область получает больше тепла и света в дневное время при большей

продолжительности дня.

Через четверть периода обращения вокруг Солнца (спустя 3 месяца)

Земля переместится в положение б: здесь долгота дня и ночи будет одинакова

на всем земном шаре. Через половину периода (6 месяцев) южное полушарие

будет нагреваться, а северное - остывать, причем на северном полюсе будет

полярная ночь.

Самое теплое время года не совпадает с моментом наибольшей долготы

дня и максимального освещения поверхности солнечными лучами. В северном

умеренном поясе максимум солнечного освещения приходится на 21 июня

(положение а) , а середина лета - время наибольших температур, наступает

позднее, в июле или ближе к 1 августа. Точно так же отстают и другие

сезоны. Такое запаздывание происходит потому, что поверхность Земли (самый

верхний слой толщиной несколько метров и атмосфера) постепенно нагревается,

по мере того как количество, получаемого от Солнца, возрастает. Температура

продолжает повышаться, поскольку поступает много тепла, даже когда поток

начинает понемногу ослабевать, и так продолжается до тех пор, пока скорости

поступления и потерь тепла не сравняются

Интересно отметить, что Земля проходит через перигелий (ближайшую к

Солнцу точку своей орбиты) в середины зимы в северном полушарии и через

афелий (наиболее удаленную от Солнца точку своей орбиты) в середине лета.

Казалось бы, вследствии этого сезонные различия в северном полушарии должны

слегка смягчиться, а в южном полушарии диапазон температур должен быть

более резко выражен. В действительноси сезонные колебания температуры в

южном полушарии меньше, чем в северном. Дело в том, что океаны оказывают

заметное влияние на изменения температуры атмосферы, уменьшая их, а

отношение площади поверхности, покрытой водой, к площади суши в южном

полушарии значительно больше, чем в северном.

Температура воздуха быстро падает с высотой в области толщиной

несколько километров. Температурный минимум наблюдается в стратосфере на

высоте примерно 17 км, а максимум - около 50 км, где почти достигается

поверхностная температура. Выше 300 км наблюдаются лишь следы атмосферы,

нагреваемые солнечным ультрафиолетовым излучением и частицами высокой

энергии до температуры примерно 1500(С.

Бурение глубоких скважин показывает, что температура в общем растет с

глубиной со средней скоростью 1( на каждые 50 м, хотя ее значение очень

сильно меняется от места к месту. Если бы такой рост температуры

продолжался до центра Земли, то температура там достигла бы весьма высокого

значения 130 000(С. Однако согласно геофизическим исследованиям, она

значительно ниже и равна приблизительно 6000(С. Радиоактивные элементы,

такие, как уран и торий, ныне сосредоточенные, по-видимому, в основном в

земной коре, дополнительно нагревают внешние слои.

Атмосфера

Земная атмосфера играет чрезвычайно важную роль в поддержании

температуры в допустимых пределах. Она действует как одеяло, не допуская

слишком сильного повышения температуры днем и чрезмерного понижения

температуры ночью. Подобно стеклу, которое, пропуская видимый свет Солнца в

оранжерею и препятствую выходу теплового, или далекого инфракрасного,

излучения наружу, позволяет поддерживать в оранжерее более высокую

температуру, чем снаружи, атмосфера поддерживает тепловой баланс у

поверхности Земли.

В космическом пространстве, вне земной атмосферы и далеко за ее

пределами температура в тени приближается к абсолютному нулю. Ясно, что

терморегулирующая атмосфера необходима для существования любой активной

формы жизни.

Атмосфера защищает нас не только от мелких метеоров, но и от

смертоносной космической радиации. Под действием солнечных лучей в

атмосфере образуется озон (молекула которого состоит из трех атомов

кислорода); он образует защитный слой от более коротковолнового излучения в

дальней ультрафиолетовой области, представляющего опасность для всего

живого. Кислород, азот и другие химические элементы, входящие в состав

атмосферы, поглощают все излучение в далекой ультрафиолетовой области ниже

предела поглощения озона.

Атмосфера задерживает также многие частицы, опасные для жизни. Эти

частицы с отрицательным и положительным зарядами приходят как от Солнца,

так и от межзвездного пространства.

Химический состав воздуха

|Компонент |Содержание по |

| |объему, |

| |% |

|Азот |78,08 |

|Кислород |20,95 |

|Аргон |0,93 |

|Углекислый |0,03 |

|газ |0,0018 |

|Неон |0,0005 |

|Гелий |0,0002 |

|Метан |0,0001 |

|Криптон |0,0001 |

|Сернистый газ|0,0005 |

| |0,2 - 0,4 |

|Водород | |

|Водяной пар | |

Геология

Разумеется, внутреннее строение Земли изучать гораздо сложнее, чем

атмосферу, но разработаны достаточно эффективные методы, позволяющие

заглянуть в земные недра.

По астрономическим данным определена средняя плотность Земли (5,52

г/см3) и форма ее поверхности; притяжение экваториального вздутия и

известная плотность горных пород дают согласующиеся между собой значения

плотности слоев, прилегающих к поверхности: 2,6 г/см3, т.к. вдвое меньше

плотности нашей планеты.

Толщина земной коры меняется от места к месту, но, по-видимому,

толщина материковой коры составляет около 40 км, а океанической коры на

некоторых участках - всего лишь 6 км. Кора, вероятно, плавает на

подверженном деформациям, но исключительно вязком слое - астеносфере -

толщина 100-600 км. Это часть земной мантии, которая простирается от нижней

границы коры до верхней границы внешнего ядра. Образование гор и

протяженных деформаций коры ясно показывает, что кора подвержена движениям,

которые были бы невозможны, если бы не было подстилающего слоя

псевдожидкого вещества, вызывающего эти явления.

Геологические данные двух типов: климатические изменения за последние

500 млн. лет и следы древних магнитных полей, сохранившихся в древних

осадочных породах и лавах, - указывают на то, что тонкая земная кора

скользила по лежащим под нею слоям подобно скорлупе яйца. Это движение

напоминает классический способ, позволяющий отличить сырое яйцо от

сваренного вкрутую, не разбивая скорлупы. Если вращающееся сырое яйцо

остановить и внезапно отпустить, то оно снова начнет вращаться. Северный

полюс, возможно, располагался когда-то в Тихом океане. Земные полюса

испытывают колебательное движение, возможно, периодическое, амплитудой

несколько метров. Это следует из наблюдений изменений широты в различных

точках земного шара.

Дрейф континентов относительно друг друга больше не вызывает

сомнений. На рисунке 2 иллюстрируется, как из единого континента

образовались современные континенты в соответствием с теорией, выдвинутой

Альфредом Вегенером в 1924 г. Континенты отделились от общего

сверхконтинента Пангеи около 200 млн. лет назад. Он довольно быстро

распался, всего примерно за 20 млн. лет, при этом образовались Лавразия, к

которой принадлежала также Северная Америка и Гондвана. К этому времени от

Гондваны отделились Антарктида, Австралия и Индия. Южная Америка отделилась

от Южной Африки несколько позже, так что Атлантическому океану всего лишь

160 млн. лет!

Современные представления о распаде Пангеи, основанные на значительно

уточненных данных о возрасте горных пород, отличаются от первоначальных

идей Вегнера главным образом тем, что первый большой рифт, вероятнее всего,

возник вдоль кривой, лежащей между Северной и Южной Америкой и между Азией

и Африкой, а не между Америками и Евразией и Африкой. Индия, очевидно,

отделилась от Австралии, столкнулись с Азией и таким путем образовались

Гималаи.

По астрономическим масштабам времени на земной поверхности царит

суматоха. Понемногу ученые начинают регистрировать медленные движения

континентов. При помощи лазерных сигналов, отраженных от искусственных

спутников, космических зондов и Луны межконтинентальные расстояния будут

измерены с точностью до нескольких сантиметров раньше, чем можно было

ожидать. В результате наблюдений искусственных спутников ошибки в измерении

расстояний уже уменьшены от ста метров до менее одного метра.

Марс

По-видимому, вторым небесным телом, поверхности которого коснется

нога человека, станет именно Марс. Он больше других планет похож на нашу

Землю. Наличие атмосферы и источников воды, сравнительно умеренные

температуры, близкая к земной сила тяжести, разнообразие минералов - таковы

главные черты этого сходства.

Орбита

Экватор Марса, как и Земли, наклонен к плоскости орбиты на угол

около 24(, причем направление оси вращения в пространстве остается

ниизменным. Поэтому во время великих противостояний мы всегда видим одно и

то же полушарие. Волею случая лучше наблюдается южная полярная шапка,

северная полярная шапка видна с Земли в менее благоприятных

противостояниях.

Вращение

Марс совершает полный оборот вокруг своей оси за 24 часа 37,4 минуты,

т.е. марсианские солнечные сутки (от полудня до полудня) почти на 40 минут

длиннее земных.

Температура

Температура поверхности Марса была довольно хорошо определена по

наземным наблюдениям в инфракрасных лучах, правда, значение в самый полдень

было несколько завышено. Распределение температуры по поверхности было

найдено по измерениям с орбитального модуля “Викинга-1”. Максимальная

температура -33(С достигается вблизи подсолнечной точки. На утреннем

терминаторе она равна -120(С. Самая низкая температура -139(С наблюдается

близ южного полюса, где может конденсироваться углекислый газ. Максимальная

температура, измеренная в месте посадки “Викинга-1”, равна -28(С, хотя в

некоторых экваториальных районах в подсолнечной точке бывает и более

высокая температура. Температура на высоту 40 км опускается до -130(С и

сохраняется около этого значения на больших высотах. В так называемых

оазисах в районах озера Феникс и земли Ноя перепад температур составляет от

-53(С до +22(С летом и от -103(С до -43(С зимой.

Атмосфера

Атмосфера Марса, подобно венерианской, в основном состоит из

углекислого газа (0,95 по объему), азота (0,027), аргона (0,016) и

кислорода (0,02). Хотя отношение содержаний углекислого газа и азота очень

сходно с отношением для Венеры, относительное содержание аргона гораздо

выше, но абсолютное значение, вероятно, лежит в пределах всего 0,5-0,05.

Большой интерес представляет содержание водяного пара, особенно в связи с

вопросами о природе облаков и возможного существования жизни на Марсе.

Содержание водяного пара сильно меняется. Наибольшее значение, измеренное

инфракрасными спектрометрами орбитальных аппаратов “Викинг”, составило 0,10

мм осажденной воды. Это значение зарегестрировано над темной околополярной

областью в конце лета, где оставшееся вещество, по-видимому, представляет

собой грязный водный лед. С приближением осеннего равноденствия в северном

полушарии содержание водяных паров увеличивалось вблизи экватора и к югу от

него. Полное количество водяного пара в атмосфере Марса, по-видимому,

оставалось постоянным и равным 1,3 км3 воды в течении трех марсианских

месяцев наблюдений.

Геология

С геологической точки зрения южное полушарие древнее северного. Но

почему северное полушарие помолодело? Причин для этого много. Равнины

северного полушария совершенно непохожи на моря видимой стороны Луны. На

них находятся самые высокие в солнечной системе пики, громадные

щитообразные, почти круговые вулканы типа Мауна-Лоа на Гавайских островах.

Район этих больших вулканов называется район Форсида, представляет собой

поднятие, возвышающееся на 1,2 км над средним уровнем поверхности,

измеренным от центра Марса. С ученом самых глубоких впадин, расположенных

на 6 км ниже среднего уровня поверхности, полный перепад высот на Марсе

достигает 27 км (на Земле он составляет 19 км, а на Луне и Венере (?) еще

меньше). Горное поднятие Фарсида, однако, много меньше экваториального

вздутия, обусловленного вращением Марса (около 17 км).

Самые большие вулканы в районе Фарсида затмевают своих земных

двойников. Наибольшая из них - гора Олимп вдвое выше горы Эверест.

Помимо гор, вулканов и потоков лавы конвекция в некогда расплавленных

недрах Марса породила величественные рифтовые долины, вероятно, родственные

большим океаническим рифтам на Земле, которые выходят на сушу в Эфиопии.

Один из них - Красное море. Долина Маринера и примыкающее к ней ущелье

Копрат лежат немного южнее экватора и образуют большую дугу, почти

параллельную экватору, длиной около 4000 км, равной радиусу Марса.

Багряный цвет Марса - цвет окислившегося железа. Так уже давно думали

астрономы. Называли и породу, которая должна преобладать в марсианской

“почве”, - обычной бурый железняк, или лимонит. Но лишь после посадки

“Викинга” отпали последние сомнения: своей окраской планета действительно

обязана ржавчине. Возможно, она образовалась в те далекие геологические

эпохи, когда на поверхности Марса было много воды.

Постоянные магниты, установленные на посадочных модулях “Викингов”,

притягивали марсианскую пыль, поднятую тормозными ракетными двигателями, а

также при взятии образцов и разрыхлении грунта. Этот рыхлый марсианский

грунт содержит от 1 до 7% высокого магнитного материала. Простейшее

объяснение состоит в том, что красный материал содержит маггемит, (Fe2O3,

имеющий такой же химический состав, как и гематит, но другую

кристаллическую структуру.

При исследовании планеты на ее поверхности были обнаружены

многочисленные извилистые русла, разветвленные системы притоков и желоба в

широких руслах, которые указывают на то, что в прошлом поверхность планеты

бороздили мощные потоки воды. Хотя нет свидетельств того, что вода

присутствует в современную эпоху, имеются многочисленные признаки наличия

мерзлотых образований.

Страницы: 1, 2