Презентация к занятию по теме "Планеты земной группы"

Акатова Г.С.,
преподаватель Г(О)Б ПОУ ЗПТ

10-11 класс
УМК Б.А.Воронцова-Вельяминова

По своим физическим характеристикам планет Солнечной системы делятся на 
планеты земной группы и планеты-гиганты

Наличие литосферы – характерная черта всех планет земной группы. Рельеф поверхности планет земной группы сформировался под действием внутренних (тектонические движения и вулканические явления) и внешних (удары тел, падающих на планету с огромными скоростями из космического пространства) факторов.

Меркурий – самая близкая к Солнцу планета – во многом похож на Луну, которую лишь немного превосходит по размерам. Так же как и на Луне, большую часть поверхности занимают неровные возвышенные материки.
Низменностей, заполненных застывшей лавой, еще меньше, чем на Луне. Крупнейшая из них – Море Зноя – имеет диаметр 1300 км.

На Меркурии отсутствует атмосфера. Обнаружено лишь незначительного количества газов
(аргон, неон, гелий, водород).

АМС «Messenger»

Перепады температуры на поверхности планеты в течение продолжительных «меркурианских» суток (176 земных суток) еще больше, чем на Луне. Вследствие значительного эксцентриситета орбиты температура на дневной стороне планеты в перигелии достигает температуры +427°С.
При такой температуре плавится свинец, олово и даже цинк.
На ночной стороне температура падает ниже -173°С.

Температура поверхности в полярных областях Меркурия, которые Солнце никогда не освещает, может  держаться около – 210 °С.
Возможно, имеется  водяной лед.
Максимальная температура поверхности Меркурия, зарегистрированная датчиками, + 410 °С.
Перепады температур на дневной стороне из-а смены времен года,
вызванной  вытянутостью орбиты, достигают 100 °С.

Высокая плотность и наличие
магнитного поля показывают, что у Меркурия  должно быть 
плотное металлическое ядро.
На долю ядра приходится 
80 % массы  Меркурия.

Радиус ядра составляет 1800 км (75 % радиуса  планеты).

Снимок Венеры, полученный 17 мая 2016 года камерой ультрафиолетового диапазона.

Существование атмосферы Венеры бело еще обнаружено в 1976 г. М.В. Ломоносовым при наблюдениях прохождения ее по диску Солнца.

Исследования отраженного спектра Венеры с помощью телескопов показали, что атмосфера очень отличается от атмосферы Земли. 

Главные составляющие облаков Венеры - капельки серной кислоты и твердые частицы серы. При помощи зондов было обнаружено что, ниже облаков атмосфера содержит приблизительно от 0,1 до 0,4 % процентов водяного пара и 60 миллионных частей свободного кислорода. Наличие этих компонентов указывает, что на Венере возможно когда-то была вода, но теперь планета ее потеряла.

Верхняя граница облачного слоя находится на высоте около 65 км над поверхностью планеты.
Температура здесь всего –40°С, как и должно быть в стратосфере планеты земного типа.
По мере приближения к поверхности температура, давление и плотность атмосферы возрастают.
Вблизи поверхности плотность атмосферы всего в 14 раз меньше плотности воды.

В близи поверхности Венеры удалось измерить скорость ветров — примерно 13 км/ч. Они относительно слабы, однако они могут перемещать небольшие частицы песка или подобные им. На больших высотах существуют более сильные ветры. На высоте 45 км были отмечены перемещения ветров со скоростью 175 км/ч, а также были обнаружены сильные вертикальные движения воздуха. Зонды, проводившие исследования Венеры принесли данные, которые были расшифрованы как свидетельства наличия молний.

Небо на Венере имеет яркий желто-зеленый оттенок.

Согласно самой правдоподобной гипотезе, венерианское ядро еще не начало отвердевать и поэтому там не рождаются конвективные струи, закручивающиеся благодаря вращению планеты и генерирующие магнитное поле. В противном случае такое поле все-таки должно было возникнуть

Твердое у Венеры ядро или жидкое – пока точно не известно.

Облака Венеры достаточно прозрачны для солнечного излучения, поэтому освещенность на ее поверхности примерно такая же, как на Земле в пасмурный день. Вследствие парникового эффекта температура на поверхности Венеры выше, чем на Меркурии, расположенном ближе к Солнцу. Суточные и годичные колебания температуры на Венере практически отсутствуют.
Плотная атмосфера Венеры хорошо сохраняет тепло даже в условиях большой продолжительности суток.

Ось вращения Венеры почти перпендикулярна к плоскости ее орбиты, так что северное и юж­ное полушария планеты всегда освещаются Солнцем одинаково.

Поверхность Венеры имеет много черт подобных Земным. На большей части планеты доминируют относительно низко находящиеся плоскости, характеризуемые избыточными вулканическими структурами, но имеются также области нагорья больших размеров с горными хребтами, вулканами, и системами трещин. Самая большая область нагорья, названная Земля Афродиты, находится в экваториальной области Венеры. Ее размеры приблизительно равны размерам Африки. 

Над поверхностью возвышенностей поднимаются горные массивы на высоту 7– 8 км, а самая высокая гора Максвелл вулканического происхождения – на 12 км;
ее кратер имеет диаметр чуть меньше 100 км.

Большую часть площади поверхности Венеры занимают холмистые равнины. Среди равнин на несколько километров возвышаются обширные плоскогорья, по размерам превышающие Тибет.

Кратеров диаметром менее 6 км на поверхности планеты не встречается.
Вероятно, небольшие метеориты разрушаются еще при полете в атмосфере и не достигают поверхности планеты.

На панорамах поверхности Венеры видны каменистые осыпи и выходы скальных пород, их слоистость и продукты разрушения, подобные лунному реголиту.
По мнению геологов, видны следы того, что на планете относительно недавно происходили активные геологические процессы.

Химический анализ поверхностных пород Венеры показывает их сходство с земными базальтами различных типов.

Появление жизни, живого вещества – биосферы – на нашей планете явилось следствием её эволюции. В свою очередь биосфера оказала значительное влияние на весь дальнейший ход природных процессов. Так, не будь жизни на Земле, химический состав её атмосферы был бы совершенно иным.

Не просто «заглянуть» в недра Земли. Даже самые глубокие скважины на суше едва преодолевают 10 – километровый рубеж, а под водой удаётся, пройдя осадочный чехол, проникнуть в базальтовый фундамент не более чем на 1,5 км. На помощь приходят сейсмические волны.

Открытое в 1905г. изменение магнитного поля Земли в пространстве и по интенсивности привело к заключению, что оно зарождается в глубинах планеты. Наиболее вероятный источник такого поля – жидкое железное ядро. В нём должны существовать токовые петли, грубо напоминающие витки провода в электромагните, которые и генерируют различные составляющие геомагнитного поля.

По записям колебаний земной поверхности – сейсмограммам – было установлено, что недра Земли состоят из трёх основных частей: коры, оболочки (мантии) и ядра.

Известно, что наша планета образовалась около 4,6 млрд. лет назад. В процессе формирования Земли из частиц протопланетного облака постепенно увеличивалась её масса. Росли силы тяготения, а следовательно, и скорости частиц, падавших на планету. Кинетическая энергия частиц превращалась в тепло, и Земля всё сильнее разогревалась. При ударах на ней возникали кратеры, причём выбрасываемое из них вещество уже не могло преодолеть земного тяготения и падало обратно. 

Чем крупнее были падавшие тела, тем сильнее они нагревали Землю. Энергия удара освобождалась не на поверхности, а на глубине, равной примерно двум поперечникам внедрившегося тела. А так как основная масса на этом этапе поставлялась планете телами размером в несколько сот километров, то энергия выделялась в слое толщиной порядка 1000 км. Она не успевала излучится в пространство, оставаясь в недрах Земли. В результате температура на глубинах 100 – 1000 км могла приблизиться к точке плавления. Дополнительное повышение температуры, вероятно, вызывал распад короткоживущих радиоактивных изотопов.

В настоящее время Земля обладает атмосферой массой примерно 5,15∙10 кг, т.е. менее миллионной доли массы планеты. Вблизи поверхности она содержит 78,08% азота, 20.05% кислорода, 0,94% инертных газов, 0,03% углекислого газа и в незначительных количествах другие газы. 

Вода покрывает более 70% поверхности земного шара, а средняя глубина Мирового океана около 4 км. Масса гидросферы примерно 1,46·10 кг. Это в 275 раз больше массы атмосферы, но лишь 1/4000 от массы всей Земли.Гидросферу на 94% составляют воды Мирового океана, в которых растворены соли (в среднем 3.5%), а также ряд газов. Верхний слой океана содержит 140 трлн тонн углекислого газа, а растворённого кислорода – 8 трлн. тонн.

Видимая звёздная величина полной Луны на земном небе −12,71m. Освещённость, создаваемая полной Луной возле поверхности Земли при ясной погоде, составляет 0,25 — 1 лк.

Луна является единственным астрономическим объектом вне Земли, на котором побывал человек.

Орбита Марса лежит приблизительно в полтора раза дальше, чем земля. Она несколько эллиптическая, так что расстояние планеты от Солнца изменяется от минимума, при перигелии, 206.7 миллионов км до максимума, при афелии, 249.2 миллиона км. Период обращения Марса вокруг оси (24 ч 37 мин) лишь немного отличается от земных суток. Наклон оси вращения планеты к плоскости орбиты (65°) также близок к земному.

Происходящие вследствие этого сезонные изменения на поверхности Марса нередко рассматривались как аналог явлений, наблюдаемых в растительном мире нашей планеты, и доказательство наличия жизни.

Главные составляющие Марсианской атмосферы - двуокись углерода (95.3 %), азот (2.7 %), и аргон (1.6%). Малые количества кислорода, окиси углерода, водяного пара, и других веществ составляют остальную часть. Среднее поверхностное давление атмосферы - меньше одной сотой среднего поверхностного давления атмосферы Земли, и оно изменяется в зависимости от времени года и высотой. Марсианская атмосфера подвергается суточным и сезонным резким изменениям температуры. 

Гравитация на Марсе почти в 3 раза меньше земной. То есть, прогуливаясь по этой планете, Вы могли бы совершать прыжки в три раза выше, чем на Земле.

Космические аппараты, побывавшие на Марсе, подтвердили наличие воды в виде больших запасов под поверхностью и в виде льда на поверхности.

Цвет Марсианской поверхности находится в диапазоне от оранжевого до буро-черного. Более темные вещества - выветрившаяся базальтовая горная порода, и более светлые - окиси железа.

Марс представляет собой громадную красную пустыню. Глубокие каньоны Марса прорыты ветрами. На поверхности возвышаются вулканы и простираются ударные кратеры.

В настоящее время структура гравитационного поля Марса детально изучена. Она указывает на небольшое отклонение от однородного распределения плотности в планете. Ядро может иметь радиус до половины радиуса планеты. По-видимому, оно состоит из чистого железа или из сплава Fe-FeS (железо-сульфид железа) и, возможно, растворенного в них водорода. По-видимому, ядро Марса частично или полностью пребывает в жидком состоянии.

Марс должен иметь мощную кору толщиной 70-100 км. Между ядром и корой находится силикатная мантия, обогащенная железом . Красные окислы железа, присутствующие в поверхностных породах, определяют цвет планеты . Сейчас Марс продолжает остывать. Сейсмическая активность планеты слабая.

Олимп на Марсе является высочайшей горой в Солнечной системе. Её высота 27 км. Это — вулкан. Сравнительно молодая лава на его склонах говорит о его возможной активности.

Долина Маринера — это самый длинный и глубокий каньон в Солнечной системе. Он протянулся вдоль экватора на 4000 км, а глубина его достигает 7 километров. Одна из главных версий образования каньона, напоминающего шрам — это грандиозная катастрофа, связанная со столкновением Марса с огромным космическим телом. 

Каньон на Марсе — след великой космической катастрофы на планете

Де́ймос (греч. Δείμος «ужас») — один из двух спутников Марса. Был открыт американским астрономом Асафом Холлом в 1877 году

Диаметр Деймоса порядка 13 км, обращается он на среднем расстоянии 6,96 радиуса планеты (примерно 23 500 км), с периодом обращения в 30 ч 17 мин 55 с.

У Деймоса, как и Луны, угловая скорость движения по орбите равна угловой скорости собственного вращения, поэтому он всегда повернут к Марсу одной и той же стороной.

Фо́бос (др.-греч. φόβος «страх») — один из двух спутников Марса. Был открыт американским астрономом Асафом Холлом в 1877 году.

Размеры Фобоса составляют 27 × 22 × 18 км. Фобос обращается на среднем расстоянии 2,77 радиуса Марса от центра планеты (9400 км). Он делает один оборот за 7 ч 39 мин 14 с, что примерно в три раза быстрее вращения Марса вокруг собственной оси. В результате на марсианском небе Фобос восходит на западе и заходит на востоке.

Фо́бос

Де́ймос

Северное и южное полушария планеты резко отличаются одно от другого:
более древние возвышенные материки расположены в южном полушарии,
более молодые равнины – в северном

Наряду с многочисленными кратерами метеоритного происхождения на Марсе обнаружены гигантские вулканические конусы.

Сейсмическая активность Марса мала.
Приборы, доставленные на его поверхность, регистрируют лишь сотрясения, которые вызваны падениями метеоритов.

Гора Олимп высотой 27 км,
диаметр основания достигает 550 км,
диаметр кратера – около 60 км,
крутые склоны по краям высотой до 7 км.

Из всех планет Марс более всего похож на Землю по характеру процессов, происходящих в атмосфере.
Но природные условия на Марсе весьма суровы: средняя температура на его поверхности -60°С и крайне редко бывает положительной.
На полюсах температура падает до -150°С, при этом замерзает не только вода, но и углекислый газ, превращаясь в «сухой лед».

Перепад давления создает условия для сильных ветров, скорость которых может достигать 70 км/ч, и возникновения пылевых бурь.
Их длительность может составлять 50-100 суток.
При этом в атмосферу поднимается на высоту до 10 км и удерживается во взвешенном состоянии около миллиарда тонн пыли.

Марс имеет два небольших спутника – Фобос и Деймос. Фобос совершает три оборота за сутки, обгоняя вращение планеты, поэтому он восходит в той стороне горизонта, где остальные светила заходят, а заходит там, где они восходят.

Вопросы (с.107)