Дельфис

Жизнь каждого человека и существование всего человечества зависят от условий, имеющихся на Земле сейчас и от их изменений в будущем. Естественно, что в первую очередь мы заинтересованы в изучении самой Земли, а для этого крайне важно понять, какое место она занимает среди других планет, чем от них отличается.

В Солнечной системе пока известно девять планет: ближайшие к Солнцу четыре планеты принято называть планетами земной группы, а следующие четыре - планетами-гигантами. Девятая планета Плутон, самая дальняя, не входит ни в какую группу. Планеты земной группы похожи между собой по размерам, массе и составу пород. Это - Меркурий, Венера, Земля и Марс. Их поверхности сложены твёрдыми породами со средней плотностью вещества от 3,9 г/см³ у Марса до 5,5 г/см³ у Земли (у Меркурия - 5,4 г/см³, у Венеры - 5,2 г/см³). Масса Венеры составляет 81% от массы нашей планеты. Средний радиус Венеры (6051,5 км) лишь на 5% меньше среднего радиуса Земли (6371 км). Марс почти в два раза меньше Земли. Скромнее по размерам в этой группе ближайшая к Солнцу планета - Меркурий B 439 км). Он находится на среднем расстоянии 0,4 а.е. от центрального светила, Венера - на 0,7 а.е. (расстояние до Земли принято за 1 а.е). Марс расположен в 1,5 раза дальше. Периоды обращения планет вокруг Солнца закономерно увеличиваются с отдалением от него. Быстрее всех, со скоростью 48 км/с, движется Меркурий, совершая оборот за 0,24 земного года. Венера, двигаясь со скоростью 35 км/с, завершает один оборот за 0,62 года, у Земли скорость около 30 км/с, у Марса - 24 км/с. Самый большой эксцентриситет орбиты у Меркурия (0,2), а самый маленький у Венеры (0,01) - её орбита наиболее близка кругу. Наклоны орбит планет к эклиптике меняются незначительно: от 2° у Марса и до 7° у Меркурия.Наклон полярной оси велик лишь у Земли (23°) и Марса (25°), что приводит к смене времён года на этих планетах в отличие от Меркурия и Венеры.

В этой группе планет мало спутников: у Земли - Луна, диаметром 3476 км, у Марса два маленьких спутника Фобос и Деймос, размеры которых менее 30 км. Чем дальше планета находится от Солнца, тем меньше тепла и света она получает, однако, температура на её поверхности зависит также от наличия атмосферы, её состава. На Меркурии практически нет атмосферы, и солнечные лучи беспрепятственно проникают к поверхности; максимальная температура в подсолнечной точке там составляет около 700 К. А вот самая высокая температура наблюдается на поверхности второй от Солнца планеты - Венере, расположенной почти в два раза дальше: её мощная атмосфера из углекислого газа удерживает тепло, сохраняя одинаковую температуру днём и ночью - около 735 К. На Земле максимальная температура в подсолнечной точке достигает 288 К, на Марсе с очень разреженной углекислой атмосферой - лишь 220 К.

По периоду вращения вокруг оси первые две планеты сильно отличаются от Земли и Марса, продолжительность суток на которых очень близка (23,9 часа и 24,6 часа, соответственно). Меркурий вращается в 58 раз, а Венера в 243 раза медленнее, чем Земля. При этом Венера вращается вокруг оси в обратном направлении (по отношению ко всеобщему орбитальному движению)!

Изучение карт рельефа поверхностей всех четырёх планет показало, что перепады высот от самой высокой точки до самой низкой увеличиваются с расстоянием от Солнца: на Меркурии перепад менее 10 км, на Венере - 15 км, на Земле - 20 км (включая океанские впадины), на Марсе - 30 км. По внутреннему строению планеты земной группы мало чем отличаются друг от друга. Они имеют, как правило, ядро, мантию и кору различной толщины. Поверхность Меркурия почти целиком покрыта кратерами, на Венере преобладают холмистые равнины, кратеров там сравнительно мало (в 200 раз меньше, чем на Меркурии), а возвышенности составляют менее 8 % всей поверхности. На Земле преобладают океаны и моря, а на суше - низменности, горные массивы занимают менее 2% площади суши. На Марсе низменности сосредоточены на 35% всей поверхности, кратеров здесь гораздо меньше, чем на возвышенных участках.

Магнитные поля у планет земной группы очень слабые (кроме Земли). На Меркурии оно примерно в сто раз слабее, чем на Земле. У Марса и Венеры оно ещё меньше ².

Венера обращается вокруг Солнца в ту же сторону, что и другие планеты, совершая полный оборот за 225 суток. Но вот период её вращения вокруг оси (243 суток) удалось определить лишь в начале 1960-х годов, когда для измерения скоростей вращения планет стали применять методы радиолокации. Из-за того, что она вращается вокруг оси в сторону, противоположную орбитальному движению, солнечные сутки на ней короче времени её полного поворота вокруг оси и составляют 117 земных суток. Год на Венере лишь вдвое больше её суток.

Атмосфера Венеры состоит на 96,5% из углекислого газа и почти на 3,5 % из азота. Другие газы - водяной пар, кислород, окись и двуокись серы, аргон, неон, гелий и криптон - составляют менее 0,1%. (По-своему загадочно отсутствие на Венере воды. Впрочем, выше критической точки 647 К (370° С) вода не может оставаться в жидком виде ни при каком давлении, поэтому вся она оказалась в атмосфере планеты). Однако следует иметь в виду, что венерианская атмосфера намного мощнее нашей, так что азота, например, в пять раз больше по массе, чем на Земле, а это сравнимо с полной массой земных океанов! ³

Туманная дымка в атмосфере Венеры простирается до высоты 48-49 км. Над ней, до высоты 70 км, идёт облачный слой, содержащий капельки концентрированной серной кислоты, а в самых верхних слоях также присутствуют соляная и плавиковая кислоты. Облака, которые мы и видим с Земли, отражают 76 % падающего солнечного света. Вращение облачного слоя происходит в ту же сторону, что и планеты в целом, но значительно быстрее: полный оборот занимает 4-5 земных суток. Скорость ветра на высотах около 60 км достигает 100 м/с, но быстро уменьшается ближе к поверхности, где снижается до 1 м/с, однако, следует помнить, что атмосфера на Венере столь плотна, что лишь в 14 раз уступает плотности воды.

На вершине самых высоких гор Венеры - гор Максвелла (высотой около 11,2 км) - давление атмосферы составляет 45 бар, а на дне каньона Дианы - 119 бар. Как известно, давление земной атмосферы у поверхности - всего 1 бар. Мощная атмосфера, состоящая из углекислого газа, про- пускает к поверхности около 23 % солнечного излучения (на Земле - это 67%). Оно нагревает поверхность планеты, но тепловое инфракрасное излучение проходит сквозь атмосферу с большим трудом. И только когда поверхность нагревается примерно до 730-740 К, уходящий поток энергии оказывается равным поступающему к поверхности. Благодаря такому парниковому эффекту у поверхности Венеры сохраняется высокая температура независимо от широты местности. Но в горах, над которыми толщина атмосферы меньше, температура ниже на несколько десятков градусов.

Каков же цвет неба на Венере? Оказывается, яркий жёлто-зелёный. Но небо вечно затянуто облачной пеленой, хотя и светлое в полдень. (А ночью - конечно, без звёзд! И если судить по высказываниям доктора физико-математических наук Л.В. Ксанфомалити, то мягкий красноватый свет, льющийся на поверхность планеты, исходит от огромного, оранжевого цвета небесного купола с неразличимыми деталями высокого облачного покрова, а низко над горизонтом дымка делает его зеленоватым. - Ред.).

Венеру исследовали более 20 космических аппаратов: «Венеры», «Маринеры», «Пионер-Венеры», «Веги» и «Магеллан». При проектировании первых космических аппаратов для изучения атмосферы и поверхности этой заоблачной планеты учёные ещё не знали, на какое атмосферное давление должны быть рассчитаны приборы. Более того, предполагалось, что там может быть океан. Первые аппараты пролётного типа в начале 1960-х годов показали, что у планеты нет заметного магнитного поля и радиационных поясов. Спускаемые аппараты, оснащённые радиопередатчиками и теплозащитными покрытиями, вначале не могли достичь поверхности в рабочем состоянии, поскольку были рассчитаны на небольшие значения давлений атмосферы.

Космический аппарат «Венера 1» в феврале 1961 г. пролетел на расстоянии около 100 тыс. км от планеты и вышел на околосолнечную орбиту. «Маринер 2» в августе 1962 г. зарегистрировал высокую плотность атмосферы и высокую температуру поверхности. Спускаемый аппарат «Венера 3» впервые осуществил вход в атмосферу Венеры. В июне 1967 г. почти одновременно были запущены «Венера 4» и «Маринер 5». Первый из них был рассчитан на максимальное давление всего в 7 раз большее, чем давление у поверхности Земли, поэтому аппарат был разрушен на высоте 23 км над поверхностью Венеры. Но именно он впервые установил состав её атмосферы. Кроме того, данные измерений «Венеры 4» учёные сравнили с результатами измерений «Маринера 5» и определили, что давление у поверхности составляет около 100 атм. Более глубоких слоев достигли «Венера 5» и «Венера 6».

Спускаемый аппарат «Венера 7» был первым, достигшим поверхности. Он передал данные о составе атмосферы, температуре различных её слоев и поверхности, а также о давлении в 90 земных атмосфер. «Венера 9» и «Венера 10» в октябре 1975 г. осуществили мягкую посадку на освещенной стороне планеты на расстоянии 2200 км друг от друга и передали на Землю первые снимки поверхности с мест посадок (рис. 1). На панораме видно множество камней от самых маленьких до метрового размера и рыхлый грунт между ними. Поскольку приборы показали, что аппарат находится на крутом склоне в 30°, можно было предположить, что сфотографирован участок каменистой осыпи у подножия разрушающейся горы. На основе этих панорам учёные пришли к выводу о тектонической активности коры планеты.

^{Рис. 1. Изображение поверхности Венеры в месте посадки спускаемого аппарата «Венера 9», работавшего в течение 53 минут 22 октября 1975 г. На снимке преобладают угловатые и выветренные породы поперечником 30-40 см}

Американский аппарат «Пионер-Венера 1» в 1978 г. выполнил детальные исследования окружающего пространства и радиолокационное зондирование, благодаря которому была составлена первая подробная карта рельефа поверхности планеты. С аппарата «Пионер-Венера 2» были сброшены четыре устройства для спуска в атмосфере на дневной и ночной стороне и для передачи информации ещё до падения на планету. Одно из них выдержало удар и передавало данные с поверхности в течение 67 мин. На поверхности был обнаружен толстый слой пыли, осаждавшейся в течение 15 мин. после посадки. В этом же году мягкую посадку на поверхность совершили «Венера 11» и «Венера 12» на расстоянии 800 км друг от друга. Первый зарегистрировал 25 ударов молний в секунду, а второй - около тысячи разрядов.

Данные о химическом составе пород впервые были получены в месте посадки аппаратов «Венера 13» и «Венера 14» в 1982 г. с помощью специальных грунтозаборных устройств. Результаты анализов, выполненных автоматами, были переданы на Землю, и учёные нашли, что они сопоставимы с земными базальтами, встречающимися в глубоководных впадинах океанов. В состав пород входят окислы кремния, алюминия, магния, железа, кальция и других элементов. На цветных панорамах с мест посадок этих станций можно было рассмотреть детали размером до 5 мм (рис.2)!

^{Рис.2. Изображение поверхности Венеры в месте посадки спускаемого аппарата «Венера 13», работавшего в течение 2 часов 1 марта 1982 г. Внизу снимка видна часть аппарата и крышка от камеры}

Раздробленный грунт состоит из мелких частиц и камешков размером до 5 см. Каменные плиты, протяжённостью от 0,5 до 2 м, по-видимому, являются выходами древних скальных пород со следами выветривания. На переднем плане панорамы видна опора аппарата. Расстояние между зубцами опоры составляет 50 мм, а размер крышки от камеры, находящейся рядом с опорой, - 19 х12 см. Спускаемый аппарат «Венера 13» находился на равнине, в отличие от «Венеры 9».

Увидеть глобальные особенности рельефа большей части поверхности Венеры учёные смогли благодаря радиолокационному зондированию с аппаратов «Пионер-Венера» (1978 г.), «Венера 15», «Венера 16» (1983-1984 гг.) и «Магеллан» (1990-1994 гг.). Наземная радиолокация позволяет «увидеть» только 25% поверхности, причём с меньшим разрешением деталей, чем на космических аппаратах. «Магеллан» получил фотографии всей поверхности с разрешением в 300 м.

Именно тогда выяснилось, что большая часть поверхности Венеры занята холмистыми равнинами. Все заметные детали поверхности получили свои имена. На первых наземных радиолокационных изображениях отдельных участков поверхности Венеры исследователи использовали различные названия, из которых на картах остались горы Максвелла (название отражает роль радиофизики в исследованиях Венеры), области Альфа и Бета (две наиболее яркие в радиолокационных изображениях детали рельефа названы по первым буквам греческого алфавита). Эти названия являются исключениями из правил, принятых Международным астрономическим союзом: деталям рельефа поверхности Венеры давать только женские имена! Ведь вторая от Солнца планета поименована в честь античной богини любви и красоты Афродиты (Венеры - у римлян). В результате, крупные возвышенные области - это Земля Афродиты, Земля Иштар (в честь ассрийской богини любви и Афродиты красоты) и Земля Лады (славянская богиня любви и красоты). Крупные кратеры названы в честь выдающихся женщин всех времён и народов, а небольшие носят личные женские имена. На картах Венеры можно встретить такие названия, как Клеопатра (последняя царица Египта), Дашкова (директор Петербургской академии наук), Ахматова (русская поэтесса). Из русских имён встречаются: Антонина, Галина, Зина, Зоя, Лена, Маша и другие.

Рельеф горных районов Венеры довольно сложен. В области Земли Иштар находится обширное высокогорное плато Лакшми вулканического происхождения, расположенное на высоте 3-4 км. Оно в два раза больше Тибета. Плато с востока окружают горы Максвелла, а с севера  - горы Фреи и горы Акны. На плато имеются две крупные вулканические кальдеры поперечником 100 и 160 км. Земля Афродиты, площадь которой близка к площади Африки, расположена в приэкваториальной области. Самая высокая часть её достигает 5 км. Большое число ярких в радиодиапазоне кольцевых структур можно видеть как раз в этой области. На южной окраине Земли Афродиты - каньон Артемиды диаметром 2600 км, а на восточной окраине - каньон Дианы.

Область Бета, высотой до 5 км, вероятно, представляет собой щитовой вулкан, состоящий из горы Реи и горы Теи. Следы лавовых потоков простираются на большие расстояния. Предполагается, что именно в этом районе могут находиться действующие вулканы, и их массив - один из крупнейших в Солнечной системе.

Кратеров на Венере обнаружено более 900, то есть их средняя плотность составляет два образования на площади в 1 млн. км², в то время как на Луне - 392 кратера. Причём на поверхности планеты не выявлено кратеров поперечником менее 1,5 км, и объясняется это тем, что атмосфера Венеры просто не пропускает мелкие метеориты. Цветная иллюстрация (на 4-й стр. обложки) отражает редкую картину, когда три крупных кратера расположены рядом. Это место обычно называют «кратерная ферма».

Тот факт, что на Венере мало кратеров, свидетельствует, что её поверхность претерпела обновление в недавнем прошлом: средний возраст поверхности оценивается всего в 500 млн. лет. Плантологи уверены, тогда произошла глобальная геологическая катастрофа, но что было причиной тех событий - неизвестно. Здесь обнаружено множество вулканов высотой 1-6 км, возможно, некоторые из них извергаются и в настоящее время (рис.3). Выявлено около 150 крупных вулканов диаметром более 100 км. Большинство имеют небольшие размеры - менее 20 км в поперечнике. Их десятки тысяч. Всё это свидетельствует о наличии огромных резервуаров лавы под поверхностью планеты. Многочисленные гряды, напоминающие срединно-океанические хребты Земли, простираются с севера на юг на сотни и тысячи километров. Им даны имена богинь. Для названий равнин используются женские мифологические персонажи. Например: равнина Елены (из-за Прекрасной Елены началась Троянская война), равнина Снегурочки, равнина Бабы-яги...

Изображения, полученные космическим аппаратом «Магеллан», содержат и уникальные формы рельефа. Например, 7 крупных холмов, размером около 25 км и высотой до 1 км, расположенные вблизи области Альфа, представляют собой очень толстые и медленно растекавшиеся лавовые потоки. Их называют «вулканы-блины».

Необычные формы рельефа, представляющие собой пересечение хребтов и долин, похожие на паркет, назвали «тессерами». Это самые древние участки поверхности планеты, возраст которых оценивается в 1 млрд. лет. Крупные депрессии (понижения) овальной формы с приподнятой центральной частью, окружённые валами - «венцы», также непохожи на формы рельефа, встречающиеся на других планетах. Венцы по-видимому образовались в результате активных потоков вещества в мантии. Свои имена они получили в честь богинь плодородия, урожая, цветов.

Надо сказать, что поверхность Венеры покрыта сетью из неправильной формы шестигранников площадью 100 кв. м; возникла такая трещиноватость из-за колебаний температуры поверхности в 200° в течение длительного времени.

^{Рис. 3. Трёхмерное компьютерное изображение вулкана Сапфо на Венере высотой 1,5 км и поперечником 400 км, построенное на основе снимков «Магеллана». Вертикальный масштаб в двадцать раз больше горизонтального}

Гравитационные измерения «Магеллана» показали, что кора Венеры более прочная и толстая, чем это считалось раньше. У планеты железное ядро радиусом 3000 км и мантия из расплавленных горных пород, занимающая большую часть планеты. Имеются некоторые свидетельства складчатости и увеличения в объёме поверхности Венеры, а также недавних вулканических потоков. Однако на Венере нет признаков тектоники плит, которой мы наделяем Землю.

В заключение важно отметить следующее. Нашему поколению предоставлена уникальная возможность наблюдать крайне редкое явление - прохождение Венеры по диску Солнца дважды в своей жизни: 8 июня 2004 г. и 5-6 июня 2012 г. В 1761 г. М.В. Ломоносов, наблюдая это явление, обнаружил, что в момент контакта с Солнцем вокруг противоположного края планеты вспыхнул яркий ободок, и учёный сделал правильный вывод о том, что Венера окружена плотной атмосферой. Не исключено, что и в этот раз Венера выдаст ещё одну свою тайну...

Дополнение от редакции

Последний раз прохождение Венеры произошло 122 года тому назад. Если событие 2004 г. наблюдалось от начала и до конца почти по всей территории России, то ему парное в 2012 г. будет лучше видно на востоке страны. Причина прохождения планеты по диску Солнца, как и в случае с солнечными затмениями, кроется в том, что один из двух узлов пересечения плоскости орбиты планеты с плоскостью земной орбиты (эклиптикой) оказывается на или вблизи линии Земля-Солнце. Если прохождения Меркурия наблюдаются часто - в среднем 14 раз в столетие, то Венеры - не более двух раз, чередуясь в современную эпоху через 105,5, затем 8 лет, через 121,5 года и опять 8 лет, вновь через 105,5 года и т.д. Следующее парное путешествие нашей соседки по диску светила произойдёт в 2117 г.

В дальнейшем прохождения будут чередоваться с периодом 243 года, так как Венера в момент одного из парных соединений с Солнцем окажется на достаточном удалении от узла и уже не будет проецироваться на его диск; тогда единственное прохождение Венеры по диску Солнца станет центральным и достигнет максимальной длительности - 8,6 часа («Звездочёт» №9, 10/2000). Любопытно, на наш взгляд, важное числовое совпадение: 243 суток - период вращения Венеры вокруг оси, 243 года - интервал между последующими прохождениями планеты через линию Земля - Солнце. Само по себе сочетание цифр 2,3,4 эзотерически исключительно значимо и часто встречается в природных ритмах. Так что и с этой точки зрения наше время - особенное.