Сегодня мы поговорим о внеземном дожде.
На Земле дождь – довольно обычное явление. Когда он идёт слишком долго, это вызывает уныние и грусть. Реки при этом могут выходить из берегов, вызывая катастрофические наводнения. Дождь мешает астрономам, потому что во время дождя не видно звёзд на небе. Но если его долго не бывает, растения погибают. На полях перестаёт расти зерно. И реки пересыхают. Без дождя, а значит без воды, никто из нас не выжил бы. Всему живому на Земле очень нужен водный цикл. Он происходит, когда вода испаряется под воздействием солнечного света, и влага попадает в атмосферу, превращается в облака и в конце концов возвращается в землю, в реки и моря в виде дождя. Дождь очень важен. Даже если иногда мы его ненавидим.
И планета Земля – уникальное космическое тело в Солнечной системе, где идёт дождь из жидкой воды! По крайней мере единственное, о котором мы точно знаем на данный момент. Поскольку в Солнечной системе лишь на этой планете, точнее на её поверхности, она может существовать. И, пожалуй, сегодня закончим на этом. О каком внеземном дожде тогда можно говорить? Его просто не существует. До свидания. Всем спасибо, все свободны!
Хотя постойте. Просто так разбрестись по углам и ковырять дырки в обоях было бы скучно. В конце концов если дождя, такого как на Земле, больше нигде в Солнечной системе нет, это вовсе не повод не поговорить о других типах дождя! Или других типах осадков. Почему это обязательно это всегда должна быть вода, которая падает с небес?
Сегодня мы поговорим о том, какие виды осадков могут выпадать на других планетах и их спутниках.
Факты о внеземном дожде. Марс
Поговорим для начала об осадках на Марсе, например. Да, там слишком холодно для существования на поверхности жидкой воды. Средние температуры на планете колеблются от -55 до -125 градусов по Цельсию. На Красной планете есть вода. Но она находится почти вся под поверхностью в виде льда. И эта вода практически никогда попадает в атмосферу. Поэтому она не может выпасть проливным дождём.
К тому же атмосфера Марса чрезвычайно разрежена. И почти полностью состоит из углекислого газа. В земной атмосфере он тоже есть. И, к сожалению, его становится всё больше. Что представляет собой серьёзную проблему. Поскольку этот газ вызывает парниковый эффект. Но на Земле углекислый всегда остаётся газообразным. А вот на Марсе он легко может замёрзнуть. Для этого ему достаточно охладиться до -78,5 градуса по Цельсию. И тогда он становится твёрдым веществом, которое мы называем «сухой лёд».
И действительно, тонкие облака из углекислого газа периодически наблюдаются в холодных районах Марса. Этот сухой лёд иногда падает с неба и остаётся лежать на поверхности. До тех пор, пока в какой-то момент снова не становится чуть теплее. И тогда сухой лёд снова превращается в газообразный углекислый газ.
Итак, на Марсе не бывает дождя. Но бывает снег из сухого льда.
Странный снег Венеры
А вот на Венере погода совсем другая. Поскольку у планеты есть атмосфера. И очень мощная! Давление у поверхности Венеры почти в 100 раз выше, чем у поверхности Земли. В этой плотной атмосфере так же доминирует углекислый газ. Еще в ней есть немного азота и сернистого газа (оксид серы). И другие газы в небольших количествах.
В плотной венерианской атмосфере много облаков. Однако они состоят вовсе не из воды. А из капель… серной кислоты! Эта агрессивная кислота создаётся, когда в атмосферу попадает солнечный свет, который расщепляет находящиеся там молекулы на составляющие. После чего эти составляющие соединяются в ходе различных химических реакций с образованием самых разнообразных веществ. В том числе и серной кислоты.
Из облаков Венеры почти всегда идёт дождь. Но он никогда не достигает поверхности планеты. Поскольку её температура достигает почти 460 градусов по Цельсию! По этой причине капли серной кислоты просто испаряются где-то высоко над пылающим вечным адом.
Любому здравомыслящему гражданину понятно, что сернокислотные дожди – это не очень приятная и не очень полезная штука. Однако снег на Венере не лучше. Да, он там есть. И конечно же, он состоит не из воды. Поскольку при таких температурах это невозможно.
Однажды в горах Венеры при сканировании её поверхности радаром был обнаружен слой вещества, чрезвычайно хорошо отражающий лучи прибора. И учёные предположили, что это не просто вещество. А какой-то странный металлический снег!
Наука считает, что когда-то давно на Венере было много вулканов. И некоторые из них могут «работать» и сегодня. При извержении такого вулкана металлы из недр планеты могут выбрасываться в атмосферу в газообразном виде. Но, в конце концов, несмотря на чудовищную жару, эти металлы остывают и затвердевают. На Венере в ходе такого процесса свинец соединяется с серой, а затем выпадает на поверхность в виде снега. Странного такого, надо сказать, снега…
Хотя подобное явление вряд ли удивит жителей Челябинска, например (шутка).
Небо в алмазах
У других небесных тел Солнечной системы с осадками немного сложнее. У Меркурия нет атмосферы. Как и у Луны. А если нет атмосферы, дождь или снег идти там никак не могут. Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун – у этих планет наоброт очень плотная атмосфера. Но под ней нет твёрдой поверхности. То есть ничего, на что мог бы выпасть снег или пролиться дождь. Однако присмотреться к этим мирам все же стоит.
Давайте взглянем на Нептун, самую далёкую от Солнца планету. Её атмосфера состоит в основном из водорода и гелия. Но есть в ней и метан. На Нептуне очень холодно. Во внешних слоях его атмосферы температура может опускаться до -200 градусов по Цельсию! Так что льда там много. Это водяной лёд, а также замороженные метан и аммиак. Но что еще отличает Нептун, так это чрезвычайно сильный ветер! Скорость ветра на планете может достигать более 2000 километров в час! Нептун – рекордсмен по ветру в Солнечной системе.
Нептун очень большой. Его диаметр почти в четыре раза больше диаметра Земли. И в большей степени планета состоит из газов. И всё это огромное количество газов давит на недра планеты. Соответственно, по мере проникновения вглубь атмосферы давление увеличивается. И когда оно становится достаточно высоким (примерно в 3 миллиона раз выше атмосферного давления на Земле) атомы углерода и водорода, из которых состоит метан, начинают отделяться друг от друга. После чего атомы углерода связываются друг с другом, и высокое давление сжимает их в… алмазы!
Подобный процесс был воссоздан в ходе лабораторных экспериментов. Учёным удалось создать условия, соответствующие тем, которые существуют примерно на 7000 километров ниже самых верхних облачных слоёв Нептуна. И что всё это значит (спросите Вы)? Это значит, что на Нептуне может идти дождь из алмазов! Они формируются глубоко в недрах планеты атмосфере, а затем погружаются внутрь планеты всё глубже и глубже.
Подобное явление может происходить и в недрах Урана. Ведь эта планета очень похожа на Нептун с точки зрения атмосферы и температуры. Однако пока наука не знает точно, действительно ли такие процессы происходят в реальности.
Жидкие бриллианты
Две оставшиеся планеты – газовые гиганты Юпитер и Сатурн, с их еще более плотными атмосферами, тоже могут создавать достаточное давление для производства алмазов. Однако в этих атмосферах содержится гораздо меньше углерода, чем в атмосферах Урана и Нептуна. И эти алмазы не будут там постоянно стабильными. Ведь именно из-за того, что Юпитер и Сатурн намного больше, чем Уран и Нептун, в конце концов их недра становятся настолько горячими, что алмазы, «сыплющиеся» откуда-то сверху, будут там просто превращаться в жидкость.
Итак, с планетами Солнечной системы вроде бы всё. Однако в Солнечной системе есть еще несколько интересных небесных тел. И самое занимательное из них в разрезе нашей сегодняшней темы – это, конечно же Титан, спутник Сатурна. На этом космическом объекте безусловно самая захватывающая погода. Кроме Земли, конечно.
Реки Титана
В отличие от почти всех других спутников Титан имеет плотную атмосферу. Давление на поверхности этого тела в 1,5 раза превышает атмосферное давление на Земле. Атмосфера Титана почти полностью состоит из азота. Но метана в ней тоже немало. Этот газ в естественных условиях на Земле почти всегда встречается как газ. Однако в условиях Титана он может быть и газообразным, и твёрдым, и жидким. Фактически, на Титане метан играет ту роль, которую играет вода на Земле. Которая тоже может быть на нашей планете твёрдой, жидкой и газообразной.
И действительно, на Титане существует своя «метановая погода»! Там существуют метановые облака, из которых жидкий метан выпадает дождём и собирается в метановых реки и метановые озера, в которых плещется метановая рыба (шутка).
Медленная погода
В Солнечной системе есть и другие погодоподобные явления. Некоторые из них особенно хорошо проявляются на холодных и богатых льдом небесных телах, находящихся во внешней части Солнечной системы.
Такие объекты, такие как Плутон (и некоторые астероиды) состоят в основном из льда. И при определённых условиях этот лёд может сублимировать, то есть становиться газообразным. Для этого он не обязательно должен быть горячим. Это происходит, на самом деле, всегда, когда холодно. Просто очень медленно. Вот почему на Плутоне, например, есть нечто похожее на «атмосферу» — просто она очень и очень тонкая. Её давление в 100 000 раз меньше, чем у поверхности Земли.
Газ в этой тонкой атмосфере может в конечном итоге затвердевать, а затем выпадать на поверхность в виде снега. Однако этот странный процесс вряд ли имеет какое-либо отношение к тому, что мы обычно называем «снегом» или «дождём».
Лучшие дожди — на Земле!
Замерзающий сухой лёд на Марсе. Сернокислотный дождь и металлический снег на Венере. Алмазы, которые падают и сжижаются в атмосферах газовых гигантов. Реки из метана на Титане…
В Солнечной системе, оказывается, много всякой разной погоды. И в большинстве случаев она гораздо более неприятна, чем ласковые тёплые дожди, которые время от времени выпадают здесь, на Земле. Просто вспомните об этом, когда окажетесь вдруг без зонта…