Атмосфера

Земная атмосфера играет чрезвычайно важную роль в поддержании температуры в допустимых пределах. Она действует как одеяло, не допуская слишком сильного повышения температуры днем и чрезмерного понижения температуры ночью. Подобно стеклу, которое, пропуская видимый свет Солнца в оранжерею и препятствую выходу теплового, или далекого инфракрасного, излучения наружу, позволяет поддерживать в оранжерее более высокую температуру, чем снаружи, атмосфера поддерживает тепловой баланс у поверхности Земли.

В космическом пространстве, вне земной атмосферы и далеко за ее пределами температура в тени приближается к абсолютному нулю. Ясно, что терморегулирующая атмосфера необходима для существования любой активной формы жизни.

Атмосфера защищает нас не только от мелких метеоров, но и от смертоносной космической радиации. Под действием солнечных лучей в атмосфере образуется озон (молекула которого состоит из трех атомов кислорода); он образует защитный слой от более коротковолнового излучения в дальней ультрафиолетовой области, представляющего опасность для всего живого. Кислород, азот и другие химические элементы, входящие в состав атмосферы, поглощают все излучение в далекой ультрафиолетовой области ниже предела поглощения озона.

Атмосфера задерживает также многие частицы, опасные для жизни. Эти частицы с отрицательным и положительным зарядами приходят как от Солнца, так и от межзвездного пространства.

Химический состав воздуха

Геология

Разумеется, внутреннее строение Земли изучать гораздо сложнее, чем атмосферу, но разработаны достаточно эффективные методы, позволяющие заглянуть в земные недра.

По астрономическим данным определена средняя плотность Земли (5,52 г/см3) и форма ее поверхности; притяжение экваториального вздутия и известная плотность горных пород дают согласующиеся между собой значения плотности слоев, прилегающих к поверхности: 2,6 г/см3, т.к. вдвое меньше плотности нашей планеты.

Толщина земной коры меняется от места к месту, но, по-видимому, толщина материковой коры составляет около 40 км, а океанической коры на некоторых участках - всего лишь 6 км. Кора, вероятно, плавает на подверженном деформациям, но исключительно вязком слое - астеносфере - толщина 100-600 км. Это часть земной мантии, которая простирается от нижней границы коры до верхней границы внешнего ядра. Образование гор и протяженных деформаций коры ясно показывает, что кора подвержена движениям, которые были бы невозможны, если бы не было подстилающего слоя псевдожидкого вещества, вызывающего эти явления.

Геологические данные двух типов: климатические изменения за последние 500 млн. лет и следы древних магнитных полей, сохранившихся в древних осадочных породах и лавах, - указывают на то, что тонкая земная кора скользила по лежащим под нею слоям подобно скорлупе яйца. Это движение напоминает классический способ, позволяющий отличить сырое яйцо от сваренного вкрутую, не разбивая скорлупы. Если вращающееся сырое яйцо остановить и внезапно отпустить, то оно снова начнет вращаться. Северный полюс, возможно, располагался когда-то в Тихом океане. Земные полюса испытывают колебательное движение, возможно, периодическое, амплитудой несколько метров. Это следует из наблюдений изменений широты в различных точках земного шара.

Дрейф континентов относительно друг друга больше не вызывает сомнений. На рисунке 2 иллюстрируется, как из единого континента образовались современные континенты в соответствием с теорией, выдвинутой Альфредом Вегенером в 1924 г. Континенты отделились от общего сверхконтинента Пангеи около 200 млн. лет назад. Он довольно быстро распался, всего примерно за 20 млн. лет, при этом образовались Лавразия, к которой принадлежала также Северная Америка и Гондвана. К этому времени от Гондваны отделились Антарктида, Австралия и Индия. Южная Америка отделилась от Южной Африки несколько позже, так что Атлантическому океану всего лишь 160 млн. лет!

Современные представления о распаде Пангеи, основанные на значительно уточненных данных о возрасте горных пород, отличаются от первоначальных идей Вегнера главным образом тем, что первый большой рифт, вероятнее всего, возник вдоль кривой, лежащей между Северной и Южной Америкой и между Азией и Африкой, а не между Америками и Евразией и Африкой. Индия, очевидно, отделилась от Австралии, столкнулись с Азией и таким путем образовались Гималаи.

По астрономическим масштабам времени на земной поверхности царит суматоха. Понемногу ученые начинают регистрировать медленные движения континентов. При помощи лазерных сигналов, отраженных от искусственных спутников, космических зондов и Луны межконтинентальные расстояния будут измерены с точностью до нескольких сантиметров раньше, чем можно было ожидать. В результате наблюдений искусственных спутников ошибки в измерении расстояний уже уменьшены от ста метров до менее одного метра.

Марс

По-видимому, вторым небесным телом, поверхности которого коснется нога человека, станет именно Марс. Он больше других планет похож на нашу Землю. Наличие атмосферы и источников воды, сравнительно умеренные температуры, близкая к земной сила тяжести, разнообразие минералов - таковы главные черты этого сходства.

Орбита

Экватор Марса, как и Земли, наклонен к плоскости орбиты на угол около 24¡, причем направление оси вращения в пространстве остается ниизменным. Поэтому во время великих противостояний мы всегда видим одно и то же полушарие. Волею случая лучше наблюдается южная полярная шапка, северная полярная шапка видна с Земли в менее благоприятных противостояниях.

Вращение

Марс совершает полный оборот вокруг своей оси за 24 часа 37,4 минуты, т.е. марсианские солнечные сутки (от полудня до полудня) почти на 40 минут длиннее земных.

Температура

Температура поверхности Марса была довольно хорошо определена по наземным наблюдениям в инфракрасных лучах, правда, значение в самый полдень было несколько завышено. Распределение температуры по поверхности было найдено по измерениям с орбитального модуля “Викинга-1”. Максимальная температура -33¡С достигается вблизи подсолнечной точки. На утреннем терминаторе она равна -120¡С. Самая низкая температура -139¡С наблюдается близ южного полюса, где может конденсироваться углекислый газ. Максимальная температура, измеренная в месте посадки “Викинга-1”, равна -28¡С, хотя в некоторых экваториальных районах в подсолнечной точке бывает и более высокая температура. Температура на высоту 40 км опускается до -130¡С и сохраняется около этого значения на больших высотах. В так называемых оазисах в районах озера Феникс и земли Ноя перепад температур составляет от -53¡С до +22¡С летом и от -103¡С до -43¡С зимой.