Учебное пособие для студентов специальности I 51. 01. 01 " Геология и разведка месторождений полезных ископаемых"



бет5/34
Дата11.07.2016
өлшемі5.81 Mb.
#192142
түріУчебное пособие
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   34

2.2. Планеты солнечной системы


Геохимия планет изучена недостаточно. Лишь во второй половине XX века наблюдения за планетами с Земли дополняются информацией со спутников и межпланетных станций. Существует много гипотез о происхождении планет.

По гипотезе доктора геолого-минералогических наук А. Ходько космические катастрофы зашифрованы в таблице Менделеева. За время жизни звезд происходит периодический семикратный сброс отработанной плазмы в окружающее пространство под влиянием внутреннего давления на большие расстояния, с которой впоследствии формируются планеты.

Исходя из легенды племени нагуа Центральной Америки, записанной биографом Х. Колумба – Лас Касас, произошла гибель “пятого Солнца”, т.е. пятого выброса плазмы. Первый выброс плазмы на Солнце произошел на расстояние 1,5 астрономических единиц, т.е. на орбиту, где сформировалась планета Фаэтон, которую постигла катастрофа – нынешние обломки метеоритов. Основу плазмы составили химические элементы первого периода. После синтеза на Солнце элементов второго периода произошел второй выброс плазмы, послуживший материалом для формирования Луны. Как меньшая по массе планета, она попала под воздействие Земли. Венера и Меркурий – результат соответственно третьего и четвертого выброса плазмы Солнца, соответствующей по составу третьему и четвертому периоду таблицы Менделеева. После пятого выброса началось формирование пятой планеты на расстоянии менее 1/3 а.е. от Солнца. Ее существование было предсказано в XIX столетии Ж. Леверье как причина орбитальных возмущений Меркурия. Он назвал ее Вулканом. Однако ее можно будет зафиксировать лишь после уплотнения ее по массе. Шестая вспышка на Солнце должна произойти более чем через 3 млрд. лет. Таким образом, рожденные планеты со сброшенной Солнцем плазмы, удерживают те элементы, синтез которых закончился на нем к моменту выброса звездной оболочки. В момент сброса плазмы происходит деформация на сформированных планетах с образованием гор, континентов, океанов, т.е. периодические катастрофы.

Кандидат технических наук М.Г. Виноградова – специалист в области механики центробежных полей, разработала гипотезу образования других планет Солнечной системы. Она утверждает, что Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун (планеты состоят из газовых компонентов) раньше были звездами. Они синтезировали химические элементы, сбрасывали их периодически и формировали планеты, часть из которых стала спутниками больших планет, за исключением Марса и Земли. Раньше Юпитер вместе с молодым Солнцем представлял двойную звезду. Захват Солнцем Земли и Марса – это результат развития и взаимодействия двойной звезды.

Земля пятикратно получала воздействие взрывной волны Солнца при сбросе плазмы, что зафиксировано в геологической памяти – изменение геологического строения. Первые два удара пришлись на Землю, когда она находилась в текуче-аморфном состоянии, и их следы не сохранились. Затем 3,7 млрд. лет назад (третий удар) она была расколота на континенты и впадины. Четвертый удар (2 млрд. лет назад) образовал новые расколы и перестройки континентов и океанов, пятый удар (220 млн. лет назад) создал впадину Тихого океана.

Эти гипотезы объясняют механизм образования специфического химического состава планет, которые имеют разный возраст и разные источники происхождения. В них есть рациональное зерно, поэтому они ближе геохимикам. Другие гипотезы также имеют право на существование. Катастрофы на Земле были и могут быть по другим причинам: столкновение с кометой, проникновение к поверхности космических и рентгеновских лучей при прохождении Солнечной системой опасных мест в Галактике, поглощение нейтронной звездой и др.

Рассмотрим ниже особенности химического состава планет, за исключением Земли, о которой информация будет изложена в последующих главах.

Планеты отличаются по размерам, плотности, массам, расстоянию от Солнца и другим параметрам (табл. 3). Они делятся на две группы: внутренние планеты (Меркурий, Венера, Земля, Марс) и внешние (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон). Их разделяет кольцо астероидов между Марсом и Юпитером. По мере удаления от Солнца планеты, вплоть до Земли, увеличиваются и становятся более плотными (3,3-3,5 г/см3), а внешние планеты уменьшаются, начиная с Юпитера, и менее плотные (0,71-2,00 г/см3). Во внутренних планетах выделяются силикатная и металлическая фаза, последняя особенно выражена у Меркурия (62%); чем ближе к Солнцу, тем больше металлического железа. Внешние планеты сложены газовыми компонентами (Н, Не, СН4, NH3 и др.). Планеты имеют по одному и более спутнику, за исключением Меркурия и Венеры.



Меркурий. Ось вращения перпендикулярна плоскости его орбиты, поэтому времена года отсутствуют. Период вращения вокруг оси совпадает с периодом вращения вокруг Солнца и он повернут одной стороной к нему.

Поверхность покрыта кратерами. Имеются узкие и длинные хребты. Кора андезитовая, как на Луне, возраст 3,9–4,4 млрд лет. Ядро массивное металлическое с радиусом, равным 3/4 радиуса планеты. Атмосфера разреженная с инертными газами. В нее заходят газовые струи из Н и Не от Солнца. Из-за высокой температуры на освещенной стороне горные породы выделяют натрий в атмосферу. Исследовал планету аппарат «Маринер-10».



Венера вращается в противоположную сторону, чем Земля. Сила тяжести почти такая же, как на Земле. Отсутствует смена времен года. Вокруг планеты вращается атмосфера за четыре земных суток со скоростью 130 км/ч. По размеру, плотности, а также давлению и температуре на высоте 50 км сходна с Землей, а солнечной энергии получает в два раза больше. Атмосфера состоит из СО2 (96,5%), N2 (3,4) вулканического происхождения, около 0,1% приходится на H2, O2, H2O, CO, COS, SO2, S2, H2S, SF6, HCl, HF, Ne, Ar, Kr, Xe.
Таблица 3

Сравнительный анализ планет солнечной системы




Планета

Масса,

в массах Земли/кг



Диаметр, в диаметрах экватора Земли/км

Плотность, г/см3

to поверхности, max и min, оС

Длина суток

Расстояние от Солнца (среднее),

Длина года

Меркурий

0,055/ 3,3·1023

0,38/ 4860

5,43

мах +470, мин -70

58,65 земных суток

0,387 а.е., 58 млн. км

88 земных сут.

Венера

0,815/4,87·1024

0,949/ 11500

5,25

мах +480

243 дня

0,723 а.е., 108 млн. км

224,7 сут.

Земля

1

1/12700

5,52




24 ч

1, 149,5 млн. км

365 сут.

Луна

0,0123/7,35·1022

0,273/ 3476

3,342












Марс`

0,107/6,4·1023

0,53/ 6670

3,95

-23

-150 (полюс)

0 на экваторе


24,622

1,5237 а.е., 228 млн. км

687 сут.

Юпитер

318/1,9·1027

11,2/ 143760

1,31

-160 (верхний слой облаков)

9,93 ч

5,203 а.е., 778 млн. км

11,86 лет

Сатурн

95/5,68·1026

9,46/ 120420

0,71

-150 (верхний слой облаков)

10,54 ч

9,54 а.е., 1,43 млрд. км

29,46 лет

Уран

14,5/8,7·1025

4/ 51300

1,27

-220 (-150)

14 ч 14 мин

19,2 а.е., 2,86 млрд. км

84 года

Нептун

17,2/1·1026

3,9/ 49500

1,77

-213 (-170)

17 ч 52 мин

30 а.е., 4,5 млрд. км

165 лет

Плутон

0,0022/1,3·1022

2324

2,0

-230



29,65-49,28 а.е., 5,929 млрд. км

248,4 года

Предположительно облака состоят из паров и капелек серной кислоты. Процесс образования сернокислого тумана замедленный. За день образуется 25 капель/ 1 см3 с диаметром 1,5 мкм. В нижних слоях атмосферы из-за высокой температуры кислота разрушается. При этом СО реагирует с серным ангидридом с образованием углекислого и сернистого газа. У поверхности СО отнимает у сернистого газа кислород с образованием газообразной серы. В наэлектризованной атмосфере зарегистрировано 50 молний в секунду в одном только месте, а на всей Земле для сравнения – 100. Атмосферное давление 90±15·105 Па, т.е. в 100 раз выше земного. На высоте облаков атмосфера вращается со скоростью 100 км/с, ниже 10 км – единицы метров в секунду, на поверхности – не более 1 м/с, но этот ветер валит с ног из-за высокой плотности. Для него характерно постоянное западное направление. Дневное освещение аналогично пасмурному дню на Земле.

Поверхностный грунт состоит на 50% из SiO2. В нем отождествлены Al, Mg, Ca, Fe, K, Mn, Ti, S, Cl, U. Породы близкие к гранитоидам.

Горы занимают 8% всей поверхности, максимальная высота до 11 км (г. Максвелла). Преобладает низменная и волнистая равнина со множеством кратеров диаметром до 280 км, плоскогорья на высотах примерно 3500 м. Вода в ходе фотодиссоциации переходит в кислород, а водород поступает в космос.



Луна – спутник Земли. Поворот вокруг оси совпадает с поворотом вокруг Земли (27,3 суток). Атмосфера отсутствует. На поверхности реголит (пыль) мощностью до нескольких метров. Реголит состоит из осколков магматических пород, шлакообразных частиц и застывших капель расплавленной магмы, спекшихся друг с другом и образовавших губчатую массу. «Материки» занимают 85%, «моря» (пониженные места) 15% и представлены базальтовой породой. Химический состав отражает высокотемпературные условия их образования. Исследованные породы изверженные и кристаллизовались при температуре 1210-1060оС с силикатного расплава, обогащенного железом. Ведущие минералы: пироксен, плагиоклаз, ильменит, оливин. Малоизвестные для земных условий минералы: пироксенманганит (обогащен Mn), ферапсевдобрукит (Fe, Mo, Ti), транквилитит (TiZrO4) и др. В породах среди O, Si, Fe, Ca, Mg, Al, Ti повышенное количество Fe, Ti, Zr и редких земель. Выделяются элементы группы железа (V, Cr, Mn, Co, Ni), молибдена (Y, Zr, Nb, Ta).

Марс обращается вокруг Солнца против хода часовой стрелки и каждые 780 дней находится на минимальном расстоянии (противостояние) с Землей – 55 млн. км, максимальное 102 млн. км. Ось вращения наклонена к плоскости орбиты под углом 65о.

Атмосфера разреженная, давление 610-800 Па, что в 160 раз меньше, чем на поверхности Земли, и в 15 000 раз меньше чем на Венере. У полюсов облака голубые и состоят из СО2, небо тускло-розового цвета. Атмосфера состоит из СО2 (95%, по другим источникам 75 и 50%), N2 (2,5), Ar (1,6), O2 (0,1-0,4), CO (0,06%), очень мало Ne, Kr, Xe. Имеются пары воды, аэрозоли за счет пылевых бурь. Скорость ветра 100 м/с. Климат аналогичен Антарктиде. В геологическом прошлом климат был мягче, в достатке было воды, которая оставила следы в виде многочисленных русел. Сейчас лед состоит из СО2 и частично Н2О.

Ядро малое (5-9% массы планеты), литосфера мощная. Выделяют древнюю кратерированную кору и базальтовые “моря” в депрессиях. Высота гор до 27 км, они занимают 2/3 поверхности планеты. Диаметр кратеров до 80 км, длина каньонов до 4,5 тыс. км при глубине 2-3 км. В грунте Марса содержится Fe – 12-14%, Si до 20, Ca – 4, Al – 2-4, Mg – 5, S – 3% и другие элементы. Марс исследовали аппараты «Викинг» и «Марс».

Юпитер – самая большая планета Солнечной системы и близка по размерам и массе к звезде, имеет низкую плотность. Совершает оборот вокруг своей оси за 10 часов. Имеет 16 спутников. В атмосфере образуются неподвижные вихревые образования и оглушительные раскаты грома, сопровождаемые молниями.

Атмосфера на 77-78% состоит из Н2 и на 22-23% из Не с незначительной примесью метана, аммиака, воды. Магнитное поле в 50 раз сильнее земного, поэтому вокруг планеты имеются мощные пояса заряженных частиц. Характерны полярные сияния и мощные радиоизлучения в виде шумов.

Поверхность представлена металлическим водородом (80%) в твердой фазе и гелием (20%). На глубине 0,02 радиуса планеты находится жидкий слой молекулярного водорода, который сменяется глубже твердым водородом. На глубине 10 тыс. км Н2 переходит в Н (протоны и электроны существуют отдельно). Ядро Юпитера железо-силикатное. Внутреннее излучение планеты на 60% больше, чем приток энергии от Солнца. При высокой температуре и давлении атом водорода разрушается и ведет себя как металл, создавая магнитное поле.

Для спутника Ио характерна вулканическая деятельность, продуктом извержений является сера.



Сатурн уступает Юпитеру по массе и размерам с самой низкой плотностью (0,71 г/см3) среди планет. Имеет 17 спутников. Толщина всех колец вокруг планеты 2 км. Это камни, покрытые льдом в поперечнике до 10 м, ширина всех колец 400 тыс. км.

Атмосфера состоит из водорода (63%) и гелия (27%), остальное приходится на долю аммиака, метана, этана и ацетилена. Скорость ветра достигает 1800 км/ч, что в 20 раз больше штормового ветра на Земле. Мощность газовой атмосферы 1000 км. Поверхность представлена океаном из Н2 и Не. Ядро расплавленное силикатно-металлическое.



Уран и Нептун изучены менее других планет. Они сходны по химическому составу с Юпитером и Сатурном. Уран движется в Солнечной системе лежа на боку и ось вращения лежит почти в плоскости его орбиты. Атмосферы планет состоят из водорода (50%), метана (20), аммиака (5%), имеется гелий, этан, ацетилен, вода. Отмечены перистые облака из метана, которые придают голубой цвет планетам. Недра этих планет на 20% состоят из Не и Н2, на 80% из более тяжелого вещества железосиликатного состава.

Плутон имеет тонкий слой атмосферы, лед состоит из воды и метана, ядро силикатное.



Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   34




©dereksiz.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет