Навіщо Землі пори року і як це працює на інших планетах
Чи думали ви колись про те, як минають пори року в інших світах, чи буває там щось подібне, а може, вони переживають щось геть інше? І навіщо взагалі існують зима, весна, літо та осінь? SPEKA на основі матеріалів NASA та досліджень астрофізиків пояснює, як змінюються пори року.
Чому існують пори року?
Пори року на Землі спричинені нахилом осі обертання планети, яка трохи не збігається з вертикальною віссю (становить 23,5°), перпендикулярною до її орбіти навколо Сонця. Цей нахил змінює кількість сонячного світла, що досягає різних частин Землі протягом року.
- Тож у нас літо, коли одна півкуля Землі нахиляється до Сонця і сонячні промені потрапляють на неї під прямим кутом.
- У цей час на іншу півкулю сонячні промені потрапляють під гострим кутом, оскільки вона віддалена від Сонця. Це призводить до холодного сезону.
Але чому ці зміни такі чіткі і повторювані і чи працює все за таким самим принципом на інших планетах Сонячної системи? На думку дослідницької групи за керівництва Гунцзе Лі, астрофізика з Технологічного інституту Джорджії, причиною такої різниці є вплив Місяця, про що йдеться у дослідженні динаміки змін осі Землі, якби на неї не впливав супутник.
Так от, Місяць притягує спінову вісь Землі і змушує її швидше прецесувати (зміщуватися за конусом, як на зображенні), запобігаючи виникненню спін-орбітальних резонансів. Ці резонанси виникають, коли частота прецесії спіну планети збігається із частотою її орбітальних коливань, що призводить до різкої зміни нахилу орбіти.
Простими словами, Місяць стабілізує нахил Землі, запобігаючи хаотичним змінам, які можуть призвести до значних змін клімату, тож на нашій планеті все доволі передбачувано та спокійно.
Наші річні температурні цикли живлять повітряні та водні течії, вони змушують поживні речовини циркулювати з глибин океанів до поверхні, керують вітрами, транспортують воду та роблять мільйон інших дрібних, але дуже важливих для планети речей, які врешті становлять вагому частину життєдіяльності усіх живих організмів.
Як працюють пори року на інших планетах
На величезних просторах Сонячної системи та за її межами різні небесні тіла переживають власні унікальні версії сезонних змін, на які впливають такі чинники, як осьовий нахил, орбіта та склад атмосфери.
Варто здійснити невелику віртуальну подорож нашими космічними сусідами, аби дізнатися, які сезони вони переживають і чи є десь щось схоже на земні пори року. Почнемо з Сонця.
Сонце
Підписуйтеся на наші соцмережі
Тут все доволі просто, якщо говорити коротко, і надто складно, якщо заглиблюватися у подробиці. Поки наша власна зоря залишається постійним джерелом ядерного синтезу і розпеченої плазми, концепція традиційних пір року, як на Землі, тут не застосовується.
Сонце переживає свої цикли, які характеризуються спадами та підйомами його активності. Зараз, до речі, саме один із таких періодів підвищення активності, коли наше світило поводиться не дуже передбачувано. Ви могли чути про часті магнітні бурі, так от, вони є наслідками штормів та корональних викидів маси. Потік заряджених частинок від цих штормів, досягаючи Землі, збурює її магнітне поле (від цього ми можемо бачити полярні сяйва) та спричиняє вимкнення радіозв’язку і виведення техніки з ладу. Але рухаймося далі.
Меркурій
Меркурій, з його мінімальним осьовим нахилом і тонкою атмосферою, не має помітних пір року. Тут панує різкий контраст між палючою спекою на одному боці, зверненому до Сонця, і крижаним холодом у затінених регіонах.
Температура поверхні Меркурія може коливатися від 427 до -179 °C протягом одного дня. Час від часу тут можна зустріти кишені, наповнені кригою у певних кратерах.
Венера
Попри повільне ретроградне обертання, ця планета фактично переживає вічне літо та ще й дуже спекотне. А все завдяки своїй неймовірно щільній атмосфері, яка багата на вуглекислий газ. Ці умови створюють вкрай спекотне середовище. Якби вам довелося якось провести літні канікули на Венері (і вижити після цього), ви б до кінця життя мріяли про вкриті снігом та кригою північні регіони Канади або про хатинку десь за полярним колом.
Марс
Саме на Червоній планеті ми зробимо більший акцент. Ми непогано її дослідили, і дехто стверджує, що саме Марс є постійним нагадуванням про не таке вже й далеке майбутнє нашої Землі. Недарма він може похизуватися більш схожим на земний сезонним циклом.
Однак атмосфера Марсу набагато тонша, а це означає, що температури можуть досягати екстремальних максимумів і мінімумів. Марсіанські зими настільки холодні, що вуглекислий газ замерзає й утворює крижані шапки, які тануть і знову замерзають протягом сезонів.
Це спричиняє тимчасові потоки рідкої води, натякаючи на потенційне середовище для життя мікроорганізмів, сліди яких на Марсі ми досі намагаємося відшукати.
Юпітер і Сатурн
Газові гіганти нашої Сонячної системи мають дуже тонкі сезонні зміни, зумовлені їхніми орбітами і нахилами осей. Однак на цих велетнях панують вкрай незвичайні атмосферні явища, серед яких заворожуючі бурі Юпітера.
Однак найбільш цікавим об’єктом серед газових гігантів та їхніх компаньйонів є супутник Сатурну Титан. Його щільна атмосфера і вуглеводневі озера зазнають сезонних коливань, подібних до кругообігу води на Землі, от лише замість води тут метан.
Уран
Ця планета є доволі своєрідним видовищем завдяки екстремальному осьовому нахилу, через що одна його півкуля протягом довгого літа постійно освітлюється Сонцем, тоді як інша занурюється у вічну темряву. Ця особливість призводить до тривалих сезонних змін, які визначають атмосферну динаміку на крижаному гіганті.
Нептун
Оповитий таємницею і занурений у далечінь, демонструє сезонні зміни протягом величезних проміжків часу, а його динамічна атмосфера показує мінливі хмарні структури та атмосферні явища.
Специфікою Нептуну є його тривале обертання навколо Сонця та своєї осі. Рік на цій планеті триває 165 земних років, а доба — 16 земних годин. І навіть такі повільні сезони впливають на погоду Нептуна, створюючи потужні шторми, якими відомі, мабуть, усі газові гіганти.
Плутон
Авжеж Плутон позбувся статусу дев’ятої планети Сонячної системи, однак ми згадаємо про нього, віддаючи шану його колишньому статусу, адже саме Плутон посів особливе місце у наших сердечках після того легендарного фото.
Високоеліптична орбіта Плутону та його величезна відстань від Сонця призводить до різких сезонних змін, які науковці прозвали суперсезонами. Тож ці своєрідні пори року на Плутоні настільки екстремальні, що його атмосфера може замерзати й танути, змінюючи особливості поверхні і колір карликової планети.
Але жоден із цих інопланетних сезонів не надто нас приваблює, чи не так? Адже ми звикли до м’яких і коротких земних сезонів, і навіть невелике їхнє коливання спричиняє то незначні незручності, то екологічні або фінансові катастрофи. Та хто знає, може десь далеко за межами Сонячної системи існують екзопланети, які мають приємні пори року, подібні до тих, якими ми насолоджуємося тут.
Далекі світи
Астрономи розширюють свої дослідження далеко за межі нашої Сонячної системи, а отже, існує перспектива зустріти екзопланети зі ще більш різноманітною сезонною динамікою. Тисячі екзопланет, що перебувають під пильною увагою, рано чи пізно стануть черговим відкритим світом з екзотичними сезонними патернами.
Уявіть собі, що існують світи, які обертаються навколо подвійних зірок або розташовані у незбагненних умовах місцевого довкілля, що додає захопливий вимір до нашого розуміння явищ, які відбуваються далеко у Всесвіті.
У цьому величезному космічному гобелені концепція пір року виходить за межі планетарних кордонів. Хто знає, які ще сезонні дива чекають на нас у далеких куточках космосу, коли ми продовжимо наші дослідження.
