7.2. Земля среди других планет Солнечной системы

В последнее время среди многочисленных наук, изучающих нашу планету, появилась еще одна — сравнительная планетология. Она по­зволяет сопоставить данные о Земле с тем, что нам известно о других планетах Солнечной системы. Мы уже говорили, что в состав Сол­нечной системы входит девять планет. Они делятся на две группы:

1. внутренние планеты (планеты земной группы) — Меркурий, Венера, Земля, Марс;

2. внешние планеты (газовые гиганты) — Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон.

Отличия планет земной группы от газовых гигантов очевидны. Поэтому посмотрим, чем отличаются друг от друга внутренние планеты. Среди них нет двух одинаковых планет. Они отличны по раз­мерам, физико-химическим параметрам, строению недр и поверх­ностей, составом атмосфер. В основном эти различия обусловлены начальными условиями формирования планет — химическим со­ставом, плотностью вещества в тех частях протопланетного облака, где эти планеты формировались, а также расстоянием от Солнца, резонансным взаимодействием с ним и другими планетами.

Из всех планет земной группы Земля — самая большая планета. Но как показывают оценки, даже такие размеры и масса оказыва­ются минимальными, при которых планета способна удержать свою газовую атмосферу. Тем не менее, Земля теряет водород и другие легкие газы, что заметно по шлейфу, который тянется за нашей планетой. Венера почти равна по размерам и массе Земле, но она ближе к Солнцу и получает от него больше тепла. Поэтому она давно потеряла весь свой свободный водород. У остальных двух планет атмосфера либо вообще отсутствует (Меркурий), либо со­хранилась в очень разреженном состоянии (Марс).

Из всех планет только Земля обладает сильным магнитным по­лем, на два порядка превосходящим значения магнитных полей у других планет. Как считают ученые, это одна из причин появления жизни на Земле.

Ни одна из планет не имеет развитой системы спутников, как у планет — газовых гигантов. Луна — спутник Земли, не вписывается ни в одну из современных гипотез образования Солнечной систе­мы. Тем более, что Луна имеет планетные размеры (сравнимые с размерами Меркурия).

Различия в составе и плотности атмосферы

Важнейшей характеристикой любой планеты является наличие (или отсутствие) атмосферы. Три из четырех планет обладают заметной атмосферой. Атмосфера Земли кардинально отличается атмосфер других планет: в ней мало углекислого газа, много молекулярного кислорода и паров воды. Это связано с тем, что вода морей и океанов Земли хорошо поглощает углекислый газ, а живо вещество биосферы планеты насыщает атмосферу кислородом, об­разующимся в процессе фотосинтеза. Подсчеты показывают, что если освободить всю поглощенную водой океанов углекислоту и одновременно убрать из атмосферы кислород, накопленный за счет жизнедеятельности растений, то состав земной атмосферы станет подобным составу атмосфер Венеры и Марса.

Относительно малые размеры Марса не позволили ему удержать плотную атмосферу. Тем не менее, раньше она была более плотной из-за процессов активного выделения газов из недр планеты. Тогда, очевидно, условия на планете были более мягкими, без резких пе­репадов дневных и ночных температур. Сейчас же в разреженной атмосфере Марса возникают настолько мощные пылевые бури, что они поднимают массы песка на высоту многих километров, прак­тически скрывая поверхность планеты от наблюдателей за непро­ницаемой пылевой завесой.

Венера, напротив, имеет очень плотную атмосферу, в основном состоящую из углекислого газа. Возникший в связи с этим парни­ковый эффект обусловил разогревание поверхности Венеры до ог­ромных температур.

Наличие или отсутствие гидросферы

Близость Венеры к Солнцу способствовала быстрой потере пла­нетой водорода, что, в свою очередь, привело к невозможности по­явления воды и снижению температуры на поверхности планеты до приемлемого уровня.

На Венере, таким образом, отсутствует гидросфера. Да и в атмо­сфере пары воды присутствуют в очень незначительном количестве. Причины этого до сих пор неизвестны. Тем не менее, существует предположение, что отсутствие гидросферы, очень медленное об­ратное вращение и отсутствие собственного магнитного поля у Ве­неры — все это следствия некоей общей причины, породившей различия в путях развития Венеры и Земли.

На Марсе в прошлом (примерно, миллиард лет назад) сущест­вовала гидросфера. А три миллиарда лет назад там, возможно, был океан. В наши дни вода на Марсе существует в виде инея и льда в полярных шапках этой планеты. Также вода должна быть на плане­те в слое вечной мерзлоты. Поэтому на Марсе может существовать жизнь, по крайней мере, простейшие ее формы.

Лишь на Земле гидросфера развита настолько хорошо, что су­ществует в виде Мирового океана, занимающего большую часть поверхности нашей планеты.

Различия в рельефе

Существенно различаются также и рельефы планет земной группы. Это обусловлено различием вулканических и геологических процессов на них. Сегодня считается, что тектоническая активность может служить мерилом жизнеспособности планеты в целом. Если тектоническая деятельность отсутствует или значительно сокраща­ется, то можно делать вывод об умирании планеты. Это связано с тем, что при тектонической деятельности идет активный обмен ве­ществом и энергией между поверхностью и недрами планеты. При этом формируется и поддерживается атмосфера, гидросфера и гос­подствующие типы рельефа местности. С прекращением тектониче­ской активности планета превращается в мертвое небесное тело, на котором преобладают процессы деградации.

В прошлом Земля отличалась большой геологической активно­стью. Однако и в наши дни для Земли характерна высокая тектони­ческая активность, а потому ее геологическая история далека от завершения. Это проявляется в периодически случающихся земле­трясениях и извержениях вулканов, иногда носящих катастрофиче­ский характер. Поэтому современный рельеф Земли продолжает меняться. Огромную роль при этом играет воздействие не только эндогенных (тектонических), но и экзогенных процессов — гидросферных, атмосферных и биосферных. На других планетах подоб­ное сочетание факторов отсутствует.

Рельеф земной поверхности отличается глобальной асимметри­ей. Она хорошо заметна при сравнении Северного и Южного по­лушарий. Одно из них в основном заполнено водой, в другом же сосредоточены поднятия коры, образующие континенты. То, что участки суши и моря асимметричны относительно центра Земли, хорошо заметно на глобусе.

Асимметричны не только рельефы, но и тепловые режимы Се­верного и Южного полушарий. Северное полушарие более теплое, чем Южное. Так, в Северном полушарии температура опускается до —70°С, а в Южном — до -90°С. Кроме того, в Южном полушарии расположен абсолютный полюс ветров (в Антарктиде) и «ревущие сороковые» широты — зона постоянных бурь и ураганов. Неодина­ковы также тепловые режимы Западного и Восточного полушарий. Так, в Америке климат более умеренный, чем в Азии. Это связано с тем, что в Азии горные цепи расположены по параллелям и задер­живают перемещение воздушных масс в направлении с юга на се­вер. Поэтому значительная часть азиатской территории содержит многолетнемерзлые грунты. А в Восточной Сибири зимой обычно устанавливается устойчивый антициклон с низкими температурами. Кроме того, в Западном полушарии больше воды, чем в Восточном. Это также смягчает климат американского континента.

Рельефы Марса и Венеры формировались в иных условиях, чем на Земле. Отсутствие гидросферы исключает разделение на океан­ский и континентальный рельефы. Иначе проходила и тектониче­ская деятельность на этих планетах.

В наши дни на Марсе отсутствует вулканическая активность, хотя еще сто миллионов лет назад она была довольно бурной. От того времени сохранились конусы потухших вулканов, покрытая лавами большая часть поверхности планеты, а также характерные разломы и сбросы марсианской коры.

Одним из следствий затухания вулканической деятельности ста­ло резкое сокращение поступления газов из недр планеты в атмо­сферу. А поскольку масса Марса недостаточна для удержания плот­ной атмосферы, она начала редеть. Все говорит о том, что геологи­ческая эволюция Марса завершилась.

Поверхность Венеры в основном представляет собой равнину, на фоне которой выделяются две обширные горные области — Зем­ля Иштар и Земля Афродиты. Их средняя высота над равниной со­ставляет около 4 км, простираются они на несколько тысяч кило­метров. Средний возраст исследованной территории Венеры оцени­вается в 1 млрд. лет. Процессы разрушения поверхностных струк­тур, бурно протекающие на Земле, на Венере идут удивительно медленно: за миллиард лет разрушенный слой не превысил не­скольких десятков метров. Такие темпы разрушения характерны для малых безатмосферных планет типа Меркурия. На Венере причи­нами такой стабильности являются отсутствие гидросферы, окисли­тельной атмосферы, а также тектонической активности в наши дни.

Таким образом, утверждения о том, что Венера — молодая пла­нета, только начинающая свою геологическую историю, неверны. Она уже миновала пору активного планетного развития и в этом отношении близка к Марсу. Сходство Венеры и Марса объяснимо — основным геологообразующим процессом на этих планетах была тектоническая активность.

В современную эпоху только Земля остается «живой» планетой, ее геологическое развитие продолжается. По-иному, чем на Марсе и Венере, протекают процессы в недрах Земли. На это указывает существование континентальной коры с гранитными породами и явно выраженных литосферных плит с их перемещениями.

Главным же отличием Земли от других планет является хорошо развитая биосфера. Вершиной эволюции жизни на нашей планете стал человек, обладающий разумом.