Атмосфера Меркурия: её строение, состав, температура и атмосферное давление на поверхности планеты

Любители астрономии знают, что если смотреть на Меркурий в телескоп, то создается впечатление, что у планеты нет атмосферы, но это не так. Результаты исследований нескольких космических программ показали, что газовая оболочка этого небесного тела присутствует, хотя и очень редко.

Атмосфера Меркурия: ее строение, состав, температура и атмосферное давление на поверхности планеты

Строение атмосферы

Внешняя газовоздушная оболочка планеты имеет сферическую форму. Однако то же самое наблюдалось и на других небесных телах Солнечной системы. Атмосфера Меркурия состоит из смеси газов и пыли. В его структуре исследователи условно выделяют 4 слоя:

  • нижние (находятся у поверхности);
  • середина;
  • верхний;
  • экзосфера (границы космоса).

Первый из них соприкасается с поверхностью планеты. Он самый жаркий, средняя температура достигает -63 °C, так как нагревается от летящей пыли и инфракрасного излучения земли. Кажется, что это очень мало. А вот на освещенной стороне поверхность планеты нагревается до +410 °С, если верить показаниям датчиков исследовательских аппаратов. В таких условиях некоторые металлы (свинец, олово) переходят в жидкое состояние, а при заходе солнца за горизонт средняя температура поверхности падает до -162 °С. Незначительное потепление атмосферы объясняется ее сильным разрежением (почти абсолютный вакуум). Для сравнения: температура в открытом космосе, по подсчетам ученых, составляет -270°С.

В среднем слое происходят процессы, подобные земным. Сюда движутся потоки газов и пыли, которые постепенно исчезают. Верхняя часть получает тепло от солнечного ветра. На расстоянии 200 км от поверхности Меркурия начинается экзосфера, не имеющая четких границ из-за сильного ее разрежения.

У планеты есть кометный хвост длиной около 2,5 млн км.

Атмосфера Меркурия: ее строение, состав, температура и атмосферное давление на поверхности планеты

Хвост экзосферы, следующий за планетой

Пополнение атмосферных компонентов происходит в результате действия нескольких факторов:

  • вулканическая активность;
  • испарение металлов и воды ледников;
  • радиоактивный распад;
  • гидротермальные процессы;
  • солнечный ветер.

В настоящее время сложился определенный баланс – количество летящего в космос газообразного вещества примерно равно тому, что образуется на поверхности планеты. Меркурий обладает очень слабой силой притяжения. Если этот параметр Земли принять за единицу, то здесь он составляет всего 0,38.

Состав атмосферы

Тонкая, разреженная газовая оболочка планеты неоднородна. Он состоит из атомов многих химических элементов. Рассмотрим самые важные в порядке убывания.

Кислород и натрий

Кислород является доминирующим элементом в химическом составе атмосферы Меркурия. Согласно исследованиям, содержание составляет около 42%. Атомы кислорода выбиваются из окислов горных пород метеоритами и ионизированными частицами солнечного ветра, а также вылетают в результате сухого испарения водяного льда — перехода из твердого состояния в газообразное без прохождения через жидкую фазу. На втором месте по распространению находится атомарный натрий (около 29%).

Водород, гелий, калий и другие элементы

Атмосфера также содержит значительное количество водорода (22%) и гелия (6%). Это связано с их приходом с солнечным ветром и с самой планеты. В состав также входят атомы калия (0,5%). Остальные 0,5% составляют другие примеси: углекислый газ, криптон, водяной пар и другие химические элементы.

Атмосфера Меркурия: ее строение, состав, температура и атмосферное давление на поверхности планеты

Состав атмосферы Меркурия

Водяные пары

Открытие наличия водяного пара в атмосфере планеты Меркурий стало неожиданностью для ученых. Считается, что они образовались из ледников, спрятанных в темных полярных кратерах. При низких температурах вода переходит из твердого агрегатного состояния сразу в газообразное. Также молекулы водяного пара могут образовываться в результате действия ионизированных частиц на свободные атомы водорода и кислорода.

Интересно, что возраст запасов льда намного моложе самой планеты. Ученые считают, что они появились после образования Меркурия. Появление водяного льда — еще одна загадка для ученых.

Метан и аргон

Наличие метана в составе атмосферы — довольно интересное явление, хотя процентное содержание незначительно. Ведь зачастую это продукт жизнедеятельности микроорганизмов. Но на этой суровой планете метан, скорее всего, образуется в результате вулканической деятельности и геотермальных процессов. Он непостоянен, поэтому его наличие свидетельствует о наличии постоянных источников пополнения.

Радиоактивный распад изотопов калия в земной коре приводит к образованию аргона. Этот инертный одноатомный газ поднимается в атмосферу и не участвует в химических реакциях.

Атмосферное давление на Меркурии

Человек, вышедший на поверхность планеты, не почувствует воздуха, как на Земле. Плотность газовой оболочки настолько мала, что атомы входящих в нее химических элементов чаще сталкиваются с Меркурием, чем друг с другом. Средняя продолжительность пребывания в окрестностях небесного тела составляет около 200 дней. Эта особенность объясняет очень низкое атмосферное давление. Она в 500 миллиардов раз меньше Земли. Слабая гравитация планеты не может удержать рассеянное вещество, и оно постепенно улетает в космос. Способствует этому и постоянно движущийся солнечный ветер (поток заряженных частиц.

Еще одной важной особенностью атмосферы является неравномерность плотности, сильно зависящая от места измерения. На темной стороне она выше, так как газы остывают, на светлой стороне она ниже. Из-за более медленного вращения планеты вокруг своей оси продолжительность суток здесь составляет 1407,6 часа или 58,65 земных суток.

Пыль

Говоря о воздушной оболочке Меркурия, нельзя не упомянуть пыль, придающую ей характерный коричневый оттенок. Образованию способствуют пористая почва и природные условия. Эта смесь состоит из мелких частиц минерального происхождения (около 1,5 мкм в диаметре). Они попадают в атмосферу несколькими путями:

  • из космоса;
  • от падения метеоритов;
  • в результате вулканической деятельности.

Из-за малой гравитации минеральные частицы поднимаются на высоту 1-2 км и надолго оседают. Эти плавающие микроскопические крупинки способствуют лучшей передаче тепла с поверхности в нижние слои атмосферы.

Внешняя газопылевая оболочка Меркурия, состоящая из различных атомов химических элементов, практически невидима. Его основные характеристики: сильная редкость, запыленность, зависимость от солнечного ветра, постоянная потеря вещества. Близость к звезде сильно влияет на состав, состояние и свойства атмосферы. Планета еще не раскрыла ученым всех своих тайн. Ученым еще многое предстоит узнать о его строении и истории. Не исключено, что однажды на твердый Меркурий прибудут наземные автономные планетоходы.

Оцените статью
kuzyeti.ru
Добавить комментарий

Adblock
detector