Атмосферы планет. Обитаемы ли планеты? Не имеют атмосферы

Атмосфера Земли – оболочка из газов, окружающая Земли. Атмосфера нашей планеты играет огромную роль в жизни планеты и человека в частности. Наша атмосфера это удивительное явление, которое нигде прежде не встречалось. Атмосфера нашей планеты достигает высоты 900 км. и защищает нашу жизнь от разрушительных сил космоса. Также она поддерживает жизнь и внутри планеты, создавая нам благоприятные условия для жизни. Без атмосферы наша жизнь была бы невозможна

Атмосфера Земли. Поддержание жизни

Атмосфера Земли, если верить одной и жизни, появилась не сразу, а спустя большой промежуток времени формирования планета. Как известно жизнь во Вселенной, на данный момент, существует только на нашей планете и огромную роль в поддержании жизни на Земле играет её атмосфера. Все со школы знают, что в атмосфере содержится необходимый всем живым существам воздух для поддержания жизни, но это далеко не все, что делает для нас наша атмосфера. Древняя Земля не имела ни атмосферы и ничего другого, все начало появляться со временем.

Многие слышали о парниковом эффекте , но не все знают что это такое. Из-за парникового эффекта на нашей планете возможно глобальное потепление. Парниковый эффект осуществляет наша атмосфера, когда солнечные лучи проходят через атмосферу и отражаются от , атмосфера задерживает газы внутри себя, нагревая воздух и повышая температуру. Газы, содержащиеся в атмосфере, не дают солнечным лучам возвращаться обратно в космос, но это происходит не со всеми лучами, иначе на нашей Земле температура бы повышалась постоянно. Атмосфера делает это таким образом, чтобы не нарушить нашу привычную температуру. Именно из-за парникового эффекта на планете Венера самая высокая температура воздуха во всей Солнечной системе потому, что атмосфера там очень плотная и практически не выпускает солнечное тепло обратно в космос.

Воздушная оболочка планеты защищает нас от смертоносных ультрафиолетовых лучей исходящих от Солнца. Ультрафиолетовые лучи убили бы все живое на нашей планете не будь у нас Атмосферы, а точнее её особого слоя – озонового. Именно это слой не дает лучам попасть в атмосферу. Но этот защитный слой можно легко разрушить, над поверхностью Антарктики была замечена большая озоновая дыра . Ученые установили, что наш озоновый слой разрушает хлорофторуглекислый газ, содержащийся в аэрозолях и в холодильном оборудовании. На снимке ниже хорошо видная озоновая дыра. Ученые считают, что озоновая дыра постоянно увеличивается в размерах и ставит жизнь на планете под угрозу. Для предотвращения этого необходимо использовать топливо не вызывающего большого дыма.

Помимо всего, наша атмосфера обладает удивительным свойством. Благодаря ей мы можем общаться. Да да, именно благодаря особой структуре атмосферы звуковые волны свободно распространяются в ней и мы можем слышать различные звуки. Наша Атмосфера позволяет нам слышать друг друга, чего бы мы не смогли делать, если бы атмосферы не существовало.

Строение Атмосферы

Атмосфера имеет слоистое строение, границ между разными слоями не четкие и можно заметить большие перепады температуры в слоях атмосферы.

Начнем перечисление слоев сверху вниз:

1. Первый слой – Магнитосфера. Эта сфера не содержит воздуха, но она входим в состав атмосферы. В этом слое летает большое количество земных спутников.
2. Второй слой – Экзосфера (460-500 км. от поверхности планеты) практически не содержит газов, в этом слое можно найти спутники погоды
3. Третий слой – Термосфера (80-460 км.) в этом слое очень большая температура которая может достигать 1700ºC
4. Четвертый слой – Мезосфера (50-80 км.) в этом слое чем выше вы находитесь, тем ниже температура. Именно в этом слое сгорают метеориты или другие космические тела, попавшие в атмосферу
5. Пятый слой – Стратосфера (15-40 км.) содержит озоновый слой планеты. Здесь обычно летают истребители и реактивные самолеты, так как видимость в этом слое отличная и погодные условия не создают никаких помех.
6. Шестой слой – Тропосфера (9-15 км.) именно в этом слое формируется погода, так как здесь содержится большое количество водяных паров и пыли. Чем выше вы находитесь, тем ниже температура

Состав атмосферного воздуха всем давно известен, это: Азот (78%), Кислород(21%) и Различные газы (1%).

Атмосферное давление – давно известное понятие. Атмосфера у имеет большие размеры очень огромна и, естественно, она имеет массу и оказывает давление на поверхность планеты. Атмосферное давление измеряется, обычно, ртутным столбом. Места где атмосферное давление выше, ртуть в столбике поднимается выше. Нормальное для нас давление равно 766 мм. ртутного столба. Атмосферное давление не одинаково во всех районах Земли, нередко бывает, что в местах равно возвышенных над уровнем моря имеется разное атмосферное давление.

В статье рассказывается о том, какая планета не имеет атмосферы, для чего нужна атмосфера, как возникает, почему некоторые ее лишены и как ее можно было бы создать искусственно.

Начало

Жизнь на нашей планете была бы невозможной, не будь на ней атмосферы. И дело не только в кислороде, которым мы дышим, к слову, его в ней содержится всего чуть больше 20%, но и в том, что она создает необходимое для живых существ давление и защищает от солнечной радиации.

Согласно научному определению, атмосфера — это газовая оболочка планеты, которая вращается вместе с ней. Если говорить упрощенно, то над нами постоянно висит огромное по своей массе скопление газа, но его веса мы не замечем так же, как и притяжения Земли, потому что родились в таких условиях и привыкли. Но не всем небесным телам повезло ее иметь. Так какая планета не имеет в расчет принимать не будем, так как это все же спутник.

Меркурий

Атмосфера планет подобного типа состоит в основном из водорода, и процессы в ней весьма бурные. Чего стоит один лишь атмосферный вихрь, который наблюдают уже более трехсот лет - то самое красное пятно в нижней части планеты.

Сатурн

Как и все газовые гиганты, Сатурн состоит в основном из водорода. На нем не утихают ветры, сверкают молнии и даже наблюдаются редкие полярные сияния.

Уран и Нептун

Обе планеты скрывает толстый слой облаков из водорода, метана и гелия. Нептун, кстати, рекордсмен по скорости ветров на поверхности - целых 700 километров в час!

Плутон

Вспоминая такое явление, как планета без атмосферы, сложно не упомянуть Плутон. До Меркурия ему, конечно, далеко: его газовая оболочка «всего лишь» в 7 тысяч раз менее плотная, чем земная. Но все же это самая дальняя и пока что малоизученная планета. Про также известно мало — лишь то, что в ней присутствует метан.

Как создать атмосферу для жизни

Мысль о колонизации других планет не дает покоя ученым с самого И тем более о терраформации (создание на условий без средств защиты). Все это пока что на уровне гипотез, но на том же Марсе создать атмосферу вполне реально. Процесс этот сложный и многоступенчатый, но основная идея его следующая: распылить на поверхности бактерии, которые будут вырабатывать еще больше углекислоты, плотность газовой оболочки увеличится, и температура вырастет. После этого начнется таяние полярных ледников, а из-за повышения давления вода не будет бесследно испаряться. А потом пойдут дожди, и почва станет пригодной для растений.

Так что мы разобрались с тем, какая планета практически лишена атмосферы.

Атмосфера Земли сильно отличается от атмосфер других планет Солнечной системы. Имея азотно-кислородную основу, земная атмосфера создает условия для жизни, которой, в силу определенных обстоятельств, не может быть на других планетах.

Инструкция

Венера – ближайшая к солнцу планета, которая имеет атмосферу, причем такой высокой плотности, что еще Михаил Ломоносов в 1761 году утверждал о ее существовании. Присутствие атмосферы у Венеры настолько очевидный факт, что вплоть до двадцатого века человечество находилось под влиянием иллюзии, будто Земля и Венера являются планетами-близнецами, и на Венере тоже возможна жизнь.

Космические исследования показали, что все далеко не так радужно. Атмосфера Венеры на девяносто пять процентов состоит из углекислого газа, и не выпускает наружу тепло от Солнца, создавая парниковый эффект. Из-за этого температура на поверхности Венеры составляет 500 градусов по Цельсию, и вероятность существования жизни на ней ничтожна.

Марс имеет схожую по составу с Венерой атмосферу, так же состоящую в основном из углекислого газа, но с примесями азота, аргона, кислорода и водяного пара, правда, в очень небольших количествах. Несмотря на приемлемую температуры поверхности Марса в определенное время суток, дышать такой атмосферой невозможно.

В защиту сторонников идей о жизни на других планетах, стоит отметить, что планетологи, исследовав химический состав пород Марса, в 2013 году заявили, что 4 миллиарда лет назад на красной планете было такое же количество кислорода, что и на Земле.

Планеты-гиганты не имеют твердой поверхности, а их атмосфера по своему составу приближена к солнечной. Атмосфера Юпитера, к примеру, в основном состоит из водорода и гелия с небольшим количеством метана, сероводорода, аммиака и воды, которая, как считается, находится во внутренних слоях этой огромной планеты.

Атмосфера Сатурна очень похожа на юпитерианскую, и так же, по большей части, состоит из водорода и гелия, правда в несколько других пропорциях. Плотность такой атмосферы необычайно высока, и мы можем с большой долей достоверности говорить только о ее верхних слоях, в которых плавают облака из замерзшего аммиака, а скорость ветра порой достигает полутора тысяч километров в час.

Уран, как и остальные планеты-гиганты, имеет атмосферу, состоящую из водорода и гелия. Во время исследований, которые проводились с помощью аппаратов «Вояджер», была открыта интересная особенность этой планеты: атмосфера Урана не подогревается никакими внутренними источниками планеты, и всю энергию получает только от Солнца. Именно поэтому Уран имеет самую холодную атмосферу во всей Солнечной системе.

Нептун имеет газообразную атмосферу, но ее синий цвет говорит о том, что в ее составе есть неизвестное пока вещество, которое придает атмосфере из водорода и гелия такой оттенок. Теории о поглощении красного цвета атмосферы метаном, своего полного подтверждения пока не получили.

Долгие годы ученые задаются вопросами, касающимися планетных атмосфер. Так, почему планеты, гравитация которых гораздо слабее, чем на нашей, имеют давление атмосферы, в сотни раз превышающее земное (например, Венера)? С другой стороны, существуют планеты, такие как Титан, имеющие всемеро меньшую гравитацию, однако атмосфера здесь в четыре раза плотней, чем на Земле. Случается и так, что некоторые небесные тела с гравитацией всего лишь втрое слабее земной, обладают атмосферой, стократно разреженнее. В чем же причины? Выдвинуто великое множество гипотез на этот счет, однако характер их взаимоисключающ.

Астрономы из андалусского Института астрофизики во главе с Хосе Луис Ортисом при помощи трех телескопов детально пронаблюдали за поверхностью Макемаке в свете звезды, ставшей на воображаемую линию между ней и нашей планетой, при этом на короткое время затмившей ее. В итоге наблюдения достоверно показали: карликовая планета Макемаке атмосферы не имеет.

Как пояснил сам Хосе Луис Ортис, Макемаке, проходя между звездой и Землей, временно загородила ее свет от нас, в результате звезда сначала исчезла из виду, а затем вновь внезапно появилась, что указывает на отсутствие какой-либо значимой атмосферы на карликовой планете. До сих пор Макемаке считалась замерзшим миром с орбитой, расположенной во внешних областях Солнечной системы и имеющей по подобию близкого к нему Плутона полноценную глобальную атмосферу, хотя и тонкую.

Макемаке - карликовая планета, которая была открыта в 2005 году. Ее размер составляет около двух третей диаметра Плутона. Однако она вращается вокруг Солнца по гораздо удаленной орбите: дальше Плутона, но ближе Эриды. Диаметр планеты, согласно последним данным, варьирует в промежутке от 1 430 плюс-минус 9 км до 1 502 плюс-минус 45 км. Не исключен тот факт, что обе цифры верны, а форма планеты не совсем правильна. Альбедо планеты при этом равняется 0,77 плюс-минус 0,03 (относительно близко к Плутону), что находится в примерном соответствии с грязным снегом и говорит о сходстве данных объектов. Плотность планеты также составляет не ниже 1,7 плюс-минус 0,3 г/см³ (на 15% меньше, чем у Плутона). Но, несмотря на это, на поверхности Макемаке максимальное атмосферное давление не превышает 12 миллиардных земного. Это практически вакуум, что особенно странно, исходя из тех соображений, что температура планеты (половина поверхности Макемаке, по меньшей мере, является нагретой до 50 К) - довольно высока для транснептунового объекта без атмосферы, который относительно прохладного Плутона находится в значительном удалении от Солнца.

По мнению ученых, это может быть связано с отсутствием одного из важнейших у таких объектов источников атмосферных газов как азотный снег или же огромным наклоном оси планеты. В таком случае формирование устойчивой атмосферы весьма затруднительно.

И все же не исключен тот факт, что все же кое-где на Макемаке атмосфера существует, например, в районах, обладающих меньшим альбедо, в которых не исключен переход поверхностных веществ в газообразное состояние. Проверим эту теорию во время следующего затмения.

нравится

Атмосфера - газовая оболочка нашей планеты, которая вращается вместе с Землей. Газ, находящийся в атмосфере, называют воздухом. Атмосфера соприкасается с гидросферой и частично покрывает литосферу. А вот верхние границы определить трудно. Условно принято считать, что атмосфера простирается вверх приблизительно на три тысячи километров. Там она плавно перетекает в безвоздушное пространство.

Химический состав атмосферы Земли

Формирование химического состава атмосферы началось около четырех миллиардов лет назад. Изначально атмосфера состояла лишь из легких газов - гелия и водорода. По мнению ученых исходными предпосылками создания газовой оболочки вокруг Земли стали извержения вулканов, которые вместе с лавой выбрасывали огромное количество газов. В дальнейшем начался газообмен с водными пространствами, с живыми организмами, с продуктами их деятельности. Состав воздуха постепенно менялся и в современном виде зафиксировался несколько миллионов лет назад.

Главные же составляющие атмосферы это азот (около 79%) и кислород (20%). Оставшийся процент (1%) приходится на следующие газы: аргон, неон, гелий, метан, углекислый газ, водород, криптон, ксенон, озон, аммиак, двуокиси серы и азота, закись азота и окись углерода, входящих в этот один процент.

Кроме того, в воздухе содержится водяной пар и твердые частицы (пыльца растений, пыль, кристаллики соли, примеси аэрозолей).

В последнее время ученые отмечают не качественное, а количественное изменение некоторых ингредиентов воздуха. И причина тому - человек и его деятельность. Только за последние 100 лет содержание углекислого газа значительно возросло! Это чревато многими проблемами, самая глобальная из которых - изменение климата.

Формирование погоды и климата

Атмосфера играет важнейшую роль в формировании климата и погоды на Земле. Очень многое зависит от количества солнечных лучей, от характера подстилающей поверхности и атмосферной циркуляции.

Рассмотрим факторы по порядку.

1. Атмосфера пропускает тепло солнечных лучей и поглощает вредную радиацию. О том, что лучи Солнца падают на разные участки Земли под разными углами, знали еще древние греки. Само слово "климат" в переводе с древнегреческого означает "наклон". Так, на экваторе солнечные лучи падают практически отвесно, потому здесь очень жарко. Чем ближе к полюсам, тем больше угол наклона. И температура понижается.

2. Из-за неравномерного нагревания Земли в атмосфере формируются воздушные течения. Они классифицируются по своим размерам. Самые маленькие (десятки и сотни метров) - это местные ветра. Далее следуют муссоны и пассаты, циклоны и антициклоны, планетарные фронтальные зоны.

Все эти воздушные массы постоянно перемещаются. Некоторые из них довольно статичны. Например, пассаты, которые дуют от субтропиков по направлению к экватору. Движение других во многом зависит от атмосферного давления.

3. Атмосферное давление - еще один фактор, влияющий на формирование климата. Это давление воздуха на поверхность земли. Как известно, воздушные массы перемещаются с области с повышенным атмосферным давлением в сторону области, где это давление ниже.

Всего выделено 7 зон. Экватор - зона низкого давления. Далее, по обе стороны от экватора вплоть до тридцатых широт - область высокого давления. От 30° до 60° - опять низкое давление. А от 60° до полюсов - зона высокого давления. Между этими зонами и циркулируют воздушные массы. Те, что идут с моря на сушу, несут дожди и ненастье, а те, что дуют с континентов - ясную и сухую погоду. В местах, где воздушные течения сталкиваются, образуются зоны атмосферного фронта, которые характеризуются осадками и ненастной, ветреной погодой.

Ученые доказали, что от атмосферного давления зависит даже самочувствие человека. По международным стандартам нормальное атмосферное давление - 760 мм рт. столба при температуре 0°C. Этот показатель рассчитан на те участки суши, которые находятся практически вровень с уровнем моря. С высотой давление понижается. Поэтому, например, для Санкт-Петербурга 760 мм рт.ст. - это норма. А вот для Москвы, которая расположена выше, нормальное давление - 748 мм рт.ст.

Давление меняется не только по вертикали, но и по горизонтали. Особенно это чувствуется при прохождении циклонов.

Строение атмосферы

Атмосфера напоминает слоеный пирог. И каждый слой имеет свои особенности.

. Тропосфера - самый близкий к Земле слой. "Толщина" этого слоя изменяется по мере удаления от экватора. Над экватором слой простирается ввысь на 16-18 км, в умеренных зонах - на 10-12км, на полюсах - на 8-10 км.

Именно здесь содержится 80% всей массы воздуха и 90% водяного пара. Здесь образуются облака, возникают циклоны и антициклоны. Температура воздуха зависит от высоты местности. В среднем она понижается на 0,65° C на каждые 100 метров.

. Тропопауза - переходный слой атмосферы. Его высота - от нескольких сотен метров до 1-2 км. Температура воздуха летом выше, чем зимой. Так, например, над полюсами зимой -65° C. А над экватором в любое время года держится -70° C.

. Стратосфера - это слой, верхняя граница которого проходит на высоте 50-55 километров. Турбулентность здесь низкая, содержание водяного пара в воздухе - ничтожное. Зато очень много озона. Максимальная его концентрация - на высоте 20-25 км. В стратосфере температура воздуха начинает повышаться и достигает отметки +0,8° C. Это обусловлено тем, что озоновый слой взаимодействует с ультрафиолетовым излучением.

. Стратопауза - невысокий промежуточный слой между стратосферой и следующей за ней мезосферой.

. Мезосфера - верхняя граница этого слоя - 80-85 километров. Здесь происходят сложные фотохимические процессы с участием свободных радикалов. Именно они обеспечивают то нежное голубое сияние нашей планеты, которое видится из космоса.

В мезосфере сгорает большинство комет и метеоритов.

. Мезопауза - следующий промежуточный слой, температура воздуха в котором минимум -90°.

. Термосфера - нижняя граница начинается на высоте 80 - 90 км, а верхняя граница слоя проходит приблизительно по отметке 800 км. Температура воздуха возрастает. Она может варьироваться от +500° C до +1000° C. В течение суток температурные колебания составляют сотни градусов! Но воздух здесь настолько разрежен, что понимание термина "температура" как мы его представляем, здесь не уместно.

. Ионосфера - объединяет мезосферу, мезопаузу и термосферу. Воздух здесь состоит в основном из молекул кислорода и азота, а также из квазинейтральной плазмы. Солнечные лучи, попадая в ионосферу сильно ионизируют молекулы воздуха. В нижнем слое (до 90 км) степень ионизация низкая. Чем выше, тем больше ионизация. Так, на высоте 100-110 км электроны концентрируются. Это способствует отражению коротких и средних радиоволн.

Самый важный слой ионосферы - верхний, который находится на высоте 150-400 км. Его особенность в том, что он отражает радиоволны, а это способствует передаче радиосигналов на значительные расстояния.

Именно в ионосфере происходят такое явление, как полярное сияние.

. Экзосфера - состоит из атомов кислорода, гелия и водорода. Газ в этом слое очень разрежен и нередко атомы водорода ускользают в космическое пространство. Поэтому этот слой и называют "зоной рассеивания".

Первым ученым, который предположил, что наша атмосфера имеет вес, был итальянец Э. Торричелли. Остап Бендер, например, в романе "Золотой теленок" сокрушался, что на каждого человека давит воздушный столб весом в 14 кг! Но великий комбинатор немного ошибался. Взрослый человек испытывает на себя давление в 13-15 тонн! Но мы не чувствуем этой тяжести, потому что атмосферное давление уравновешивается внутренним давлением человека. Вес нашей атмосферы составляет 5 300 000 000 000 000 тонн. Цифра колоссальная, хотя это всего лишь миллионная часть веса нашей планеты.