Геология

В 1980 г. космический аппарат “Пионер-Венера” с радиолокатором на борту был выведен на орбиту вокруг Венеры и позволил заглянуть сквозь ее облачный покров, сделав первый реальный обзор поверхности нашей космической сестры. Оказалось, что на Венере имеются горные области подобные земным континентам. Низменности, соответствующие океанским бассейнам на Земле, занимают только шестую часть поверхности планеты против двух третей на Земле. Венерианские вулканы так же, как их земные двойники, поднимаются на 4000 м, но занимают несравненно большую площадь.

Два “континента” Венеры: земля Афродиты и земля Иштар сравнимы по площади с континентальной частью США. Большая часть планеты представляет собой холмистую равнину с некоторым числом значительных кратероподобных образований, возможно, вулканов. Земля Иштар, хотя и несколько меньше земли Афродиты, выделяется горами Максвелла - массивом, который возвышается над средним уровнем почти на 11 км, т.е. более чем на 2 км превосходит высочайшую вершину Земли Эверест. Эта горная область - наиболее пересеченная на Венере - хорошо обнаруживается при радиолокации с Земли, несмотря на высокую широту, где только очень сильно пересеченная местность может создавать обратное отражение. Земля Иштар, расположенная западнее гор Максвелла, вдвое больше Тибетского нагорья и лежит на большей высоте. Она, по видимому, относительно гладкая и, возможно, покрыта недавно изверженной лавой.

Земля Афродиты примечательна двумя протяженными рифтовыми долинами, протирающимися на ее восточном краю на 2200 км. Чрезвычайно сильно пересеченные горные зоны очерчивают северо-восточную и северо-западную границы земли Афродиты. Западная гряда самая высокая и величественно возвышается на 7 км над соседней равниной и почти на 8 км над средним уровнем.

Итак, многие топографические особенности поверхности Венеры аналогичны земным, что указывает на “геологическую” активность планеты.

Уровень радиоактивности, измеренный “Венерой”-9 и 10”, сравним с радиоактивность базальтовых пород, а “Венерой-8” - с радиоактивностью гранитов. По измерениям “ Венеры-10” плотность пород на глубине нескольких десятков сантиметров равна 2,7 m 0,1 г/см3, что значительно меньше средней плотности Венеры (5,25 г/см3). Это значение типично для базальтов.

На поверхности планеты видны следы эрозии и выветривания пород. Не найдено каких-либо признаков переноса вещества ветром, да и вряд ли этого можно ожидать, поскольку вблизи поверхности ветры очень слабы: до высот несколько километров скорость ветра составляет 0,3 - 1,4 м/с. На высотах от 10 до 50 км ветры усиливаются от 50 до 60 м/с; это значение типично и для гораздо больших высот. Не известно, происходит ли какое-либо химическое выветривание. Возможно, главными причинами разрушения горных пород служат вулканическая и сейсмическая активность.

Земля

Земля кажется нам такой огромной, такой надежной и так много значит для нас, что мы не замечаем ее второстепенного положения в семье планет. Единственное слабое утешение состоит в том, что Земля - наибольшая из планет земной группы. К тому же она обладает атмосферой средней мощности, значительная часть земной поверхности покрыта тонким неоднородным слоем воды, а вокруг нее обращается величественный спутник, диаметр которого равен четверти земного диаметра. Однако этих аргументов вряд ли достаточно для того, чтобы поддерживать наше космическое самомнение. Крошечная по астрономическим масштабам, Земля - это наша родная планеты, причем единственная из планет Солнечной системы на которой наблюдается жизнь, и поэтому она заслуживает самого тщательного изучения.

Орбита

Земля движется со скоростью около 30 км/с вокруг Солнца по эллиптической орбите, мало отличающейся от окружности. Одно из доказательств обращения Земли вокруг Солнца - кажущееся смещение ближайших к нам звезд. При движении Земли вокруг Солнца ось ее остается параллельной самой себе.

Вращение

Ось вращения Земли не перпендикулярна эклиптике - плоскости земной орбиты, поэтому экватор наклонен к плоскости эклиптики на 23,5¡. Свой полный оборот вокруг оси Земля совершает за 24 часа.

Температура

При движении Земли вокруг Солнца направление ее оси вращения остается неизменным в пространстве. Когда северный полюс обращен в сторону Солнца (положение а), северное полушарие получает больше солнечного света, чем южное. Полюс освещается круглосуточно (полярный день), долгота дня всюду к северу от экватора больше, чем на тех же широтах в южном полушарии. К тому же солнечные лучи падают почти перпендикулярно поверхности, так что данная область получает больше тепла и света в дневное время при большей продолжительности дня.

Через четверть периода обращения вокруг Солнца (спустя 3 месяца) Земля переместится в положение б: здесь долгота дня и ночи будет одинакова на всем земном шаре. Через половину периода (6 месяцев) южное полушарие будет нагреваться, а северное - остывать, причем на северном полюсе будет полярная ночь.

Самое теплое время года не совпадает с моментом наибольшей долготы дня и максимального освещения поверхности солнечными лучами. В северном умеренном поясе максимум солнечного освещения приходится на 21 июня (положение а) , а середина лета - время наибольших температур, наступает позднее, в июле или ближе к 1 августа. Точно так же отстают и другие сезоны. Такое запаздывание происходит потому, что поверхность Земли (самый верхний слой толщиной несколько метров и атмосфера) постепенно нагревается, по мере того как количество, получаемого от Солнца, возрастает. Температура продолжает повышаться, поскольку поступает много тепла, даже когда поток начинает понемногу ослабевать, и так продолжается до тех пор, пока скорости поступления и потерь тепла не сравняются

Интересно отметить, что Земля проходит через перигелий (ближайшую к Солнцу точку своей орбиты) в середины зимы в северном полушарии и через афелий (наиболее удаленную от Солнца точку своей орбиты) в середине лета. Казалось бы, вследствии этого сезонные различия в северном полушарии должны слегка смягчиться, а в южном полушарии диапазон температур должен быть более резко выражен. В действительноси сезонные колебания температуры в южном полушарии меньше, чем в северном. Дело в том, что океаны оказывают заметное влияние на изменения температуры атмосферы, уменьшая их, а отношение площади поверхности, покрытой водой, к площади суши в южном полушарии значительно больше, чем в северном.

Температура воздуха быстро падает с высотой в области толщиной несколько километров. Температурный минимум наблюдается в стратосфере на высоте примерно 17 км, а максимум - около 50 км, где почти достигается поверхностная температура. Выше 300 км наблюдаются лишь следы атмосферы, нагреваемые солнечным ультрафиолетовым излучением и частицами высокой энергии до температуры примерно 1500¡С.

Бурение глубоких скважин показывает, что температура в общем растет с глубиной со средней скоростью 1¡ на каждые 50 м, хотя ее значение очень сильно меняется от места к месту. Если бы такой рост температуры продолжался до центра Земли, то температура там достигла бы весьма высокого значения 130 000¡С. Однако согласно геофизическим исследованиям, она значительно ниже и равна приблизительно 6000¡С. Радиоактивные элементы, такие, как уран и торий, ныне сосредоточенные, по-видимому, в основном в земной коре, дополнительно нагревают внешние слои.