Արեգակնային համակարգի մոլորակների մթնոլորտները
Մթնոլորտը գազերի շերտ է, որը շրջապատում է մոլորակը կամ այլ երկնային մարմինը: Դրա առկայությունը զգալիորեն որոշում է մոլորակի «դեմքը». նրա մակերևույթի ջերմաստիճանը, եղանակային պայմանները, ջերմությունը պահպանելու ունակությունը, վնասակար ճառագայթումից պաշտպանությունը և նույնիսկ կյանքը պահպանելու հնարավորությունը: Արեգակնային համակարգում յուրաքանչյուր մոլորակ ունի մթնոլորտ՝ տարբեր կազմով, հաստությամբ և դինամիկայով: Այս տարբերությունները ձևավորվում են Արեգակից նրա հեռավորության, մոլորակի զանգվածի (ձգողականության), երկրաբանական ակտիվության, մագնիսական դաշտի առկայության և մոլորակի ձևավորման պատմության պատճառով: Այս հոդվածում քննարկվում են Արեգակնային համակարգի հիմնական մոլորակների մթնոլորտները և որոշ գործոններ, որոնք դրանք եզակի են դարձնում:
1. Մերկուրի. Գրեթե մթնոլորտ չկա
Մերկուրին Արեգակին ամենամոտ գտնվող մոլորակն է և ամենափոքրերից մեկը։ Մերկուրիի ձգողականությունը թույլ է, իսկ մակերևույթի ջերմաստիճանը ծայրահեղ է. շատ տաք է ցերեկը և շատ ցուրտ՝ գիշերը։ Այս պայմանները դժվարացնում են Մերկուրիի համար խիտ մթնոլորտ պահպանելը։
Մերկուրին ավանդական իմաստով մթնոլորտ չունի, բայց այն ունի շատ բարակ էկզոսֆերա։ Այս էկզոսֆերան կազմված է արեգակնային քամու և միկրոմետեորոիդների, ինչպիսիք են նատրիումը, կալիումը, թթվածինը, հելիումը և ջրածինը, մակերևույթից դուրս մղված ատոմներից։ Քանի որ այն այդքան բարակ է, Մերկուրիի էկզոսֆերան չի կարողանում պահպանել ջերմությունը և չի առաջացնում եղանակ, ինչպես մենք այն գիտենք։
2. Վեներա. խիտ մթնոլորտ և ծայրահեղ ջերմոցային էֆեկտ
Վեներան հաճախ անվանում են «Երկրի երկվորյակ»՝ իր նման չափերի և զանգվածի պատճառով։ Սակայն Վեներայի մթնոլորտը ցույց է տալիս, թե որքան կտրուկ կարող են փոխվել մոլորակները։ Վեներան ունի շատ խիտ մթնոլորտ, որը գերակշռում է ածխաթթու գազով (CO₂)՝ ծծմբական թթվի ամպերով։ Մակերևույթի վրա մթնոլորտային ճնշումը մոտ 90 անգամ գերազանցում է Երկրի ճնշումը, որը համարժեք է Երկրի օվկիանոսների մոտ 1 կմ խորության վրա ճնշմանը։
Ամենացնցողն է Վեներայի մակերևույթի չափազանց բարձր ջերմաստիճանը, որը գերազանցում է 460°C-ը: Սա պայմանավորված է ջերմոցային էֆեկտի անկայունությամբ. առատ CO₂-ը որսում է ջերմային ճառագայթումը՝ որսալով ջերմությունը: Ավելին, խիտ ամպերը արտացոլում են Արեգակի ճառագայթների մի մասը, բայց ջերմությանը թույլ չի տրվում դուրս գալ: Վեներայի վերին մթնոլորտում քամիները նույնպես չափազանց արագ են, ստեղծելով «սուպերպտտացիա» կոչվող երևույթ, երբ մթնոլորտը պտտվում է ավելի արագ, քան մոլորակն ինքը:
3. Երկիր. Կյանքի համար հավասարակշռված մթնոլորտ
Երկրի մթնոլորտը եզակի է Արեգակնային համակարգում, քանի որ այն նպաստում է կյանքի զարգացմանը մեծ մասշտաբով: Դրա կազմը գերակշռում է ազոտը (մոտ 78%) և թթվածինը (մոտ 21%), ինչպես նաև արգոնի, ածխաթթու գազի, ջրային գոլորշու և այլ գազերի հետքերով: Թթվածնի մեծ քանակությամբ առկայությունը կենսաբանական գործընթացների, մասնավորապես՝ ֆոտոսինթեզի արդյունք է:
Երկրի մթնոլորտն ունի այնպիսի շերտեր, ինչպիսիք են տրոպոսֆերան (որտեղ տեղի է ունենում եղանակը), ստրատոսֆերան (օզոնով, որը կլանում է ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը), մեզոսֆերան, ջերմոսֆերան և էկզոսֆերան: Ջրային գոլորշին կարևոր դեր է խաղում ամպագոյացման, տեղումների և ջերմաստիճանի կարգավորման գործում: CO₂-ի, ջրային գոլորշու և մեթանի բնական ջերմոցային էֆեկտը պահպանում է Երկիրը տաք: Երկրի մագնիսական դաշտը նաև օգնում է պաշտպանել մթնոլորտը արեգակնային քամու էրոզիայից:
4. Մարս. Նուրբ և սառը մթնոլորտ
Մարսն ունի Երկրից շատ ավելի նոսր մթնոլորտ՝ Երկրի մակերևութային ճնշման 1%-ից պակաս։ Նրա մթնոլորտը հիմնականում կազմված է ածխաթթու գազից՝ ազոտի և արգոնի փոքր քանակությամբ։ Նոսր մթնոլորտի պատճառով Մարսը լավ չի պահպանում ջերմությունը, ինչը հանգեցնում է ցածր միջին ջերմաստիճանների և ցերեկային ու գիշերային ջերմաստիճանների լայն տատանումների։
Մարսը հայտնի է իր փոշե փոթորիկներով, որոնք կարող են տատանվել տեղայինից մինչև գրեթե ամբողջ մոլորակը։ Մարսի բևեռներում ջրային սառույցը և ածխաթթու գազի սառույցը (չոր սառույց) սուբլիմացվում և նստում են եղանակների հետ մեկտեղ՝ ժամանակի ընթացքում ազդելով մթնոլորտային ճնշման վրա։ Գիտնականները կասկածում են, որ Մարսը նախկինում ունեցել է ավելի խիտ մթնոլորտ և հեղուկ ջուր, սակայն այդ մթնոլորտի մի մասը կորել է թույլ ձգողության և ուժեղ գլոբալ մագնիսական դաշտի պաշտպանության կորստի պատճառով։
5. Յուպիտեր. Գազային հսկայի դինամիկ մթնոլորտը
Յուպիտերը Արեգակնային համակարգի ամենամեծ գազային հսկա մոլորակն է։ Նրա մթնոլորտը գերակշռում է ջրածնով և հելիումով, որոնք կազմով նման են Արեգակին՝ մեթանի, ամոնիակի և ջրային գոլորշու հետքերով։ Յուպիտերը Երկրի նման պինդ մակերես չունի. ցամաք շարժվելուն զուգընթաց գազերը դառնում են ավելի խիտ, մինչև որ անցնում են հեղուկ շերտի։
Յուպիտերի մթնոլորտը բնութագրվում է գունավոր ամպերի շերտերով և հսկա փոթորիկներով, ինչպիսին է Մեծ Կարմիր Խալը, որը դարեր շարունակ տևած փոթորիկ է։ Յուպիտերի վրա քամիները կարող են շատ արագ լինել, և ջերմաստիճանի ու կազմի տարբերությունները ստեղծում են բարդ ամպային շերտեր։ Դիտվում է նաև կայծակ, ինչը վկայում է եղանակային ինտենսիվ ակտիվության մասին։
6. Սատուրն. Ամոնիակային ամպեր և սեզոնային փոթորիկներ
Սատուրնը նաև գազային հսկա է՝ մթնոլորտում, որը գերակշռում են ջրածինը և հելիումը։ Տեսողականորեն Սատուրնի մթնոլորտն ավելի հանգիստ է թվում, քան Յուպիտերինը, բայց այն դեռևս պարունակում է զգալի դինամիկա, այդ թվում՝ հսկա, պարբերական սեզոնային փոթորիկներ։ Հետաքրքիր օրինաչափություններից մեկը Սատուրնի հյուսիսային բևեռի վեցանկյուն կառուցվածքն է, որը, ենթադրվում է, կապված է մթնոլորտային ալիքների և կայուն քամու օրինաչափությունների հետ։
Սատուրնի ամպերը պարունակում են ամոնիակ, և մթնոլորտի ավելի խորքում կա մեկ այլ ամպային շերտ, որը, հավանաբար, կազմված է ամոնիումի հիդրոսուլֆիդից և ջրից։ Քանի որ Սատուրնը ճառագայթում է ներքին ջերմություն, այս էներգիան նպաստում է նրա մթնոլորտի և եղանակային համակարգերի ձևավորմանը։
7. Ուրան. Սառը մթնոլորտ մեթանով
Ուրանը «սառցե հսկա» է, որի ներքին կազմը հարուստ է ջրով, ամոնիակով և մեթանով՝ մթնոլորտի տակ գտնվող հեղուկ վիճակում։ Ուրանի մթնոլորտում գերակշռում են ջրածինը և հելիումը, սակայն վերին մթնոլորտում գտնվող մեթանը կլանում է կարմիր լույսը, ինչը Ուրանին տալիս է կապտավուն տեսք։
Ուրանը ամենացուրտ մոլորակներից մեկն է և ունի ծայրահեղ թեքություն («գլորվող» էֆեկտ): Այս պայմանը Ուրանի եղանակները դարձնում է շատ անսովոր, որտեղ յուրաքանչյուր բևեռում լինում են չափազանց երկար օրեր կամ գիշերներ: Ուրանը մի ժամանակ թվում էր համեմատաբար «հանգիստ», սակայն ժամանակակից դիտարկումները ցույց են տալիս փոփոխվող փոթորիկներ և ամպեր, ինչը ցույց է տալիս, որ մթնոլորտային ակտիվությունը միշտ չէ, որ հանգիստ է:
8. Նեպտուն. Արեգակնային համակարգի ամենաարագ քամիները
Նեպտունը ևս մեկ սառցե հսկա է՝ ջրածնի, հելիումի և մեթանի մթնոլորտով։ Չնայած Արեգակից հեռավորությանը, Նեպտունն ունի շատ ակտիվ մթնոլորտ։ Նեպտունի վրա քամիները Արեգակնային համակարգի ամենաարագներից են՝ հասնելով ավելի քան 1.000 կմ/ժ արագության։
Նեպտունը նաև ցույց է տվել Յուպիտերի Կարմիր Հետքին նման մեծ փոթորիկներ, ինչպիսին է «Մեծ Մութ Հետքը», որը դիտվել է Վոյաջեր 2-ի դարաշրջանում: Ենթադրվում է, որ այս ակտիվությունը պայմանավորված է զգալի ներքին ջերմությամբ, այնպես որ, չնայած ստացված արեգակնային էներգիան փոքր է, մթնոլորտային դինամիկան մնում է ինտենսիվ:
Մոլորակի մթնոլորտը ձևավորող գործոններ
Ընդհանուր առմամբ, մոլորակի մթնոլորտը կախված է մի քանի կարևոր գործոններից.
1. Ձգողականություն. Մեծ զանգված ունեցող մոլորակներն ավելի լավ են կարողանում պահել թեթև գազեր։
2. Հեռավորությունը Արեգակից. Ազդում է ջերմաստիճանի և այն նյութի տեսակի վրա, որը կարող է մնալ գազի կամ սառեցման վիճակում։
3. Մագնիսական դաշտ. Պաշտպանում է մթնոլորտը արեգակնային քամու էրոզիայից։
4. Երկրաբանական ակտիվություն. Հրաբուխները և ներքին գործընթացները կարող են նոր գազեր մատակարարել մթնոլորտ:
5. Մոլորակի վաղ պատմությունը. Մեծ բախումները և վաղ էվոլյուցիան կարող են փոխել կամ վերացնել մթնոլորտները։
Penutup
Մեր Արեգակնային համակարգի մոլորակների մթնոլորտները ցուցադրում են զարմանալի բազմազանություն՝ Մերկուրիի բարակ էկզոսֆերայից մինչև Վեներայի խիտ CO₂ շերտը, Երկրի վրա կյանքը հավասարակշռող եղանակային համակարգերից մինչև Յուպիտերի հսկա փոթորիկները և Նեպտունի գերարագ քամիները: Մթնոլորտների ուսումնասիրությունը ոչ միայն օգնում է մեզ հասկանալ այլ մոլորակների վրա պայմանները, այլև կարևոր դասեր է տալիս կլիմայի, բնական պաշտպանության արդյունավետության և այն մասին, թե ինչպես են մոլորակները դառնում բնակելի կամ ծայրահեղ: Տիեզերական առաքելությունների և աստղադիտակների առաջընթացի շնորհիվ մոլորակային մթնոլորտների մասին մեր գիտելիքները կշարունակեն ընդլայնվել՝ բացահայտելով տիեզերքում մեր տեղի մասին նոր պատկերացումներ:
