"Астрономия (базовый уровень)", Воронцов-Вельяминов Б.А., Страут Е.К.
Планеты земной группы — Меркурий, Венера, Земля и Марс — небольшие плотные миры с твёрдой поверхностью, расположенные ближе к Солнцу, чем планеты-гиганты. Их сравнение помогает понять, как размеры, состав и атмосфера влияют на условия на планете. Меркурий почти лишён атмосферы, Венера раскалена из-за плотной углекислой оболочки, Земля подходит для известной нам жизни, а Марс хранит следы древних геологических процессов.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Планеты земной группы — небольшие плотные планеты с твёрдой поверхностью во внутренней части Солнечной системы. К ним относят Меркурий, Венеру, Землю и Марс. Это название помогает отличать их от крупных планет-гигантов и сравнивать миры похожего типа.
Меркурий — ближайшая к Солнцу планета земной группы. Его поверхность покрыта множеством ударных кратеров, а заметной плотной атмосферы нет: вокруг планеты находится лишь очень разреженная экзосфера. Это объясняет, почему Меркурий почти не удерживает тепло и поверхность резко нагревается днём и остывает ночью.
Венера — планета земной группы с плотной атмосферой, состоящей главным образом из углекислого газа. Её облачный покров скрывает поверхность, где температура чрезвычайно высока. Знание этих особенностей позволяет понять, почему близость к Солнцу сама по себе не определяет, какая планета окажется горячее.
Марс — планета земной группы с разреженной атмосферой. На его поверхности видны кратеры, горы, равнины и долины, а также полярные области. Изучение рельефа и состава поверхности помогает судить о геологических процессах и изменениях условий на Марсе.
Меркурий, Венеру, Землю и Марс объединяют не одинаковые условия, а сходные размеры, строение и положение во внутренней области Солнечной системы. Они меньше планет-гигантов и находятся ближе к Солнцу. Поэтому их удобно рассматривать как отдельную группу и сравнивать, как различия в атмосфере и истории меняют облик планеты.
Внутри планет земной группы находятся металлические ядра и каменные оболочки. Металлы и горные породы имеют большую плотность, чем лёгкие вещества, из которых в основном состоят планеты-гиганты. Из-за этого при сравнительно небольшом объёме планеты земной группы обладают значительной массой и твёрдой поверхностью, по которой можно проследить следы геологических процессов.
Атмосферы планет различаются потому, что планеты по-разному удерживают газ и имеют разную историю. На это влияют масса, температура, состав, а также поступление и потеря газов. Плотная атмосфера Венеры задерживает тепло, земная атмосфера создаёт условия, подходящие для жизни, а разреженные оболочки Марса и Меркурия слабо влияют на температуру поверхности.
Температура Меркурия сильно меняется из-за почти отсутствующей атмосферы: она не распределяет тепло по планете и почти не мешает ему уходить в космос. На Венере плотная углекислая атмосфера задерживает тепловое излучение поверхности. Поэтому парниковый эффект там особенно силён, и Венера горячее Меркурия, хотя расположена дальше от Солнца.
Поверхность Марса отличается от земной меньшими размерами планеты, более холодными условиями и разреженным воздухом. При этом на ней есть формы рельефа, которые могли возникнуть при разных геологических процессах: кратеры от ударов, вулканические сооружения и долины. Снимки, измерения состава пород и обнаружение следов древних русел помогают учёным проверять, как менялась поверхность и была ли на ней вода в прошлом.
| Характеристика | Меркурий | Венера | Земля | Марс |
|---|---|---|---|---|
| Положение относительно Солнца | 1-я планета | 2-я планета | 3-я планета | 4-я планета |
| Средний радиус | 2 440 км | 6 052 км | 6 371 км | 3 390 км |
| Средняя плотность | 5,43 г/см³ | 5,24 г/см³ | 5,51 г/см³ | 3,93 г/см³ |
| Атмосфера: состав и плотность | Крайне разреженная экзосфера | Очень плотная, преимущественно углекислый газ | Плотная, главным образом азот и кислород | Разреженная, преимущественно углекислый газ |
| Температурные условия у поверхности | Большие перепады между днём и ночью | Чрезвычайно жарко, около 465 °C | Условия подходят для известной нам жизни | Холодно, температура сильно меняется |
| Особенности поверхности | Много ударных кратеров | Поверхность скрыта облаками; есть равнины и вулканические области | Океаны, материки и разнообразный рельеф | Кратеры, вулканы, долины и полярные области |
| Наличие спутников | Нет | Нет | Луна | Фобос и Деймос |
Сравнивайте планеты по строкам: так видно, как расстояние от Солнца связано с температурой, а плотность атмосферы — с условиями у поверхности. Числа в таблице округлены, а температуры и климат могут меняться в разных областях планеты. Для вывода учитывайте сразу несколько характеристик, а не только одну.
Условие. Расположите Меркурий, Венеру, Землю и Марс в порядке увеличения расстояния от Солнца и укажите, какие из них имеют спутники. Чтобы не перепутать планету со спутником, сначала определим место каждой планеты в Солнечной системе, а затем отдельно проверим наличие естественных спутников.
Ответ. По мере удаления от Солнца планеты расположены так: Меркурий, Венера, Земля, Марс. Спутники есть у Земли и Марса.
Условие. Радиус Земли примерно 6 371 км, масса — 5,97 × 10²⁴ кг; радиус Марса — 3 390 км, масса — 6,42 × 10²³ кг. Определите, какая планета плотнее. Поскольку обе планеты близки к форме шара, можно сравнить плотности через массы и радиусы, не вычисляя объёмы в отдельных единицах.
Ответ. Земля плотнее Марса. Проверка здравого смысла: масса Марса меньше земной, а его меньший радиус не компенсирует эту разницу настолько, чтобы средняя плотность стала выше.
Условие. На одной из планет земной группы обнаружены высокая температура поверхности и плотная атмосфера, богатая углекислым газом. Нужно определить планету и объяснить, почему она так нагрета. Решение основано на сравнении состава атмосфер и их способности удерживать тепло.
Ответ. Это Венера. Её поверхность нагревается не только солнечным светом: плотная атмосфера мешает теплу уходить в космос.
Ошибка: считать, что планеты земной группы одинаковы. Их объединяет общий тип строения, но атмосферы, температуры и рельеф заметно различаются. Такое обобщение появляется, если название группы принять за описание условий на каждой планете. Проверьте себя: сравните хотя бы атмосферу Венеры с экзосферой Меркурия.
Ошибка: думать, что ближайшая к Солнцу планета обязательно самая горячая. Это кажется логичным, если учитывать только расстояние до Солнца. Но плотная атмосфера Венеры удерживает тепло, а Меркурий почти не имеет атмосферы. Проверка простая: сопоставьте не только расстояние, но и парниковый эффект.
Ошибка: называть атмосферу Меркурия плотной. Вокруг него есть частицы газа, поэтому можно ошибочно перенести на него привычное представление об атмосфере Земли. На деле это крайне разреженная экзосфера, которая не удерживает тепло и не образует плотного воздушного слоя. Проверьте формулировку: речь должна идти именно об экзосфере.
Ошибка: считать Марс уменьшенной копией Земли. Сходные элементы рельефа могут создать такое впечатление, особенно если смотреть только на изображения поверхности. Однако у Марса меньше размеры, разреженная атмосфера и холодные условия. Проверяйте сходство по нескольким признакам: рельеф сам по себе не делает планеты одинаковыми.
Для сравнения планет нужно знать порядок планет Солнечной системы и понимать, что означают масса, радиус и плотность. Плотность показывает, сколько массы приходится на единицу объёма, а атмосфера — газовую оболочку небесного тела. Эти понятия помогают объяснить, почему похожие по типу планеты имеют разные условия на поверхности.
Сравнение пригодится при изучении строения Солнечной системы и условий на других мирах. Оно показывает, как атмосфера и свойства поверхности влияют на температуру и пригодность среды для жизни. Эти знания также помогают обсуждать, какие признаки учёные ищут при исследовании возможной жизни за пределами Земли.
Почему планеты земной группы называют земными, если условия на них совсем не земные?
Название указывает не на сходство климата, а на общий тип строения: эти планеты сравнительно небольшие, плотные и имеют твёрдую поверхность. Их недра состоят преимущественно из каменных пород и металлов. Условия на поверхности при этом сильно различаются.
Какая планета земной группы самая горячая и почему?
Самая горячая — Венера, хотя Меркурий находится ближе к Солнцу. Плотная атмосфера Венеры, богатая углекислым газом, удерживает тепло благодаря сильному парниковому эффекту. Поэтому поверхность Венеры нагрета сильнее, чем поверхность Меркурия.
Есть ли у Меркурия атмосфера?
У Меркурия есть крайне разреженная экзосфера — оболочка из отдельных частиц газа, а не плотная атмосфера. Она почти не удерживает тепло и не защищает поверхность от резких перепадов температуры. Частицы экзосферы могут поступать, например, с поверхности и из космического пространства.
Чем Марс похож на Землю и чем от неё отличается?
На Марсе есть горы, равнины, долины и полярные области, поэтому некоторые формы рельефа напоминают земные. Но Марс меньше Земли, его атмосфера очень разрежена и состоит главным образом из углекислого газа, а климат холоднее. Следы древних русел и другие особенности поверхности указывают, что условия на планете менялись.
Почему у планет земной группы такая высокая плотность?
В их составе много тяжёлых веществ: железа и других металлов, а также плотных каменных пород. Металлические ядра и каменные оболочки дают большую массу при сравнительно небольшом объёме. Поэтому средняя плотность таких планет выше, чем у планет-гигантов, состоящих преимущественно из лёгких веществ.
§18. Планеты земной группы
