Вода в Солнечной системе

В фантастическом сериале «Знак победы» (восьмидесятые годы 20 века), на Землю прилетают на нескольких огромных тарелках инопланетяне-рептилии. Они враждебны, очень агрессивны, и начинается война. В числе прочего, инопланетянам нужна вода, которую они перекачивают на свои тарелки, видимо, чтобы увезти на свою планету.

Фильм хороший. Но вот интересный факт — зачем инопланетянам выкачивать воду с Земли, если ее так много в Солнечной системе? А если предположить, что немалая часть планетных систем похожа друг на друга, то там тоже должна быть вода. Причем в огромных количествах.

Вода — самый съедобный минерал на Земле и это самое известное соединение. Если человек, закончивший обычную школу, не всегда вспомнит, что кварц или песок — это SiO2, то формулу воды- H2O, помнят все. Итак, посмотрим, сколько воды есть в нашей Солнечной системе.  Пойдем от  переферии к Солнцу.

СОДЕРЖАНИЕ

ПЛУТОН — КАРЛИКОВАЯ ПЛАНЕТА

НЕПТУН И УРАН — ЛЕДЯНЫЕ ГИГАНТЫ

САТУРН — ВЛАСТЕЛИН ЛЕДЯНЫХ КОЛЕЦ

СПУТНИКИ ЮПИТЕРА

МАРС , ВЕНЕРА, МЕРКУРИЙ, ЛУНА

 

ПЛУТОН — КАРЛИКОВАЯ ПЛАНЕТА

До недавнего времени Плутон считался классической планетой, но в 2006 году его разжаловали в карликовые. Эта небольшая планета, размеры которой меньше Луны, состоит из каменного ядра (предположительно силикатный состав), покрытого замерзшим льдом, а ее поверхность покрывает замерзший азот. Также на его поверхности есть метановый лед и окись углерода.плутон строение

Каменное ядро Плутона может содержать радиоактивные элементы. Их распад может нагревать горные породы и лед, поэтому под толщами замерзшего льда может быть жидкая вода, находящаяся под высоким давлением. Целый океан жидкой воды.

Телескоп Хаббл  зафиксировал наличие на поверхности Плутона соединений, которые ранее не были известны — сложных углеводородов (2011 год). Поэтому появилась гипотеза, согласно которой на этой планете может существовать примитивная жизнь.

Американская космическая станция (она называется New Horizons) приблизится к Плутону и его пяти спутникам в 2015 году. Если все сложится благополучно, научный мир получит много новых данных об этой малоизученной планете.

НЕПТУН И УРАН — ЛЕДЯНЫЕ ГИГАНТЫ

Нептун называют «ледяным  гигантом». Эта планета намного больше Земли — её ядро  в 1.2 раза больше земного.

нептун строениеМантия Нептуна состоит из воды, метанового льда и аммиака. Это очень плотная, горячая жидкость, температуры  мантии достигают от 1700 до 4730 градусов Цельсия, поэтому «лед» — это условный термин, применяемый для этого перегретого водно-аммиачно-метанового коктейля.

На глубине около 7000 км давление и температура в мантии Нептуна таковы, что метан разлагается, из освободившегося углерода образуются алмазы, которые погружаются вниз, выпадают на ядро планеты. Существует гипотеза, согласно которой вокруг ядра Нептуна существует целый алмазный слой, «жидкий алмазный океан».

Верхние слои атмосферы содержат водород, гелий, метан, именно метан придает атмосфере Нептуна необычный ультрамариновый цвет.

Ниже, в атмосфере, формируются облака аммиака и сероводорода. Нептун, скорее всего, не имеет твердой поверхности, переход атмосферы в водно-аммиачно-метановую мантию происходит постепенно.

Уран, другой «ледяной гигант», очень похож на Нептун по строению, но больше его по размеру. уран строение

Интересны кольца Урана. Их много и они имеют разные цвета: серый, голубой,  красный.

Цветных колец всего два — внутреннее, находящееся в центре диска имеет красный цвет, внешнее — ярко — голубой или синий.

В настоящее время открыто 27 спутников Урана. Все они, (кроме каменной Миранды), состоят из каменного материала и изо льда.

На цветных фотографиях, сделанных космическими аппаратами, Уран и Нептун очень красивы — атмосфера Нептуна ярко-синяя, скорее ультрамариновая, Уран выглядит как ярко-голубая планета. На фотографиях видны  кольца Урана. Они более тонкие и разреженные, чем кольца планеты-гиганта Сатурн.

САТУРН — ВЛАСТЕЛИН ЛЕДЯНЫХ КОЛЕЦ

Сатурн имееет систему колец, существует гипотеза, как могла сформироваться такая интересная система. В один из спутников Сатурна врезалась большая ледяная комета, после чего она разрушилась на мелкие осколки. Этот удар переместил спутник близко к Сатурну, где его разрушила гигантская гравитация. Дрейфуя по орбите, обломки и лед  образовали кольца, состоящие из камня, пыли и льда. Кольца Сатурна состоят изо льда на 99%.

У Сатурна 62 спутника. Поверхность спутников имеет высокую отражательную способность, отсюда следует вывод, что они состоят изо льда и каменного материала. Титан — самый большой спутник Сатурна, его диаметр составляет более пяти тысяч километров.

Титан очень интересен для изучения — у него есть атмосфера, состоящая из  азота с небольшой примесью газа метана. Условия на этой небольшой планете похожи на те, что существовали на Земле примерно 4 миллиарда лет назад.

На поверхности планеты очень холодно (-180 градусов Цельсия),  поэтому на Титане есть реки и озера из жидкого метана. Предполагается наличие воды в замерзшем состоянии.

СПУТНИКИ ЮПИТЕРА

Юпитер, самая большая планета Солнечной системы, имеет 67 спутников. Наиболее известны, сфотографированы, изучены четыре из них, открытые еще Галилео Галелеем. Это Европа, Ио, Ганимед и Каллисто.

Европа

Европа по размеру немного меньше Луны, она имеет строение, характерное для планет земной группы — внутри спутника находится железное ядро, следующий слой (мантия) — состоит из пород, по составу близких к граниту.

Поверхность спутника покрывает толстый слой льда. Его толщина около 100 километров. От 10 до 30 километров составляет замерзший лед, ниже, до глубины 100 км находится океан жидкой воды. Жидкой эту воду делают высокое давление и внутреннее тепло планеты.

Европа полностью покрыта льдом, эта планета не испытывала экстремальных деформаций при остывании ядра, возможно, её не разрушала гравитация Юпитера.  Ей удалось избежать ударов больших метеоритов и астероидов. И поэтому Европа является самой гладкой планетой Солнечной системы, этакий гигантский каток. Хотя лед Европы тоже имеет следы метеоритных бомбардировок и трещины. Интересно, что очень разреженная атмосфера Европы состоит в основном из кислорода.

Каллисто

Размер этой  планеты-спутника почти равен размеру Меркурия (99% от его объема), но весит эта планета втрое меньше, чем Меркурий (у него массивное железо-никелевое ядро).

Ядро Каллисто большое, остывшее, оно состоит из смеси льда и каменного материала . Толщина ледяной мантии от 80 до 200 км, начиная от глубины 50 км, вода находится в жидком состоянии. Предполагают, что вода может быть соленой.

Поверхность этого спутника сильно разбита метеоритами, видны тысячи метеоритных кратеров, она покрыта пылью каменного вещества этих метеоритов. Поэтому Каллисто не может претендовать на звание «самой гладкой планеты Солнечной системы», как Европа.

Ганимед

Это один из самых больших спутников Юпитера, по массе он больше Луны почти вдвое. Ганимед тоже состоит из водяного льда, а также силикатных пород, подобных граниту.

ганимед строениеУ этой планеты есть расплавленное  ядро, покрыта планетa очень толстым слоем водяного льда (около 950 км).

Ио

Спутник Юпитера, названный Галилеем Ио, немного больше Луны. На Ио водяного льда нет. Внутри этой небольшой планеты находится железное ядро, мантия  состоит из силикатных магматических пород, как и вся поверхность планеты.

Извержение вулкана на Ио (съемки космического аппарата Вояджер 1)

Поверхность этой планеты имеет желтый цвет, так как она почти полностью покрыта самородной серой и диоксидом серы.

Ядро Ио расплавленное, горячее. На снимках, сделанных космическими аппаратами, можно увидеть, как по желтой поверхности планеты разливается оранжевая лава извергающихся вулканов.

Итак, продолжаем двигаться к центру Солнечной системы. Между Юпитером и Марсом находится пояс астероидов. Он недостаточно изучен, а количество астероидов не слишком велико. До настоящего времени ни один космический корабль, следующий от Земли к окраинам Солнечной системы, не столкнулся с астероидом. Астероиды могут быть железными и каменными, теоретически возможно существование  каменно-ледяных глыб.

С приближением к центру Солнечной системы воды, аммиака и метана становится все меньше, а тяжелых металлов и камня больше. В итоге Марс уже разительно отличается от планет и их спутников, расположенных далее пояса астероидов.

МАРС, ВЕНЕРА, МЕРКУРИЙ, ЛУНА

Оранжевые окисленные пески и породы Марса скажут геологу о том, что они образовались под действием воды и кислорода в большом количестве. Сейчас на Марсе кислорода  практически нет (0,13% кислорода, примерно столько же водяного пара в атмосфере, на 95% состоящей из углекислого газа CO2).

Что касается воды, то следует сказать, что полярные шапки Марса состоят из углекислоты, предполагается, что где-то внутри углекислотного льда есть вода. Также предполагается, что возможны залежи ледяных пластов в осадочных породах планеты.

Венера — атмосфера этой малоизученной планеты содержит водяной пар всего лишь в количестве 0,02-0,1%. А учитывая, что температура на ее поверхности из-за парникового эффекта, создаваемого углекислым газом CO2, достигает 500 градусов Цельсия, можно уверенно говорить: на Венере воды нет.

Меркурий — казалось бы, не стоит даже упоминать о воде, изучая эту, самую близкую к Солнцу планету. Но тем не менее, исследования, проведенные с помощью космических аппаратов, показали, что вода, в очень малых количествах, там есть.

У этой небольшой планеты даже есть атмосфера – очень разряженная, состоящая из гелия, водорода, калия, аргона, натрия, также были обнаружены кислород, ОН и вода.  Гелий и водород  заносятся сюда от Солнца солнечным ветром. Калий и натрий образуются при радиоактивном распаде горных пород.  А откуда взялись кислород и вода?

 Ученые предполагают, что она появилась при падении на Меркурий ледяных комет.  После падения комет лед, под действием высоких температур днем, испаряется, пар клубится над планетой. Существует предположение, что вода из атмосферы затем может оседать, накапливаясь на северном и южном полюсах, внутри древних кратеров. Но это только предположение.

На Луне тоже может быть вода — она может накапливаться в кратерах у полюсов, также, как на Меркурии. Вода могла попасть на Луну только при падении на нее ледяных комет. Этот вопрос сейчас изучается, хотя точных, абсолютно достоверных данных еще не получено.

Следует сказать, что ледяные кометы, путешествующие во Вселенной по своим собственным орбитам, тоже источник воды. Существует гипотеза, что вся вода, которая есть на Земле, занесена сюда ледяными кометами. Не все согласны с этой теорией. Но об этом читайте в другой статье…

Итак — воды в нашей планетной системе очень много.

Запись опубликована в рубрике Занимательная минералогия с метками , , , , , , , , , , . Добавьте в закладки постоянную ссылку.

4 комментария: Вода в Солнечной системе

  1. Ира говорит:

    очень интересная статья.

  2. Тина говорит:

    Я смотрела этот сериал. Да, авторы недодумали насчет воды.

Добавить комментарий