 |
 |
 |
 |
|
 |
 |
166
Строение планет слоистое. Выделяют несколько сферических оболочек, различающихся по
химическому составу, фазовому состоянию, плотности и другим характеристикам.
Все планеты земной группы имеют твердые оболочки, в которых (сосредоточена почти вся их
масса. Венера, Земля и Марс обладают газовыми атмосферами. Меркурий практически лишен
атмосферы. Земля имеет жидкую оболочку из воды — гидросферу, а также биосферу (результат
прошлой и современной деятельности живых организмов). Аналогом земной гидросферы на Марсе
является криосфера — лед в полярных шапках и в грунте (вечная мерзлота). Одна из загадок
Солнечной системы — дефицит воды на Венере.
Характеристики твердых оболочек планет относительно хорошо известны лишь для Земли.
Модели внутреннего строения других планет земной группы строятся главным образом на основании
данных о свойствах вещества земных недр. Как и у Земли, в твердых оболочках планет выделяют:
кору - самую внешнюю тонкую (10—100 км) твердую оболочку; мантию — твердую и толстую
(1000—3000 км) оболочку; ядро — наиболее плотная часть планетных недр.
Ядро Земли, состоящее, скорее всего, из железа, подразделяется на внешнее (жидкое) и внутреннее
(твердое); температура в центре Земли оценивается в 4000—5000 К. Жидкое ядро, вероятно, есть
также у Меркурия и Венеры; у Марса его, по-видимому, нет.
Наиболее распространены в твердом «теле» Земли железо (34,6%), кислород (29,5%), кремний
(15,2%) и магний (12,7%).
Таким образом, планеты земной группы резко отличаются по элементному составу от Солнца и
совершенно не соответствуют средней космической распространенности элементов — очень мало
водорода, инертных газов, включая гелий.
Планеты-гиганты обладают иным химическим составом. Юпитер и Сатурн содержат водород и
гелий в той же пропорции, что и Солнце. Вероятно, другие элементы также содержатся в пропорциях,
соответствующих солнечному составу. В недрах Урана и Нептуна, по-видимому, больше тяжелых
элементов.
Недра Юпитера находятся в жидком состоянии, за исключением небольшого ядра, которое
представляет собой результат металлизации жидкого водорода. Температура в центре Юпитера около
30 000 К. Химический и изотопный состав Юпитера отражает, по-видимому, состав межзвездной
среды, какой она была 5 млрд лет назад. Вместе с тем Юпитер никогда не был настолько горяч, чтобы
в нем могли протекать термоядерные реакции. Сатурн по внутреннему строению похож на Юпитер.
Строение недр Урана и Нептуна иное: доля каменистых материалов в них существенно больше.
Основными источниками энергии в недрах планет являются радиоактивный распад элементов и
выделение гравитационной потенциальной энергии при аккреции и дифференциации вещества, его
постепенном перераспределении по глубине в соответствии с плотностью — тяжелые фрагменты
тонут, легкие всплывают. На Земле подобное перераспределение еще далеко не завершилось. Такие
процессы вызывают перемещения отдельных участков земной коры, деформацию, горообразование,
тектонические и вулканические процессы. Причина вулканических процессов в следующем. В верхней
мантии существуют небольшие области, где температура достаточна для плавления ее вещества.
Расплавленное вещество (магма), выдавливающееся вверх, прорывается через кору, и происходит
вулканическое извержение. Судя по характеру поверхности, среди планет земной группы
тектонически наиболее активна Земля, за ней следуют Венера и Марс. При этом важно, что
выделяемая Землей тепловая энергия никогда не приводила ее в полностью расплавленное состояние.
Поверхность планет и их спутников формируют кроме эндогенных (тектонических, вулканических)
процессов и экзогенные—падение метеорных тел (кратеры), эрозия под действием ветра, осадков,
воды, ледников, химическое взаимодействие поверхности с атмосферой и гидросферой и др.
Эндогенные и экзогенные процессы определяют рельеф поверхности планет.
11.3.3. Происхождение планет
Предполагается, что планеты возникли одновременно (или почти одновременно) 4,6 млрд лет назад
из газово-пылевой туманности, имевшей форму диска, в центре которого располагалось молодое
Солнце. Образование звезд и планетных систем — это, по-видимому, все-таки единый процесс,
происходящий в результате конденсации облака межзвездного газа в силу его гравитационной
неустойчивости. Таким образом, протопланетная туманность образовалась вместе с Солнцем из
межзвездного вещества, плотность которого превысила критические пределы. По некоторым данным