Венера, как и Меркурий, раскрылась перед нами в основном за последние 40 лет. Длительное время мы не знали ни давление атмосферы у поверхности планеты, ни её радиуса. Астрономические наблюдения давали лишь радиус облачного слоя, окружающего планету, в пределах от 6100 до 6200 км.
Атмосфера Венеры была открыта в 1761 г. М. В. Ломоносовым при наблюдении прохождения Венеры перед диском Солнца. При схождении её с диска Солнца край последнего как бы выгнулся, образовав "пупырь". М. В. Ломоносов правильно объяснил наблюдавшееся им явление преломлением солнечных лучей в атмосфере Венеры. Это явление получило название "явление Ломоносова".
В течение почти 200 лет атмосфера Венеры была непроницаемым барьером для изучения поверхности планеты и определения периода её вращения вокруг оси. 80 попыток определить этот период с помощью оптических методов потерпели полную неудачу. Не удавалось определить и наклон оси Венеры к плоскости её орбиты.
Первое уверенное определение радиуса твёрдого шара Венеры было сделано в 1965 г. из радиоастрономических наблюдений с помощью радиоинтерферометра Оуэнс Вилли советским учёным А. Д. Кузьминым и американским учёным Б. Дж. Кларком, Кузьмин и Кларк получили значение 6057 км. Затем последовала большая серия радиолокационных измерений в СССР и США, в ходе которых радиус Венеры всё уточнялся. Окончательное его значение 6050 км.
Масса Венеры была уточнена по пролётам мимо планеты американских космических аппаратов "Маринер-2", "Маринер-5" и "Маринер-10". Она составляет 1:408 524 массы Солнца или 84.5% массы Земли. Пол массе и размерам была уточнена средняя плотность Венеры, 5.27 г\см3, и определено ускорение силы тяжести на её поверхности, 885 см\сек2.
Радиолокационные наблюдения, проводившиеся, начиная с 1961 г., в СССР, США и Англии, позволили определить, наконец, период её вращения. Он оказался самым большим в Солнечной системе:243.16 суток при обратном направлении вращения. Иначе говоря, если смотреть с северного полюса Венеры, планета вращается по часовой стрелке, а не против неё как Земля и все планеты (исключая Уран). Из за этого солнечные сутки на Венере короче звёздных и равны 117 земным суткам. Таким образом, день и ночь на Венере продолжается по 58.5 суток. Несмотря на это, температуры дневного и ночного полушарий планеты отличаются очень мало - благодаря большой теплоёмкости и интенсивному переносу тепла в плотной атмосфере Венеры. В 1932 г. У. Адамс и Т. Денхем на обсерватории Маунт Вилсон обнаружили в спектре Венеры полосы поглощения углекислого газа на длинах волн 7820, 7833 и 8689A.Полосы были весьма интенсивными, и стало ясно. Что углекислый газ - существенный компонент венерианской атмосферы.
Давление атмосферы у поверхности Венерыоказалось 90 атмосфер! Такого значения никто не ожидал. В моделях атмосферы Венеры, построенных до 1967 г., давление у поверхности принималось от 5 до 20 атмосфер.
Высокая температура нижних слоёв атмосферы Венеры объясняется так называемым парниковым эффектом. Атмосфера планеты пропускает солнечное излучение, правда, лишь частично и не в виде прямых лучей, а в форме многократного рассеянного излучения. Облачный слой Венеры обладает весьма высоким альбедо, 0.78, иначе говоря, более трёх четвёртой солнечной радиации отражается облаками и лишь менее одной четверти проходит вниз. Парниковый эффект имеет место и в атмосферах других планет. Но если в атмосфере Марса он поднимает среднюю температуру у поверхности на 9?, в атмосфере Земли на 35?, то в атмосфере Венеры этот эффект достигает 400 градусов!
Химический состав атмосферы Венеры
Венера на 97% состоит из углекислого газа (СО2). Не более 2% приходится на долю азота и инертных газов (в первую очередь аргона). В отношении содержания кислорода различные методы дают пока противоречивые результаты, но в любом случае его меньше 0.1%. Из других газов методы инфракрасной спектроскопии позволили обнаружить окись углерода (СО2) в количестве 5·10··-5 от всей массы атмосферы, хлористый водород (НСI)-4·10··-7 и фтористый водород (НF)-10··-9. Поиски других возможных компонентов венерианской атмосферы пока не привели к положительным результатам, но ни один из них не составляет более 10··-5 общего состава атмосферы.
В 1927 г. наземные фотографии Венеры в ультрафиолетовых лучах выявили на диске планеты целую систему тёмных и светлых деталей. В 1960 г. французские астрономы Ш. Буайте и А. Камишель независимо друг от друга обнаружили, что расположение некоторых деталей, фотографируемых в ультрафиолетовых лучах, повторяется каждые четверо суток. Объединив свои наблюдения, они пришли к выводу, что верхний слой Венеры имеет обратное вращение с тем же периодам.
Этот результат получил в дальнейшем полное подтверждение. Скорость вращения на уровне верхней границы облаков иная, чем само планеты. Это означает, что над экватором Венеры на высоте 65-70 км. Господствует постоянно дующий ветер в направлении движения планеты, имеющий скорость 100 м\сек (скорость урагана). Такая система циркуляции атмосферы была предсказана почти 250 лет назад английским метеорологом Гадлеем. На Земле её подавляют другие факторы (разность температур, влияние океанов), на Венере же океанов нет, а температуры выровнены благодаря интенсивному переносу тепла в нижних слоях.
Фотографии верхнего слоя облаков Венеры с близкого расстояния были получены в феврале 1974 г. американским космическим кораблём "Маринер-10". Они так же подтвердили четырёх суточный период вращения на уровне облаков.
У планеты имеется, как и у Земли, ионосфера. Дневной максимум электронной концентрации расположен на высоте 145 км. И равен 4·10··5 электронов\см3, что в 10 раз меньше, чем в нашем слое F2. На уровне 500 км. со стороны Солнца наблюдается резкий спад электронной концентрации, а на ночной стороне длинный хвост из заряженных частиц протяжённостью до 3500км. с концентрацией электронов 1000-500 электронов\см3. Такое строение ионосферы связано с обтеканием её солнечным ветром и со слабой направленностью магнитного поля Венеры (по данным Ш. Ш. Долгинова и его сотрудников оно в 10 000 раз слабее земного). Самые верхние слои атмосферы Венеры состоят почти целиком из водорода. Водородная атмосфера Венеры простирается до высоты 5500 км. Наземные американские установки дали возможность исследовать приэкваториальную область планеты. Было обнаружено около 10 кольцевых структур, подобных метеоритным кратерам Луны и Меркурия, диаметром от 35 до 150 км, но сильно сглаженных, уплощенных. Удалось обнаружить гигантский разлом в коре планеты длинной 1500 км, шириной 150 км и глубиной 2 км. Выявлен дугообразный горный массив, пересечённый и частично разрушенный другим. Это говорит в пользу наличия сбросовых движений в коре планеты. Найден вулкан с диаметром основания 300-400 км и около 1 км в высоту. Американские учёные выявили в северном полушарии планеты огромный круглый бассейн протяжённостью около 1500 км с севера на юг и 100 км с запада на восток. Был изучен рельеф 55 районов Венеры. Среди них имеются участки как сильно всхолмлённой местности, с перепадами высот на 2-3 км, так и относительно ровной. Обнаружена большая гладкая равнина длинной около 800 км, и ещё более гладкая, чем поверхность лунных морей. Поверхность Венеры в целом более гладкая, чем поверхность Луны. Фотографии поверхности Венеры показывают нам каменистую пустыню с характерными скальными образованьями. На снимке "Венеры-9" - свежая осыпь камней. Это говорит о непрекращающейся тектонической активности Венеры. Средняя плотность породы Венеры равна 2.7 г\см3, что тоже близко к плотности земных базальтов.
Таким образом, можно смело сказать, что "чадра", скрывшая лик Венеры от исследований более 300 лет, сорвана, и эта планета предстала глазам учёных со сложным рельефом, следами активного вулканизма и тектонической деятельности и в то же время с явными последствиями её метеоритной бомбардировки в прошлом.
|
