Сходство и различие планет земной группы по сравнению друг с другом - от чего зависит внутренний состав планет земной группы: Меркурия, Марса, Венеры и Земли

Как появились внутренние планеты Солнечной системы

Состав различных оболочек Земли теоретически может быть определен, если известны их плотность, температура и давление. Используя зависимость между перечисленными параметрами, ученые теоретически рассчитали, какими поро­дами может быть сложена та или иная оболочка Земли.

По ми­неральному составу Земля, таким образом, делится на три части:

  • нижнюю, представляющую собой железное ядро
  • сред­нюю— оболочку, отвечающую мантии и сложенную силика­тами ультраосновного состава
  • верхнюю оболочку — лито­сферу, характеризующуюся разнообразным составом пород.

Таково современное состояние Земли, однако и другие планеты “земной группы” (Меркурий, Венера, Земля, Марс) в целом весьма похожи по строению, так как все эти планеты образовались примерно в одно время, при примерно схожих условиях.

Наша планета, как и другие планеты Солнеч­ной системы, образовалась около 4 млрд. лет назад путем аккреции вещества газово-пылевого протопланетного обла­ка.

Формирование планет Солнечной системы из протопланетного диска

Формирование планет Солнечной системы из протопланетного диска, с точки зрения художника

Первичное скопление материала, вероятно, происходило при температурах, не превышающих 100° С, при которых могло идти образование некоторых магнезиальных силика­тов, металлического железа и некоторых сульфидов железа.

Основной путь образования планет заключался в диффе­ренциации материала с образованием оболочек и ядра. Высо­кие температуры, известные в недрах Земли, могут быть объяснены распадом короткоживущих радиоактивных элемен­тов и, возможно, тяжелой метеоритной бомбардировкой, характерной для всех планет земной группы.

Установлено, что расслоение Земли на ядро и оболочки стало возможным после того, как температура ее отдельных частей до­стигла 1500° С, т. е. поднялась до точки плавления железа. Расплавленное тяжелое железо, скапливаясь по законам гра­витации в центре, образовало ядро, вокруг которого происходила концентрация пород мантии и литосферы.

От чего зависит состав и внутреннее устройство планеты

Естественно, что процесс образования планет Солнечной системы из газово-пылевого облака был длительным. Длительность этого процесса зависит от массы и размеров планет. Поэтому становится понятным, что Зем­ля, имеющая больший радиус, чем, скажем, Луна, Марс, Ве­нера и Меркурий, обладает большими энергетическими ре­сурсами и продолжает свое геологическое развитие до на­стоящего времени.

Луна, Марс, Венера и Меркурий свои энергетические ре­сурсы утратили и поэтому в настоящее время представляют собой геологически пассивные объекты. Этим выводом можно объяснить и то по­ложение, что Земля и Луна, сформированные примерно на одном удалении от Солнца, согласно законам распределе­ния вещества с одинаковыми магнитными свойствами — магнит­ной сепарации, должны иметь равные исходные концентра­ции элементов, в том числе и радиоактивных.

Луна, в отли­чие от Земли, находясь в состоянии тектонического покоя, может расходовать радиоактивное тепло только на подогрев своего тела, в то время как на Земле оно является также и источником тектонических преобразований.

При построении модели Марса следует исходить из тео­ретических расчетов о конденсации протопланетного обла­ка в зоне этой планеты в условиях, при которых часть желе­за замещалась серой, а магнезиальные силикаты обогаща­лись железом в большем количестве, чем при образовании Земли и Венеры. Это обстоятельство может свидетельство­вать о том, что ядро Марса слагается преимущественно сер­нистым железом; заметное количество железа присутствует и в его силикатных оболочках.

Внутреннее строение планет земной группы - Меркурия, Венеры, Земли и Марса

Внутреннее строение планет земной группы – Меркурия, Венеры, Земли и Марса

По разработанной модели Марса его кора имеет толщину до 100 км, значительно обо­гащенную железом мантию — толщиной около 2500 км и небольшое ядро. Ядро Марса со­ставляет 7% полной массы планеты. Анализ гравитационно­го поля Марса и интерпретация полученной сейсмограммы позволили отметить распределение утонений и утолщений коры в зависимости от форм рельефа: более толстая кора соответствует возвышенностям, а более тонкая — понижениям. В среднем толщина коры под континентами Марса составляет 43—45 км, местами увеличиваясь до 80— 100 км, а в пониженных участках — не превышает 10—30 км.

Меркурий имеет, вероятно, расплавленное железно-никелевое ядро и силикатную оболочку. Температура на границе ядра и силикатной оболочки оценивается 2000° С. Его ядро окружено силикатной мантией толщиной до 600 км, а кора планеты составляет толщину от 100 до 300 км. Размер ядра Меркурия аномален по сравнению с другими планетами “земной группы” – он составляет около 3/4 диаметра планеты, и примерно равен размерам Луны.

Венера также изучена весьма слабо , считается что её кора имеет толщину примерно в 16 км. Далее идет мантия, силикатная оболочка, простирающаяся на глубину порядка 3300 км до границы с железным ядром, значительно превосходящим по размеру земное, масса которого составляет около 1/4 массы планеты.
Поскольку собственное магнитное поле Венеры отсутствует, то считается, что ядро планеты находится в твёрдом состоянии.

Источник: компиляция из интернет-источников, в том числе по книге “Геологи изучают планеты”, Недра, 1984 г., Я.Г. Кац, В.В. Козлов, Н.В. Макарова, Е.Д. Сулиди-Кондратьев