Розділ «Глава 3. ЗЕМЛЯ В КОСМІЧНОМУ ПРОСТОРІ»

Колосальна енергія, яку виділяє Сонце, розсіюється в космічному просторі. Дуже мала частка цієї енергії досягає Землі у вигляді рентгенівських і ультрафіолетових променів, видимого світла, теплового випромінювання і радіохвиль. Земна атмосфера для деяких довжин хвиль непрозора, але теплове випромінювання і видиме світло вільно проникають через неї.

Тепло і світло, які випромінює Сонце, живлять енергією різні природні процеси. Тепло впливає на клімат, приводить в дію кругообіг води, відіграє велику роль при вивітрюванні та ерозії, а також створює на Землі умови, сприятливі для життя. Без цього джерела енергії не було б унікального в Сонячній системі, а можливо і у Всесвіті, рослинного і тваринного світу та найскладнішого створіння природи — людини.

Енергія, що виділяється Сонцем, залишається за величиною практично незмінною вже майже 5 млрд. років. Згідно з підрахунками вчених, Сонце знаходиться в головній фазі свого розвитку і буде перебувати в ній ще близько 7 млрд. років.

На сонячному диску вчені виявили темні плями, які зберігаються по кілька тижнів, а також численні яскраві спалахи, що тривають по кілька годин. Безперервне випромінювання Сонцем величезної енергії супроводжується відторгненням заряджених частинок в космічний простір. Цей потік протонів і електронів називається сонячним вітром. Взаємодіючи з верхніми шарами атмосфери, ці частинки викликають в ній полярні сяйва, іонізують повітря і змінюють фізичний стан газової оболонки.

Підвищення активності Сонця триває 4,2 роки, спад — 7 років, тобто його активність відновлюється в середньому через кожні 11,2 року. Цей період називається сонячним циклом. Рентгенівське випромінювання досягає Землі через 8—30 хв. після спалаху, а потік заряджених протонів і електронів — приблизно через добу.

Навколо Сонця обертаються планети, які розташовані в такому порядку: Меркурій, Венера, Земля, Марс, Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун (див. рис. 2). Всі дев'ять планет рухаються приблизно в одній площині майже за круговими орбітами і в одному напрямі — проти годинникової стрілки (якщо дивитися з боку Північного полюсу Світу). Планети ще називають "блукаючими зорями", бо вони описують на небі досить складні траєкторії руху, що відрізняє їх від "нерухомих" зірок. На справді їхні зигзагоподібні шляхи серед зоряного неба є наслідком орбітального руху планет, в тому числі і Землі, на якій, як правило, знаходиться спостерігач.

Рис. 2. Порівняльні розміри планет

Меркурій — найближча до Сонця планета, яка має порівняно невеликі розміри і тому тривалий час залишалася недоступною для візуальних астрономічних спостережень. Новий етап у вивченні Меркурія почався в 1974 p., коли американська міжпланетна станція "Марінер-10" тричі пролетіла поблизу Меркурія і передала на Землю численні зображення поверхні планети. Схожість з Місяцем виявилась разючою. Великі рівнини Меркурія вкриті кратерами різних розмірів, місцями спостерігаються лінійно витягнуті уступи або обриви висотою 2—3 км і протяжністю на сотні кілометрів. Меркурій має слабке магнітне поле і дуже розріджену гелієву атмосферу — унікальну в Сонячній системі. Допускають, що вона захоплена із "сонячного вітру" і утримується силою тяжіння планети. Опівдні на екваторі Меркурія температура піднімається до 400— 500°С, а вночі падає до 160°С. Такі різкі температурні контрасти пояснюються майже повною відсутністю атмосфери. Середня щільність гірських порід Меркурія досить висока(5,44 г/см3), і це означає, що планета має розплавлене залізо-нікелеве ядро з радіусом близько 1820 км.

Венера — наша найближча сусідка в світовому просторі — є після Сонця і Місяця найяскравішим небесним світилом, її легко можна знайти на вечірньому або ранковому зоряному небі поблизу Сонця. Поверхня Венери схована від очей спостерігача товстою і досить густою атмосферою, існування якої виявив великий російський вчений М.В. Ломоносов. З того часу Венеру нерідко уявляли рідною сестрою Землі, тільки трохи жаркішою — щось на зразок тропічного раю з джунглями, можливо населеною екзотичними тваринами.

На жаль, епоха космічних польотів розвіяла ці романтичні уявлення. Дослідження, здійснені вченими з допомогою автоматичних космічних станцій типу "Венера", дозволили встановити, що газова оболонка складається на 97 % з вуглекислого газу, решта — азот, інертні гази, аміак, кисень і водяні пари. Несподіваним виявився хімічний склад венеріанських хмар: вони утворені парами сірчаної, азотної та хлористоводневої кислот.

Велика газова оболонка Венери, основним компонентом якої є вуглекислий газ, створює на її поверхні "парниковий ефект", внаслідок чого температура там близька до 500 °С. Щільність венеріанської атмосфери настільки значна, що її тиск на поверхні планети досягає 100 атм. Таким чином, венеріанський тропічний рай виявився справжнім "розжареним" пеклом. Про ймовірність життя в таких несприятливих кліматичних умовах не доводиться й говорити.

Як показали дані радіолокаційних зйомок Венери, на поверхні планети, особливо в ЇЇ екваторіальній області, є багато кратерів, найбільший з яких має діаметр 160 км і глибину 400 м. Виявлено грандіозні тектонічні розломи, вулканічну і грозову діяльність. Великий інтерес викликають також передані космічними станціями "Венера-9" і "Венера-10" знімки поверхні і результати досліджень венеріанського ґрунту. На одній з фотографій видно ділянку поверхні планети, вкриту уламками каменів розміром у кілька десятків сантиметрів. Виміряно щільність гірських порід — 2,8 г/см3, що відповідає щільності базальтів на Місяці. Планета обертається навколо своєї осі в протилежний обертанню інших планет бік.

Земля, маючи схожі з Венерою розміри і масу, відрізняється від неї, а також і від інших планет киснево-азотним складом атмосфери, наявністю органічного світу і рядом інших особливостей. Кратери хоча і зустрічаються на Землі, не є основною формою її рельєфу. Більш детальні відомості про Землю викладено в наступних главах.

Навколо Землі рухається за еліптичною орбітою Місяць — найближчий наш небесний сусід. Його середня віддаленість від планети становить 384 000 км. З незапам'ятних часів Місяць привертає увагу землян як найбільш екзотичне світило, яке постійно змінює своє положення на зоряному небі і свій зовнішній вигляд — то він з'являється у всій своїй красі як величний яскравий диск, то у вигляді серпа, то зникає зовсім. Саме ці дивні зміни зовнішнього вигляду Місяця ще в сиву давнину мали практичне застосування. Перш за все це стосувалось виміру часу. Якщо з рухом Сонця на небі пов'язувалось поняття доби, то з явищем зміни фаз Місяця була пов'язана інша міра часу, а саме місяць. Протягом місяця проходить повний цикл зміни фаз нічного світила. Місячні календарі ще й досі знаходяться в практичному вжитку у деяких народів, а також у астрологів, які займаються вивченням залежності людської долі від взаєморозташування світил на небі та різних небесних явищ.

У системі Земля — Місяць часто настають моменти, коли Місяць, освітлений Сонцем, відкидає тінь на Землю або сам попадає в тінь Землі. Це досить ефектні явища. У давнину незвичайний вигляд небесного світила під час затемнення викликав у людей страх, сприймався за погане передвістя — гадали, що "Місяць обливається кров'ю". Особливо великий забобонний жах на марновірних людей наганяли повні затемнення Сонця, їх вважали передвісниками війни, кінця світу. Зараз причина затемнень перестала бути таємницею. Ці явища пов'язані лише зі взаємним рухом Сонця, Землі та Місяця і не мають нічого спільного з впливом якихось містичних сил, а тому з великою точністю передбачаються. Якби площина місячної орбіти збігалася з площиною орбіти Землі (екліптикою), затемнення відбувалося б регулярно два рази на місяць: під час повного Місяця — місячні, а при молодому — сонячні. Насправді ж внаслідок нахилу площини орбіти Місяця під кутом 5° до екліптики затемнення відбуваються порівняно рідко. Спостереження затемнень дозволяє вченим отримати важливі дані про фізичну природу Сонця, будову земної атмосфери і рухи Місяця.

Місяць постійно повернутий до Землі одним боком, однією півкулею. Пояснюється це тим, що період його обертання навколо вісі відповідає періоду обертання навколо Землі (тривалість сидеричного місяця становить 27,32 доби). Лише у 1959 р. автоматичною міжпланетною станцією "Луна-З" було сфотографовано зворотний, невидимий бік Місяця. На унікальних фотографіях не виявилося жодних ознак життя, не кажучи вже про поселення селенітів — міфічних місячних живих істот, схожих на людей. Справдилося припущення вчених про відсутність на супутнику Землі будь-яких форм життя. Космічні і наземні дослідження показали, що Місяць — це величезна кам'яна куля, 85 % поверхні якої вкрито горами, або "материками". Решту поверхні займають "моря" — місячні рівнини, які на відміну від материків мають темніше забарвлення і розташовані в основному на видимому боці Місяця. Поверхня Місяця вкрита численними кратерами різних розмірів. На Місяці є гори і гірські хребти висотою 3—5 км і протяжністю в сотні кілометрів.

Місячні моря — це великі лавові рівнини, покриті зверху пухкою легкою породою — реголітом, продуктом руйнування корінних порід. Дослідження, здійснені за допомогою "Луно-хода-2", показали, що товщина реголіту в районі моря Ясності дорівнює 1—6 м. Поверхня Місяця на освітленому боці нагрівається до 130 °С, а на затіненому опускається до -180 °С. Різкі коливання температури на його поверхні пояснюються не тільки відсутністю атмосфери, а й великою тривалістю місячного дня і місячної ночі, яка відповідає двом нашим тижням. Газову оболонку наше найближче небесне світило не змогло утримати через свою невелику масу.

Марс, який ще називають "червоною планетою" за специфічний колір на зоряному небі, вдвічі менший за Землю. Поверхня Марса завдяки значній розрідженості його атмосфери є доступною для досліджень із Землі. У телескоп видно оранжеву кулю з білими полярними шапками і темними прямими лініями, які тривалий час ототожнювали з каналами, виритими живими істотами.

Космічні апарати зробили сотні знімків марсіанської поверхні з близької відстані, провели дослідження складу атмосфери і ґрунту. Виявилося, що таємничі канали — зневоднені русла рік, а це означає, що десятки мільйонів років тому назад густішою була атмосфера планети, йшли дощі, текли ріки. Але гравітаційне поле Марса не змогло утримати атмосферу, вона розсіялася у світовому просторі, а вода перетворилась у багаторічну мерзлоту. На Марсі виявлено найбільш грандіозну гору в Сонячній системі — вулкан Нікс Олімпік. Його висота близько 27 км, а "підошва" становить 600 км у діаметрі. В центрі розташоване заглиблення діаметром 64 км, на дні якого видно структури, що нагадують застиглу лаву.

Навколо Марса існує дуже слабке магнітне поле. Планета оточена розрідженою атмосферою, що за густиною поступається земній у 100 разів. Складається вона на 95 % з вуглекислого газу, решта — кисень (0,1—0,4 %), азот (2—3 %), аргон (1—2 % ), а також водяні пари, озон і оксиди вуглецю. Небо над Марсом червонувато-оранжевого кольору. Пояснюється це наявністю в атмосфері пилових частинок, що розсіюють сонячне випромінювання в червоній області спектра. Температура повітря навіть на екваторі рідко піднімається до 0°С, а вночі знижується до суворого морозу (-70; -100 °С). Особливо холодно на полюсах — до-130 °С.