Глава 1. От астрологии к небесной механике

§ 1.1. Строение Солнечной системы

В зависимости от проницаемости небесного облачного покрова, остроты зрения и терпения, каждый может насчитать своё количество звёзд, но если применить инструментальный подход, то с помощью телескопа количество светил невероятно возрастет и достигнет числа с 24 нулями. Если вы задумаете ежедневно считать по 1 млн звёзд и станете это делать в течение 100 лет, то не сосчитаете и миллионной части всего его количества. Расстояние от нашей планеты до одной из ближайших галактик - туманности Андромеды - световой луч преодолевает за 2 млн лет. Самая яркая звезда неба Сириус (альфа Большого Пса) находится на расстоянии 8,6 световых лет. Однако нас будет интересовать только одна звезда - наше Солнце, по массе в 2,3 раза меньше Сириуса, а по яркости в 23 раза уступающая альфе созвездия Большого Пса, и отчасти её окружение, в которое входит главный объект нашего исследования - планета Земля. Солнечная радиация охватывает диапазоны длин волн от гамма-излучения до световых и радиоволн, энергетический максимум приходится на видимую часть спектра. Диаметр светила в 1,4 млн км, температура меняется от 15 млн К в ядре до 5,8 тыс. К на поверхности солнечного сфероида. Газовое ядро, намного более плотное, чем ртуть или свинец, в результате ядерных реакций превращает водород, составляющий 70 % массы Солнца, в гелий – остальные 30 % массы. Солнцу приблизительно 4,7 млрд лет, предполагаемый будущий срок насчитывает ещё 10 млрд лет.

П ланеты Солнечной системы

Из учебников астрономии известно о существовании Солнечной системы, помимо центрального светила включающей две четвёрки крупных планет: 1) Меркурия, Венеры, Земли, Марса, называемых планетами земной группы, расположенных ближе к Солнцу, 2) планет-гигантов - Юпитера (самая большая планета Солнечной системы, в 318 раз превышает массу Земли), Сатурна, Урана, Нептуна, находящихся на значительно более отдалённых от Солнца орбитах, и самой дальней планеты Плутона, расположенной на расстоянии около 6 млрд км и открытой лишь в 1930 г. Плутон замыкает систему, но не принадлежит ни к земной группе, потому что отстоит далеко от неё, ни к планетам-гигантам, поскольку имеет массу в 4 раза меньшую лунной. Его даже считают бывшим спутником Нептуна, покинувшим свою планету-носитель, и в 2006 г., учитывая размеры, предложили считать астероидом, ведь встречаются астероиды значительно крупнее Плутона.

Приблизительные параметры планет Солнечной системы

Название планеты	Диаметр, тыс. км	Оборот вокруг собств. оси, дни	Обращение вокруг Солнца, год	Расстояние от Солнца, млн. км
Меркурий	5	59	0.2	58
Венера	12	295	0.6	108
Земля	13	1	1	150
Марс	7	1.1	2	228
Юпитер	143	0.4	12	778
Сатурн	121	0.5	30	1427
Уран	52	0.7	84	2870
Нептун	4	0.8	165	4500
Плутон	3	6.4	247	6965

Земля обращается вокруг Солнца по эллиптической, близкой к круговой орбите со средней скоростью почти 30 км/с на среднем расстоянии от него около 150 млн км. Фигура нашей планеты ограничивается уровенной поверхностью, близкой по форме к трёхосному эллипсоиду, если считать её совпадающей с уровнем Мирового океана; экваториальный радиус равен приблизительно 6378, а полярный - 6357 км.

Более 99 % общей массы планет Солнечной системы сосредоточено в самом Солнце. Как и водится, планеты-гиганты имеют наибольшие массы, плотную и мощную атмосферу. Солнечное тепло почти не доходит до них. За исключением Меркурия и Венеры, все планеты имеют спутники, число которых на сегодняшний день составляет 57. Наибольшее их количество имеют Сатурн (17), Юпитер (16) и Уран (15). Между орбитами Марса (крайней планеты земной группы) и Юпитера (следующей по порядку возрастания радиусов орбит) вращаются более 2300 малых планет – астероидов, а также метеоритов, метеорной пыли и несколько десятков тысяч комет, сильно вытянутые орбиты которых выходят за границы Солнечной системы. Луна, Меркурий и Плутон не имеют газовой оболочки, слабая атмосфера, состоящая из углекислого газа и азота, наблюдается на Марсе (температура 200 К), такой же состав газов, только в гораздо большем количестве окружают Венеру (290 К). Мощную атмосферу, состоящую из водорода, гелия и метана, активно взаимодействующих с жидкой фазой своих океанов, содержат Юпитер (110 К), Сатурн (80 К), Уран (55 К) и Нептун (45 К). А если есть атмосфера, значит должно быть что-то подобное нашим облакам. Действительно, поверхность Юпитера и Сатурна полностью укрыты облачным слоем, от которого исчисляются внешние границы этих планет-гигантов. Облака скрывают поверхность Титана, спутника Сатурна, и Венеры. Некоторые облака последней состоят из капелек серной кислоты. Астрономы полагают, что современные атмосферы планет земной группы в основном состоят из газов вторичного происхождения, просочившихся из недр при остывании планет.

Все эти сведения появлялись в процессе долгого и многотрудного восхождения от мифотворчества к научным истинам, не очень регулярно и подчас неожиданно рождающимся в медленных и загадочных водах Леты. Безвозвратное течение мифологической реки давало не только поэтический образ преходящего земного существования, но и сообразности двух физических представлений движения: протяжённости пространства и необратимости времени. Грандиознее всего это проявляется в обозрениях Космоса, предоставляющих первым астрономам возможность формализовывать свои ночные бдения в виде схем, символов и астрологических интерпретаций. В историю человечества прочно вошли семь планет - Солнце, Луна, Марс, Сатурн, Меркурий, Юпитер и Венера - до сих пор они определяют количество дней в неделе (во многих языках, например, в английском, названия дней недели связаны с названием этих небесных тел). Магическая семёрка связывалась в первобытной культуре с лунными ритмами, с ритмами деятельности самого человека и устройством Вселенной – четыре стороны света плюс три части «мирового древа» (верхушка, где живут духи и боги, ствол, скрепляющий Космос, и корень, уходящий в землю, на которой живут люди). Платон нашёл семь кругов души, подобных семи планетарным орбитам Вселенной, и до сих пор семья планетарных сфер "трансфизического мира" тревожит умы американской Ассоциации гуманистической психологии, возглавляемой Д. Пёрсом. Семёрка, вошедшая в пословицы и поговорки, с точки зрения психологов, оказалась своеобразной мировой константой для определённых порций информации - оптимальными объёмами измерения непосредственного мозгового восприятия окружающей действительности. Так получилось, что в Науке о Земле мы рассматриваем именно 7 геосфер (Гл. 7 – литосфера, 8 – атмосфера, 9 – океаносфера, 10 – гидросфера, 11 – криосфера, 12 – биосфера и 13 – ноосфера, хотя их выделено гораздо больше, например, в § 2.3 приводятся 15 подсфер).

В 70-е годы ХХ в. Наука о Земле обогатилась информацией о рельефе, газовой оболочке и даже минеральном составе и химизме пород всех планет Солнечной системы. Дистанционные космические методы научных исследований создали предпосылку для ещё одной дисциплины - сравнительной планетологии. Эта наука в первую очередь взаимодействует с географией в части изучения рельефа поверхности планет и спутников. Затем идут криология (изучающая, например, марсианские льды), тектоника (сравнительные тектонические исследования Земли, Венеры и Марса), геохимия (состав коры планет) и ещё ряд геофизических дисциплин, обогащающих сравнительные оценки небесных объектов. В последние десятилетия наблюдается особенно интенсивное развитие сравнительной планетологии, в которой "земные" направления объединяются с физикой, астрономией и космохимией.

Из химических веществ, составляющих Вселенную, наиболее распространены около десятка элементов, среди которых преобладают водород и гелий – главный "строительный материал" Солнечной системы. Вместе с неоном они образуют газовую компоненту. Менее летучими являются вода, аммиак и метан, относимые к ледяной компоненте, а нелетучие вещества, в которые входят металлы, кремний и их окислы, входят в тяжёлую, «скальную» компоненту, названную так, потому что она входит в состав горных пород.