Какая температура и давление на венере

Особенности атмосферы планеты Венера

Венера на ночном небе выглядит как самая яркая звезда. Планета окутана пеленой облаков такой плотности, что они отражают существенную часть солнечного света. Атмосфера Венеры, ее химический состав, характеристики являются объектом исследований, так как эта ближайшая к Земле планета по некоторым параметрам схожа с ней.

Венера — один из наиболее интересных объектов звездного неба, который по яркости свечения уступает лишь Солнцу и Луне. Credit: Stellarium.

Состав атмосферы

Несмотря на то что Венера и по массе, и по габаритам несколько меньше нашей планеты, масса ее атмосферы в 93 раза больше массы земного воздуха.

Атмосфера Венеры состоит:

1. Преобладающим веществом, составляющим почти 96,5% атмосферы этой планеты, является углекислый газ.
2. Остальные 3,5% занимает азот.
3. В крайне маленьких долях прочие вещества:

• диоксид серы — 0,018%;
• аргон — 0,007%;
• водяной пар — 0,003%;
• угарный газ — 0,0017%;
• гелий — 0,0012%;
• неон — 0,0007%.
• фтороводород;
• хлороводород.

Венера вращается вокруг своей оси крайне медленно: один оборот занимает примерно 243 земных суток. При этом атмосфера Венеры движется намного быстрее, совершая полный оборот вокруг планеты лишь за четверо земных суток. Credit: urok.ru.

Структура атмосферы Венеры

Атмосфера Венеры обладает высокой плотностью. Такая особенность газового слоя, по мнению исследователей, объясняет тот факт, что Венера не подвергается ударам астероидов и метеоритов. Эти космические тела просто сгорают, не долетая до поверхности планеты.

Вся атмосфера разделена на слои, имеющие различную плотность.

Особенностью являются облака, состоящие из серной кислоты, которые образуют плотную оболочку, отражающую до 75% солнечных лучей.

В толще этих облаков происходят химические реакции, образуются кислотные дожди, испаряющиеся, не доходя до поверхности, периодически возникают молнии, которые фиксируются приборами земных обсерваторий и космических зондов.

Атмосфера Венеры намного плотнее и горячее атмосферы Земли: её температура на среднем уровне поверхности составляет около 740 К (467 °С), а давление — 93,3 бар. Credit: аппарат «Венера-Экспресс», ESA.

Слои атмосферы на планете

Верхняя граница газовой оболочки планеты достигает высоты 350 км.

От твердой поверхности до верхней границы атмосферные слои располагаются в следующем порядке:

• тропосфера — до 65 км;
• мезосфера — от 65 до 120 км;
• термосфера — от 120 до 250 км;
• ионосфера — оболочка из электрически заряженных частиц, расположенная над основной частью атмосферы, высота 150-300 км (у Венеры толщина ее зависит от интенсивности рентгеновского и ультрафиолетового излучения солнца).

Зона океана

Так принято называть самый нижний участок тропосферы, имеющий высоту 5 км. В этом слое тропосферы двуокись углерода вследствие высокого атмосферного давления находится в промежуточном агрегатном состоянии (между газообразным и жидким).

Ученые называют такую субстанцию «сверхкритическим» флюидом. Движение воздуха у поверхности из-за большой вязкости характеризуется низкими скоростями — всего 1-3 м/сек.

На Венере нет воды. Двуокись углерода образует «сверхкритический флюид» — состояние вещества, при котором исчезает различие между жидкой и газовой фазой. Credit: spacegid.com.

Тропосфера Венеры

Это самая плотная часть атмосферы. Начинается этот слой у поверхности и распространяется до высоты 65 км. У поверхности давление достигает 93,3 бар, а температура 467°C.

В зоне 5-30 км от поверхности сконцентрировано более 90% массы всей атмосферы Венеры. Эта часть тропосферы выглядит как гомогенный сернокислотный туман.

Чем больше удаление от поверхности планеты, тем ниже значения температуры и давления.

В верхних отделах тропосферы эти параметры близки к средним значениям на Земле. Скорость ветра на этой высоте достигает 100 м/сек.

Японский зонд сфотографировал исполинский феномен в атмосфере Венеры. «Горная волна» — особый тип атмосферной гравитационной волны, который появляется, когда ветер особым образом пролетает через горную местность. Credit: межпланетная станция Akatsuki, JAXA.

Тропопауза

Этим термином называют пограничную область, пролегающую между тропосферой и мезосферой. Она начинается несколько выше 50 км от поверхности.

Здесь проходит нижняя граница зоны, где условия относительно схожи с земными: температура около 20°C и давление около 1 бар.

Мезосфера

Начинается этот слой над облаками на высоте 65 км. Состоит мезосфера из находящихся в разреженном состоянии углекислого газа и водорода.

Непрозрачность атмосферы Венеры объясняется не столько массой или очень высокой плотностью газовой оболочки, сколько главным образом постоянно закрытым слоем облаков. Основной составной частью слоя облаков являются капельки серной кислоты, содержание которых достигает приблизительно 75 массовых процентов. Credit: аппарат «Венера-Экспресс», ESA.

Термосфера

Зона термосферы занимает пространство от высоты 120 км над поверхностью планеты и до верхней границы атмосферы — 220-350 км. От мезосферы этот слой отделен мезопаузой, занимающей уровень 95-120 км.

На ночной стороне термосфера — это наиболее холодная область на Венере; здесь температурный показатель опускается до -173°C.

Ветер и атмосферная циркуляция

Скорость ветра на Венере возможно измерить лишь в тропопаузе (60-70 км от поверхности планеты). Эта граница совпадает с верхним слоем облаков.

Линейная скорость ветра на этой высоте — от 100 до 110 м/сек. Замер был сделан несколько ниже широты 50°. С увеличением широты скорость ветра снижается вплоть до полного исчезновения на полюсах.

В связи с особенностью скорости ветра возникло интересное явление, названное «супервращением атмосферы». Оно заключается в том, что ветра, дующие у верхней границы облаков, облетают вокруг планеты быстрее, чем она сама оборачивается вокруг своей оси.

Супервращение атмосферы на Венере дифференцировано: в зоне экватора тропосфера вращается медленнее, чем такой же слой в средних широтах.

Полярные вихри — это гигантские торнадо, подобные земным, однако на Венере они в четыре раза больше. Ураганы на Венере образуются когда потоки раскаленной атмосферы из экваториальных широт сходятся на полюсах и закручиваются. Credit: ESA — AOES lab

Магнитное поле Венеры

В отличие от большинства планет Солнечной системы, магнитного поля Венера не имеет.

Магнитосфера планеты индуцируется частицами солнечного ветра, прилетающего из космоса.

Парниковый эффект

Наличие выраженного парникового эффекта обусловлено высоким содержанием углекислого газа, наличием водяных паров и сернистого газа.

Слой облаков, состоящих из этой смеси, и делает Венеру наиболее горячей из всех планет Солнечной системы. Высокая плотность тропосферы обеспечивает постоянную температуру в любое время суток. Температура на дневной и ночной сторонах отличается незначительно.

Парниковым газом выступает углекислый. Сквозь него проходят разные длины волн, но ему удается эффективно накапливать тепло, функционируя в качестве своеобразного одеяла.

Credit: 900igr.net.

Исследования атмосферы Венеры

За планетой наблюдают длительное время:

1. Первые наблюдения.

   В XVIII в. Михаил Ломоносов, наблюдая за движением Венеры на фоне солнечного диска, заметил и смог правильно истолковать оптический эффект в виде светлого ореола. По его мнению, это была рефракция солнечных лучей в атмосфере Венеры.

2. Начало исследований.

   С середины XX в. началось исследование Венеры. Мощные спектроскопы позволили определить Руперту Вильдту, что химический состав атмосферы резко отличается от земного, и что количество углекислого газа в ней свидетельствует о высокой температуре.

3. Радары и телескопы на Земле.

   Исследования проводились с помощью наземных радаров и телескопов в разных диапазонах волн. Это позволило заглянуть под облака и сфотографировать элементы рельефа планеты.

4. Выход в космос.

   С помощью космических зондов серий «Венера» и «Маринер» удалось изучить все слои атмосферы. Некоторые устройства достигли поверхности Венеры и передавали данные на Землю.

Источник

Венера – описание, строение, характеристики планеты, интересные факты, фото и видео

Главная

» Космос » Венера — описание, строение, характеристики планеты, интересные факты, фото и видео

Автор Кирилл Шевелев На чтение 16 мин. Опубликовано 02.04.2020 Обновлено 02.04.2020

Венера является второй планетой от Солнца и относится к земной группе. Находясь от Земли на относительно небольшой дистанции, она отлично заметна невооруженным взглядом. Люди наблюдают за планетой еще с начала второго тысячелетия, и за это время успели отлично ее изучить. А с появлением возможности бороздить просторы космоса они смогли получить еще больше интересных сведений.

Общие сведения о планете

Поверхность Венеры

Венера расположена от Солнца на расстоянии примерно в 108 млн. км, из-за чего является одной из самых горячих планет в системе. Благодаря плотной атмосфере тяжело наблюдать ее поверхность, и для этого люди вынуждены посылать космические аппараты, которые высаживаются на нее.

Интересный факт: из-за того, что поверхность Венеры покрыта серными облаками, ее поверхность нельзя рассмотреть в телескоп. Для изучения рельефа, в XX веке люди использовали радиоволны, отправляя их в сторону планеты.

Еще в средние века люди поняли, что яркая звезда на небе является планетой, отражающей солнечные лучи. Это позволило отследить ее путь по небу. Своими размерами и структурой Венера похожа на Землю, но из-за разного расстояния до звезды обе обладают разными условиями.

Орбита и радиус

Орбита Венеры относительно Солнца и Земли

По сравнению с другими планетами Солнечной системы Венера не является большой. Ее радиус составляет примерно 6052 км, что не идет ни в какое сравнение с тем же параметром у газовых гигантов.

Планета обладает орбитой, представляющей собой практически идеальный круг. Во время вращения вокруг звезды расстояние до нее меняется в диапазоне от 107,5 до 108,9 млн км. Год на Венере длится 224,65 суток — именно за этот срок она делает полный оборот по орбите. Вокруг своей оси она вращается очень медленно: один день равен 247 земным. Таким образом, планета возвращается в ту же точку пространства относительно Солнца быстрее, чем делает полный оборот вокруг оси.

Физические характеристики планеты — размер, масса и другие

Изображение Венеры в близости от Солнца

Венера стала одной из первых планет, которую начали изучать люди. Из-за этого сейчас у человечества имеются довольно точные значения многих параметров и характеристик планеты:

• масса равна 4,89 *10’24 кг;
• площадь поверхности составляет 460 млн кв.км;
• объем — 928 млрд куб.км;
• ускорение свободного падения 8,88 м/с2;
• плотность состава равна 5,2 г/с3;
• средняя температура на планете — 463 градуса Цельсия;
• давление на поверхности в 92 раза превышает земное;
• наклон оси составляет 177,36 градусов.

Большинство свойств Венеры сохраняется за счет больших скоплений металлов и горных пород. Они придают планете целостность и плотность структуры. Также существует теория, что ядро небесного тела представляет собой горячий металл, разогретый до жидкого состояния.

Возраст Венеры

Венера одного возраста с другими планетами земной группы

Как и большинство объектов Солнечной системы, Венера начала формироваться примерно 4,6 млрд лет назад. Для определения возраста ученые использовали радиоуглеродное датирование. Такой методикой проверяется срок жизни большинства космических объектов, в том числе и планет. И практически всегда исследование выдает одну и ту же цифру. Это свидетельствует о том, что все объекты системы имеют примерно одинаковый возраст.

Когда появилось Солнце, вокруг него вращалось большое количество космической пыли. Частички постоянно сталкивались друг с другом, сбиваясь в единые объекты. Этот процесс продолжался до тех пор, пока не сформировались планеты, имеющие точную орбиту. Можно считать, что Венера когда-то появилась и материалов, находящихся в близости от Солнца.

Также ученые полагают, что несколько сотен миллионов лет назад поверхность планеты была не такой горячей, как сейчас, и на ней могли существовать водные океаны. Об этом говорят особенности ландшафта с большими оврагами. В некоторых местах Венеры до сих пор имеются активные вулканы. По оценкам, нынешний ее вид сформировался примерно 400 млн лет назад. Именно тогда поверхность превратилась в бескрайние каменные территории. Какой была планета в первые 4 млрд. лет своего существования — остается загадкой.

Атмосфера

Атмосфера Венеры

Венера обладает самой плотной атмосферой среди планет Солнечной системы. На нижних слоях всегда имеется крупное скопление белых облаков. Из-за этого люди долгое время не могли узнать, как выглядит ее поверхность.

Большую часть атмосферы составляет двуокись углерода (96%). Остальной объем приходится на азот (3%) и серу (1%). Таким составом обуславливается высокая температура поверхности. Двуокись углерода вызывает сильный парниковый эффект, из-за чего температура на высоте до 2-3 км превышает 460 градусов Цельсия.

Интересный факт: лишь на высоте в 200 км температура в атмосфере Венеры приближается к земной и равна 46 градусам Цельсия.

Масса атмосферы в 93 раза превышает земную, из-за чего на поверхности давление также выше в 90 раз и составляет 92 бара. Нередко на Венере появляются мощные ветра, которые перемещаются в пространстве со скоростью 85 км/c. Они могут облететь всю планету за 5 дней, а иногда генерируют молнии.

Состав и поверхность Венеры

Изображение поверхности Венеры

Поверхность гораздо плотнее, чем у Земли, и не имеет внутренних магнитных полей. На планете расположено много вулканов, 170 из которых считаются крупными и могут до сих пор функционировать.

Примерно миллиард лет назад почти вся поверхность Венеры была покрыта лавой, которая постоянно извергалась наружу, были регулярные землятресения. Но в один момент вулканы сильно снизили свою активность, и ученые до сих пор ищут причину этого события. Сейчас на поверхности планеты до сих пор могут происходить извержения, но в небольших количествах — на это указывает периодическое изменение количества диоксида серы.

Немалую часть поверхности составляют кратеры, размеры которых от нескольких километров могут доходить до нескольких сотен.

Строение Венеры

Строение Венеры

Ученым довольно трудно изучать строение планеты, поскольку из-за высоких температур космические аппараты быстро выходят из строя. Используя сейсмометры, они смогли получить некоторые данные о структуре Венеры.

Считается, что толщина поверхности составляет примерно 50 км, и основным веществом в ней является кремний. Далее начинается мантия, которая уходит вглубь примерно на 3000 км. До сих пор неизвестно, из чего она состоит, поскольку нет возможности сделать какой-либо анализ. В центре Венеры находится ядро из железа и никеля. Исследователи до сих пор гадают, является ли оно жидким или твердым.

Существенно в исследование строения планеты помогает тот факт, что она относится к земной группе, поскольку все ее представители обладают схожими свойствами.

Ядро Венеры

Ядро Венеры

Ядро планеты расположено на глубине примерно в 3500 км. Ученым довольно трудно исследовать его, т.к. любой космический аппарат, приземлившийся на поверхность, быстро выходит из строя из-за высоких температур. И если на Земле люди спокойно используют сейсмометры, то с этим на второй планете от Солнца большие проблемы.

Поскольку Венера похожа по своей структуре на Землю, можно предположить, что внутри нее расположено такое же ядро. Однако до сих пор ученые не могут решить, находится оно в жидком или твердом состоянии. У планеты не прослеживается магнитное поле, а оно появляется при конвекции жидкого ядра. Однако оно все-таки может существовать у Венеры, просто из-за плотной поверхности оно не может вырваться наружу и стать заметным для измерительных приборов.

Также состояние ядра Венеры могло измениться с течением времени. Уже установлено, что миллионы лет назад что-то произошло на планете, из-за чего ее структура серьезно изменилась. Возможно, раньше ядро было жидким, но постепенно затвердело.

Погода и климат на Венере

Венера под действием солнечного ветра

Считается, что раньше на планете был климат, сильно отличающийся текущего. Из-за этого на Венере было много воды, а в атмосфере преобладал кислород. Однако из-за необъяснимых причин магнитосфера перестала работать, что обнулило защитный слой планеты. Солнечный ветер начал разъедать атмосферу, отправляя водород и воду в открытый космос.

Интересный факт: многие космические аппараты, отправляемые на Венеру, ломаются еще на этапе входа в атмосферу. Рекордсменом по работе на поверхности планеты является зонд, проработавший 127 минут.

Сейчас средняя температура поверхности составляет 460 градусов Цельсия. По ней регулярно гуляют ветра, разгоняющиеся до высоких скоростей. В прошлых веках астрономы полагали, что на Венере климат похож на земной. Они думали, что плотная облачная завеса появилась из-за водных испарений, поскольку на планете много воды. Но в 60-х, когда в небо устремились космические аппараты, стало известно, что облачная завеса имеет серную основу, более того, из нее регулярно идут кислотные дожди, которые испаряются, не долетая до поверхности.

Температура на Венере

Тепловая карта Венеры

Как уже говорилось выше, средняя температура на Венере равна 460 градусам Цельсия. Причем если на Земле этот параметр варьируется в большом диапазоне, то на второй планете от Солнца находится примерно на одном значении, вне зависимости от выбранной точки.

Из-за малого наклона оси, всего в 3 градуса, отсутствует смена сезонов. Серные испарения и высокая плотность атмосферы не дают теплу уходить в открытый космос, из-за чего оно распределяется по поверхности и сохраняет высокую температуру.

Ветра на Венере

Снимок двух торнадо на Венере

Практически все ветра Венеры движутся с запада на восток. Они утягивают за собой плотный слой облаков, также заставляя их перемещаться в пространстве. Из-за этого наблюдать за следованием ветров не составляет труда.

Интересный факт: максимальная скорость ветра, зафиксированная на Венере, равна 700 км/ч. Такой ураган облетает планету меньше, чем за половину земных суток.

Средняя скорость ветров на планете составляет 350 км/ч. Причем чем выше они располагаются в атмосфере, тем быстрее двигаются. Если спуститься прямо на поверхность, то на ней воздушные потоки будут двигаться не быстрее 5-10 км/ч.

Вода на Венере

Овраги на Венере раньше могли быть заполнены водой

Поскольку температура на Венере составляет несколько сотен градусов, нетрудно догадаться, что в жидком состоянии вода на ее поверхности в принципе существовать не может. Исследования атмосферы планеты доказали, что в ней все-таки содержится водяной пар, но его доля составляет лишь 0,002% от общего количества веществ.

Такое открытие намекает на то, что миллиарды лет назад на Венере могла быть вода, а климат являлся более холодным. Но из-за регулярных столкновений с метеоритами и исчезновения магнитосферы климат стал в несколько раз горячее. Из-за этого все имеющиеся моря и океаны довольно быстро испарились. И если тепло задерживается на поверхности, то молекулы водяного пара вполне могли покинуть пределы атмосферы и отправиться в открытый космос. Стоит отметить, что если когда-нибудь на Земле тоже исчезнет магнитосфера, то климат планеты станет намного теплее, и практически вся поверхность превратится в пустыню.

Спутники

Орбиты Венеры и ее квазиспутника — астероида VE68

У Венеры нет спутников. Есть мнение, что на ранних этапах жизни планета обладала таковыми, но их могло поглотить Солнце, поскольку обладает большей силой притяжения. Еще одной причиной исчезновения небесных тел могли послужить регулярные атаки метеоритов.

Несмотря на то, что Венера сейчас не может похвастаться наличием близлежащих тел, она не одинока. У планеты есть один квазиспутник — это астероид VE68, открытый в 2002-ом году. Вот уже 7000 лет он сопровождает планету, следуя по похожей орбите, однако по подсчетам, через пять веков он сместится от нее на достаточное расстояние, чтобы потерять статус квазиспутника.

Земля и Венера

Сравнение размеров Земли и Венеры

Обе планеты имеют много общего, из-за чего их часто называют сестрами. Венера лишь немного уступает Земле по размерам: ее диаметр составляет 95% от земного. Другие параметры также немногим ниже, чем у третьей планеты: ускорение свободного падения (90%), масса (81,5%), объем (85,7%), площадь поверхности (90%). Структура небесных тел также совпадает: в центре находится металлическое ядро, окутанное мантией и корой.

Но кроме сходства у Земли и Венеры немало отличий. У последней отсутствует конвекция ядра, магнитосфера не функционирует, из-за чего температура на поверхности гораздо выше. Атмосферное давление на второй планете в 93 раза больше, что также сказывается на климате. Не менее важным отличием является полное отсутствие воды, в то время как на Земле жидкости предостаточно.

Облака и парниковый эффект на Венере

Искусственная модерация облаков Венеры

Облака находятся на расстоянии от 48 до 65 км. Они представляют собой плотную оболочку из серной кислоты и углекислого газа, через которую практически не проходят солнечные лучи. Предполагается, что изначально их не было над планетой, но неизвестные обстоятельства привели к образованию.

Интересный факт: освещенность на Венере достигает лишь 3000 люкс. Для сравнения, в солнечный день на улице может быть 25000 люкс.

Углекислый газ и плотные облака не дают выходить теплу в атмосферу, из-за чего поверхность сильно нагревается, появляется парниковый эффект. Он способствует поддержанию температуры.

K какому типу планет принадлежит Венера?

Планеты земной группы

Венера относится к земной группе, в которую входят планеты первой четверки. Также там присутствуют Меркурий, Земля и Марс. Плотность Венеры равна 5,204 г/м3, что является довольно высоким показателем и лишь на 0,3 г/м3 уступает земному.

Принадлежность Венеры к земной группе существенно упростило процесс ее исследования. Из-за агрессивной среды и высоких температур посадка космических спутников на поверхность практически невозможна. А поскольку планеты земной группы обладают схожими свойствами, исследователи в XX веке смогли выстроить многие гипотезы относительно состава, структуры и характеристик, основываясь на аналогичных данных, полученных во время изучения Земли и Марса. Спустя десятилетия они были подтверждены на практике, когда людьми начали изготавливаться аппараты, способные работать некоторое время на поверхности Венеры.

История открытия

Венера и Луна на небе

Древние люди наблюдали за Венерой невооруженным взглядом. Поскольку в определенные периоды расстояние между планетой и Землей составляет лишь несколько десятков миллионов километров, она четко виднеется на небе в виде белого пятна. Однако в то время не существовало технологий, позволяющих детально разглядеть загадочный объект. И люди наблюдали на небе утром и вечером лишь белое пятно, которое принималось за две разные звезды.

В 1581 году до н.э. вавилонские астрономы пришли к выводу, что данные звезды являются одним объектом, более того, это планета. Тогда и было составлено ее первое описание.

Интересный факт: несмотря на открытие вавилонских астрономов, до VI века до н.э. существовало мнение, ?