Какая из планет не имеет парникового эффекта. Земля и Венера: причины различий

Парниковый эффект – подъем температуры на поверхности планеты в результате тепловой энергии, которая появляется в атмосфере из-за нагревания газов. Основные газы, которые ведут к парниковому эффекту на Земле – это водяные пары и углекислый газ.

Парниковый эффект имеет место не только на Земле. Сильный парниковый эффект – на соседней планете, Венере. Атмосфера Венеры почти целиком состоит из углекислого газа, и в результате поверхность планеты разогрета до 475 градусов. Климатологи полагают, что Земля избежала такой участи благодаря наличию на ней океанов. Океаны поглощают атмосферный углерод, и он накапливается в горных породах, таких как известняк – посредством этого углекислый газ удаляется из атмосферы. На Венере нет океанов, и весь углекислый газ, который выбрасывают в атмосферу вулканы, там и остается. В результате на планете наблюдается неуправляемый парниковый эффект.

На Марсе наблюдаются весьма отчётливые сезонные изменения. Начнём с весны. В соответствующем полушарии весна начинается с таяния полярной шапки со стороны экватора. На месте растаявшего снега появляется тёмное кольцо, окружающее ещё не растаявшую часть шапки. Одновременно в весеннем полушарии начинают всё яснее и яснее вырисовываться моря, озёра и каналы, приобретая зеленоватый или голубоватый цвет. Это заметно не только по непосредственным впечатлениям при наблюдении без светофильтра. Названные образования особенно хорошо выделяются и становятся тёмными, когда их наблюдаешь через красный светофильтр. Через зелёный и особенно через синий светофильтр они, наоборот, расплываются и почти не отличаются от материков.

Оттенок и глубина цвета морей, а в некоторых случаях их площадь и форма изменяются с марсианскими сезонами и из года в год. Главные образования довольно постоянны в своей форме и положении, но сильно меняются в яркости. Вообще они лучше выделяются весною, во время таяния полярной шапки, и постепенно уменьшаются или бледнеют осенью, причём некоторые места меняют свой цвет из зелёного в жёлтый или коричневый, а на некоторых появляются жёлтые острова. Эти сезонные явления доходят до экватора и даже за его пределы.

Все эти изменения в большинстве повторяются с достаточной правильностью при последовательных обращениях планеты вокруг Солнца. В некоторых случаях были более постоянные изменения в контурах образований.

По многолетним наблюдениям Ловелла, улучшение видимости каналов весною также происходит благодаря таянию полярной шапки и распространяется к экватору и дальше за ним. Цвет каналов либо зелёный либо синий. Можно предположить, что мы видим не самые каналы, а развивающуюся вдоль них растительность.

Планета Венера

В солнечной системе это вторая планета после Меркурия и третья по яркости на ночном небе, за что ее назвали утренней звездой.

Возраст Венеры около 4,6 млрд. лет, он был определен с помощью падающих на землю метеоритов, с применением радиоуглеродного датирования, которое показывало единый возраст не только Венеры, но и всей Солнечной системы.

Относится Венера к планетам земной группы и её часто называют злым близнецом Земли, потому что она имеет раскаленную атмосферу.

Размер, масса, состав, гравитационные характеристики Земли и Венеры практически схожи.

Ядро Венеры состоит из металла, в мантии присутствуют жидкие горные породы и верхняя твердая внешняя кора. Но, возможности увидеть напрямую внутреннее строение планеты, у исследователей пока нет.

Поскольку поверхность Венеры очень горячая и космический корабль не может более двух часов находиться на ней, то информация о внутреннем составе недоступна.

В результате того, что плотности планет земной группы совпадают, ученые предположили, что её внутренняя структура схожа с земной структурой.

Венера не теряет свое внутреннее тепло и в результате этого у неё отсутствует генерируемое магнитное поле.

С появлением беспилотных космических кораблей, оснащенных радарами, стало возможным пройти через густые облака планеты и определить топографические характеристики поверхности.

Было выяснено, что планету покрывают ударные кратеры и древние вулканы. Есть предположения, что в геологическом прошлом, а именно 300-500 млн. лет назад, поверхность планеты была разрушена в результате каких-то глобальных событий. Эту информацию вычислили по количеству ударных кратеров на поверхности.

Верхняя твердая оболочка Венеры – кора, содержит кремниевые породы и имеет толщину около 50 км, а толщина мантии, расположенной ниже, по подсчетам ученых, имеет толщину 3000 км, но, её состав неизвестен.

Центральная часть планеты – ядро, твердое или жидкое и состоит из железа и никеля. Ввиду того, что у Венеры отсутствует свое геомагнитное поле, то, по всей вероятности, внутри ядра нет конвекции.

Между внутренним и внешним ядром кардинальных различий по температуре нет, поэтому металл, находящийся в составе ядра не перемещается и не создает магнитное поле.

Атмосфера Венеры

Атмосфера планеты в основном состоит из двуокиси углерода с примесями азота.

Воздух очень плотный и образует азотные сгустки в 4 раза превышающие земные. Такое сочетание газов лежит в основе парникового эффекта, способного удерживать критически высокую температуру.

Облака планеты тоже накапливают тепло и функционируют как «заслонка» для наблюдений с поверхности Земли.

Давление на Венере в 90 раз больше, чем на Земле и, несмотря на почти одинаковые размеры планет, человек будет чувствовать себя как на большой глубине в океане.

Атмосфера Венеры на 96% состоит из двуокиси углерода, 3,5% азота, 1% окиси углерода, аргона, диоксида серы, водяного пара.

Исследователи планеты в 60-е годы были убеждены в том, что климат Венеры похож на климат Земли и ссылались на то, что планета спрятана под густыми облаками, которые в земных условиях несут обилие влаги, а это значит, там возможна жизнь. Микроволновой обзор выявил очень высокую температуру и надежды исчезли. Облака представлены парами серной кислоты, а не влагой. Масса венерианской атмосферы превосходит земную в 93 раза.

Предположительно ранее Венера обладала нормальной атмосферой, а её магнитосфера перестала функционировать после сильнейшего и неизвестного вмешательства.Защита планеты была потеряна, и солнечный ветер разорвал её атмосферный слой на части. Водород и вся вода сразу исчезли из состава атмосферы.

Средняя температура на Венере, стабильно удерживаемая в течение суток, составляет 462 градуса, чего вполне достаточно для плавления свинца.

Наклон оси Венеры составляет 3 градуса, поэтому на планете нет времен года. Ветры, дующие на Венере, имеют скорость 360 км/ч, благодаря им облака постоянно перемещаются. Ближе к поверхности скорость ветров становится меньше. После каждого осевого оборота ветры прекращаются на 4 дня.

Облака имеют ярко-желтый или белый цвет.

Венера имеет свое альбедо, которое формируется атмосферными облаками, состоящими из серной кислоты.

Определение 1

Альбедо – это способность небесного тела отражать свет Солнца.

Теоретически максимальный показатель достигает 1 и приравнивается к 100% отражения поступающих электромагнитных лучей.

Если небесное тело полностью черное, то альбедо будет равно нулю. Так, например, альбедо Луны составляет 0.12, это говорит о том, что наша Луна, ярко сияющая на ночном небе, на самом деле довольно мрачная.

Спутник Сатурна – Энцелад, имеет альбедо 0.99 - это значит, что он почти полностью отбивает весь свет.

Показатель альбедо Венеры равен 0.75, поэтому она выглядит очень яркой, сияющей звездой.

Парниковый эффект Венеры

Венеру от всех других планет отличает её парниковый эффект, создаваемый газами и облаками, находящимися в атмосфере.

Специалисты предполагают, что когда-то Венера имела низкую температуру и даже воду в жидком состоянии, чем напоминала Землю. Миллиарды лет назад запустился процесс нагревания, вода испарилась, и пространство наполнилось углекислым газом.

Парниковый эффект находится в атмосфере планеты и составляет около 500 градусов.

Двуокись углерода, находящегося в атмосфере Венеры, делает её очень плотной и препятствует охлаждению через излучение инфракрасного диапазона спектра. В результате этого поверхность планеты разогревается до критических отметок. Температура на поверхности планеты поднимается в результате тепловой энергии из-за нагревания газов.

Земля избежала участи своей соседки благодаря наличию океанов, которые поглощают атмосферный углерод и накапливают его в горных породах.

На Венере океаны отсутствуют, поэтому весь углекислый газ выделяемый вулканами в атмосферу, в ней и остается – это уже неуправляемый парниковый эффект.

Солнечного тепла Венера получает в два раза больше, чем Земля. Однако если Землю поставить на место Венеры, то её температура была бы выше только на 60 градусов и составляла 75 градусов, но, никак не 480, это значит, что причина высокой температуры заключается не в расстоянии до Солнца.

Ответ нашел американский ученый Карл Сагал – причина заключается в атмосфере планеты, которая является гигантским парником, на 96-98% состоящая из углекислого газа. Этот газ, полученное от Солнца тепло, не выпускает наружу, и оно возвращается к поверхности Венеры. Солнце не останавливает свою деятельность и продолжает излучать тепло, нагревая поверхность. Планета излучает полученное тепло обратно в космос, а облака газа это тепло не пропускают и возвращают его обратно. Таким образом, Венера с каждым днем разогревается всё больше и больше. Нагревание планеты происходит за счет окутывающих её облаков.

Парниковый эффект присутствует не на всех планетах, а только на тех, в атмосфере которых есть главный его элемент – углекислый газ.

> > Парниковый эффект на Венере

Парниковым газом выступает углекислый. Сквозь него проходят разные длины волн, но ему удается эффективно накапливать тепло, функционируя в качестве своеобразного одеяла. Солнечные лучи врезаются в поверхность и пытаются вырваться, но углекислый газ удерживает нагрев. Это как оставить запертую машину под Солнцем, только навсегда

Венера – самый сильный парниковый эффект среди планет Солнечной системы: причины, особенности атмосферы, температура, расстояние к Солнцу, газовая оболочка.

Не все знают, что Венера - самая горячая планета Солнечной системы. Да, несмотря на второе место по расстоянию от Солнца, это невероятно раскаленное место, где постоянная температура замерла на показателе 462°С. Этого хватает, чтобы свинец полностью расплавился. По атмосферному давлению в 92 раза превосходит земное. Но откуда такие показатели? Всему виной парниковый эффект на Венере .

Как работает парниковый эффект на Венере

Исследователи полагают, что раньше Венера сильнее напоминала Землю и обладала низкой температурой и даже водой в жидком состоянии. Но миллиарды лет назад запустился процесс нагревания. Вода просто испарилась в атмосферу, и пространство наполнилось углекислым газом. Поверхность нагревалась, вырывая углерод, который увеличивал количество газа.

К сожалению, парниковый эффект поселился в атмосфере Венеры. Может ли этот сценарий повториться с Землей? Если да, то наша температурная отметка поднялась бы к нескольким сотням градусов, а атмосферный слой стал в сотню раз плотнее.

Чем больше мы узнаем о Венере нового, тем больше возникает новых проблем. Вот одна из них: чем объяснить столь существенное различие в химическом составе атмосфер соседних планет — Земли и Венеры?

Миллионы лет назад атмосфера нашей планеты тоже была в изобилии насыщена углекислым газом, выделявшимся из земных недр при вулканических извержениях. Но с появлением на Земле растений углекислота вес больше и больше связывалась, так как шла на образование растительной массы. Большое содержание свободной углекислоты в атмосфере Венеры, по-видимому, свидетельствует о том, что там никогда но было органической жизни, подобной земной. Следовательно, обилие углекислого газа и атмосфере соседнем планеты — явление вполне закономерное. И то, что на Венере царит очень высокая температура, тоже не случайность.

Не в меру высокая температура на планете объясняется так называемым парниковым эффектом. Физическая сущность этого явления состоит в том, что поверхность Венеры, нагреваемая солнечными лучами, отдает от себя энергию и инфракрасном (тепловом) диапазоне:. Но плотная углекислая венерианская атмосфера, да еще с небольшой приметьте паров воды, почти полностью непрозрачна для инфракрасных лучом. В результате происходит накапливание избыточного тепла — создается парниковый эффект, вследствие которого раскаляются поверхность планеты и прилегающая к пей атмосфера.

Высокая температура стала причиной и других особенностей необычного мира Венеры. Как известно, при температуре 374 °С для воды наступает так называемое критическое состояние, когда она уже независимо от величины атмосферного давления полностью переходит в пар. Следовательно, открытые водоемы на Венере могли бы находиться только в высоких широтах (не ниже 60-х параллелей), где температура не достигает критического значения. Поэтому можно было предположить, что полярные «шапки» Венеры, в отличие от земных и марсианских, представляют собой... горячие моря! Со всей же остальной, сильно раскаленной венерианской поверхности вода должна была непременно испариться.

Сейчас точно установлено, что никаких водных бассейнов па Венере нет. И в атмосфере планеты водяных паров слишком мало. Спрашивается: куда же исчезла вола? В чем причина столь сильного обезвоживания венерианской атмосферы?

Академик Александр Павлович Виноградов объяснял исчезновение воды и атмосферы Венеры усиленным (благодаря близости планеты к Cолнцу) фотохимическим процессом. В результате этого происходило разложение испарившейся воды па составные элементы: кислород и водород. Кислород окислял горные породы, а легкие атомы водорода улетучивались из атмосферы и межпланетное пространство. Тем более что рассеиванию водорода и а Венере благоприятствует несколько меньшая, чем па Земле, сила тяжести и высокая температура. Все это должно было неизбежно привести планету к «усыханию».

14 все же разложение водяного пара под действием солнечного ультрафиолета не могло привести к такому сильному высушиванию венерианской атмосферы. Что ни говори, а вопрос об исчезновении воды на Венере остается для нас большой загадкой.

Отсутствие у Венеры заметного собственною магнитного поля полностью согласуется с ее очень медленным вращением. Даже если ядро Венеры подобно земному ядру, скорость вращения планеты слишком мала, чтобы в ее ядре могли возникнуть внутренние токи, способные генерировать магнитное поле.

Структура недр Венеры, по-видимому, похожа на строение Земли. Л вот мощность теплового потока, идущего из глубин Beнеры, соответствует примерно тем значениям, которые отмечены на Земле в вулканических областях.

Сравнение Венеры с Землей было бы неполным, если бы мы не коснулись вопроса возможности жизни па этой соседней с нами планете. Самое большое препятствие для жизни на Венере — чрезвычайно высокая температура. Да и атмосферное давление нельзя сбрасывать со счета. Можно сказать, жилые существа, находящиеся на венерианской поверхности, должны постоянно испытывать на себе 90 атмосфер! Не каждый глубоководный батискаф находится в таких трудных условиях, как все то, что может оказаться на дне воздушного океана Венеры, состоящего из спрессованной углекислоты. Английский ученый Бернард Ловелл так характеризует природные условия планеты: «На Венере пришельцев ждет раскаленное, ядовитое и неприветливое окружение».

И все же полностью исключить возможность жизни на этой планете мы не вправе. Известно, что с удалением от поверхности Венеры атмосферное давление падает и температура понижается, с каждым километром высоты уменьшаясь примерно на 8 °С. Так, на главной вершине гор Максвелла температура должна быть почти на 100 °С ниже, чем у подножия. Однако и здесь она продолжает оставаться высокой и составляет около 300 °С.

Еще недавно считалось, что при такой температуре жизнь, пусть самая простейшая, становится совершенно невозможной. Но не будем торопиться со столь категоричным выводом. Вспомним хотя бы то, что па дне Тихого океана в районе Галапагосских островов были открыты горячие источники с температурой 300 °С. И что удивительно: и этих источниках обнаружены живые микроорганизмы. Почему же не допустить, что в самом примитивном виде жизнь может быть даже на Венере? Конечно, не па раскаленной поверхности планеты, а в тех слоях венерианской атмосферы, где физические условия близки к земным, то есть где температура +20 °С при давлении в 1 атмосферу. На Венере такие условия сложились где-то на высоте около 50 км над поверхностью планеты. Только вот как избавиться от излишней углекислоты и обогатить венерианскую атмосферу кислородом? Как устранить парниковый эффект?

Американский ученый-астроном Карл Саган (1934—1996) считал, что коренная перестройка атмосферы Венеры и избавление планеты от парникового эффекта — вещь вполне реальная. Для этого требуется лишь одно: наладить фотосинтез. А в атмосфере Венеры есть все необходимое для производства фотосинтеза в самых широких масштабах: углекислый газ, водяные пары, солнечный свет. Поэтому в верхние, относительно прохладные слои венерианской атмосферы ученый предлагал забросить с помощью космических аппаратов бурно размножающуюся водоросль — хлореллу. Ома очистит атмосферу от избытка углекислого газа и пополнит ее кислородом. Лишившись углекислого газа, атмосфера перестанет быть ловушкой для солнечной энергии. Когда же парниковый эффект ослабнет, температура пойдет на убыль, водяной пар сконденсируется в воду, которая обильно прольется на остывающую поверхность планеты. Это еще в большей мере уменьшит парниковый эффект, и тогда на Венере появятся условия, благоприятные для развития растительного и животного мира. Со временем климат негостеприимной планеты изменится настолько, что она, возможно, станет пригодной для обитания человека.

Глобальное потепление на нашей планете стало, вроде бы, уже общеизвестным фактом. И специалисты предупреждают, что это глобальное потепление, которое происходит из-за парникового эффекта в атмосфере, может иметь самые серьезные последствия. Поэтому планируется проведение исследований действия парникового эффекта не только на Земле, но и на Венере, Марсе и Титане (спутнике Сатурна), чтобы человечество более четко могло себе представить, какие превратности климата его могут ожидать в дальнейшем.

Пока человечество было немногочисленным и не обремененным техническими достижениями оно своей деятельностью слабо влияло на климат Земли. Но сейчас человек активно вмешивается в процесс теплообмена на нашей планете, зачастую не задумываясь о последствиях.

Энергия Солнца нагревает поверхность Земли, которая в свою очередь излучает эту энергию обратно в космос. Но некоторые атмосферные газы не дают этой энергии выйти за пределы атмосферы. В этом и состоит парниковый эффект. Без него средняя температура на Земле, которая сейчас составляет 15 o С, была бы на 30 o ниже. Человек, сжигая топливо и вырубая леса, выбрасывает в атмосферу массу парниковых газов, тем самым усиливая парниковый эффект. В итоге за последнее столетие глобальная температура на Земле увеличилась больше, чем на полградуса.

Пример того, что может произойти, когда парниковый эффект становится слишком сильным, можно увидеть на Венере. Эта планета по размерам и массе лишь немного уступает Земле. Но температура на ее поверхности составляет около 460 o С. Сейчас атмосфера Венеры почти целиком состоит из углекислого газа, который является парниковым газом. В земной атмосфере доля углекислого газа составляет пока около 0,03%. Вроде бы, это очень мало, но со времен начала развития промышленности доля углекислого газа в атмосфере увеличилась на 30%.

Почему же на Венере состав атмосферы отличается так сильно от земного? Может быть, Землю тоже ждет судьба Венеры? На этот вопрос, возможно, удастся ответить европейскому зонду Venus Express, который отправится исследовать Венеру в 2005 г.

Совсем не похожа на Венеру другая наша соседняя планета - Марс. На Марсе пока не замечено никаких признаков парникового эффекта. В его атмосфере есть углекислый газ, но сама атмосфера такая тонкая и разреженная, что ее давление на поверхности составляет лишь сотую долю от "земных" 760 мм рт. ст. Поэтому никакую энергию Солнца она не задерживает, и между днем и ночью, а также светом и тенью существуют резкие контрасты температуры. Многие специалисты полагают, что в прошлом на Марсе было намного теплее, и что там были даже океаны, а, следовательно, и атмосфера была совсем другой. Однако около 3,6 млрд лет назад на Марсе что-то произошло, и он со временем пришел в нынешнее состояние. Что могло стать толчком для такого изменения климата? Ответить на этот вопрос ученые планируют с помощью европейского зонда Mars Express, который отправится к Марсу в мае этого года.

Некий промежуточный по интенсивности парниковый эффект имеется на самом большом спутнике Сатурна Титане. Правда, в его атмосфере он объясняется большими концентрациями метана, который также является парниковым газом. Но на Титане все-таки гораздо холоднее, чем на Земле - около -180 o С. Сейчас к Сатурну летит зонд Cassini с минизондом Huygens. Последний предназначен как раз для исследований Титана. Для этого он будет сброшен в атмосферу на парашюте. Возможно, эти исследования позволят землянам узнать что-то полезное и для понимания процессов на своей планете.