Характеристика и состав атмосферы Меркурия

Характеристика и состав атмосферы Меркурия

Атмосфера Меркурия

Меркурий, планета самая маленькая из всех планет Солнечной системы и в то же время самая быстрая, благодаря чему и получила свое название. Долгое время считается, что Меркурий был тесно связан с Венерой и являлся ее спутником. Это предположение не возникало до полета первого космического корабля с целью изучения планеты. Во время этого путешествия были выявлены характеристики Меркурия, предположительные данные о строении, от которых отталкивались в спорах о невозможности развития планеты без привязки к другой. Совокупность расчетов и данных позволило утверждать, что Меркурий образовался как спутник с полуосью больше чем у Луны. Становление Меркурия как самостоятельной планеты произошло позже ввиду увеличения полной энергии планеты.

Меркурий находится в близкой видимости от Солнца, поэтому на ней отмечается повышенная температура, вплоть до 350 градусов и выше. Ввиду того, что планета движется ускоренно, год на Меркурии длится всего 88 дней. Ученые называют эту планету самой нестабильной. С Земли, например, днем увидеть планету не так легко, только в сумерки, и то с трудом. Очень явственно Меркурий может показаться всего лишь 13 раз в столетие. Также планету можно понаблюдать на небе, когда планета совершает так сказать «транзитный путь», через диск Солнца, в ноябре и мае.

Гораздо более интересен вопрос, из чего состоит атмосфера, ее характерные особенности. Данные об атмосфере планеты отличаются от характеристик других планет Солнечной системы и именно поэтому Меркурий так интересен.

Атмосфера планеты

Очень долго астронавты считали, что атмосферы как таковой у планеты не имеется, и они ошибались. Атмосфера у планеты Меркурий есть, но она очень слаба, несопоставима с атмосферой Земли или Марса и поныне изучается астрономами и учеными. А вот ее газовая оболочка рассеялась несколько миллиардов лет назад. Отсутствие ее  объясняется  близким «соседством» с Солнцем, низкой гравитационной силой, слабым магнитным полем. Если говорить простыми словами, причина того, что планета не имеет газовой оболочки, кроется в сильных ветрах, которые «сдули» ее. В сравнение можно привести планету Марс, которая имеет схожую гравитационную силу, но находится дальше от Солнца, именно поэтому ее атмосфера не растеряна в отличие от Меркурия.

Исследования аппарата «Маринер 10»

Сама атмосфера Меркурия представляет собой тонкий шар или сферу, который имеет свой собственный состав. Туда входят атомы, которые уносятся в космос и тем самым образуют шлейф, атмосферу. Большую роль в определении атмосферы Меркурия сыграла научная экспедиция Маринер-10, которая в 1975-1974 годах пролетала мимо Меркурия. Космический аппарат приблизился к Меркурию на максимальное расстояние, 320 км. Пока постигнуть тайны планеты удалось только двум космическим экспедициям- «Mariner 10» и «Messenger», который в настоящее время исследует дополнительные характеристики. Космический аппарат «Маринер 10» установил, что Меркурий имеет разреженную атмосферу, давление которой в несколько раз ниже давления на планете Земля.

Важную роль в изучении атмосферы Меркурия сыграло открытие, которое было сделано учеными-астрономами из Бостона в 2009 году об обнаружении кометоподобного хвоста, состоящего из нейтрально заряженных частичек, сам хвост длиною более пары миллионов лет. Первое упоминание об этом хвосте имело место быть еще в 2006, когда был сделан снимок телескопом базы Военно-воздушных сил США на Гавайи. Окончательная модель кометоподобного хвоста была утверждена позже, после неоднократных полетов спутников Мессенджер.

 

Строение атмосферы

Атмосфера планеты Меркурий тонкая, но ее разделяют на несколько слоев.

  • Первый слой.

Нижний и теплый, потому что нагревается до 210 градусов благодаря частичкам, которые задерживают жар, идущий от поверхности

  • Второй слой

Средний слой вмещает в себя потоки воздуха и осадки пыли коричневого цвета, которые постепенно рассеиваются

  • Третий слой

Верхний слой нагревается солнечными ветрами. Далее начинается газовая оболочка, которая не имеет четкой границы и сужается в пространстве.

Магнитное поле, окружающее атмосферу, по результатам данных, полученных от «Маринер 10», в сотню раз меньше Земного. Разница в 2 градуса между магнитной осью и осью вращения говорит о том, что магнитное поле берет начало там же, где находится ядро планеты. Магнитное поле  помогает не исчезнуть атмосфере Меркурия, отвлекает активные солнечные ветры от планеты, в то время как гравитация удерживает газы в пределах самой оболочки. Все это в итоге создает форму атмосфере и уменьшает гравитационное притяжение.

Как зависим верхний слой от поверхности?

Очень интересен вид поверхности Меркурия. Она вся, как картина художника, усеяна кратерами, вмятинами, некоторым из которых даны названия. Сформировались эти творения впоследствии резкого изменения температуры в атмосферном слое планеты и охлаждении ядра. Оно и верхний слой атмосферы, который зависим от ядра, начали сжиматься, что привело к изменению внешнего вида коры. Температурные колебания до сих пор существуют. Из-за того близкого расположения к Солнцу, на одной половине Меркурия невыносимая жара и температура до 400 градусов, на другой пронзающий холод и температура до минус 180 градусов. Кратеры на коре Меркурия расположены хаотично, в одних местах их нет, в других утыканы вплоть друг к другу. Большое значение имеет вулканический выброс, который сформировал ровную и равнинную поверхность. Лава залила кратеры и неровности и сформировала новую кору, которая по подсчетам ученых моложе, чем гористая и кратерообразная.  Совсем рядом с равнинами находятся резко начинающиеся холмы и возвышенности, которые предположительно были созданы астероидом или метеоритом, падение которого спровоцировало мощный сдвиг коры.

 

Состав атмосферы

Углекислый газ, водород, гелий

Углекислый газ — главный и превалирующий над другими элементами в составе атмосферы. Его процент нахождения равен 95% и это во многое количество раз превышает показатели Земли, поэтому существование на Меркурии живых организмов просто невозможно.  Атмосфера Меркурия также состоит из водорода и гелия, наличие которых осуществляется приходом этих веществ вместе с ветром, а потом эти элементы рассеиваются в космосе. Отмечается незначительное присутствие калия и арагона-40, который образуется в результате распада изотопа калия. Ученые говорят, что газовая оболочка постоянно пополняется из-за различных процессов, происходящих на планете и извне, например распада частиц в коре, солнечных ветров. Атмосферу Меркурия можно сравнить с руслом реки, в которые впадают более мелкие речушки. Например, атом гелия «живет» в атмосфере 200 дней а затем рассеивается, позже опять приходит в оболочку и так по кругу. Основные химические элементы, из которых состоит атмосфера Меркурия, это кислород и натрий, проценты, которых составляют 42 и 29 соответственно. Еще один немаловажный элемент это водород. Он взаимодействует с кислородом и поэтому в оболочке Меркурия можно также найти водяные пары.

Водяные пары

Нахождение водяных паров при изучении атмосферы подсказало ученым, что где-то на планеты можно найти и залежи льда. Mariner 10 нашел их в 2009 году в глубоких кратерах, в местах, где лучи солнца никогда не доходили до них. Таким образом, помимо водяного пара в атмосфере Меркурия находится и водяной лед. Но, несмотря на наличие водяного льда, на планете нет воды, так как на поверхности сохраняется аномально высокая температура и она испаряет всю жидкость. В недрах планеты содержится очень много радиоактивных вещество, что тоже влияет на состав атмосферы.

Кислород

В составе также есть незначительное число кислорода, процент его примерно такой же, как и метана. Еще 4 миллиарда лет назад атмосфера была перенасыщена кислородом, а к сегодняшнему дню его практически не осталось. Процесс исчезновения кислорода, возможно, связан с натисками солнечных ветров, столкновением с метеоритом или другим астероидом или последствием низкой разреженной атмосферой.

Метан и арагон

Интересный факт, что Меркурий — планета с наибольшим числом ударных кратеров. Если смотреть на фотографию поверхности планеты, то ее легко можно спутать с другим объектом Солнечной системы, Луной. Ученые называют Меркурий пассивной планетой, не способной отбиваться от ударов комет и астероидов. Остальные элементы в составе, процент которых довольно низок это криптон, окись азота и метан. Причина проявления последнего — вулканическая активность, нахождение перекиси и хлоратов в почве. Его присутствие мало и требует пополнения, окончательно разрушается метан через год. Аргон, который также имеется в составе, образуется в результате радиоактивного распада, частички натрия у полюсов. Состав атмосферы Меркурия претерпевал незначительные изменения в течение многих миллиардов лет. И сейчас ученые в один голос заявляют, что Меркурий медленно остывает, что повлияет на дальнейшие характеристики атмосферы этой орбиты.

Атмосферное давление на Меркурии

Атмосфера имеет низкую плотность, 5.427 г/см в кубе. В зависимости от времени года, она меняется.  Зимой более разряжена, так как углекислый газ собирается в полярных областях, летом плотность увеличивается, потому что это скопление исчезает. Эта разница в плотности все равно не сглаживает температурные колебания, которые происходят на планете. Скачки температуры отмечаются до 100 градусов и выше.

Атмосферное давление на Меркурии почти в 500 млрд. раз меньше, чем давление на Земле, что обуславливается низкой массой планеты и его территориальным расположением. Более точная цифра- 600 Па. Для сравнения, давление в атмосфере планеты Земля- 101 Па, а атмосферное давление Венеры равно 9 МПа, что в разы превышает показатели Меркурия. Несмотря на это, давление на самой высокой точке Меркурия — всего 30 Па, а в недрах планеты- 1150 Па. При приближении к планете чувствуется сильный вакуум, который не может воссоздать ни одна современная техника. Это опять же объясняется низким атмосферным давлением и строением атмосферы (число атомов гелия и атомов водорода гораздо меньше, чем в атмосфере Земли).

Пыль и низкое давление

Средняя орбитальная скорость вращения планеты 48 километров в секунду. Сила тяжести планеты тоже меньше чем сила тяжести Земли, всего 0.38 (при сравнении, у Земли 1). Несмотря на низкое давление и разрежённость, почти отсутствие атмосферы, воздух на планете пыльный, а земля окрашена в характерный оранжевый цвет. Пыль поднимается на высоту на 1-2 километра и из-за характерных особенностей планеты, крупицы ее оседают долго.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector