Вода в Солнечной системе. Супержидкая вода
Вода на планетах солнечной системы — возможна ли жизнь?
На сегодняшний день достоверно известно, что Земля является единственной обитаемой планетой в нашей галактике. Все попытки обнаружить живых существ на других небесных телах не увенчались успехом и основной причиной являются условия, которые совершенно не пригодны для жизни.
Поскольку именно Земля дала приют разумным существам, жизни в целом, то и прочие планеты оцениваются с точки зрения наличия или отсутствия сходных условий. Совокупность факторов, позволяющих зародиться и развиваться жизни на планете, ученые называют жизнепригодностью. Она определяется массой планеты, ее составом, орбитальными характеристиками и параметрами «солнца», вокруг которого вращается небесное тело.
Особый интерес у ученых-астрофизиков вызывает внеземная вода. Поверхность Земли покрыта водой на две трети, но самое главное, что эта вода – жидкая. Вода в таком агрегатном состоянии не встречается больше ни на одной из планет Солнечной системы. Существует гипотеза о том, что на спутниках Урана, Юпитера, Нептуна и Сатурна вода есть, но она находится под толстой ледяной коркой, но до тех пор, пока не будут получены доказательства, эта теория так и останется гипотезой. И возможно, вода имеется на планетах других галактик, но об этом достоверных данных также нет.
Так есть ли вода на планетах Солнечной системы?
Долгое время ученые предполагали, что вода имеется на Луне. Однако изображение, полученное при помощи телескопов с большим разрешением, помогло установить, что лунные «моря» и «океаны» не что иное, как кратеры и базальтовые равнины. Проведенные исследования подтвердили наличие следов воды в пробах лунного грунта, а позднее, в 2009 году вода была обнаружена на Луне в твердом состоянии – большие скопления льда на дне лунных кратеров. На сегодняшний день у астрофизиков нет сомнений в том, что найденный лед действительно водный.
Сходные предположения выдвигались и относительно Венеры. Длительное время существовала теория существования океанов на этой планете, но она была развенчана вместе с отправкой на поверхность Венеры первых космических аппаратов. Немного водяного пара обнаружено в атмосфере планеты, однако, на поверхности наблюдается слишком высокая температура. Возможно, вода на планете существовала в далеком прошлом, но в каком виде, непосредственно в жидком или в виде пара, неизвестно. Так или иначе, на сегодняшний день жизнь на Венере невозможна.
Особые надежды возлагались на Марс: изучая красную планету в телескоп, многие ученые наблюдали на ее поверхности сеть каналов, происхождение которых объяснялось несколькими теориями. Одной из них было наличие водных течений, рек и морей, другая предполагала существование жизни и утверждала, что каналы имеют искусственное происхождение. Недаром именно Марс был так любим писателями-фантастами, и кажется, что именно ждут встречи и контакта с землянами инопланетные зеленые человечки.
Позднее были предприняты попытки изучения каналов, но составляемые карты никак не совпадали друг с другом, вызывая недоумение. Фотографии, сделанные в двадцатом веке, позволили утверждать, что вода в жидком состоянии на поверхности Марса отсутствует. А искусственный спутник Марса «Маринер 9» поставил все точки над «I»: большинство известных каналов оказались оптической иллюзией. Небольшое количество воды обнаружено в пробах грунта, какое-то количество водяного льда на планете также существует, а еще вода имеется в слое вечной мерзлоты, но всего этого явно недостаточно для существования жизни. Возможно, что Уран и Нептун имеют моря из горячей воды, но структура этих планет мало изучена.
Есть ли вода на спутниках планет?
Особые надежды возлагаются на спутники газовых гигантов. Они покрыты толстой коркой льда, под которой могут находиться запасы воды. Ученые считают, что вода может находиться на Европе, Каллисто и Ганимеде. Эти планеты покрыты толстым многокилометровым слоем льда, под которым может находиться вода в жидком состоянии. Многие спутники планет-гигантов состоят из люда в большей или меньшей степени, но его нельзя принимать как внеземную воду, дающую возможность для нахождения жизни.
Поскольку жизни и условий для ее существования нет на соседних с Землей планетах Солнечной системы, ученые продолжают поиски живого за ее пределами. Известно огромное количество планетных систем, но наша система от них очень сильно отличается. Целью поиска является планета с условиями, которые схожи с земными. Постоянно совершенствуемые приборы и методы изучения космических тел позволяют продвигаться вперед и дают возможность изучения все более отдаленных объектов. Возможно, что где-то в космическом пространстве будет обнаружена планета, на которой будет достаточное количество живой воды, но ведь не только вода является залогом и единственным фактором зарождения жизни. С другой стороны, если брать в расчет иные формы жизни, отличные от земных обитателей, то возможно, для их существования вода вовсе не нужна?
www.sciencedebate2008.com
Вода в Солнечной системе - Мир минералов
В фантастическом сериале «Знак победы» (восьмидесятые годы 20 века), на Землю прилетают на нескольких огромных тарелках инопланетяне-рептилии. Они враждебны, очень агрессивны, и начинается война. В числе прочего, инопланетянам нужна вода, которую они перекачивают на свои тарелки, видимо, чтобы увезти на свою планету.
Фильм хороший. Но вот интересный факт — зачем инопланетянам выкачивать воду с Земли, если ее так много в Солнечной системе? А если предположить, что немалая часть планетных систем похожа друг на друга, то там тоже должна быть вода. Причем в огромных количествах.
Вода — самый съедобный минерал на Земле и это самое известное соединение. Если человек, закончивший обычную школу, не всегда вспомнит, что кварц или песок — это SiO2, то формулу воды- h3O, помнят все. Итак, посмотрим, сколько воды есть в нашей Солнечной системе. Пойдем от переферии к Солнцу.
СОДЕРЖАНИЕ
ПЛУТОН — КАРЛИКОВАЯ ПЛАНЕТА
НЕПТУН И УРАН — ЛЕДЯНЫЕ ГИГАНТЫ
САТУРН — ВЛАСТЕЛИН ЛЕДЯНЫХ КОЛЕЦ
СПУТНИКИ ЮПИТЕРА
МАРС , ВЕНЕРА, МЕРКУРИЙ, ЛУНА
ПЛУТОН — КАРЛИКОВАЯ ПЛАНЕТА
До недавнего времени Плутон считался классической планетой, но в 2006 году его разжаловали в карликовые. Эта небольшая планета, размеры которой меньше Луны, состоит из каменного ядра (предположительно силикатный состав), покрытого замерзшим льдом, а ее поверхность покрывает замерзший азот. Также на его поверхности есть метановый лед и окись углерода.
Каменное ядро Плутона может содержать радиоактивные элементы. Их распад может нагревать горные породы и лед, поэтому под толщами замерзшего льда может быть жидкая вода, находящаяся под высоким давлением. Целый океан жидкой воды.
Телескоп Хаббл зафиксировал наличие на поверхности Плутона соединений, которые ранее не были известны — сложных углеводородов (2011 год). Поэтому появилась гипотеза, согласно которой на этой планете может существовать примитивная жизнь.
Американская космическая станция (она называется New Horizons) приблизится к Плутону и его пяти спутникам в 2015 году. Если все сложится благополучно, научный мир получит много новых данных об этой малоизученной планете.
НЕПТУН И УРАН — ЛЕДЯНЫЕ ГИГАНТЫ
Нептун называют «ледяным гигантом». Эта планета намного больше Земли — её ядро в 1.2 раза больше земного.
Мантия Нептуна состоит из воды, метанового льда и аммиака. Это очень плотная, горячая жидкость, температуры мантии достигают от 1700 до 4730 градусов Цельсия, поэтому «лед» — это условный термин, применяемый для этого перегретого водно-аммиачно-метанового коктейля.
На глубине около 7000 км давление и температура в мантии Нептуна таковы, что метан разлагается, из освободившегося углерода образуются алмазы, которые погружаются вниз, выпадают на ядро планеты. Существует гипотеза, согласно которой вокруг ядра Нептуна существует целый алмазный слой, «жидкий алмазный океан».
Верхние слои атмосферы содержат водород, гелий, метан, именно метан придает атмосфере Нептуна необычный ультрамариновый цвет.
Ниже, в атмосфере, формируются облака аммиака и сероводорода. Нептун, скорее всего, не имеет твердой поверхности, переход атмосферы в водно-аммиачно-метановую мантию происходит постепенно.
Уран, другой «ледяной гигант», очень похож на Нептун по строению, но больше его по размеру. 
Интересны кольца Урана. Их много и они имеют разные цвета: серый, голубой, красный.
Цветных колец всего два — внутреннее, находящееся в центре диска имеет красный цвет, внешнее — ярко — голубой или синий.
В настоящее время открыто 27 спутников Урана. Все они, (кроме каменной Миранды), состоят из каменного материала и изо льда.
На цветных фотографиях, сделанных космическими аппаратами, Уран и Нептун очень красивы — атмосфера Нептуна ярко-синяя, скорее ультрамариновая, Уран выглядит как ярко-голубая планета. На фотографиях видны кольца Урана. Они более тонкие и разреженные, чем кольца планеты-гиганта Сатурн.
САТУРН — ВЛАСТЕЛИН ЛЕДЯНЫХ КОЛЕЦ
Сатурн имееет систему колец, существует гипотеза, как могла сформироваться такая интересная система. В один из спутников Сатурна врезалась большая ледяная комета, после чего она разрушилась на мелкие осколки. Этот удар переместил спутник близко к Сатурну, где его разрушила гигантская гравитация. Дрейфуя по орбите, обломки и лед образовали кольца, состоящие из камня, пыли и льда. Кольца Сатурна состоят изо льда на 99%.
У Сатурна 62 спутника. Поверхность спутников имеет высокую отражательную способность, отсюда следует вывод, что они состоят изо льда и каменного материала. Титан — самый большой спутник Сатурна, его диаметр составляет более пяти тысяч километров.
Титан очень интересен для изучения — у него есть атмосфера, состоящая из азота с небольшой примесью газа метана. Условия на этой небольшой планете похожи на те, что существовали на Земле примерно 4 миллиарда лет назад.
На поверхности планеты очень холодно (-180 градусов Цельсия), поэтому на Титане есть реки и озера из жидкого метана. Предполагается наличие воды в замерзшем состоянии.
СПУТНИКИ ЮПИТЕРА
Юпитер, самая большая планета Солнечной системы, имеет 67 спутников. Наиболее известны, сфотографированы, изучены четыре из них, открытые еще Галилео Галелеем. Это Европа, Ио, Ганимед и Каллисто.
Европа
Европа по размеру немного меньше Луны, она имеет строение, характерное для планет земной группы — внутри спутника находится железное ядро, следующий слой (мантия) — состоит из пород, по составу близких к граниту.
Поверхность спутника покрывает толстый слой льда. Его толщина около 100 километров. От 10 до 30 километров составляет замерзший лед, ниже, до глубины 100 км находится океан жидкой воды. Жидкой эту воду делают высокое давление и внутреннее тепло планеты.
Европа полностью покрыта льдом, эта планета не испытывала экстремальных деформаций при остывании ядра, возможно, её не разрушала гравитация Юпитера. Ей удалось избежать ударов больших метеоритов и астероидов. И поэтому Европа является самой гладкой планетой Солнечной системы, этакий гигантский каток. Хотя лед Европы тоже имеет следы метеоритных бомбардировок и трещины. Интересно, что очень разреженная атмосфера Европы состоит в основном из кислорода.
Каллисто
Размер этой планеты-спутника почти равен размеру Меркурия (99% от его объема), но весит эта планета втрое меньше, чем Меркурий (у него массивное железо-никелевое ядро).
Ядро Каллисто большое, остывшее, оно состоит из смеси льда и каменного материала . Толщина ледяной мантии от 80 до 200 км, начиная от глубины 50 км, вода находится в жидком состоянии. Предполагают, что вода может быть соленой.
Поверхность этого спутника сильно разбита метеоритами, видны тысячи метеоритных кратеров, она покрыта пылью каменного вещества этих метеоритов. Поэтому Каллисто не может претендовать на звание «самой гладкой планеты Солнечной системы», как Европа.
Ганимед
Это один из самых больших спутников Юпитера, по массе он больше Луны почти вдвое. Ганимед тоже состоит из водяного льда, а также силикатных пород, подобных граниту.
У этой планеты есть расплавленное ядро, покрыта планетa очень толстым слоем водяного льда (около 950 км).
Ио
Спутник Юпитера, названный Галилеем Ио, немного больше Луны. На Ио водяного льда нет. Внутри этой небольшой планеты находится железное ядро, мантия состоит из силикатных магматических пород, как и вся поверхность планеты.
Извержение вулкана на Ио (съемки космического аппарата Вояджер 1)
Поверхность этой планеты имеет желтый цвет, так как она почти полностью покрыта самородной серой и диоксидом серы.
Ядро Ио расплавленное, горячее. На снимках, сделанных космическими аппаратами, можно увидеть, как по желтой поверхности планеты разливается оранжевая лава извергающихся вулканов.
Итак, продолжаем двигаться к центру Солнечной системы. Между Юпитером и Марсом находится пояс астероидов. Он недостаточно изучен, а количество астероидов не слишком велико. До настоящего времени ни один космический корабль, следующий от Земли к окраинам Солнечной системы, не столкнулся с астероидом. Астероиды могут быть железными и каменными, теоретически возможно существование каменно-ледяных глыб.
С приближением к центру Солнечной системы воды, аммиака и метана становится все меньше, а тяжелых металлов и камня больше. В итоге Марс уже разительно отличается от планет и их спутников, расположенных далее пояса астероидов.
МАРС, ВЕНЕРА, МЕРКУРИЙ, ЛУНА
Оранжевые окисленные пески и породы Марса скажут геологу о том, что они образовались под действием воды и кислорода в большом количестве. Сейчас на Марсе кислорода практически нет (0,13% кислорода, примерно столько же водяного пара в атмосфере, на 95% состоящей из углекислого газа CO2).
Что касается воды, то следует сказать, что полярные шапки Марса состоят из углекислоты, предполагается, что где-то внутри углекислотного льда есть вода. Также предполагается, что возможны залежи ледяных пластов в осадочных породах планеты.
Венера — атмосфера этой малоизученной планеты содержит водяной пар всего лишь в количестве 0,02-0,1%. А учитывая, что температура на ее поверхности из-за парникового эффекта, создаваемого углекислым газом CO2, достигает 500 градусов Цельсия, можно уверенно говорить: на Венере воды нет.
Меркурий — казалось бы, не стоит даже упоминать о воде, изучая эту, самую близкую к Солнцу планету. Но тем не менее, исследования, проведенные с помощью космических аппаратов, показали, что вода, в очень малых количествах, там есть.
У этой небольшой планеты даже есть атмосфера – очень разряженная, состоящая из гелия, водорода, калия, аргона, натрия, также были обнаружены кислород, ОН и вода. Гелий и водород заносятся сюда от Солнца солнечным ветром. Калий и натрий образуются при радиоактивном распаде горных пород. А откуда взялись кислород и вода?
Ученые предполагают, что она появилась при падении на Меркурий ледяных комет. После падения комет лед, под действием высоких температур днем, испаряется, пар клубится над планетой. Существует предположение, что вода из атмосферы затем может оседать, накапливаясь на северном и южном полюсах, внутри древних кратеров. Но это только предположение.
На Луне тоже может быть вода — она может накапливаться в кратерах у полюсов, также, как на Меркурии. Вода могла попасть на Луну только при падении на нее ледяных комет. Этот вопрос сейчас изучается, хотя точных, абсолютно достоверных данных еще не получено.
Следует сказать, что ледяные кометы, путешествующие во Вселенной по своим собственным орбитам, тоже источник воды. Существует гипотеза, что вся вода, которая есть на Земле, занесена сюда ледяными кометами. Не все согласны с этой теорией. Но об этом читайте в другой статье…
Итак — воды в нашей планетной системе очень много.
mineralys.ru
Космическая вода — Всё самое интересное!
В разделе: Вода | и в подразделах: виды воды, чистая вода. | Автор-компилятор статьи: Лев Александрович Дебаркадер
Давненько у нас не пополнялась рубрика "Виды воды" раздела "Вода". Вероятно, потому, что основные разновидности воды на Земле мы уже рассмотрели. Но вот в других местах… О чём и поговорим сегодня: в гостях у нас космическая вода. Мы на неё, образно говоря, посмотрим и приценимся.
Космическая вода — это интересная вода, которая есть в космосе. Итак, вода встречается не только на земле, но и в космосе. И, как оказывается, в больших количествах. Как это ни парадоксально звучит.
Посмотрим внимательнее. Где только не найти воду:
- ледяные шапки на полюсах Марса,
- полностью покрытые льдом спутники Юпитера, Сатурна и других планет,
- ледяные кольца вокруг Сатурна,
- пары воды в атмосфере Венеры,
- гигантские межгалактические облака-туманности, состоящие из льда и пара…
Кометы так же большей частью состоят из воды. А хвост комет — испаряющаяся вода и ряд других веществ под воздействием солнечного ветра. Эта информация в принципе известна из школьного курса физики. И, скорее всего, вы её знали, но забыли. Но подумайте: "А откуда вода попадает в кометы? Как они вообще образуются?" Ведь кометы состоят не только из воды, а, как оказалось после полёта зонда Stardust к комете Вильда 2, из сложного композита скальных пород и льда.
Интересно, что Аристотель – могучий в своё время авторитет среди научного мира, задумываясь о природе комет, выдвинул гипотезу, что кометы имеют земное происхождение. Что они порождаются в атмосфере Земли и «висят» на сравнительно небольшой высоте, медленно проплывая по небу. Удивительно, что точка зрения Аристотеля господствовала около двух тысячелетий, и никакие попытки поколебать ее не давали положительного результата. Хотя некоторые ученые склонны были думать, что кометы все-таки приходят из каких-то далеких, неведомых нам глубин космического пространства. Только в конце XVI века идея Аристотеля была опровергнута.
Так же интересно, хоть и не по сути статьи, слово "Комета" произошло от греческого слова "волосатый". Как здесь не вспомнить Комет, который и микробы убивает 🙂
Есть предположение, что кометные ядра образовались в одно время со всей Солнечной системой и поэтому могут являть собой образцы того первичного вещества, из которого впоследствии образовались планеты и их спутники. В те времена на месте Земли и других планет были громадные скопления звёздной пыли, в том числе и паров-кристаллов воды. А уже из них и образовались ядра комет.
Но существуют и вулканические гипотезы происхождения ледяного ядра комет. И то, что они не безосновательны, показала исследовательская миссия спутника-зонда Кассини. Так, этим аппаратом при исследовании спутника Энцелад планеты Сатурн был зафиксирован гигантский фонтан пара и льда, который вырывается из глубин спутника на сотни километров. Интенсивность выброса воды — порядка 500 тонн в секунду. Выброшенный лёд формирует одно из колец Сатурна.
Активные струи с поверхности Энцелада формируют светлый расширяющийся выброс, который стал виден благодаря рассеиванию солнечного света среди мироскопических частиц льда. Ледяной выброс отчетливо заметен тогда, когда Солнце расположено за Энцеладом. Видимая поверхность освещена отраженным от Сатурна светом. Обзор получен в видимом спектре узкоугольной камерой 17 сентября 2008, Кассини в этот момент пролетал на расстоянии в 235 000 км от Энцелада:
Как оказалось, под поверхностью Энцелада существуют океаны воды в жидком состоянии (как полагают учёные, при температуре порядка 0 градусов Цельсия). И они выливаются в космос гигантскими гейзерами. Тщательно проанализировав все данные, собранные кораблем "Кассини" на спутнике Сатурна Энцеладе, исследователи пришли к выводу, что вода в подземном океане планеты на самом деле соленая. Это значит, что вероятность обнаружить жизнь на загадочной планете увеличилась.
Энцелад на следующем снимке показан напротив вечерней стороны Сатурна. Длинная выдержка при съемке отчетливо показала фонтаны южного полушария луны. (4 мая 2006, 2.1 млн. км от Энцелада).
Ранее исследователи считали, что содержание соли в инопланетной воде достаточно низкое. Однако, при более тщательном изучении капель инопланетной воды, выяснилось, что ее состав очень близок к составу океанической воды Земли. Эти большие запасы соленой воды находятся на глубине 80 км под поверхностью Энцелада. Как предполагают исследователи, вода с ледяного спутника поддерживается в жидком состоянии засчет магнитного напряжения, исходящего от Сатурна, а также высокой температуры ядра планеты. В таких относительно благоприятных условиях вполне могут существовать простейшие формы жизни.
Крошечные частицы льда, рассеянные в пространстве, легче всего увидеть в направлении на Солнце. Горы и долины видны по краю силуэта спутника:
Возможно, кометы образуются и из подобных инопланетных природных аномалий. И в этом случае они несут информацию не только о глубинах космоса, но и о возможной жизни на других планетах.
Итак, космическая вода не только бывает — но и попадает иногда на Землю.
И кто знает, что она с собой приносит?..
По материалам Выбор фильтров для воды: http://voda.blox.ua/2008/07/Voda-v-kosmose.html
interesko.info
