Формирование атмосферы Венеры
Самым влиятельным фактором в эволюции планеты Венера был высокий уровень энергии из-за близости Солнца.
После начальной фазы дегазации Венера должна была быть очень похожа на нашу планету. Водяной пар, имеет свойство разжижаться и порождать океаны. Тем более что в это далёкое время молодое Солнце излучало только 70 процентов энергии, которую оно производит в данный момент.
Температура на Венере должна была быть выше 100 градусов по Цельсию. Атмосферное давление на планете должно быть значительно выше, чем на Земле, поэтому вода могла там существовать в ином состоянии чем на нашей планете.Углекислый газ также должен присутствовать в атмосфере, но в ограниченных количествах, потому что дожди и океаны могут растворить его и изменить в осадочные явления.
Но со временем Солнце производило все больше и больше энергии. Через несколько сотен миллионов лет температура на поверхности Венеры достигла 374 градусов, порога, выше которого вода больше не могла существовать в жидкой форме: океаны начали испаряться. В связи с появлением в атмосфере большого количества водяных паров возникнет новое явление: парниковый эффект.
Парниковый эффект на Венере
Когда солнечное излучение достигает такой планеты, как Венера или Земля, оно в основном концентрируется в видимом диапазоне, где атмосфера прозрачна. Его энергия достигает поверхности планеты без помех.
Эта энергия поглощается планетой и автоматически переизлучается наружу. Но планета намного холоднее Солнца, и поэтому это новое излучение сконцентрировано в инфракрасном поле, а не в видимом.
Однако водяной пар или углекислый газ не являются прозрачными в инфракрасном свете. Эти газы будут поглощать энергию, излучаемую планетой, и разогреваться. Это явление называется парниковый эффектом.
На Венере это новое явление вызвало повышение температуры атмосферы и способствовало ускорению испарения океанов. Это еще больше усилило парниковый эффект.
Углекислый газ
После того, как океаны испарились, на Аенере произошли значительные изменения. Без воды, необходимой для растворения углекислого газа и серы эти газы также начали накапливаться в атмосфере и способствовать парниковому эффекту. Температура наконец достигла такого уровня, что даже углекислый газ, был выпущен и выпущен в атмосферу.
Результатом этой эволюции является состояние, которое мы наблюдаем в настоящее время. В атмосфере Венеры, преобладает углекислый газ, а температура составляет 460 градусов.На настоящий момент температура уже стабильна, потому, что вышеуказанный процесс уже прекратился.
Солнечные ультрафиолетовые лучи постепенно диссоциировали молекулы воды на их составляющие, атомы кислорода и водорода, которые улетучились в межпланетную среду. Поскольку парниковый эффект был вызван, главным образом, водяным паром, теперь он отсутствует.
Вулканизм все еще может выделять воду, но он сразу же диссоциируется ультрафиолетовыми лучами Солнца, и его составляющие объединяются с диоксидом серы, образуя облака серной кислоты.
Атмосфера Земли
Благодаря орбите, удаленной от Солнца, Земля эволюционировала совсем не так, как Венера.
Первоначально атмосфера Земли, вероятно, состояла в основном из водяного пара. Как и на Венере, охлаждение планеты после ее образования привело к рождению океанов.
Но благодаря большему расстоянию от Солнца, и, следовательно, более низкой температуре, земным океанам не угрожало испарение. Напротив, с более слабым Солнцем, чем сегодня, они имели риск затвердеть до состояния льда и превратить Землю в замерзший мир, который никогда бы не увидел жизни.
Парниковый эффект на Земле
К счастью для нас, атмосфера также содержала и углекислый газ. Этот компонент может оставаться в газообразной форме при более низких температурах, чем водяной пар. Углекислый газ, присутствующий в гораздо большем количестве, чем сегодня, привел к парниковому эффекту, который позволил Земле поддерживать температуру, достаточную для сохранения воды в океанах.
Со временем мощность Солнца возросла до текущего уровня и обеспечила умеренную температуру на нашей планете. В то же время большая часть углекислого газа постепенно смывалась дождями, растворялась в океанах и улавливалась осадочными породами дна океана.
В настоящее время оставшийся углекислый газ все еще способствует повышению температуры примерно на 40 градусов.
Зарождение жизни на Земле
Впоследствии в атмосфере Земли возникло новое явление - появление жизни. Это явление обусловлено, в частности, появлением фотосинтеза - процесса, посредством которого определенные клетки преобразовывают солнечную радиацию в химическую энергию, потребляя углекислый газ, углерод и выделяя кислород.
Кислород начал оказывать заметное влияние на атмосферу Земли около двух миллиардов лет назад. Благодаря ему появился новый тип организмов, жизнедеятельность которых основывалась на дыхании - процессе, посредством которого животные производят энергию, потребляя кислород и выдыхая углекислый газ.
Уровень кислорода в настоящее время на Земле составляет около 21 процента состава атмосферы, балансируя между фотосинтезом и дыханием.
Остальная атмосфера в основном состоит из азота (N2), наличие которого также обусловлено присутствием
Атмосфера Марса
Прошлая эволюция Марса окружена большей неопределенностью, чем эволюция Земли. В самой распространенной теории марсианская атмосфера родилась в аналогичных условиях, с дегазацией большого количества водяного пара и углекислого газа.
Благодаря парниковому эффекту, создаваемому этими газами, температура была бы достаточной для существования воды в жидком состоянии в течение очень длительного времени.Расхождение развития по сравнению с Землей происходит в основном из-за того, что по размеру Марс значительно меньше Земли (одна десятая массы Земли).
Непосредственно после образования красная планета содержала меньшее количество внутреннего тепла и, следовательно, быстрее остывала. По этой причине геологическая деятельность прекратилась довольно рано в истории Марса.
Без масштабной вулканической активности у планеты больше не было возможности для рециркуляции углекислого газа в атмосферу. Начинается противоположное явление - все большее количество атмосферного углекислого газа постепенно проникает в породы.
Падение температуры на Марсе
Прямым следствием этого явления было снижение интенсивности парникового эффекта и, следовательно, падение температуры на планете. Возник порочный круг: охлаждение вызвало больше количество осадков и ускоренное растворение углекислого газа, что, в свою очередь, привело к более выраженному падению температуры.
Вода больше не могла существовать в жидком состоянии и, наконец, превратилась в лед. Подобное количество льда явилось следствием вечной мерзлоты, ниже поверхности Марса. Планета в конечном итоге в настоящее время имеет очень слабую атмосферу, состоящую в основном из углекислого газа и полного отсутствия воды в газообразном или жидком состоянии.
Конечно, приведенное выше описание является лишь одной из теорий, которые нынешние космические миссии стремятся разрушить. Также возможно, что количество газа, образующегося при дегазации, оставалось низким. Парниковый эффект никогда не был бы достаточным для образования больших масс жидкой воды.
