Күн системасындагы планеталардын түзүлүшүн жана курамын талдоо
Күн системасы – бул татаал гравитациялык система, анда сегиз планета, эргежээл планеталар, астероиддер, кометалар жана Күндүн айланасында айланган башка ар кандай кичинекей телолор жашайт. Бул объектилердин арасында планеталар өзгөчө кызыгууну жаратат, анткени алардын ар кандай ички түзүлүштөрү жана курамы Күн системасынын алгачкы пайда болушун чагылдырат. Планеталардын түзүлүшүн жана курамын талдоо бизге планетанын эмнеден тураарын түшүнүүгө гана эмес, анын жылуулук тарыхын, ички динамикасын, атмосферасын жана жашоого ылайыктуулугун ачып берүүгө да жардам берет. Күн системасындагы планеталарды салыштыруу менен биз ачык-айкын мыйзам ченемдүүлүктү көрө алабыз: ички планеталар таштуу жана тыгыз болот, ал эми сырткы планеталар негизинен газ жана муз сымал жана көлөмү боюнча алда канча чоң.
1. Түзүлүштүн негизи: Температура градиенти жана протопланетарлык диск
Планеталардын курамындагы айырмачылыктарга жаш Күндү курчап турган протопланетардык дисктеги шарттар күчтүү таасир этет. Күнгө жакын аймактарда жогорку температура суу, аммиак жана метан сыяктуу учуучу элементтердин жана кошулмалардын катуу заттарга айланышын кыйындатат. Планеталарды түзүү үчүн силикаттар жана металлдар (темир, никель) сыяктуу отко чыдамдуу материалдар гана калат. Натыйжада, ички планеталар (Меркурий, Венера, Жер жана Марс) жогорку тыгыздыктагы, таштуу кабыктары жана металл өзөктөрү бар жер планеталары катары пайда болгон.
Тескерисинче, Күндөн алысыраак аймактарда температура төмөн болуп, муздун жана учуучу кошулмалардын конденсацияланышына шарт түзгөн. Бул чоңураак, тыгыз ядронун тез пайда болушуна мүмкүндүк берген, андан кийин ал көп өлчөмдөгү суутек жана гелий газын өзүнө тарткан. Бул процесс гигант планеталардын пайда болушуна алып келген : Юпитер жана Сатурн (газ гиганттары), ошондой эле Уран менен Нептун (жогорку басымдагы суюктуктарда суу, аммиак жана метан түрүндөгү "муздун" бай курамынан улам муз гиганттары).
2. Жер планеталары: катмарлуу түзүлүш жана катуу зат
Жер планеталары, адатта, окшош катмарлуу түзүлүшкө ээ: жер кыртышы, мантия жана ядро. Деталдары ар кандай болгону менен, негизги түшүнүк бирдей — гравитация дифференциацияга, башкача айтканда, оор материалдардын (металлдардын) борборго, ал эми жеңил материалдардын (силикаттардын) сыртка бөлүнүшүнө алып келет.
а. Меркурий: Чоң ядро жана жука кабык
Меркурийдин көлөмүнө салыштырмалуу тыгыздыгы салыштырмалуу жогору, бул планетанын көлөмүнө салыштырмалуу өтө чоң темир-никель өзөгүнүн бар экенин көрсөтүп турат. Меркурийдин өзөгү планетанын радиусунун көпчүлүк бөлүгүн ээлейт деп болжолдонууда, ал эми силикат мантиясы салыштырмалуу жука. Бул чоң өзөктүн келип чыгышы жөнүндө бир нече гипотеза бар: мантияны сыйрып алган алп сокку же Күнгө жакын жерде металлдын топтолушу үчүн жагымдуу шарттар. Меркурийдин бети эски кратерлер басымдуулук кылат, бул геологиялык активдүүлүктүн чектелүү экендигин көрсөтүп турат.
б. Венера: Атмосфералык тозок менен Жердин "Эгизи".
Чолпон планетасынын көлөмү Жерге окшош жана ички түзүлүшү окшош: металл ядросу, силикат мантиясы жана жер кыртышы. Бирок, негизги айырмачылык анын өтө калың, көмүр кычкыл газына бай атмосферасында жатат, бул өтө парник эффектин жаратат. Беттик басым өтө жогору жана температура коргошунду эритүүгө жетиштүү. Курамы боюнча, Чолпон базальттык деп эсептелет жана кеңири жанар тоо активдүүлүгүнүн далилдери бар. магнит талаасы Күчтүү глобалдык күч Венеранын негизги шарттары жана ички динамикасы жөнүндө да суроолорду жаратат.
c. Жер: активдүү дифференциация жана плиталардын тектоникасы
Жер - эң кылдат изилденген түзүлүшкө ээ жер планетасы. Анын ядросу суюк сырткы ядрого (темир-никель) жана катуу ички ядрого бөлүнөт, ал динамо эффектиси аркылуу магнит талаасын пайда кылат. Жердин мантиясы геологиялык масштабда пластикалык жана конвекцияны жүргүзөт, бул плиталардын тектоникасын шарттайт. Жер кабыгы калыңыраак, жеңилирээк континенталдык жана ичке, тыгызыраак океандык кабыкка бөлүнөт. Жердин жалпы курамында темир, кычкылтек, кремний жана магний басымдуулук кылат, бул металлдар менен силикаттардын аралашмасынан турат. Суунун мол болушу жана салыштырмалуу туруктуу атмосфера Жерди жашоого ыңгайлуулук жагынан уникалдуу кылат.
г. Марс: Суунун издери жана муздатуучу өзөгү бар таштуу планета
Марс кичирээк, ошондуктан ал ички жылуулукту тезирээк жоготот. Анын түзүлүшүндө базальт кыртышы, силикат мантиясы жана темирге бай, жеңил элементтердин аралашмасы бар ядро бар. Марста өткөн суулардын — дарыя өрөөндөрүнүн, гидратталган минералдардын жана, балким, байыркы көлдөрдүн — күчтүү далилдери бар. Анын атмосферасы азыр суюк, CO2 басымдуулук кылат. Алсыз глобалдык магнит талаасы ядронун динамосунун иштебей калганын көрсөтүп турат, бул күн шамалы менен өз ара аракеттенүү аркылуу атмосферанын жоголушуна алып келет.
3. Газ гигант планеталары : Юпитер жана Сатурн
Юпитер жана Сатурн негизинен суутек жана гелийден турат, курамы боюнча Күнгө окшош, бирок экөө тең татаал өзөктөргө жана катмарлуу түзүлүштөргө ээ.
а. Юпитер: Металл суутек жана күчтүү магнит талаасы
Юпитердин калың атмосферасы бар, анын тереңдигинде аммиак, аммоний гидросульфиди жана суу булуттары бар. Ичке карай басым жогорулаган сайын, суутек металл суутекке айланат — электр тогун өткөрө алган экзотикалык абал. Бул катмар Юпитердин күчтүү магнит талаасы үчүн жооптуу. Анын борборунда үстүндөгү катмарлар менен аралашып кетиши мүмкүн болгон өзөк же "диффузиялык өзөк" жайгашкан. Юпитердин курамында Күнгө караганда оор элементтер көбүрөөк камтылган, бул өзөктүн пайда болушунда жана анын пайда болушу учурунда катуу материалды кармоодо роль ойной турганын көрсөтүп турат.
б. Сатурн: Жеңил газ гиганты жана шакекче системасы
Сатурн Юпитерге окшош, бирок орточо тыгыздыгы төмөн. Анын ички түзүлүшү ядрону, металл суутек катмарын жана молекулярдык суутектин сырткы катмарын камтыйт. Сатурн Күндөн алгандан көбүрөөк энергияны нурлантат, бул, кыязы, "гелий жамгырынан" (гелийдин ички бөлүгүнө ылдый түшүп,) улам келип чыгат жана гравитациялык энергияны бөлүп чыгарат. Сатурндун белгилүү шакекчелери муз жана таш бөлүкчөлөрүнөн турат, бул сырткы Күн системасында учуучу материалдардын үстөмдүгүн көрсөтүп турат.
4. Муз гигант планеталары: Уран жана Нептун
Уран жана Нептун көбүнчө муз гиганттары деп аталат, анткени аларда суутек менен гелийге салыштырмалуу "муздун" (суу, аммиак жана метан) үлүшү жогору. Бирок, бул жердеги "муз" муз кубиги сыяктуу катуу затты эмес, тескерисинче, өтө критикалык суюктукту же жогорку басымдагы аралашманы билдирет.
а. Уран: Уникалдуу жантайыңкы жана ички жылуулуктун төмөндүгү
Уранда бар айлануу огунун эңкейиши Экстремалдык, дээрлик "жатып" турган, көбүнчө чоң алгачкы сокку менен байланышкан. Анын түзүлүшүндө метан менен көгүш түс берген жука H/He атмосферасы, суу-аммиак-метанга бай мантиянын үстүндө жана таштуу өзөк бар. Урандын ички жылуулук бөлүп чыгаруусу Нептунга салыштырмалуу салыштырмалуу аз, бул анын ичиндеги конвекция динамикасы башкача же жылуулуктун ташылышынын басаңдашын көрсөтүп турат.
б. Нептун: активдүүрөөк жана шамалдуураак
Нептун курамы боюнча Уранга окшош, бирок метеорологиялык жактан активдүүрөөк, Күн системасындагы эң ылдам шамалдарга ээ. Бул ички энергия булагынын көбүрөөк экендигин көрсөтүп турат. Анын ички түзүлүшү ошондой эле метанга бай H/He атмосферасынан, жогорку басымдагы "муз" мантиясынан жана таштуу ядродон турат. Нептун олуттуу ички жылуулукту нурлантат, бул Уранга караганда күчтүү конвекцияны же жылуулук жоготуунун жогорку натыйжалуулугун көрсөтүп турат.
5. Негизги салыштыруулар: Тыгыздык, Атмосфера жана Эволюция
Орточо тыгыздык курамдын алгачкы көрсөткүчү болуп саналат: жер үстүндөгү планеталар силикаттар менен металлдардын басымдуулугунан улам тыгызыраак, ал эми газ гиганттары суутек менен гелийдин басымдуулугунан улам жеңилирээк. Бирок, ички өзгөрүүлөр — мисалы, ядронун өлчөмү, металл суутек катмарынын болушу жана оор элементтердин үлүшү — планеталардын пайда болушу бирдей эмес экенин көрсөтүп турат. Атмосфералар эволюциялык "архив" катары да кызмат кылат: Венера парник эффектинин кесепетинен экстремалдык абалга келди, Марс муздатуу жана магнит талаасынын жоголушунан улам атмосферасын жоготту, Жер көмүртек цикли жана суунун болушунан улам туруктуу, ал эми гиганттар жогорку тартылуу күчүнөн улам алгачкы газдарды сактап калышкан.
Корутунду
Күн системасындагы планеталардын түзүлүшүн жана курамын талдоо алардын пайда болгон жери, курамындагы материалдар жана узак мөөнөттүү эволюциянын ортосундагы тыгыз байланышты көрсөтүп турат. Жер планеталары отко чыдамдуу материалдан пайда болуп, ядро-мантия-кабык катмарларына дифференциацияланып, геологиялык активдүүлүк жана атмосфералык өз ара аракеттенүү аркылуу эволюциялашкан. Ал эми ири планеталар көп өлчөмдөгү газ менен музду кармоо аркылуу пайда болуп, өтө басымдуу катмарлуу ички катмарларды жана металл суутек сыяктуу уникалдуу физикалык кубулуштарды пайда кылышкан. Космостук миссиялардын жана байкоо ыкмаларынын тынымсыз өнүгүшү менен бул планеталар жөнүндөгү түшүнүгүбүз тереңдеп, экзопланеталарды жана Жерге окшош башка дүйнөлөрдүн мүмкүнчүлүгүн изилдөө үчүн маанилүү пайдубал түзүп жатат.
