referat (Солнечный ветер, особенности межпланетного пространства (Солнце – Планеты)), страница 5

-23-

2.4 ПЛАНЕТЫ

Все планеты Солнечной системы постоянно подвергаются бомбардировке потоком заряженных частиц; наибольшей силы она, естественно, достигает на Меркурии, несколько меньше на Венере и Земле. Правда, на единицу площади их поверхности приходится примерно в 1 млн раз меньшая мощность солнечного ветра по сравнению с электромагнитной радиацией Солнца, зато он значительно эффективней в своем разрушающем воздействии на атмосферы планет.

Земля, согласно подсчетам К.Секи (K.Seki) и его коллег из Лос-Аламосской национальной лаборатории (США) и Института космических и астронавтических исследований в Канагаве (Япония), каждую секунду теряет из атмосферы менее 3 кг вещества, в основном водорода (состав и точное количество улетучивающегося газа колеблется в зависимости от цикла солнечной активности). Это означает, что на полную потерю ЗемДей всей ее атмосферы должно уйти более 50 млрд лет, а для исчезновения и Мирового океана — еще 15 трлн лет! Между тем срок жизни. Солнца не превышает «каких-нибудь» 10 млрд лет.

Итоговая потеря вещества любой планетой зависит от баланса между его приходом и уходом. Чем сильней тяготение небесного тела, тем труднее материи «сбежать». Мелкие тела теряют вещество куда активнее, чем крупные. Особенно это заметно у кометы, идущей на сближение с Солнцем: хотя ее ядро в диаметре всего несколько километров, зато газовый хвост достигает огромной длины и виден иногда в ночное время даже невооруженным глазом. Но более детальные исследования показывают, что хвостов у кометы на самом деле два: один — диффузный и сравнительно короткий, образованный мелкими пылинками, второй — длинный, светящийся сине-зеленоватым цветом, четко структурированный, порожденный взаимодействием солнечного ветра с расширяющимися газами кометного происхождения, которые, подвергаясь ионизации, разгоняются до огромных скоростей.

Эти два хвоста иллюстрируют два разных процесса разрушения атмосферы — тепловое и нетепловое «бегство» плазмы. Близко к Солнцу у планет со слабым тяготением главный фактор потери вещества — тепловой, в условиях же мощного притяжения он основной роли обычно не играет (за исключением Меркурия, орбита которого лежит слишком близко к Солнцу). Таким образом, эрозию атмосферы у большинства планет вызывает нетепловой процесс. Подобно кометам, они тоже имеют вытянутые сильно структурированные плазменные хвосты, но эрозия идет здесь намного пассивнее, и хвосты для наземных оптических телескопов остаются невидимыми.

-24-

Разный характер процесса потери вещества планетами земного типа может объясняться различиями в составе, физических свойствах их атмосфер и особенностях их поверхности: Земля чуть ли не на две трети покрыта океаном; на поверхности Венеры царят высокие температуры при чрезвычайно плотной атмосфере; на Марсе, возможно, некогда существовал океан... Но если все планеты земного типа сложились из древнейшей солнечной туманности — одного и того же газово-пылевого облака (что почти несомненно с учетом их сходных масс и свойств ядра), то почему они в дальнейшем развивались неодинаково?

Частичный ответ дает различие в скорости эрозии их атмо- и гидросфер. Ближайший к Солнцу Меркурий практически лишен летучих веществ, которые давно изгнаны мощным тепловым излучением и потоком солнечного ветра. У Земли есть могучее магнитное поле, отклоняющее солнечный ветер задолго до его соприкосновения с атмосферой (та незначительная ее потеря, которую зафиксировал Секи с коллегами, лишь подтверждает надежность защитного свойства магнитного поля Земли). У Венеры и Марса своего магнитного поля почти нет, так что их взаимоотношение с солнечным ветром подобно наблюдаемому у комет. О том, как идет потеря вещества в атмосфере Венеры, пока известно очень мало, а у Марса, согласно последним измерениям, атмосфера теряет около 1 кг вещества в секунду; значит, примерно 4 млрд лет назад Красная планета могла быть покрыта слоем воды толщиной в несколько метров (при условии, что влага была распределена равномерно). Но это в случае, если процесс потери вещества шел так же, как сегодня, однако, судя по ряду признаков, древняя более плотная и влажная атмосфера теряла вещество приблизительно в 10 раз интенсивней. Магнитное поле у Марса когда-то было, но оно почти совсем исчезло еще несколько миллиардов лет назад, оставив планету на произвол солнечного ветра — в итоге моря там исчезли, а воздушная оболочка сильно поредела.

Среди специалистов давно идут споры о причинах столь радикальных различий между планетами земного типа. Попытка Секи и его коллег связать это с эрозией атмосфер и гидрбсфер за счет солнечного ветра — новый шаг в данной области. [6]

3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Время подтвердило правоту слов А. Л. Чижевского о том, что Земля находится в "объятиях Солнца". Поток солнечного ветра обтекает Землю, формируя магнитосферу, а межпланетное магнитное поле играет роль ключа, открывающего ее и соединяющего геомагнитное поле с солнечным магнитным полем. Солнечная активность, как настроение человека, передается Земле через эти объятия. С технической точки зрения магнитосферу удобно представить себе как совокупность электрических токов, текущих по цепи, в которой различные области магнитосферы и ионосферы играют роль резисторов и конденсаторов. Так как движущееся

-25-

магнитное поле создает динамо-эффект, магнитное соединение магнитосферы с межпланетным магнитным полем, вмороженным в поток солнечного ветра, эквивалентно подключению к нашей схеме ЭДС, равной 50-100 кВ в спокойных условиях и возрастающей в несколько раз во время магнитных бурь. Нетрудно подсчитать, что средняя мощность магнитосферной цепи (суммарная сила всех токов близка к 10 миллионам ампер) составляет около 10¹² ватт, что по порядку величины равно мощности всей мировой электроэнергетики. Таким образом, Земля фактически находится в середине исполинской электроустановки. А к каким последствиям приводит подобное соседство для человека и современной техники - это совсем другая тема. [5]

-26-