e dei loro satelliti: la sua densità e composizione sono determinate dal diametro e dalla massa dei pianeti, dalla distanza dal Sole e dalle caratteristiche della loro formazione e sviluppo. Più il pianeta è lontano dal Sole, più i componenti volatili erano e sono ora inclusi nella sua composizione; quanto più piccola è la massa del pianeta, tanto minore è la sua capacità di trattenere queste sostanze volatili, ecc. Probabilmente i pianeti terrestri hanno perso da tempo la loro atmosfera primaria. Il pianeta Mercurio, il più vicino al Sole, con la sua massa relativamente bassa (non in grado di trattenere nel campo gravitazionale molecole di peso atomico inferiore a 40) e l'elevata temperatura superficiale, è praticamente privo di atmosfera (CO 2 = 2000 atm-cm ). Esiste una sorta di corona atmosferica, costituita da gas nobili: argon, neon ed elio. Apparentemente l'argon e l'elio sono radiogenici ed entrano costantemente nell'atmosfera a causa di una sorta di “emanazione” delle rocce che compongono Mercurio e, forse, di processi endogeni. La presenza dei neon rappresenta un mistero. È difficile immaginare che nella sostanza originaria di Mercurio possa essere presente così tanto neon da poter essere ancora rilasciato dalle viscere di questo pianeta, soprattutto perché su questo pianeta non è stata trovata alcuna prova evidente di attività plutonica.

Venere ha l'atmosfera più calda e potente di tutti i pianeti terrestri. L'atmosfera del pianeta è composta per il 97% da CO 2, in essa si trovano 0 2, N 2 e H 2 0. La temperatura sulla superficie raggiunge 747 + 20 K, la pressione (8,83 + 0,15) 10 6 Pa. L'atmosfera di Venere è molto probabilmente il risultato della sua attività interna. A.P. Vinogradov credeva che tutta la CO 2 nell'atmosfera di Venere fosse dovuta al degassamento di tutti i carbonati all'elevata temperatura della sua superficie. Apparentemente questo non è del tutto vero, perché non è chiaro come si siano potuti formare allora questi carbonati? È improbabile che la temperatura superficiale di Venere fosse significativamente più bassa in passato; è improbabile che una volta sulla sua superficie ci fosse un'idrosfera e, quindi, non si siano potuti formare carbonati. Si credeva che tutta l'acqua fosse stata persa da Venere a causa della dissociazione delle sue molecole nell'atmosfera in idrogeno e ossigeno, seguita dalla dissipazione dell'idrogeno nello spazio. L'ossigeno è entrato in reazioni chimiche con la materia carboniosa, che hanno portato all'arricchimento dell'atmosfera con anidride carbonica. Forse era così, ma allora bisogna supporre la presenza di plutonismo su Venere, che assicura l'apporto di porzioni sempre nuove di materia dalle sue profondità alla zona di reazione con ossigeno, cioè alla superficie, cosa che sembra essere confermata dalla i dati ottenuti come risultato della ricerca "Venera-13" e "Venera-14".

Marte ha una piccola atmosfera, la cui pressione alla base, a seconda delle condizioni, è compresa tra (2,9-8,8) 10 2 Pa. Nell'area di atterraggio della stazione Viking-1, la pressione atmosferica era di 7,6-10 2 Pa. La massa dell'atmosfera marziana nell'emisfero settentrionale è leggermente maggiore che nell'emisfero meridionale. Nell'atmosfera sono state rilevate piccole quantità di vapore acqueo e tracce di ozono. La temperatura superficiale di Marte varia a seconda della latitudine e al confine delle calotte polari raggiunge i 140-150 K. La temperatura sulla superficie delle regioni equatoriali durante il giorno può essere di 300 K, e di notte scende a 180 K. Raffreddamento massimo avviene alle alte latitudini di Marte durante la lunga notte polare. Quando la temperatura scende a 145 K, inizia la condensazione dell'anidride carbonica atmosferica, ma prima che questo vapore acqueo si congeli fuori dall'atmosfera. Le calotte polari di Marte sono probabilmente costituite da uno strato inferiore di ghiaccio d'acqua, ricoperto superiormente da anidride carbonica solida.

Le atmosfere dei pianeti maggiori Giove, Saturno e Urano sono costituite da idrogeno, elio, metano; L'atmosfera di Giove è la più potente tra gli altri pianeti esterni. Sulla base dell'analisi di spettri fotografici e IR, vari modelli di riflessione della luce nelle atmosfere dei pianeti esterni, oltre ai predominanti H 2, CH 4, H 3 e He, componenti come C 2 H 2, C 2 H 6, PH 3 sono stati scoperti anche; Non si può escludere la possibilità della presenza di sostanze organiche più complesse. Il rapporto H/He è circa 10, cioè vicino a quello solare, il rapporto degli isotopi dell'idrogeno D/H, ad esempio, per Giove è 2-10~ 5, che è vicino al rapporto interstellare di 1,4-10~ 5. Sulla base di quanto sopra, possiamo concludere che la materia dei pianeti esterni non ha subito trasformazioni nucleari e dalla formazione del sistema solare i gas leggeri non sono stati rimossi dall'atmosfera dei pianeti esterni. Molto notevole è anche il fenomeno della presenza di atmosfere sui satelliti dei pianeti esterni. Anche le lune di Giove, come Io ed Europa, con masse prossime a quella della Luna, hanno comunque un'atmosfera, e la luna di Io, in particolare, è circondata da una nube di sodio. Le atmosfere di Io e Titano hanno una tinta rossastra ed è stato stabilito che questa colorazione è causata da diversi composti.

Il pianeta più vicino al Sole e il pianeta più piccolo del sistema, solo lo 0,055% delle dimensioni della Terra. L'80% della sua massa è il nucleo. La superficie è rocciosa, solcata da crateri e imbuti. L'atmosfera è molto rarefatta ed è composta da anidride carbonica. La temperatura sul lato soleggiato è di +500°C, sul lato opposto -120°C. Su Mercurio non esiste campo gravitazionale o magnetico.

Venere

Venere ha un'atmosfera molto densa fatta di anidride carbonica. La temperatura superficiale raggiunge i 450°C, il che si spiega con il costante effetto serra, la pressione è di circa 90 Atm. La dimensione di Venere è 0,815 quella della Terra. Il nucleo del pianeta è fatto di ferro. C'è una piccola quantità di acqua sulla superficie, così come molti mari di metano. Venere non ha satelliti.

Pianeta Terra

L'unico pianeta nell'Universo su cui esiste la vita. Quasi il 70% della superficie è ricoperta d'acqua. L'atmosfera è costituita da una miscela complessa di ossigeno, azoto, anidride carbonica e gas inerti. La gravità del pianeta è ideale. Se fosse più piccolo ci sarebbe ossigeno, se fosse più grande l’idrogeno si accumulerebbe sulla superficie e la vita non potrebbe esistere.

Se aumentiamo la distanza Terra-Sole dell’1%, gli oceani congeleranno; se la diminuiamo del 5%, bolliranno.

Marte

A causa dell'alto contenuto di ossido di ferro nel terreno, Marte ha un colore rosso brillante. Le sue dimensioni sono 10 volte più piccole di quelle della Terra. L'atmosfera è costituita da anidride carbonica. La superficie è ricoperta di crateri e vulcani spenti, il più alto dei quali è l'Olimpo, la sua altezza è di 21,2 km.

Giove

Il più grande dei pianeti del sistema solare. 318 volte più grande della Terra. È costituito da una miscela di elio e idrogeno. L'interno di Giove è caldo e quindi le strutture a vortice predominano nella sua atmosfera. Ha 65 satelliti conosciuti.

Saturno

La struttura del pianeta è simile a Giove, ma Saturno è soprattutto noto per il suo sistema di anelli. Saturno è 95 volte più grande della Terra, ma la sua densità è la più bassa del sistema solare. La sua densità è uguale alla densità dell'acqua. Ha 62 satelliti conosciuti.

Urano

Urano è 14 volte più grande della Terra. Unico per la sua rotazione laterale. L'inclinazione del suo asse di rotazione è di 98°. Il nucleo di Urano è molto freddo perché rilascia tutto il suo calore nello spazio. Ha 27 satelliti.

Nettuno

17 volte più grande della Terra. Emette una grande quantità di calore. Presenta una bassa attività geologica; sulla sua superficie ci sono geyser. Ha 13 satelliti. Il pianeta è accompagnato dai cosiddetti “Troiani di Nettuno”, che sono corpi di natura asteroidale.

L'atmosfera di Nettuno contiene grandi quantità di metano, che gli conferisce il caratteristico colore blu.

Caratteristiche dei pianeti del sistema solare

Una caratteristica distintiva dei pianeti del sistema solare è il fatto che ruotano non solo attorno al Sole, ma anche lungo il proprio asse. Inoltre, tutti i pianeti sono, in misura maggiore o minore, corpi celesti caldi.

4,6 miliardi di anni fa, nella nostra Galassia iniziarono a formarsi condensazioni da nubi di materia stellare. Man mano che i gas diventavano più densi e condensati, si riscaldavano irradiando calore. Quando la densità e la temperatura aumentarono, iniziarono le reazioni nucleari, convertendo l'idrogeno in elio. Così è nata una fonte di energia molto potente: il Sole.

Contemporaneamente all'aumento della temperatura e del volume del Sole, come risultato della combinazione di frammenti di polvere interstellare su un piano perpendicolare all'asse di rotazione della Stella, furono creati i pianeti e i loro satelliti. La formazione del Sistema Solare fu completata circa 4 miliardi di anni fa.

Al momento, il Sistema Solare ha otto pianeti. Questi sono Mercurio, Venere, Terra, Marte, Giove, Saturno, Urano, Nepton. Plutone è un pianeta nano e il più grande oggetto conosciuto nella Cintura di Kuiper (che è una grande cintura di detriti simile alla cintura degli asteroidi). Dopo la sua scoperta nel 1930, fu considerato il nono pianeta. La situazione è cambiata nel 2006 con l'adozione di una definizione formale di pianeta.

Sul pianeta più vicino al Sole, Mercurio, non piove mai. Ciò è dovuto al fatto che l’atmosfera del pianeta è così rarefatta che è semplicemente impossibile da rilevare. E da dove verrà la pioggia se la temperatura diurna sulla superficie del pianeta a volte raggiunge i 430º Celsius? Sì, non vorrei essere lì :)

Ma su Venere c'è una pioggia acida costante, poiché le nuvole sopra questo pianeta non sono costituite da acqua vivificante, ma da acido solforico mortale. È vero, poiché la temperatura sulla superficie del terzo pianeta raggiunge i 480° Celsius, le gocce di acido evaporano prima di raggiungere il pianeta. Il cielo sopra Venere è trafitto da grandi e terribili fulmini, ma da essi provengono più luce e ruggito che pioggia.

Su Marte, secondo gli scienziati, molto tempo fa le condizioni naturali erano le stesse della Terra. Miliardi di anni fa, l’atmosfera sopra il pianeta era molto più densa ed è possibile che forti piogge riempissero questi fiumi. Ma ora sopra il pianeta c'è un'atmosfera molto sottile e le fotografie trasmesse dai satelliti da ricognizione indicano che la superficie del pianeta ricorda i deserti degli Stati Uniti sudoccidentali o le valli secche dell'Antartide. Quando l’inverno colpisce alcune parti di Marte, sottili nubi contenenti anidride carbonica compaiono sopra il pianeta rosso e il ghiaccio ricopre le rocce morte. Al mattino presto nelle valli ci sono nebbie così fitte che sembra che stia per piovere, ma tali aspettative sono vane.

A proposito, la temperatura dell'aria durante il giorno a Mrsa è di 20º Celsius. È vero, di notte può scendere fino a - 140 :(

Giove è il più grande dei pianeti ed è una gigantesca palla di gas! Questa sfera è composta quasi interamente da elio e idrogeno, ma è possibile che nelle profondità del pianeta ci sia un piccolo nucleo solido avvolto da un oceano di idrogeno liquido. Tuttavia Giove è circondato su tutti i lati da fasce colorate di nuvole. Alcune di queste nubi sono costituite addirittura da acqua, ma, di regola, la stragrande maggioranza di esse è formata da cristalli congelati di ammoniaca. Di tanto in tanto, potenti uragani e tempeste sorvolano il pianeta, portando con sé nevicate e piogge di ammoniaca. Qui è dove tenere il Fiore Magico.

L'atmosfera è l'involucro gassoso del nostro pianeta, che ruota insieme alla Terra. Il gas presente nell'atmosfera si chiama aria. L'atmosfera è in contatto con l'idrosfera e ricopre parzialmente la litosfera. Ma i limiti massimi sono difficili da determinare. È convenzionalmente accettato che l'atmosfera si estenda verso l'alto per circa tremila chilometri. Lì scorre dolcemente nello spazio senz'aria.

Composizione chimica dell'atmosfera terrestre

La formazione della composizione chimica dell'atmosfera è iniziata circa quattro miliardi di anni fa. Inizialmente, l'atmosfera era costituita solo da gas leggeri: elio e idrogeno. Secondo gli scienziati, i prerequisiti iniziali per la creazione di un guscio di gas attorno alla Terra erano le eruzioni vulcaniche che, insieme alla lava, emettevano enormi quantità di gas. Successivamente è iniziato lo scambio di gas con gli spazi acquatici, con gli organismi viventi e con i prodotti delle loro attività. La composizione dell'aria è gradualmente cambiata e si è stabilizzata nella sua forma moderna diversi milioni di anni fa.

I componenti principali dell'atmosfera sono l'azoto (circa il 79%) e l'ossigeno (20%). La restante percentuale (1%) proviene dai seguenti gas: argon, neon, elio, metano, anidride carbonica, idrogeno, krypton, xeno, ozono, ammoniaca, biossido di zolfo e di azoto, protossido di azoto e monossido di carbonio, che sono inclusi in questo uno percento.

Inoltre, l'aria contiene vapore acqueo e particolato (polline, polvere, cristalli di sale, impurità di aerosol).

Recentemente, gli scienziati hanno notato un cambiamento non qualitativo, ma quantitativo in alcuni ingredienti dell'aria. E la ragione di ciò è l'uomo e le sue attività. Solo negli ultimi 100 anni, i livelli di anidride carbonica sono aumentati in modo significativo! Tutto ciò è irto di numerosi problemi, il più globale dei quali è il cambiamento climatico.

Formazione del tempo e del clima

L’atmosfera gioca un ruolo fondamentale nel modellare il clima e il tempo sulla Terra. Molto dipende dalla quantità di luce solare, dalla natura della superficie sottostante e dalla circolazione atmosferica.

Esaminiamo i fattori in ordine.

1. L'atmosfera trasmette il calore dei raggi solari e assorbe le radiazioni nocive. Gli antichi greci sapevano che i raggi del sole cadono su diverse parti della Terra con angoli diversi. La stessa parola "clima" tradotta dal greco antico significa "pendenza". Quindi, all'equatore, i raggi del sole cadono quasi verticalmente, motivo per cui qui fa molto caldo. Più ci si avvicina ai poli, maggiore è l'angolo di inclinazione. E la temperatura scende.

2. A causa del riscaldamento non uniforme della Terra, nell'atmosfera si formano correnti d'aria. Sono classificati in base alle loro dimensioni. I più piccoli (decine e centinaia di metri) sono venti locali. Seguono monsoni e alisei, cicloni e anticicloni e zone frontali planetarie.

Tutte queste masse d'aria sono in costante movimento. Alcuni di loro sono piuttosto statici. Ad esempio, gli alisei che soffiano dalle zone subtropicali verso l'equatore. Il movimento degli altri dipende in gran parte dalla pressione atmosferica.

3. La pressione atmosferica è un altro fattore che influenza la formazione del clima. Questa è la pressione dell'aria sulla superficie della terra. Come è noto, le masse d'aria si spostano da una zona ad alta pressione atmosferica verso una zona dove tale pressione è minore.

Sono assegnate un totale di 7 zone. L'equatore è una zona di bassa pressione. Inoltre, su entrambi i lati dell'equatore fino alle latitudini trenta c'è una zona di alta pressione. Da 30° a 60° - nuovamente bassa pressione. E da 60° ai poli c'è una zona di alta pressione. Tra queste zone circolano masse d'aria. Quelli che vengono dal mare alla terra portano pioggia e maltempo, e quelli che soffiano dai continenti portano tempo sereno e secco. Nei luoghi in cui le correnti d'aria si scontrano, si formano zone del fronte atmosferico, caratterizzate da precipitazioni e tempo inclemente e ventoso.

Gli scienziati hanno dimostrato che anche il benessere di una persona dipende dalla pressione atmosferica. Secondo gli standard internazionali, la normale pressione atmosferica è di 760 mm Hg. colonna alla temperatura di 0°C. Questo indicatore è calcolato per quelle aree di terreno che sono quasi al livello del livello del mare. Con l'altitudine la pressione diminuisce. Pertanto, ad esempio, per San Pietroburgo 760 mm Hg. - questa è la norma. Ma a Mosca, che si trova più in alto, la pressione normale è di 748 mm Hg.

La pressione cambia non solo verticalmente, ma anche orizzontalmente. Ciò è particolarmente sentito durante il passaggio dei cicloni.

La struttura dell'atmosfera

L'atmosfera ricorda quella di una torta a strati. E ogni strato ha le sue caratteristiche.

. Troposfera- lo strato più vicino alla Terra. Lo "spessore" di questo strato cambia con la distanza dall'equatore. Al di sopra dell'equatore lo strato si estende verso l'alto per 16-18 km, nelle zone temperate per 10-12 km, ai poli per 8-10 km.

È qui che sono contenuti l'80% della massa d'aria totale e il 90% del vapore acqueo. Qui si formano le nuvole, sorgono cicloni e anticicloni. La temperatura dell'aria dipende dall'altitudine della zona. In media diminuisce di 0,65° C ogni 100 metri.

. Tropopausa- strato di transizione dell'atmosfera. La sua altezza varia da diverse centinaia di metri a 1-2 km. La temperatura dell'aria in estate è più alta che in inverno. Ad esempio, sopra i poli in inverno è -65° C. E sopra l'equatore è -70° C in qualsiasi periodo dell'anno.

. Stratosfera- questo è uno strato il cui limite superiore si trova ad un'altitudine di 50-55 chilometri. La turbolenza qui è bassa, il contenuto di vapore acqueo nell'aria è trascurabile. Ma c'è molto ozono. La sua massima concentrazione è ad un'altitudine di 20-25 km. Nella stratosfera la temperatura dell'aria inizia a salire e raggiunge i +0,8° C. Ciò è dovuto al fatto che lo strato di ozono interagisce con le radiazioni ultraviolette.

. Stratopausa- un basso strato intermedio tra la stratosfera e la mesosfera che la segue.

. Mesosfera- il limite superiore di questo strato è di 80-85 chilometri. Qui si verificano complessi processi fotochimici che coinvolgono i radicali liberi. Sono loro che forniscono quella dolce luce blu del nostro pianeta, che si vede dallo spazio.

La maggior parte delle comete e dei meteoriti bruciano nella mesosfera.

. Mesopausa- lo strato intermedio successivo, la cui temperatura dell'aria è di almeno -90°.

. Termosfera- il limite inferiore inizia ad un'altitudine di 80 - 90 km, mentre il limite superiore dello strato corre a circa 800 km. La temperatura dell'aria sta aumentando. Può variare da +500° C a +1000° C. Durante il giorno le escursioni termiche ammontano a centinaia di gradi! Ma l’aria qui è così rarefatta che intendere il termine “temperatura” come lo immaginiamo non è appropriato qui.

. Ionosfera- unisce la mesosfera, la mesopausa e la termosfera. L'aria qui è costituita principalmente da molecole di ossigeno e azoto, nonché da plasma quasi neutro. I raggi del sole che entrano nella ionosfera ionizzano fortemente le molecole d'aria. Nello strato inferiore (fino a 90 km) il grado di ionizzazione è basso. Più è alto, maggiore è la ionizzazione. Quindi, ad un'altitudine di 100-110 km, gli elettroni sono concentrati. Questo aiuta a riflettere le onde radio corte e medie.

Lo strato più importante della ionosfera è quello superiore, che si trova ad un'altitudine di 150-400 km. La sua particolarità è che riflette le onde radio e questo facilita la trasmissione dei segnali radio a distanze considerevoli.

È nella ionosfera che si verifica un fenomeno come l'aurora.

. Esosfera- è costituito da atomi di ossigeno, elio e idrogeno. Il gas in questo strato è molto rarefatto e gli atomi di idrogeno spesso fuggono nello spazio. Pertanto, questo strato è chiamato “zona di dispersione”.

Il primo scienziato a suggerire che la nostra atmosfera abbia un peso fu l'italiano E. Torricelli. Ostap Bender, ad esempio, nel suo romanzo “Il vitello d'oro” lamentava che ogni persona è schiacciata da una colonna d'aria del peso di 14 kg! Ma il grande intrigante si sbagliava un po’. Un adulto sperimenta una pressione di 13-15 tonnellate! Ma non sentiamo questa pesantezza, perché la pressione atmosferica è bilanciata dalla pressione interna di una persona. Il peso della nostra atmosfera è di 5.300.000.000.000.000 di tonnellate. La cifra è colossale, sebbene sia solo un milionesimo del peso del nostro pianeta.