Posted on 1 Αυγούστου, 2020
Γη (2)
Σχηματισμός
Το παλαιότερο υλικό που βρέθηκε στο Ηλιακό μας σύστημα χρονολογήθηκε στα 4,5672±0,0006 δισεκατομμύρια έτη πριν από σήμερα. Μέχρι τα 4,54±0,04 δισεκατομμύρια έτη πριν σχηματίστηκε η πρωταρχική Γη. Ο σχηματισμός και η εξέλιξη των σωμάτων του Ηλιακού μας Συστήματος συνέβηκε μαζί με το σχηματισμό και εξέλιξη του ήλιου μας. Θεωρητικά, τμήματα ενός ηλιακού νεφελώματος ενός όγκου ενός μοριακού νεφελώματος κατέρρευσε βαρυτικά, άρχισε να περιστρέφεται και να επιπεδοποιείται, μετατρεπόμενο σε περιαστρικό δίσκο και μετά οι πλανήτες άρχισαν να αναπτύσσονται, παράλληλα με τον Ήλιο. Ένα νεφέλωμα περιέχει αέρια, κόκκους πάγου και σκόνη (που περιλαμβάνει αρχέγονα νουκλίδια). Στη θεωρία νεφελωμάτων, σχηματίστηκαν πλανητοθραύσματα (planetesimals) με επικάθηση. Ο σχηματισμός της αρχέγονης Γης συνεχίστηκε για 10 - 20 εκατομμύρια χρόνια.
Η διεργασία που οδήγησε στον σχηματισμό της Σελήνης, περίπου πριν 4,53 δισεκατομμύρια έτη αποτελεί θέμα εξελισσόμενης έρευνας. Η υπόθεση εργασίας είναι ότι σχηματίστηκε με επικάθηση υλικών που διέφυγαν όταν η Θεία, ένα ουράνιο σώμα μεγέθους του Άρη συγκρούστηκε με τη Γη. Σύμφωνα με αυτό το σενάριο, η μάζα της Θείας ήταν περίπου ίση με το 10% αυτής της Γης, και συγκρούστηκε με τη Γη με ανακλώμενη κρούση, και κάποιο ποσοστό της μάζας της συνενώθηκε με αυτήν της γης. Μεταξύ περίπου 4,1 και 3,8 δισεκατομμύρια έτη πριν, αρκετές συγκρούσεις με αστεροειδείς, κατά τη διάρκεια του Ύστερου Βαρέος Βομβαρδισμού, προκλήθηκαν σημαντικές αλλαγές στην ευρύτερη επιφάνεια της Σελήνης, λόγω και της βαρυτικής επίδρασης της Γης.
Posted on 1 Αυγούστου, 2020
Γη (1)
Η Γη είναι ο τρίτος πιο κοντινό Πλανήτης στον Ήλιο, ο πιο πυκνός και ο πέμπτος μεγαλύτερος σε μάζα στο Ηλιακό Σύστημα και, ειδικότερα, ο μεγαλύτερος ανάμεσα στους γήινους πλανήτες, δηλαδή τους πλανήτες με στερεό φλοιό. Είναι το μοναδικό γνωστό ουράνιο σώμα που φιλοξενεί ζωή.
Σύμφωνα με ενδείξεις μέσω ραδιομετρικής χρονολόγησης και άλλων πηγών, η Γη σχηματίστηκε πριν από 4,54 δισεκατομμύρια έτη.[3][4][5] Αλληλεπιδρά με τα άλλα αντικείμενα του χώρου μέσω βαρυτικών δυνάμεων, ιδιαίτερα με τον Ήλιο και τη Σελήνη, η οποία αποτελεί τον μοναδικό μόνιμο φυσικό δορυφόρο της. Η αλληλεπίδραση της Γης με το βαρυτικό πεδίο της Σελήνης δημιουργεί την παλίρροια των ωκεανών, σταθεροποιεί την κατεύθυνση του άξονα περιστροφής της Γης και σταδιακά μειώνει τον ρυθμό περιστροφής του πλανήτη μας. Κατά την διάρκεια μιας πλήρους περιστροφής γύρω από τον Ήλιο, η Γη περιστρέφεται γύρω από τον άξονά της περίπου 365,26 φορές, δημιουργώντας 365,26 ηλιακές ημέρες ή ένα αστρικό έτος.[σ 1] Ο άξονας περιστροφής της Γης έχει κλίση 23,4° με τον κάθετο στο επίπεδο τροχιάς της άξονα, με αποτέλεσμα να δημιουργούνται εποχικές διαφορές στην επιφάνεια της Γης με περίοδο ενός τροπικού έτους (365,24 ηλιακές μέρες).[6]
Η λιθόσφαιρα της Γης διαιρείται σε αρκετές άκαμπτες τεκτονικές πλάκες που μετακινούνται πάνω στην επιφάνεια του πλανήτη, σε περιόδους που διαρκούν πολλά εκατομμύρια έτη. Το 71% της επιφάνειας της Γης καλύπτεται από νερό,[7] με το υπόλοιπο να αποτελείται από διάφορες μορφές εδάφους όπως βουνά, έρημοι και πεδιάδες. Το θαλάσσιο σώμα της Γης μαζί με το νερό των λιμνών και των ποταμών στις ηπείρους και το νερό της ατμόσφαιράς της αποτελεί την υδρόσφαιρά της. Οι πολικές περιοχές της Γης καλύπτονται κατά κόρον με πάγο, συμπεριλαμβανομένου του στρώματος πάγου της Ανταρκτικής και του θαλάσσιου πάγου του Αρκτικού σώματος πάγου, η τροπική ζώνη γύρω από τον ισημερινό χαρακτηρίζεται από έντονες βροχοπτώσεις και πυκνή βλάστηση, ενώ στους παράλληλους κύκλους του τροπικού του Καρκίνου και του Αιγόκερω υπάρχουν αχανείς περιοχές ξηρών και άνυδρων περιοχών. Το εσωτερικό της Γης παραμένει ενεργό με έναν στερεό εσωτερικό πυρήνα μετάλλου, έναν εξωτερικό πυρήνα σε υγρή κατάσταση που παράγει το μαγνητικό πεδίο της και τον μανδύα της που μετακινεί, σε περιόδους πολλών εκατομμυρίων χρόνων τις τεκτονικές πλάκες της λιθόσφαιρας.
Κατά την διάρκεια των πρώτων δισεκατομμυρίων ετών από την δημιουργία της,[8] στους ωκεανούς της Γης εμφανίστηκε ζωή, η οποία άρχισε να επηρεάζει και να μεταβάλει την ατμόσφαιρα και την επιφάνειά της, ενισχύοντας τον γρήγορο πολλαπλασιασμό τόσο αερόβιων, όσο και αναερόβιων οργανισμών. Από εκείνη την περίοδο μέχρι σήμερα, ο συνδυασμός της απόστασής της από τον Ήλιο, των φυσικών ιδιοτήτων της και της γεωλογικής της ιστορίας, επέτρεψε στην ζωή να ακμάσει και να εξελιχθεί. Χωρίς μεγάλη αμφισβήτηση, οι πρώτοι έμβιοι οργανισμοί εμφανίστηκαν στην Γη τουλάχιστον 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Φυσικές ενδείξεις για προγενέστερη ζωή συμπεριλαμβάνουν γραφίτη, μια ουσία παραγόμενη από ζωή, που βρέθηκε σε ιζηματογενή πετρώματα στην νοτιοδυτική Γροιλανδία, καθώς και «υπολείμματα βιοτικών υλικών» που βρέθηκαν σε βράχους ηλικίας 4,1 δισεκατομμυρίων ετών στην Δυτική Αυστραλία.[9][10] Η βιοποικιλότητα της Γης έχει αυξηθεί με συνεχή ρυθμό εκτός όταν διακόπτεται από μαζικές αφανίσεις.[11] Παρόλο που οι ακαδημαϊκοί υπολογίζουν ότι περισσότερα από το 99% των ειδών ζωής (πάνω από 5 δισεκατομμύρια)[12] που έχουν υπάρξει στην Γη έχουν εξαφανιστεί,[13][14] υπάρχουν ακόμα περίπου 10–14 εκατομμύρια σωζόμενα είδη,[15][16] εκ των οποίων περί τα 1,2 εκατομμύρια έχουν μελετηθεί από τον άνθρωπο, ενώ πάνω από το 86% δεν έχουν καν περιγραφεί.[17] Στη Γη ζουν επίσης πάνω από 7,5 δισεκατομμύρια άνθρωποι,[18] το κυρίαρχο είδος στον πλανήτη, οι οποίοι εξαρτιούνται από την βιόσφαιρα και τα ορυκτά της για την επιβίωσή τους.
Ο αστρονομικός συμβολισμός της γης αποτελείται από έναν περικυκλωμένο σταυρό, αναπαριστώντας έναν μεσημβρινό και έναν παράλληλο· μία παραλλαγή, τοποθετεί τον σταυρό πάνω από τον κύκλο (Unicode: ⊕).
Η ονομασία της Γης στην ελληνική γλώσσα προέρχεται από το όνομα της θεάς της ελληνικής μυθολογίας Γαίας.
Posted on 1 Αυγούστου, 2020
Ζωή στην Αφροδίτη
Οι εικασίες για ύπαρξη ζωής στην Αφροδίτη έχουν περιοριστεί από το 1960, όταν τα διαστημικά οχήματα έδειξαν ότι οι συνθήκες στην Αφροδίτη είναι ακραίες συγκριτικά με αυτές της Γης.
Η Αφροδίτη βρίσκεται πλησιέστερα προς τον Ήλιο από ότι η Γη και λόγω της μεγάλης επίδρασης του φαινομένου του θερμοκηπίου οι θερμοκρασίες στην επιφάνεια αγγίζουν σχεδόν τους 460 °C ενώ η ατμοσφαιρική πίεση είναι 90 φορές μεγαλύτερη της Γης, οπότε η ζωή όπως την ξέρουμε είναι απίθανο να υπάρχει στην επιφάνεια του πλανήτη. Ωστόσο, μερικοί επιστήμονες υποθέτουν ότι μπορούν να υπάρχουν θερμοοξεόφιλοι ακραιόφιλοι μικροοργανισμοί στα ψυχρότερα, όξινα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας της Αφροδίτης. [1][2][3]
Ιστορικές απόψεις
Μέχρι τα μέσα του 20ου αιώνα, πιστευόταν ότι το περιβάλλον της επιφάνειας της Αφροδίτης ήταν παρόμοιο με της Γης και άρα θα μπορούσε να φιλοξενεί ζωή. Το 1870, ο Βρετανός αστρονόμος Ρίτσαρντ Πρόκτορ υπέθεσε ότι η ύπαρξη ζωής στην Αφροδίτη είναι αδύνατη κοντά στον ισημερινό,[4] αλλά ίσως υπάρχει στους πόλους.
Από τη δεκαετία του 1960, τα ολοένα και πιο ακριβή δεδομένα από τους διαστημικούς ανιχνευτές δείχνουν ότι η Αφροδίτη έχει ένα ακραίο κλίμα, με το φαινόμενο του θερμοκηπίου να διατηρεί μια σταθερή θερμοκρασία των περίπου 500 °C στην επιφάνεια. Η ατμόσφαιρα περιέχει σύννεφα θειικού οξέος και η ατμοσφαιρική πίεση στην επιφάνεια είναι 90 μπαρ, σχεδόν 100 φορές μεγαλύτερη από αυτή της Γης και ισοδύναμη με την πίεση σε βάθος 1000 μ. στους Γήινους ωκεανούς. Συνεπώς, οι αντιξοότητες του περιβάλλοντος αποκλείουν την ύπαρξη ζωής στην επιφάνεια του πλανήτη.
Τον Σεπτέμβριο 1967, οι Καρλ Σαγκάν και Χάρολντ Μορόγουιτζ δημοσίευσαν μια ανάλυση για το ζήτημα της ζωής στην Αφροδίτη, στο περιοδικό Nature.[5]
Κατοικησιμότητα της ατμόσφαιρας
Είναι μάλλον απίθανο να υπάρχει ζωή κοντά στην επιφάνεια της Αφροδίτης, αλλά σε ύψος περίπου 50 χλμ. που η θερμοκρασία είναι ηπιότερη, ίσως η ατμόσφαιρα της Αφροδίτης να είναι πιο βιώσιμη.[6][7]
Με ανάλυση των δεδομένων από τις αποστολές Βενέρα, Πάιονηρ Αφροδίτη και Μαγγελάνος, διαπιστώθηκε ότι στην ανώτερη ατμόσφαιρα υπάρχουν μαζί καρβονυλοσουλφίδια, υδρόθειο και διοξείδιο του θείου. Το Βενέρα ανίχνευσε και μεγάλες ποσότητες τοξικού χλωρίου άμεσα κάτω από τη νεφοκάλυψη της Αφροδίτης.[8] Τα καρβονυλοσουλφίδια δύσκολα παράγονται μη οργανικά,[7] οπότε μάλλον προέρχονται από ηφαιστειακή δραστηριότητα.[9] Το θειικό οξύ παράγεται στην ανώτερη ατμόσφαιρα από τη φωτοχημική επίδραση του Ήλιου στα διοξείδια του άνθρακα, στα διοξείδια του θείου και στους υδρατμούς.[10]
Η ηλιακή ακτινοβολία περιορίζει την ατμοσφαιρική κατοικήσιμη ζώνη σε υψόμετρα 51 χλμ. (65 °C) έως 62 χλμ. (-20 °C) μέσα στα όξινα σύννεφα.[3] Στα σύννεφα ίσως υπάρχουν χημικές ουσίες που μπορούν να εξελιχθούν σε βιολογικά δραστικές μορφές.[11][12] Πιθανολογείται ότι οποιοιδήποτε υποθετικοί μικροοργανισμοί κατοικούν στην ατμόσφαιρα, αν υπάρχουν, θα μπορούσαν να αξιοποιήσουν το υπεριώδες φως που εκπέμπεται από τον Ήλιο ως πηγή ενέργειας, και αυτό θα αποτελούσε μια εξήγηση για τις σκοτεινές γραμμές που παρατηρούνται στις υπεριώδεις φωτογραφίες της Αφροδίτης.[13][14]
Κατοικησιμότητα στο παρελθόν
Είναι πιθανό να υπήρξε μικροβιακή ζωή στην Αφροδίτη ενόσω υπήρχε υγρό νερό στην επιφάνεια, προτού υπερθερμανθεί ο πλανήτης από το φαινόμενο του θερμοκηπίου, αλλά να μην υπάρχει πια.[15] Έστω ότι το φαινόμενο που έφερε το νερό στη Γη ήταν κοινό σε όλους τους πλανήτες κοντά στην κατοικήσιμη ζώνη, τότε εκτιμάται ότι υγρό νερό θα μπορούσε να υπάρχει στην επιφάνεια για έως και 600 εκατομμύρια χρόνια κατά τη διάρκεια και λίγο μετά τον Όψιμο Σφοδρό Βομβαρδισμό, που θα ήταν αρκετό χρονικό διάστημα για την ανάπτυξη απλών μορφών ζωής, αλλά ο αριθμός αυτός μπορεί να κυμαίνεται από μερικά εκατομμύρια χρόνια έως λίγα δισεκατομμύρια.[16][17][18][19][20] Σε αυτό το χρονικό διάστημα η ζωή θα μπορούσε να εξελιχθεί και να γίνει εναέρια.[21] Τα υλικά που αποτελούν την επιφάνεια της Αφροδίτης έχουν μελετηθεί ελάχιστα επειδή οι ακραίες συνθήκες εκεί δεν επιτρέπουν την πρόσβαση στους διαστημικούς ανιχνευτές,[5][22] οπότε είναι αδύνατο να ανιχνευτούν ίχνη παρελθοντικής ζωής, και η ανανέωση της πλανητικής επιφάνειας κατά τα τελευταία 500 εκατ. χρόνια[23] σημαίνει ότι είναι απίθανο να διατηρήθηκαν τα αρχαία βράχια, ειδικά αυτά που περιέχουν το ορυκτό τρεμολίτης, όπου θεωρητικά θα είχαν διατηρηθεί κάποιες βιοϋπογραφές.[22]
Posted on 1 Αυγούστου, 2020
Αφροδίτη (Αστραπές)
Τα σύννεφα της Αφροδίτης ίσως μπορούν να παράγουν αστραπές[44], και τα Σοβιετικά τροχιακά οχήματα Βενέρα 9 και 10 συνέλεξαν οπτικά και ηλεκτρομαγνητικά στοιχεία αστραπών [45][46]. Το 2007 το Αφροδίτη Εξπρές της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος εντόπισε κύματα γουίστλερ που αποδόθηκαν σε αστραπές[47][48]. Η διαλείπουσα μορφή τους φαίνεται να συσχετίζεται με τις καιρικές συνθήκες, και ο ρυθμός εμφάνισης αστραπών είναι τουλάχιστον μισός από της Γης.[44]
Ο μηχανισμός που παράγει τις αστραπές στην Αφροδίτη παραμένει άγνωστος. Ενώ το σύννεφο από σταγονίδια θειικού οξέος μπορεί να φορτιστεί, η ατμόσφαιρα ίσως είναι πολύ αγώγιμη ηλεκτρικά οπότε η διατήρηση του φορτίου δυσχεραίνεται και εμποδίζεται η αστραπή[49]. Οι έρευνες για τις αστραπές βρίσκονται σε εξέλιξη, όπως και για τις ηφαιστειακές αστραπές και τα sprite.[50].
Καθ ' όλη τη δεκαετία του 1980, υπήρχε η εντύπωση ότι οι λάμψεις στη νυχτερινή πλευρά ("κάτωχρη λάμψη") της Αφροδίτης οφείλονται σε αστραπές.[51]
Posted on 1 Αυγούστου, 2020
Αφροδίτη (Σύννεφα)
Τα σύννεφα της Αφροδίτης είναι πυκνά και αποτελούνται κυρίως (75-96%) από σταγονίδια θειικού οξέος.[35] Σκιάζουν την επιφάνεια του πλανήτη στην οπτική απεικόνιση, και αντανακλούν το 75%[36] του ηλιακού φωτός που πέφτει πάνω τους.[1] Η γεωμετρική λευκαύγεια, ένα κοινό μέτρο της ανακλαστικότητας, είναι το υψηλότερο από τους πλανήτες του Ηλιακού Συστήματος. Η μεγάλη ανακλαστικότητα δυνητικά εξασφαλίζει σε κάθε διαστημικό όχημα που ταξιδεύει στην κορυφή του σύννεφου επαρκή ηλιακή ενέργεια ώστε τα ηλιακά κύτταρα να μπορούν να τοποθετηθούν οπουδήποτε στο όχημα.[37] Η πυκνότητα των νεφών είναι εξαιρετικά μεταβλητή με το πυκνότερο στρώμα στα 48,5 χλμ. να φτάνει το 0,1 g/m3 , παρόμοια με τους χαμηλότερους σωρειτομελανίτες στη Γη.[38]
Το θειικό οξύ παράγεται στην ανώτερη ατμόσφαιρα από τη φωτοχημική επίδραση του Ήλιου σε διοξείδιο του άνθρακα, διοξείδιο του θείου και υδρατμούς.[39] Τα υπεριώδη φωτόνια των μηκών κύματος <169 nm μπορεί να προκαλέσουν φωτοδιάσπαση του διοξειδίου του άνθρακα προς μονοξείδιο του άνθρακα και ατομικό οξυγόνο. Το ατομικό οξυγόνο είναι εξαιρετικά αντιδραστικό, και από την αντίδραση του με διοξείδιο του θείου, ένα ιχνοστοιχείο της ατμόσφαιρας, παράγεται τριοξείδιο του θείου, το οποίο μπορεί να συνδυαστεί με υδρατμούς, ένα άλλο ιχνοστοιχείο της ατμόσφαιρας, προς παραγωγή θειικού οξέος.[40]
Στο επίπεδο της επιφάνειας η υγρασία είναι λιγότερη από 0,1%.[41] Η βροχή θειϊκού οξέος δεν φτάνει ποτέ στο έδαφος της Αφροδίτης επειδή εξατμίζεται από τη θερμότητα προτού φτάσει.[42] Θεωρητικά, η πρώιμη ηφαιστειακή δραστηριότητα απελευθέρωσε θείο στην ατμόσφαιρα και οι υψηλές θερμοκρασίες το εμπόδισαν από το να παγιδευτεί σε στερεά συστατικά της επιφάνειας όπως έγινε στη Γη.[43]
Posted on 1 Αυγούστου, 2020
Αφροδίτη (Επαγόμενη μαγνητόσφαιρα)
Η Αφροδίτη είναι γνωστό ότι δεν έχει μαγνητικό πεδίο.[30][31] Ο λόγος για την απουσία του δεν είναι καθόλου σαφής, αλλά μπορεί να σχετίζεται με τη μειωμένη ένταση της συναγωγής στον μανδύα της Αφροδίτης. Η Αφροδίτη έχει μία επαγόμενη μαγνητόσφαιρα που σχηματίζεται από μεταφορά του Ηλιακού μαγνητικού πεδίου με τον ηλιακό άνεμο.[30] Η διαδικασία μπορεί να περιγραφεί ως γραμμές πεδίου που τυλίγονται γύρω από ένα εμπόδιο—εδώ η Αφροδίτη. Η επαγόμενη μαγνητόσφαιρα της Αφροδίτης περιλαμβάνει ένα τοξοειδές κρουστικό κύμα, μαγνητοθήκη, μαγνητόπαυση και μαγνητοουρά με το φύλλο ρεύματος.[30][31]
Στο υποπολικό σημείο το τοξοειδές κρουστικό κύμα βρίσκεται στα 1900 χλμ (0,3 RΑ, όπου RΑ είναι η ακτίνα της Αφροδίτης) από την επιφάνεια του πλανήτη. Η απόσταση μετρήθηκε το 2007 κατά τη διάρκεια της ελάχιστης ηλιακής δραστηριότητας.[31] Περί την μέγιστη ηλιακή δραστηριότητα μπορεί να φτάνει αρκετά μακρύτερα από τον πλανήτη.[30] Η μαγνητόπαυση βρίσκεται σε υψόμετρο 300 χλμ.[31] Το ανώτερο όριο της ιονόσφαιρας (ιονόπαυση) βρίσκεται περί τα 250 χλμ. Ανάμεσα στη μαγνητόπαυση και την ιονόπαυση υπάρχει ένα μαγνητικό φράγμα—μια τοπική αύξηση του μαγνητικού πεδίου, που παρεμποδίζει το ηλιακό πλάσμα από το να εισχωρήσει βαθύτερα στην ατμόσφαιρα της Αφροδίτης, τουλάχιστο κοντά στην ελάχιστη ηλιακή δραστηριότητα. Η ένταση του μαγνητικού πεδίου του φράγματος φτάνει μέχρι και τα 40 nT.[31] Η μαγνητοουρά συνεχίζεται σε απόσταση έως και δεκαπλάσια της ακτίνας του πλανήτη. Πρόκειται για το πιο ενεργό μέρος της μαγνητόσφαιρας όπου παρουσιάζονται φαινόμενα επανασυνδυασμού και επιτάχυνσης σωματιδίων. Οι ενέργειες των ηλεκτρονίων και των ιόντων στη μαγνητοουρά είναι περίπου 100 eV και 1000 eV αντίστοιχα.[33]
Λόγω της έλλειψης εγγενούς μαγνητικού πεδίου στην Αφροδίτη, ο ηλιακός άνεμος διεισδύει σχετικά βαθιά μέσα στην πλανητική εξώσφαιρα και προκαλεί σημαντική απώλεια ατμόσφαιρας,[34] που πραγματοποιείται κύρια μέσω της μαγνητοουράς. Επί του παρόντος οι κύριοι τύποι ιόντων τύποι που χάνονται είναι O+, H+ και+. Η αναλογία των απωλειών υδρογόνου προς τις απώλειες οξυγόνου είναι γύρω στο 2 (δηλαδή σχεδόν στοιχειομετρική) που ισοδυναμεί με απώλεια νερού σε διαρκή εξέλιξη.[33]
Posted on 1 Αυγούστου, 2020
Αφροδίτη (Ανώτερη ατμόσφαιρα και ιονόσφαιρα)
Η μεσόσφαιρα της Αφροδίτης εκτείνεται στα υψόμετρα 65 -120 χλμ., και η θερμόσφαιρα αρχίζει στα 120 χλμ και καταλήγει στο ανώτατο όριο της ατμόσφαιρας (εξώσφαιρας) στα 220 - 350 χλμ.[17] Η εξώσφαιρα είναι το υψόμετρο στο οποίο η ατμόσφαιρα είναι ελεύθερη συγκρούσεων.
Η μεσόσφαιρα της Αφροδίτης διακρίνεται σε δύο στρώματα: το κάτω στα 62-73 χλμ[26] και το άνω στα 73-95 χλμ.[17] Στην κάτω μεσόσφαιρα η θερμοκρασία είναι σχεδόν σταθερή στους 230 K (-43 °C). Αυτό το στρώμα συμπίπτει με το ανώτερο υπόστρωμα της νέφωσης. Στην άνω μεσόσφαιρα η θερμοκρασία αρχίζει να μειώνεται και πέφτει στους 165 K (-108 °C) σε υψόμετρο 95 χλμ., όπου αρχίζει η μεσόπαυση.[17] Είναι η πιο κρύα περιοχή της ατμόσφαιρας στην φωτισμένη από τον ήλιο (ημερινή) πλευρά της Αφροδίτης.[2] Στην ημερινή μεσόπαυση, που χωρίζει τη μεσόσφαιρα από τη θερμόσφαιρα και βρίσκεται στα 95-120 χλμ., η θερμοκρασία αυξάνεται προς σταθερή—περίπου 300-400 K (27-127 °C)—τιμή που επικρατεί στην θερμόσφαιρα.[2] Αντίθετα, στη σκοτεινή πλευρά της Αφροδίτης (νυχτερινή) η θερμόσφαιρα είναι η ψυχρότερη περιοχή του πλανήτη με θερμοκρασία που πέφτει στους 100 K (-173 °C). Ονομάζεται και κρυόσφαιρα.[2]
Τα μοτίβα κυκλοφορίας στην άνω μεσόσφαιρα και τη θερμόσφαιρα της Αφροδίτης διαφέρουν εντελώς από αυτά της κάτω ατμόσφαιρας.[2] Στα υψόμετρα 90-150 χλμ. ο αέρας κινείται από την ημερινή προς τη νυχτερινή πλευρά του πλανήτη, με ανάκαμψη πάνω από το ηλιόλουστο ημισφαίριο και κατωφέρεια πάνω από το σκοτεινό ημισφαίριο. Η κατωφέρεια πάνω από τη νυχτερινή πλευρά προκαλεί αδιαβατική θέρμανση του αέρα, που σχηματίζει ένα ζεστό στρώμα στη νυχτερινή μεσόσφαιρα στα υψόμετρα 90-120 χλμ.[3][2] Η θερμοκρασία αυτού του στρώματος—230 K (-43 °C) είναι πολύ υψηλότερη από την συνήθη θερμοκρασία στη νυχτερινή θερμόσφαιρα—100 K (-173 °C).[2] Ο αέρας που κυκλοφορείται από την ημερινή πλευρά μεταφέρει οξυγονοάτομα, τα οποία κατόπιν ανασυνδυασμού σχηματίζουν διεγερμένα μόρια οξυγόνου σε μακρόβια μονήρη κατάσταση (1Δg), τα οποία στη συνέχεια αποδieγείρονται με εκπομπή υπέρυθρης ακτινοβολίας σε μήκος κύματος 1,27 µm. Αυτή η ακτινοβολία από τα υψόμετρα 90-100 χλμ. παρατηρείται συχνά από διαστημόπλοια και επίγεια.[27] Η νυχτερινή άνω μεσόσφαιρα και η θερμόσφαιρα της Αφροδίτης είναι, επίσης, οι πηγές των εκπομπών από τη μη-τοπική θερμοδυναμική ισορροπία των μορίων CO2 και νιτρικού οξειδίου, που ευθύνονται για τη χαμηλή θερμοκρασία στη νυχτερινή θερμόσφαιρα.[27]
Το όχημα Αφροδίτη Eξπρές έχει δείξει μέσα από την αστρική επιπρόσθηση ότι η ατμοσφαιρική ομίχλη εκτείνεται πολύ μακρύτερα στη νυχτερινή πλευρά από ότι στην ημερινή. Στην ημερινή πλευρά το υπόστρωμα του σύννεφου έχει πάχος 20 χλμ. και εκτείνεται έως τα 65 χλμ., ενώ στη νυχτερινή πλευρά βρίσκεται στη μορφή παχιάς ομίχλης και φτάνει ως τα 90 χλμ—ψηλά στη μεσόσφαιρα, συνεχίζοντας ακόμη ψηλότερα στα 105 χλμ. ως πιο διάφανη ομίχλη.[28] Το 2011, το διαστημικό όχημα ανακάλυψε ότι η Αφροδίτη έχει ένα λεπτό στρώμα όζοντος σε υψόμετρο 100χλμ.[29]
Η Aφροδίτη έχει μια εκτεταμένη ιονόσφαιρα στα υψόμετρα 120-300 χλμ.[17] Η ιονόσφαιρα σχεδόν συμπίπτει με την θερμόσφαιρα. Τα υψηλά επίπεδα ιονισμού διατηρούνται μόνο στην ημερινή πλευρά του πλανήτη. Πάνω από τη νυχτερινή πλευρά η συγκέντρωση των ηλεκτρονίων είναι σχεδόν μηδενική.[17] Η ιονόσφαιρα της Αφροδίτης διακρίνεται σε τρία στρώματα: α1 στα 120 - 130 χλμ., α2 στα 140 - 160 χλμ. και α3 στα 200 - 250 χλμ.[17] Μπορεί να υπάρχει ένα επιπλέον στρώμα κοντά στα 180 χλμ. Η μέγιστη πυκνότητα ηλεκτρονίων (αριθμός των ηλεκτρονίων σε μια μονάδα όγκου) ίση με 3 × 1011 m-3 βρίσκεται στο στρώμα α2 κοντά στο υποηλιακό σημείο.[17] Το ανώτατο όριο της ιονόσφαιρας—η ιονόπαυση βρίσκεται στα υψόμετρο 220-375 χλμ. και χωρίζει το πλάσμα πλανητικής προέλευσης από την προκληθείσα μαγνητόσφαιρα.[30][31] Τα κύρια είδη ιόντων στα στρώματα α1 και α2 είναι O2+ ιόντα, ενώ το στρώμα α3 αποτελείται κύρια από O+ ιόντα.[17] Το ιονοσφαιρικό πλάσμα φαίνεται πως βρίσκεται σε κίνηση· ο ιονισμός από την ηλιακή ακτινοβολία στην ημερινή πλευρά, και ο επανασυνδυασμός των ιόντων στη νυχτερινή πλευρά, είναι οι κύριες διαδικασίες που ευθύνονται για την επιτάχυνση του πλάσματος στις παρατηρούμενες ταχύτητες. Η ροή του πλάσματος φαίνεται πως επαρκεί για τη διατήρηση της νυχτερινής ιονόσφαιρας στο παρατηρούμενο μέσο επίπεδο πυκνότητας ιόντων.[32]
Posted on 3 Ιουλίου, 2020
Αφροδίτη (ατμόσφαιρα – κυκλοφορία)
Η κυκλοφορία στην τροπόσφαιρα της Αφροδίτης ακολουθεί την λεγόμενη κυκλοστροφική ροή. Ο ταχύτητες ανέμου καθορίζονται κατά προσέγγιση από τις κλίσεις των πιέσεων και τις φυγόκεντρες δυνάμεις σε σχεδόν ιδανική ζωνική ροή. Αντίθετα, η κυκλοφορία στην ατμόσφαιρα της Γης διέπεται από γεωστροφική ισορροπία. Οι ταχύτητες ανέμου μετρούνται άμεσα μόνο για την ανώτερη τροπόσφαιρα (τροπόπαυση), σε υψόμετρα 60-70 χλμ., που αντιστοιχούν στο ανώτερο υπόστρωμα του σύννεφου. Η κίνηση της νέφωσης παρατηρείται συνήθως στο υπεριώδες μέρος του φάσματος, όπου η αντίθεση ανάμεσα στα σύννεφα είναι μέγιστη. Η γραμμική ταχύτητα του ανέμου σε αυτό το επίπεδο είναι περίπου 100 ± 10 m/s σε γεωγραφικό πλάτος μικρότερο από 50°. Είναι ανάδρομοι, δηλαδή κινούνται σε αντίθετη κατεύθυνση από την τροχιά περιστροφής του πλανήτη. Οι άνεμοι μειώνονται ταχέως προς τα μεγαλύτερα γεωγραφικά πλάτη, και τελικά μηδενίζονται στους πόλους. Οι ισχυρότεροι άνεμοι στο πάνω στρώμα του σύννεφου προκαλούν το φαινόμενο που ονομάζεται υπερπεριστροφή της ατμόσφαιρας. Δηλαδή, κάνουν τον γύρω ολόκληρου του πλανήτη πολύ γρηγορότερα από όσο διαρκεί μία πλήρης περιστροφή του πλανήτη γύρω από τον εαυτό του. Η υπερπεριστροφή στην Αφροδίτη είναι διαφορική, δηλαδή η ισημερινή τροπόσφαιρα υπερπεριστρέφεται βραδύτερα από ότι η τροπόσφαιρα στα μεσαία γεωγραφικά πλάτη. Και οι άνεμοι έχουν μια ισχυρή κατακόρυφη κλίση. Μειώνονται κατεβαίνοντας στην τροπόσφαιρα με ρυθμό 3 m/s ανά χλμ. Οι άνεμοι κοντά στην επιφάνεια της Αφροδίτης είναι πολύ βραδύτεροι από ότι της Γης. Πρακτικά κινούνται κατά μόνο λίγα χιλιόμετρα ανά ώρα (γενικά, λιγότερο από 2 m/s και κατά μέσο όρο 0.3 - 1.0 m/s), αλλά λόγω της υψηλής πυκνότητας της ατμόσφαιρας στην επιφάνεια, αυτό εξακολουθεί να είναι αρκετό για να μεταφέρουν σκόνες και μικρές πέτρες σε όλη την επιφάνεια, όπως ένα αργό ρεύμα νερού.
Όλοι οι άνεμοι στην Αφροδίτη τελικά κινούνται από μεταγωγή. Ο θερμός αέρας ανυψώνεται στη ζώνη του ισημερινού, όπου συγκεντρώνεται η ηλιακή θέρμανση, και ρέει προς τους πόλους. Αυτή η σχεδόν ολοπλανήτια στροφή της τροπόσφαιρας ονομάζεται Κυκλοφορία Χάντλεϊ. Ωστόσο, οι μεσημβρινές μετατοπίσεις αέρα είναι πολύ βραδύτερες από ότι οι ζωνικοί ανέμοι. Τα πολικά άκρα του κυττάρου Χάντλει στην Αφροδίτη βρίσκονται κοντά στα ±60° γεωγραφικά πλάτη. Εκεί ο αέρας αρχίζει να κατεβαίνει και επιστρέφει στον ισημερινό κινούμενος υπό των σύννεφων. Η θεωρία αυτή υποστηρίζεται από την κατανομή του μονοξειδίου του άνθρακα, που είναι συγκεντρωμένο στην ίδια περιοχή με: ±60° γεωγραφικά πλάτη. Στα πολικά άκρα του κύτταρου Χάντλει παρατηρείται ένα διαφορετικό μοτίβο κυκλοφορίας. Στα γεωγραφικό πλάτη 60°-70° υπάρχουν πολικοί δακτύλιοι, που χαρακτηρίζονται από θερμοκρασίες 30-40 K χαμηλότερες από της ανώτερης τροπόσφαιρας στα κοντινά γεωγραφικά πλάτη. Η χαμηλότερη θερμοκρασία είναι πιθανόν να οφείλεται στην ανάκαμψη του περιεχόμενου αέρα και την προκύπτουσα αδιαβατική ψύξη. Η θεωρία αυτή υποστηρίζεται από τα πυκνότερα και υψηλότερα σύννεφα στους δακτύλιους. Στους δακτύλιους τα σύννεφα βρίσκονται σε υψόμετρα 70-72 χλμ. —περίπου 5 χλμ. υψηλότερα από ότι στους πόλους και στα μικρά γεωγραφικά πλάτη. Ίσως υπάρχει συσχέτιση ανάμεσα στους κρύους δακτύλιους και τα υπερταχέως αεριωθούμενα μέσα πλάτη όπου οι άνεμοι κινούνται με ταχύτητες έως 140 m/s. Οι αεριοωθήσεις είναι μια φυσική συνέπεια της κυκλοφορίας Χάντλει και θα βρίσκονται στην Αφροδίτη σε γεωγραφικά πλάτη 55-60°.
Στους κρύους πολικούς δακτύλιους βρίσκονται οι περίεργες δομές που ονομάζονται "πολικές δίνες". Είναι τεράστιες θύελλες τύπου τυφώνα τέσσερις φορές μεγαλύτερες από τις επίγειες ανάλογές τους. Κάθε στρόβιλος έχει δύο "οφθαλμούς"—τα κέντρα περιστροφής, που συνδέονται με ξεχωριστές δομές σύννεφων σχήματος S. Αυτές οι δομές με δύο οφθαλμούς ονομάζονται πολικά δίπολα. Οι δίνες στοβιλίζονται με περίοδο περίπου 3 ημερών στην κατεύθυνση της γενικής υπερπεριστροφής της ατμόσφαιρας. Οι γραμμικές ταχύτητες των ανέμων είναι 35-50 m/s κοντά στα εξωτερικά άκρα τους και μηδενικές στους πόλους. Η θερμοκρασία στις κορυφές της νέφωσης σε κάθε πολική δίνη είναι πολύ υψηλότερη από ό, τι στους κοντινούς πολικούς δακτύλιους φτάνοντας εώς και τους 250 K (-23 °C). Η κοινή σύμβαση για τις πολικές δίνες είναι ότι πρόκειται για αντικυκλώνες με κατωφέρεια στο κέντρο και ανάκαμψη στους κρύους πολικούς δακτύλιους. Αυτός ο τύπος κυκλοφορίας μοιάζει με τη χειμερινή πολική αντικυκλωνική δίνη στη Γη, ιδιαίτερα αυτή που βρίσκεται πάνω από την Ανταρκτική. Οι παρατηρήσεις στα διάφορα υπέρυθρα ατμοσφαιρικά παράθυρα δείχνουν ότι η αντικυκλωνική κυκλοφορία που παρατηρείται κοντά στους πόλους διεισδύει σε υψομετρικό βάθος έως και 50 χλμ., δηλαδή στην βάση των νεφών. Η πολική άνω τροπόσφαιρα και μεσόσφαιρα είναι εξαιρετικά δυναμικές, μεγάλα φωτεινά σύννεφα ίσως εμφανιστούν και εξαφανιστούν σε διάστημα λίγων ωρών. Την 9-13 Ιανουαρίου 2007 παρατηρήθηκε ένα τέτοιο φαινόμενο από το Αφροδίτη Εξπρές, όταν η νότια πολική περιοχή έγινε φωτεινότερη κατά 30%. Το φαινόμενο πιθανότατα προκλήθηκε από έγχυση διοξειδίου του θείου στη μεσόσφαιρα, που στη συνέχεια συμπυκνώθηκε σχηματίζοντας μια φωτεινή ομίχλη. Οι δύο οφθαλμοί στις δίνες δεν έχουν εξηγηθεί ακόμη.
Η πρώτη δίνη που ανακαλύφθηκε στην Αφροδίτη ήταν η βόρεια από την αποστολή Πάιονηρ Αφροδίτη το 1978. Η δεύτερη μεγάλη "δύο οφθαλμών" δίνη στο νότιο πόλο της Αφροδίτης ανακαλύφθηκε το καλοκαίρι του 2006 από το Αφροδίτη Εξπρές, και ήταν αναμενόμενη.
Εικόνες από το τροχιακό όχημα Ακατσούκι έδειξαν κάτι παρόμοιο με αεροχείμαρρους στις χαμηλές και μέσες περιοχές του σύννεφου, σε υψόμετρα 45 - 60 χλμ.. Η ταχύτητες των ανέμων είναι μέγιστες κοντά στον ισημερινό. Τον Σεπτέμβριο 2017 οι επιστήμονες του JAXA ονόμασαν αυτό το φαινόμενο "Ισημερινές αεριοωθήσεις της Αφροδίτης".
 |
||
| Ύψος (χλμ.) |
Θερμ. (°C) |
Ατμοσφαιρική πίεση (Ατμ) |
|---|---|---|
| 0 | 462 | 92,10 |
| 5 | 424 | 66,65 |
| 10 | 385 | 47,39 |
| 15 | 348 | 33,04 |
| 20 | 306 | 22,52 |
| 25 | 264 | 14,93 |
| 30 | 222 | 9,851 |
| 35 | 180 | 5,917 |
| 40 | 143 | 3,501 |
| 45 | 110 | 1,979 |
| 50 | 75 | 1,066 |
| 55 | 27 | 0,5314 |
| 60 | -10 | 0,2357 |
| 65 | -30 | 0,09765 |
| 70 | -43 | 0,03690 |
| 80 | -76 | 0,004760 |
| 90 | -104 | 0,0003736 |
| 100 | -112 | 0,00002660 |
Posted on 3 Ιουλίου, 2020
Αφροδίτη (ατμόσφαιρα – τροπόσφαιρα)
Η ατμόσφαιρα χωρίζεται σε ορισμένα τμήματα ανάλογα με το υψόμετρο. Το πυκνότερο τμήμα της ατμόσφαιρας, η τροπόσφαιρα, ξεκινάει από την επιφάνεια και εκτείνεται προς τα πάνω κατά 65 χιλιόμετρα. Στη ζεστή σαν φούρνος επιφάνεια οι άνεμοι είναι αργοί, αλλά στην κορυφή της τροπόσφαιρας η θερμοκρασία και η πίεση φθάνουν τα Γήινα επίπεδα και τα σύννεφα επιταχύνονται σε ταχύτητα 100 m/s.
Η ατμοσφαιρική πίεση στην επιφάνεια της Αφροδίτης είναι κατά 92 φορές μεγαλύτερη από της Γης, και ισοδύναμη της πίεσης που βρίσκεται σε βάθος 900 μ. στους Γήινους ωκεανούς. Η πυκνότητα του αέρα στην επιφάνεια είναι 67 kg/m3, ισοδύναμη του 6,5% του υγρού ύδατος στη Γη. Η πίεση στην επιφάνεια είναι τόσο υψηλή που το διοξείδιο του άνθρακα δε βρίσκεται πλέον σε κατάσταση αερίου, αλλά ως υπερκρίσιμο ρευστό, και σχηματίζει ένα είδος θάλασσας που καλύπτει όλη την επιφάνεια της Αφροδίτης. Αυτή η θάλασσα από υπερκρίσιμο διοξείδιο του άνθρακα είναι εξαιρετικός αγωγός θερμότητας, και έχει ρυθμιστική λειτουργία στις μεταβολές της θερμοκρασίας μεταξύ ημέρας και νύχτας (που διαρκούν 56 γήινες ημέρες).
Οι μεγάλες ποσότητες του CO2 στην ατμόσφαιρα μαζί με τους υδρατμούς και το διοξείδιο του θείου προκαλούν ένα ισχυρό φαινόμενο του θερμοκηπίου, παγιδεύοντας την ηλιακή ενέργεια και αυξάνοντας την επιφανειακή θερμοκρασία περί τους 467 °C. Η μέση θερμοκρασία στην επιφάνεια είναι υψηλότερη από τα σημεία τήξης του μολύβδου (327 °C), του κασσίτερου (232 °C) και του ψευδαργύρου ( 420 °C). Η παχιά τροπόσφαιρα αμβλύνει τις διαφορές στην θερμοκρασία μεταξύ ημέρας και νύχτας, παρόλο που η αργή ανάδρομη περιστροφή του πλανήτη κάνει τη μία αστρική ημέρα να διαρκεί κατά 116,5 γήινες ημέρες. Η επιφάνεια της Αφροδίτης βρίσκεται για 58,3 μέρες στο σκοτάδι, προτού ο ήλιος ανατείλει και πάλι πίσω από τα σύννεφα.
Posted on 3 Ιουλίου, 2020
Αφροδίτη (ατμόσφαιρα – σύσταση)
Η ατμόσφαιρα της Αφροδίτης αποτελείται από 96,5% διοξείδιο του άνθρακα, 3,5% άζωτο και μικροποσότητες από άλλα αέρια, κυρίως διοξείδιο του θείου. Η περιεκτικότητα της ατμόσφαιρας σε άζωτο είναι μικρή συγκριτικά με του διοξειδίου του άνθρακα, αλλά επειδή η ατμόσφαιρα είναι πολύ παχύτερη από τη Γήινη, το ολικό περιεχόμενο άζωτο είναι περίπου τέσσερις φορές περισσότερο από της Γης, παρόλο που το Γήινο άζωτο είναι το 78% της ατμόσφαιρας.
Η ατμόσφαιρα περιέχει ένα φάσμα από ενδιαφέρουσες ενώσεις σε μικροποσότητες, με συμπεριλαμβανόμενες ορισμένες ενώσεις του υδρογόνου, όπως υδροχλώριο (HCl) και υδροφθόριο (HF). Υπάρχουν επίσης μονοξείδιο του άνθρακα, υδρατμοί και ατομικό οξυγόνο . Το υδρογόνο στην ατμόσφαιρα της Αφροδίτης είναι σχετικά περιορισμένο. Εκτιμάται ότι μεγάλες ποσότητες από το υδρογόνο του πλανήτη έχουν χαθεί στο διάστημα, και το υπόλοιπο βρίσκεται κυρίως δεσμευμένο ως θειικό οξύ και υδρόθειο (H2S). Η εν λόγω απώλεια υδρογόνου αποδεικνύεται από τον πολύ υψηλό λόγο D–H που μετρήθηκε.μΗ αναλογία είναι περίπου 0,015–0,025, δηλαδή 100-150 φορές υψηλότερη από την επίγεια του 1,6 × 10−4 . Σύμφωνα με ορισμένες μετρήσεις, στην ανώτερη ατμόσφαιρα της Αφροδίτης ο λόγος D/H είναι 1,5 φορές υψηλότερος από ό, τι στη μαζική ατμόσφαιρα.
Ηλιακό Σύστημα