KUINKA ELOHOPEAA VERRATAAN MAAHAN?

Send

Elohopea nimettiin asianmukaisesti jumalajen roomalaisen lähettilään mukaan. Tämä johtuu siitä, että sen ilmeinen liike yötaivaalla oli nopeampaa kuin millään muulla planeetalla. Kun tähtitieteilijät saivat lisätietoja tästä "lähettilä planeetasta", he ymmärsivät, että sen liike johtui sen läheisestä kiertoradalta aurinkoon, mikä saa sen suorittamaan yhden kiertoradan 88 päivän välein.

Elohopean läheisyys aurinkoon on vain yksi sen määrittelevistä ominaisuuksista. Verrattuna muihin aurinkokunnan planeetoihin, siinä on voimakkaita lämpötilanvaihteluita, jotka menevät erittäin kuumasta erittäin kylmään. Se on myös erittäin kivinen, eikä siinä ole ilmapiiriä puhua. Mutta saadaksemme todellisen kuvan siitä, kuinka elohopea pinoutuu verrattuna aurinkokunnan muihin planeettoihin, meidän on tutkittava, kuinka elohopeaa vertaa maahan.

Koko, massa ja kiertorata:

Elohopean halkaisija on 4 879 km, mikä on noin 38% maan halkaisijasta. Toisin sanoen, jos laitat kolme Mercurysia vierekkäin, ne olisivat hieman maata suurempia päästä päähän. Vaikka tämä tekee elohopeasta pienemmän kuin järjestelmämme suurimmat luonnolliset satelliitit - kuten Ganymede ja Titan -, se on massiivisempi ja paljon tiheämpi kuin he ovat.

Itse asiassa elohopean massa on noin 3,3 x 10²³ kg (5,5% maan massasta), mikä tarkoittaa, että sen tiheys - 5,427 g / cm³- on aurinkojärjestelmän minkä tahansa planeetan toiseksi korkein, vain hiukan vähemmän kuin Maan (5,515 g / cm)³). Tämä tarkoittaa myös, että Mercuryn pintapaino on 3,7 m / s², joka vastaa 38 prosenttia maan painosta (0,38g). Tämä tarkoittaa, että jos painoit 100 kg (220 lbs) maapallolla, painottaisit 38 kg (84 lbs) elohopeaa.

Samaan aikaan elohopean pinta-ala on 75 miljoonaa neliökilometriä, mikä on noin 10% maan pinta-alasta. Jos pystyisit purkamaan elohopean, sen pinta-ala on lähes kaksinkertainen Aasiaan (44 miljoonaa neliökilometriä). Ja elohopean tilavuus on 6,1 x 10¹⁰ km³, joka on 5,4% Maan tilavuudesta. Toisin sanoen, mahtuisit elohopeaan maapallon sisälle 18 kertaa ja sinulla on vielä vähän tilaa varaa.

Kiertoradan suhteen elohopea ja maa eivät todennäköisesti voineet olla enemmän erilaisia. Yhden osalta elohopealla on epäkeskeisin kiertorata kaikista planeetoista aurinkokunnassa (0,205), verrattuna maan arvoon 0,0167. Tästä syystä sen etäisyys auringosta vaihtelee 46 miljoonan km: n (29 miljoonan mailin) päässä lähimmästä (perihelionista) 70 miljoonaan km (43 miljoona mi): n etäisyydellä (aphelion).

Tämä vie Mercuryn paljon lähempänä aurinkoa kuin maa, joka kiertää keskimäärin 149 598 023 km (92 955 902 mi) eli 1 AU. Tämä etäisyys vaihtelee välillä 147,095 000 km (91 401 000 mi) - 152 100 000 km (94 500 000 mi) - 0,98 - 1,017 AU. Ja keskimääräisellä kiertonopeudella 47,362 km / s (29,429 mi / s), kuluu Merkurialla yhteensä 87.969 Maapäivää yhden kiertoradan suorittamiseen - verrattuna Maan 365,25 päivään.

Koska elohopealla kuluu kuitenkin myös 58,646 päivää yhden kierroksen suorittamiseksi, kestää 176 maapäivää, ennen kuin aurinko palaa samaan kohtaan taivaalla (aka. Aurinkopäivä). Joten Mercuryn tapauksessa yksi päivä on kaksi kertaa pidempi kuin yksi vuosi. Samaan aikaan maapallolla yksi aurinkoinen päivä on 24 tuntia pitkä johtuen sen nopeasta pyörimisnopeudesta 1674,4 km / h. Elohopealla on myös aurinkokunnan kaikkien planeettojen alin aksiaalinen kallistus - noin 0,027 °, verrattuna maan 23,439 °.

Rakenne ja koostumus:

Elohopea on aivan kuten maa, maanpäällinen planeetta, mikä tarkoittaa, että se koostuu silikaattimineraaleista ja metalleista, jotka on erotettu kiinteän metallin ytimen ja silikaattikuoren ja vaipan välillä. Merkuriumilla näiden elementtien hajoaminen on suurempi kuin maan. Maaperä koostuu pääasiassa silikaattimineraaleista, kun taas elohopea koostuu 70% metallisista ja 30% silikaattimateriaaleista.

Maapallon tavoin myös elohopean sisustuksen uskotaan koostuvan sulasta raudasta, jota ympäröi silikaattimateriaali. Elohopean ytimen, vaipan ja kuoren mitat ovat vastaavasti 1800 km, 600 km ja 100-300 km; Maan ytimen, vaipan ja kuoren mitat ovat vastaavasti 3478 km, 2800 km ja jopa 100 km paksut.

Lisäksi geologien arvioiden mukaan elohopean ydin vie noin 42% sen tilavuudesta (verrattuna maan 17%: iin) ja ytimen rautapitoisuus on suurempi kuin minkä tahansa muun aurinkokunnan planeetan. Useita teorioita on ehdotettu selittämään tämä, laajimmin hyväksytty on se, että elohopea oli kerran suurempi planeetta, jonka iski planeetaso, joka irrotti suuren osan alkuperäisestä kuoresta ja vaipasta.

Pintaominaisuudet:

Elohopea on pintansa suhteen paljon enemmän kuin Kuu kuin Maa. Sillä on kuiva maisema, jonka asteroidi-iskukraatterit ja muinaiset laavavirtaukset ovat merkinneet. Yhdessä laajojen tasangon kanssa nämä osoittavat, että planeetta on ollut geologisesti passiivinen miljardeja vuosia.

Näiden ominaisuuksien nimet ovat peräisin useista lähteistä. Kraatterit on nimetty taiteilijoille, muusikoille, maalareille ja kirjoittajille; harjanteet on nimetty tutkijoille; masennukset on nimetty arkkitehtuuriteosten mukaan; vuoret on nimetty sanalla ”kuuma” eri kielillä; koneet on nimetty elohopeaa varten useilla kielillä; portaat on nimetty tieteellisten tutkimusmatkojen aluksille ja laaksot nimetään radioteleskooppilaitosten mukaan.

Muodostuksensa aikana ja sen jälkeen 4,6 miljardia vuotta sitten, komeetat ja asteroidit pommittivat elohopeaa voimakkaasti ja ehkä jälleen myöhään voimakkaiden pommitusten aikana. Ilmakehän puutteen ja sateiden vuoksi nämä kraatterit pysyvät ennallaan miljardeja vuosia myöhemmin. Elohopean kraatterit ovat halkaisijaltaan pienistä kulhojenmuotoisista onteloista monisirekkäisiin iskualustoihin satojen kilometrien poikki.

Suurin tunnettu kraatteri on Caloris-allas, jonka halkaisija on 1 550 km. Vaikutus, joka sen loi, oli niin voimakas, että se aiheutti laavan purkauksia planeetan toiselle puolelle ja jätti samankeskisen renkaan yli 2 km: n (1,24 mailin) korkeuteen ympäröivän iskulaatikon ympärille. Kaikille tutkituille elohopean osille on tunnistettu noin 15 vaikutusaluetta.

Maan pinta on sitä vastoin huomattavasti erilainen. Ensinnäkin 70% pinta-alasta on valtamertä, kun taas alueet, joissa maapallon kuori nousee merenpinnan yläpuolelle, muodostavat maanosat. Sekä merenpinnan yläpuolella että sen alapuolella on vuoristoisia piirteitä, tulivuoria, arpioita (kaivoksia), kanjoneita, tasangot ja abyssal tasangot. Jäljellä olevat pinta-alat peitetään vuorilla, autiomaa-alueilla, tasangoilla, tasangolla ja muilla maanmuodoilla.

Elohopean pinnalla on monia merkkejä geologisesta aktiivisuudesta aiemmin, lähinnä kapeiden harjanteiden muodossa, jotka ulottuvat satojen kilometrien pituisiin. Uskotaan, että näiden muodostui Mercuryn ytimenä ja vaipan jäähtyessä ja supistuessa aikaan, kun kuori oli jo jähmettynyt. Geologinen toiminta lakkasi kuitenkin miljardeja vuosia sitten, ja sen kuori on ollut siitä lähtien vakaa.

Samaan aikaan Maa on edelleen geologisesti aktiivinen ja omistaa vaipan kääntymisen. Litosfääri (vaippa ja vaipan yläkerros) murtuu kappaleiksi, joita kutsutaan tektonisiksi levyiksi. Nämä levyt liikkuvat toisiinsa nähden, ja niiden välinen vuorovaikutus aiheuttaa maanjäristyksiä, tulivuoren toimintaa (kuten ”Tyynenmeren tulenrengas”), vuoristorakennusta ja valtameren kaivoksen muodostumista.

Ilmapiiri ja lämpötila:

Kun kyse on heidän ilmakehästään, maa ja elohopea eivät voineet olla enemmän erilaisia. Maapallolla on tiheä ilmapiiri, joka koostuu viidestä pääkerroksesta - troposfääri, Stratosfääri, Mesosfääri, Termosfääri ja Exosfääri. Maapallon ilmapiiri koostuu myös pääasiassa typestä (78%) ja hapesta (21%), ja siinä on höyryn, hiilidioksidin ja muiden kaasumaisten molekyylien pitoisuuksia.

Tämän vuoksi maan keskimääräinen pintalämpötila on noin 14 ° C, ja maantieteellisestä alueesta, korkeudesta ja vuodenajasta johtuen on paljon vaihtelua. Kuumin koskaan maan päällä mitattu lämpötila oli 70,7 ° C (159 ° F) Iranin Lut-autiomaassa, kun taas kylmin lämpötila oli -89,2 ° C (-129 ° F) Neuvostoliiton Vostok-asemalla Antarktiksen tasangolla.

Sillä välin elohopealla on taipuvainen ja muuttuva eksosfääri, joka koostuu vedystä, heliumista, hapesta, natriumista, kalsiumista, kaliumista ja vesihöyrystä, yhdistetyn paineen ollessa noin 10^-14 bar (yksi kvadriljoona maapallon ilmanpaineesta). Uskotaan, että tämä eksosfääri muodostui auringosta kaapattuista hiukkasista, tulivuoren kaasunpoistosta ja mikrometeoriittien vaikutuksesta kiertoradalle potkautuneista roskista.

Koska Merkurialla ei ole elinkelpoista ilmapiiriä, sillä ei ole mitään keinoa pitää lämpöä auringosta. Tämän ja sen suuren epäkeskeisyyden seurauksena planeetta kokee paljon äärimmäisiä lämpötilanvaihteluita kuin Maa. Kun aurinkoon päin oleva puoli voi saavuttaa jopa 700 K (427 ° C) lämpötilan, pimeässä oleva puoli voi saavuttaa jopa 100 K (-173 ° C) lämpötilan.

Näistä korkeista lämpötiloista huolimatta vesijään ja jopa orgaanisten molekyylien olemassaolo on varmistettu Mercuryn pinnalla. Napojen syvien kraattereiden lattiat eivät ole koskaan alttiina suoralle auringonvalolle, ja lämpötilat pysyvät planeetan keskiarvon alapuolella. Tässä suhteessa elohopealla ja maalla on jotain muuta yhteistä, joka on vesijää läsnäolo sen napa-alueilla.

Magneettikentät:

Aivan kuten maapallolla, myös elohopealla on merkittävä ja ilmeisesti globaali magneettikenttä, joka on noin 1,1% maan voimakkuudesta. On todennäköistä, että tämä magneettikenttä syntyy dynamiikalla, samalla tavalla kuin maan magneettikenttä. Tämä dynaaminen vaikutus johtuisi planeetan rautapitoisen nestemäisen ytimen liikkeestä.

Elohopean magneettikenttä on tarpeeksi vahva, jotta se voi ohjata aurinkotuulta planeetan ympäriltä ja luoda siten magnetosfäärin. Maapallon magnetosfääri, vaikka se on tarpeeksi pieni mahtuakseen maapallon sisälle, on riittävän vahva sieppaamaan aurinkotuuliplasman, mikä vaikuttaa planeetan pinnan avaruuteen.

Kaiken kaikkiaan, elohopea ja maa ovat jyrkässä ristiriidassa. Vaikka molemmat ovat luonteeltaan maanpäällisiä, elohopea on huomattavasti pienempi ja vähemmän massiivinen kuin Maa, vaikka sen tiheys on samanlainen. Elohopean koostumus on myös paljon metallisempi kuin maan, ja sen 3: 2 kiertoradan resonanssi johtaa siihen, että yksi päivä on kaksi kertaa pidempi kuin vuosi.

Mutta ehkä kaikkein silmiinpistävimmät ovat lämpötilanvaihtelujen äärimmäisyydet, jotka elohopea menee läpi maahan verrattuna. Tämä johtuu luonnollisesti siitä tosiasiasta, että elohopea kiertää paljon lähempänä aurinkoa kuin maapallo ja sillä ei ole ilmapiiriä, josta puhua. Ja sen pitkät päivät ja pitkät yöt tarkoittavat myös sitä, että aurinko paistaa jatkuvasti toista puolta tai pakkasessa pimeydessä.

Olemme kirjoittaneet paljon tarinoita Mercuruksesta Space Magazine -lehdessä. Tässä on mielenkiintoisia faktoja elohopeasta, minkä tyyppinen planeetta on elohopeaa ?, kuinka kauan päivä on elohopealla ?, elohopean kiertoradalla. Kuinka kauan on vuosi elohopeaa ?, Mikä on elohopean pintalämpötila ?, Vesijää ja orgaaniset yhdisteet, jotka löytyvät elohopean pohjoisnavasta, elohopean ominaisuudet ,, elohopean pinta ja tehtävät elohopeaan

Jos haluat lisätietoja Mercurystä, tutustu NASA: n aurinkokunnan tutkimusoppaaseen. Tässä on linkki NASA: n MESSENGER Misson -sivulle.

Olemme myös nauhoittaneet kokonaisen jakson tähtitieteen näyttelijöistä, jotka koskevat vain elohopea planeettaa. Kuuntele sitä täällä, jakso 49: elohopea.

Lähteet: