EUGENOOS POIOOMEN EN TOIS ASTROIS OPOU DIABIOOMEN (B)


(ΣΥΝΕΧΕΙΑ ΑΠΟ 25/05/2016)

Πλανητικά Καιρικά Φαινόμενα

Δύο είναι τα βασικά προαπαιτούμενα για την δημιουργία καιρικών φαινομένων σε έναν πλανήτη: η ύπαρξη ατμόσφαιρας εντός της οποίας μπορούν αυτά να εκδηλωθούν και μια πηγή ενέργειας, προκειμένου να τα ενεργοποιήσει. Η ενεργοποίηση των καιρικών φαινομένων στον πλανήτη μας προκαλείται από την ηλιακή ακτινοβολία που θερμαίνει με άνισο τρόπο την επιφάνειά του. Δεδομένου, όμως, ότι η ένταση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας του Ήλιου μειώνεται με το τετράγωνο της απόστασης, όσο μακρύτερα από τον Ήλιο βρίσκεται ένας πλανήτης τόσο μικρότερη είναι και η θερμότητα που προσλαμβάνει. Όπως θα δούμε στην συνέχεια, σε κάποιους πλανήτες η ενέργεια που είναι απαραίτητη για την ενεργοποίηση των καιρικών φαινομένων δεν προέρχεται τόσο από τον Ήλιο, όσο από την εσωτερική τους θερμότητα. Στην εικόνα που συνοδεύει αυτό το κείμενο αποτυπώνεται ο πλανήτης Δίας και η Μεγάλη Κόκκινη Κηλίδα, σε σύνθεση εικόνων, που ελήφθησαν από την διαστημοσυσκευή  Cassini τον Δεκέμβριο του 2000 (φωτογρ. NASA/JPL/Space Science Institute).

Πραγματικά, κάθε πλανήτης διαθέτει σε μεγαλύτερο ή μικρότερο βαθμό και μια εσωτερική πηγή ενέργειας. Η ενέργεια αυτή οφείλεται κατά κύριο λόγο σε 4 φυσικές διεργασίες, οι οποίες επιδρούν συμπληρωματικά η μία στην άλλη, καθ’ όλη την διάρκεια της γεωλογικής του εξέλιξης. Η πρώτη απ’ αυτές είναι η βαρυτική συστολή, το γεγονός δηλαδή ότι κατά τα πρώτα κυρίως στάδια του σχηματισμού τους, οι πλανήτες συσσωρεύουν όλο και μεγαλύτερες ποσότητες ύλης και, καθώς η μάζα τους αυξάνεται, η βαρυτική έλξη προς το κέντρο τους μεγαλώνει.  Αυτό, όμως, έχει ως αποτέλεσμα την μικρή συρρίκνωση του πλανήτη και κατά συνέπεια την μετατροπή μέρους της βαρυτικής του ενέργειας σε θερμότητα. Ο δεύτερος μηχανισμός παραγωγής θερμότητας στο εσωτερικό ενός πλανήτη οφείλεται στο γεγονός ότι τα πρωτοπλανητικά «έμβρυα» απ’ τα οποία προήλθαν οι πλανήτες ήταν αρχικά σε ρευστή κατάσταση, γεγονός που επέτρεψε στα βαρύτερα μέταλλα να «βυθιστούν» προς το κέντρο τους, μετατρέποντας την βαρυτική δυναμική τους ενέργεια σε θερμότητα. Ο βομβαρδισμός των πλανητών από αναρίθμητους αστεροειδείς και κομήτες στα πρώτα κυρίως στάδια της εξέλιξης του Ηλιακού μας συστήματος, είναι ο τρίτος φυσικός μηχανισμός που μπορεί να αυξήσει την εσωτερική τους θερμότητα, ενώ ο τελευταίος σχετίζεται με την φυσική διάσπαση των ραδιενεργών στοιχείων που εμπεριέχει. Παρόλα αυτά, όσον αφορά στον Ερμή, στην Αφροδίτη, στην Γη και στον Άρη, η θερμότητα που ενεργοποιεί τα καιρικά τους φαινόμενα οφείλεται πρωτίστως στην ακτινοβολία του Ήλιου, ενώ όπως θα δούμε παρακάτω επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό και από την σύσταση της ατμόσφαιράς τους και κατά συνέπεια από το φαινόμενο του θερμοκηπίου.

Με εξαίρεση τον Ουρανό, αντιθέτως, οι αέριοι γίγαντες του Ηλιακού μας συστήματος εκλύουν τουλάχιστον διπλάσια θερμότητα απ’ όση προσλαμβάνουν από τον Ήλιο και κατά συνέπεια τα καιρικά φαινόμενα σ’ αυτούς ενεργοποιούνται κυρίως από την θερμότητα που συνεχίζουν να εκλύουν από τα βάθη τους. Η θερμική ακτινοβολία του Δία, για παράδειγμα, οφείλεται πρωτίστως στο φαινόμενο της βαρυτικής συστολής, δηλαδή στην αργή του συμπίεση κάτω από το ίδιο του το βάρος, μέσω της οποίας μέρος της βαρυτικής του ενέργειας μετατρέπεται σε θερμότητα. Η θερμότητα αυτή, σε συνδυασμό με την ταχύτατη περιστροφή του Δία γύρω από τον άξονά του, ενεργοποιεί ανέμους, που παρασύρουν τα νέφη αμμωνίας που βρίσκονται στην ατμόσφαιρά του σε κατευθύνσεις παράλληλες προς τον ισημερινό του, σχηματίζοντας χαρακτηριστικές ζώνες, οι οποίες κινούνται προς αντίθετες κατευθύνσεις σε σχέση με τις γειτονικές τους. Στις περιοχές, μάλιστα, όπου γειτονικές ζώνες εφάπτονται, μπορούν να σχηματιστούν τεράστιες δίνες, με χαρακτηριστικότερο παράδειγμα την Μεγάλη Κόκκινη Κηλίδα, μία ταχύτατα περιστρεφόμενη θύελλα, που μαίνεται εδώ και τουλάχιστον 300 χρόνια.

Ο Κρόνος είναι ένας άλλος πλανήτης που ενεργοποιεί τα καιρικά του φαινόμενα χάρη στην εσωτερική του θερμότητα. Επειδή, όμως, ο Κρόνος έχει μικρότερη μάζα από τον Δία, το πιθανότερο είναι ότι η αρχέγονη θερμότητα, που συσσωρεύτηκε στο εσωτερικό του, έχει ήδη διαχυθεί στο Διάστημα. Γι’ αυτό και πολλοί αστρονόμοι θεωρούν ότι η περίσσεια θερμότητας που συνεχίζει να εκλύει ο Κρόνος οφείλεται στις σταγόνες ηλίου που σχηματίζονται στην ατμόσφαιρά του και πέφτουν προς το εσωτερικό του, μετατρέποντας τη δυναμική τους ενέργεια σε κινητική και εντέλει διά μέσου της τριβής σε θερμότητα. Στον Ποσειδώνα, από την άλλη, έχουν καταγραφεί οι ισχυρότεροι άνεμοι από κάθε άλλο ουράνιο σώμα του Ηλιακού μας συστήματος, οι οποίοι υπερβαίνουν ακόμη και τα 2.000 km/h. Μία από τις υποθέσεις που έχουν προταθεί, προκειμένου να ερμηνευτεί η περίσσεια της θερμότητας που αποβάλλει ο Ποσειδώνας, σε σχέση μ’ αυτήν που προσλαμβάνει απ’ τον Ήλιο, σχετίζονται με τις τεράστιες πιέσεις που επικρατούν στο εσωτερικό του. Εξαιτίας των πιέσεων αυτών, τα άτομα του άνθρακα που εμπεριέχει ο Ποσειδώνας συμπιέζονται μεταξύ τους, σχηματίζοντας διαμάντια, τα οποία πέφτουν προς τον πυρήνα του σαν χαλάζι, μετατρέποντας την δυναμική τους ενέργεια σε θερμότητα.

Επιστρέφοντας, τώρα, στους βραχώδεις πλανήτες του Ηλιακού μας συστήματος, η μέση επιφανειακή τους θερμοκρασία καθορίζεται από τρεις παράγοντες: την μέση απόστασή τους από τον Ήλιο, την ανακλαστικότητα της επιφάνειάς τους και την ατμόσφαιρα που τους περιβάλει. Προφανώς, όσο πλησιέστερα βρίσκεται ένας πλανήτης στον Ήλιο, τόσο μεγαλύτερη είναι και η ενέργεια που προσλαμβάνει. Από την άλλη, όμως, το ποσοστό της ηλιακής ακτινοβολίας που απορροφά σε σχέση μ’ αυτό που ανακλά στο Διάστημα δεν καθορίζεται μόνο από τα υλικά της επιφάνειάς του, αλλά και από την έκταση της νεφοκάλυψης. Πραγματικά, η παρουσία πυκνών νεφών μπορεί να συμβάλει στην μείωση της θερμοκρασίας ενός πλανήτη, ανακλώντας μέρος της προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας, ταυτόχρονα όμως μπορεί να συμβάλει και στην αύξηση της θερμοκρασίας του, παγιδεύοντας μέρος της θερμικής ενέργειας που επανεκπέμπει το έδαφός του, το οποίο θερμαίνεται από τον Ήλιο.

Η ατμόσφαιρα ενός πλανήτη, όμως, παίζει ακόμη πιο καθοριστικό, αλλά και σύνθετο ρόλο στην διαμόρφωση των καιρικών συνθηκών. Η έκταση και η πυκνότητα της ατμόσφαιρας που περιβάλει έναν πλανήτη καθορίζονται από 4 παράγοντες: την βαρύτητα του πλανήτη, την θερμοκρασία της ατμόσφαιράς του, το φαινόμενο του θερμοκηπίου και την ύπαρξη ή μη πλανητικού μαγνητικού πεδίου. Πραγματικά, όσο μεγαλύτερη είναι η μάζα και κατά συνέπεια η βαρυτική έλξη ενός πλανήτη, τόσο πιο δύσκολα μπορούν να διαφύγουν τα μόρια που την αποτελούν στο Διάστημα. Αντιθέτως, όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία του, τότε τα μόρια της ατμόσφαιράς του μπορούν να αποκτήσουν αρκετή κινητική ενέργεια, ώστε τα ελαφρύτερα απ’ αυτά να διαφεύγουν ευκολότερα από την βαρυτική του έλξη. Με άλλα λόγια, η βαρύτητα και η θερμοκρασία δρουν αντίθετα η μία στην άλλη. Αυτός είναι και ο βασικός λόγος για τον οποίο οι αέριοι γίγαντες του Ηλιακού μας συστήματος, έχοντας πολύ μεγαλύτερες μάζες και πολύ χαμηλότερες θερμοκρασίες από τους βραχώδεις πλανήτες, συγκρατούν γύρω τους πυκνή και μεγάλης έκτασης ατμόσφαιρα, η οποία αποτελείται κυρίως από τα ελαφρύτερα στοιχεία υδρογόνο και ήλιο. Αντιθέτως, ο Ερμής, η Αφροδίτη, η Γη και ο Άρης, όντας αρκετά μικρότεροι και θερμότεροι από τους αέριους γίγαντες, συγκρατούν γύρω τους πιο αραιές ατμόσφαιρες, οι οποίες απαρτίζονται κυρίως από βαρύτερα μόρια, όπως το άζωτο και το διοξείδιο του άνθρακα.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί εδώ ότι η εγγύτητα ενός πλανήτη στον Ήλιο δεν είναι ο μοναδικός παράγοντας που διαμορφώνει την μέση θερμοκρασία του. Για του λόγου το αληθές υπενθυμίζουμε ότι η Αφροδίτη έχει υψηλότερες επιφανειακές θερμοκρασίες από τον Ερμή, παρόλο που η ακτίνα της τροχιάς της είναι μεγαλύτερη. Αυτό οφείλεται στο φαινόμενο του θερμοκηπίου. Πραγματικά, όσο μεγαλύτερη είναι η συγκέντρωση των αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα ενός πλανήτη (όπως υδρατμοί και διοξείδιο του άνθρακα, CO2), τόσο μεγαλύτερο είναι το ποσοστό της υπέρυθρης ακτινοβολίας που παγιδεύει. Η ύπαρξη ατμόσφαιρας, λοιπόν, περιορίζει τον ρυθμό με τον οποίο ένας πλανήτης αποβάλλει θερμότητα, αυξάνοντας την θερμοκρασία του, ενώ συμβάλει και στην πιο ομοιόμορφη κατανομή της σ’ ολόκληρη την επιφάνεια του πλανήτη και συνεπώς στην καλύτερη εξισορρόπηση των θερμοκρασιών. Είναι χαρακτηριστικό ότι η σχεδόν παντελής απουσία ατμόσφαιρας στον Ερμή προκαλεί τις πιο ακραίες θερμοκρασιακές εναλλαγές από την μέρα στην νύχτα από οποιονδήποτε άλλον πλανήτη του Ηλιακού μας συστήματος. Πραγματικά, η θερμοκρασία στο ημισφαίριο του Ερμή που βλέπει προς τον Ήλιο ανέρχεται στους 427 °C, την ίδια στιγμή που η θερμοκρασία στο αντίθετο ημισφαίριο βυθίζεται στους -173 °C. Από την άλλη, όμως, ακριβώς επειδή ο Ερμής δεν διαθέτει ατμόσφαιρα, δεν εκδηλώνονται καιρικά φαινόμενα σ’ αυτόν. Ο Άρης, αντιθέτως, περιβάλλεται από μια πολύ αραιή ατμόσφαιρα, γι’ αυτό και οι θερμοκρασιακές διακυμάνσεις από την ημέρα στην νύχτα είναι αρκετά μικρότερες και δεν υπερβαίνουν τους 100 °C. Επιπλέον, δεδομένου ότι η αρειανή ατμόσφαιρα είναι τόσο αραιή, το φαινόμενο του θερμοκηπίου δεν παίζει σχεδόν κανένα ρόλο στην θέρμανση του πλανήτη, όπως συμβαίνει στον πλανήτη μας και στην Αφροδίτη. Αυτή, όμως, η θερμοκρασιακή διαφορά από την ημέρα στην νύχτα ενεργοποιεί ανέμους, οι οποίοι κάποιες φορές μπορούν να εξελιχθούν σε αμμοθύελλες, που ενίοτε καλύπτουν ολόκληρο τον πλανήτη για μήνες κάτω από το σκονισμένο τους πέπλο.

Ένας άλλος παράγοντας που επηρεάζει την σύσταση της ατμόσφαιρας ενός πλανήτη είναι η ύπαρξη του μαγνητικού πεδίου που ενδεχομένως παράγει στο εσωτερικό του. Χωρίς αυτό το μαγνητικό πεδίο, τα ενεργητικά σωματίδια του ηλιακού ανέμου, τα οποία συγκρούονται με τα ελαφρύτερα στοιχεία που βρίσκονται στα ανώτερα στρώματα τα ατμόσφαιράς του, τους προσδίδουν τέτοιες ταχύτητες, που είναι ευκολότερο γι’ αυτά να διαφύγουν από την βαρυτική έλξη του πλανήτη τους.

Χαρακτηριστικό παράδειγμα που αποσαφηνίζει τον σύνθετο τρόπο με τον οποίο η ατμόσφαιρα ενός πλανήτη διαμορφώνει τα καιρικά του φαινόμενα αποτελεί η Αφροδίτη. Τα πυκνά νέφη θειικού οξέος που την καλύπτουν, ανακλούν το μεγαλύτερο ποσοστό της ηλιακής ακτινοβολίας που προσπίπτει στην επιφάνειά της, καθιστώντας την Αφροδίτη το λαμπρότερο σώμα στον νυχτερινό ουρανό, μετά την Σελήνη φυσικά. Επιπλέον, επειδή η Αφροδίτη, σε αντίθεση με τον πλανήτη μας, δεν διαθέτει εσωτερικά παραγόμενο μαγνητικό πεδίο (πιθανότατα εξαιτίας της πολύ αργής περιστροφής της γύρω από τον άξονά της), ο ηλιακός άνεμος παρέσυρε στο Διάστημα τα ελαφρύτερα στοιχεία, όπως το υδρογόνο και το οξυγόνο, αφήνοντας πίσω του μια εντελώς άνυδρη ατμόσφαιρα. Η ατμόσφαιρα της Αφροδίτης αποτελείται σχεδόν αποκλειστικά από CO2 και είναι πλέον τόσο πυκνή, ώστε η ατμοσφαιρική πίεση στην επιφάνειά της είναι 92 φορές μεγαλύτερη απ’ αυτήν που επικρατεί στην επιφάνεια της Γης ή, για να το πούμε διαφορετικά, είναι περίπου η ίδια μ’ αυτήν που επικρατεί 1 km κάτω από την επιφάνεια των ωκεανών της Γης!

Κι όμως, η ηλιακή ακτινοβολία που φτάνει στην επιφάνειά της αρκεί για να την θερμάνει σε θερμοκρασίες, υψηλότερες κι απ’ αυτές ακόμη που επικρατούν στον Ερμή. Αυτό συμβαίνει διότι η υπέρπυκνη και γεμάτη CO2 ατμόσφαιρα της Αφροδίτης παγιδεύει την ηλιακή θερμότητα, ενεργοποιώντας ένα ανεξέλεγκτο φαινόμενο του θερμοκηπίου που ανέβασε την θερμοκρασία της στα ύψη. Με επιφανειακές θερμοκρασίες που υπερβαίνουν τους 450 °C, η Αφροδίτη είναι ο θερμότερος και πλέον άνυδρος πλανήτης του Ηλιακού μας συστήματος. Το πυκνό στρώμα νεφών θειικού οξέως που την καλύπτει σε υψόμετρο 45–70 km πάνω από την επιφάνειά της κινείται με ταχύτητες που αγγίζουν τα 370 km/h. Χάρη σε αυτές τις ταχύτητες, ολόκληρη η ατμόσφαιρα της Αφροδίτης περιστρέφεται γύρω από τον πλανήτη σε μόλις 4 γήινες ημέρες, όταν η περιστροφή της ίδιας της Αφροδίτης γύρω από τον άξονά της διαρκεί 243 ημέρες. Το βαθύτερο, όμως, αίτιο για αυτήν την ταχύτατη περιστροφή της ατμόσφαιρας της Αφροδίτης παραμένει άγνωστο, όπως άγνωστος εξακολουθεί να παραμένει και ο μηχανισμός που ενεργοποιεί τις μεγάλες περιστρεφόμενες δίνες που έχουν εντοπιστεί στους πόλους της.

Αλέξης Δεληβοριάς

(CYNECHIZETAI)

SOURCE  http://www.eugenfound.edu.gr/

Advertisements

About sooteris kyritsis

Job title: (f)PHELLOW OF SOPHIA Profession: RESEARCHER Company: ANTHROOPISMOS Favorite quote: "ITS TIME FOR KOSMOPOLITANS(=HELLINES) TO FLY IN SPACE." Interested in: Activity Partners, Friends Fashion: Classic Humor: Friendly Places lived: EN THE HIGHLANDS OF KOSMOS THROUGH THE DARKNESS OF AMENTHE
This entry was posted in NEWS FROM SYNPAN and tagged , , , , . Bookmark the permalink.

Leave a Reply

Please log in using one of these methods to post your comment:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s