Skip to main content
Global

10.E: الكواكب الشبيهة بالأرض - فينوس والمريخ (تمارين)

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    197124

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    لمزيد من الاستكشاف

    مقالات

    كوكب الزهرة
    • دورميني، ب. «علوم رائعة في عالم ساخن». علم الفلك (فبراير 2006): 46. نظرة عامة من خمس صفحات عن خطط مهمة فينوس وفينوس إكسبريس.
    • كارجيل، جيه. «أنهار فينوس». السماء والتلسكوب (أغسطس 1997): 32. على قنوات الحمم البركانية.
    • روبرتسون، د. «كوكب عطشان». السماء والتلسكوب (أبريل 2008): 26. نظرة عامة على فهمنا للكوكب.
    • روبنسون، سي. «ماجلان يكشف كوكب الزهرة». علم الفلك (فبراير 1995): 32.
    • ستوفان، E. «الوجه الجديد لكوكب الزهرة». السماء والتلسكوب (أغسطس 1993): 22.
    • زيمرمان، ر. «الاستيلاء على كوكب الزهرة بواسطة العاصفة». علم الفلك (أكتوبر 2008): 66. حول نتائج مهمة فينوس إكسبريس.
    المريخ
    • ألبي، أ. «المناظر الطبيعية الغريبة للمريخ». ساينتفيك أمريكان (يونيو 2003): 44. نتائج من بعثات Mars Global Surveyor و Mars Odyssey ونظرة عامة.
    • بيل، جيه. «نظرة جديدة على المريخ». علم الفلك (أغسطس 2015): 28. ملخص لطيف لنتائج المركبات الفضائية الأخيرة وكيف تقوم بمراجعة فهمنا للمريخ.
    • بيل، جيه. «كشف الماضي السري للمريخ». السماء والتلسكوب (يوليو 2009): 22. كيف تساعدنا المركبات الجوالة والمدارات على فهم تاريخ المريخ ودور الماء.
    • بيل، جيه. «الماضي المائي للكوكب الأحمر». ساينتفيك أمريكان (ديسمبر 2006): 62. تقدم المركبات الجوالة دليلاً على أن المريخ القديم كان رطبًا.
    • بيرنهام، آر. «ريد بلانيت رانديفو». علم الفلك (مايو 2006): 68. حول Mariner Valley وفيلم الجسر الذي تم إنشاؤه من العديد من الصور الثابتة.
    • كريستنسن، P. «الوجوه العديدة للمريخ». ساينتفيك أمريكان (يوليو 2005): 32. نتائج مهمة روفر؛ دليل على أن المريخ كان يومًا ما رطبًا في بعض الأماكن.
    • لاكداوالا، E. «تاريخ المياه على المريخ». السماء والتلسكوب (سبتمبر 2013): 16. مراجعة واضحة لفهمنا الحالي لدور الماء على المريخ في عهود مختلفة.
    • مالين، م. «رؤى المريخ». السماء والتلسكوب (أبريل 1999): 42. جولة جيولوجية للكوكب الأحمر، مع صور جديدة لـ Mars Global Surveyor.
    • ماكيوين، أ. «المريخ في الحركة». ساينتفيك أمريكان (مايو 2013): 58. على الأخاديد والتغيرات السطحية الأخرى.
    • McKay، C. & Garcia، V. «كيفية البحث عن الحياة على المريخ». ساينتفيك أمريكان (يونيو 2014): 44. التجارب التي يمكن أن تجريها المجسات المستقبلية.
    • ناي، آر. «عين أوروبا على المريخ». السماء والتلسكوب (ديسمبر 2005): 30. في مهمة Mars Express والصور المقربة الرائعة التي ترسلها.
    • تالكوت، آر. «البحث عن الحقيقة على الأرض على المريخ». علم الفلك (أكتوبر 2009): 34. كيف تساعد المركبات الجوالة والمدارات العلماء على فهم سطح الكوكب الأحمر.

    مواقع الويب

    مقاطع فيديو

    • 50 عامًا من استكشاف المريخ: http://www.jpl.nasa.gov/video/details.php?id=1395. ملخص ناسا لجميع المهام من خلال MAVEN؛ نظرة عامة سريعة جيدة (4:08).
    • كونك مركبة روفر للمريخ: ما معنى أن تكون مستكشفًا بين الكواكب: https://www.youtube.com/watch?v=nRpCOEsPD54. 2013 حديث للدكتورة لوري فينتون حول ما يبدو عليه الحال على سطح المريخ (1:07:24).
    • خرائط ماجلان فينوس: www.bbc.co.uk/science/space/s... مسبار #p005y07s. مقطع بي بي سي مع الدكتورة إيلين ستوفان عن صور الرادار لكوكب الزهرة وما تخبرنا به (3:06).
    • فضولنا: https://www.youtube.com/watch?v=XczKXWvokm4. فيديو الذكرى السنوية الثانية لمركبة مارس كيوريوسيتي روڤر يرويه نيل ديجراس تايسون وفيليسيا داي (6:01).
    • كوكب الزهرة: الكوكب الأكثر دموية وسطح الزهرة والغلاف الجوي: https://www.youtube.com/watch?v=HqFVxWfVtoo. جولة سريعة في جو كوكب الزهرة وسطحه (2:04).
    • حماية الكواكب والمتنزهون في المجموعة الشمسية: خطر اختلاط الميكروبات: https://www.youtube.com/watch?v=6iGC3uO7jBI. 2009 حديث للدكتورة مارغريت ريس حول منع التلوث بين العالمين (1:28:50).

    أنشطة المجموعة التعاونية

    1. لقد طلب كبار مسؤولي ناسا من مجموعتك البدء في التخطيط لأول مستعمرة بشرية على المريخ. ابدأ بوضع قائمة بأنواع الأشياء التي سيحتاج البشر إلى إحضارها ليتمكنوا من البقاء لسنوات على سطح الكوكب الأحمر.
    2. كحيلة دعائية، يقترح عمدة فينوس، تكساس (هناك بالفعل مثل هذه المدينة)، أن تمول وكالة ناسا مهمة إلى كوكب الزهرة مع وجود البشر على متنها. من الواضح أن العمدة الجيد أهمل أخذ دورة علم الفلك في الكلية. اطلب من مجموعتك تجميع قائمة بأكبر عدد ممكن من الأسباب التي تجعل من غير المحتمل أن يهبط البشر قريبًا على سطح كوكب الزهرة.
    3. حتى لو واجه البشر صعوبة في البقاء على سطح كوكب الزهرة، فإن هذا لا يعني أننا لا نستطيع معرفة المزيد عن كوكبنا الشقيق المحجب. اطلب من مجموعتك تبادل الأفكار حول سلسلة من المهام (التكلفة المفترضة ليست شيئًا) التي من شأنها أن تزودنا بمعلومات أكثر تفصيلاً عن الغلاف الجوي لكوكب الزهرة وسطحه وداخله.
    4. في وقت ما في أواخر القرن الحادي والعشرين، عندما أصبح السفر إلى المريخ أمرًا روتينيًا إلى حد ما، يطلب منك زوجان ثريان جدًا التخطيط لجولة شهر عسل في المريخ تتضمن أروع المشاهد على الكوكب الأحمر. شكّل مجموعتك باسم وكالة بيرسيفال لويل التذكارية للسياحة، وابتكر قائمة بالمحطات السياحية التي لا ينبغي تفويتها على المريخ.
    5. في الكتاب والفيلم المشهورين، المسمى The Martian، تبدأ الدراما حقًا عندما يتعرض بطلنا للضرب ويفقد وعيه حيث يتم دفنه نصفه بسبب عاصفة رياح شديدة على المريخ. بالنظر إلى ما تعلمته عن جو المريخ في هذا الفصل، اطلب من مجموعتك مناقشة مدى واقعية هذا السيناريو. (بالمناسبة، اعترف مؤلف الكتاب بنفسه بشكل عبقري في المقابلات والمحادثات بأن هذا سؤال معقول يجب طرحه.)
    6. شعر علماء الفلك بالحيرة والانزعاج من الدعاية الإعلامية الواسعة التي أعطيت لمجموعة صغيرة من «المؤمنين الحقيقيين» الذين زعموا أن «الوجه على المريخ» لم يكن تكوينًا طبيعيًا (انظر علم الفلك والعلوم الزائفة: مربع ميزة «الوجه على المريخ» في القسم 10.5). اطلب من مجموعتك إعداد قائمة بالأسباب التي جعلت العديد من وسائل الإعلام مفتونة بهذه القصة. ما الذي تعتقد أن علماء الفلك يمكنهم أو يجب عليهم فعله للحصول على المنظور العلمي المتشكك حول مثل هذه القضايا أمام الجمهور؟
    7. مجموعتك هي لجنة خاصة من العلماء أنشأتها الأمم المتحدة لتحديد كيفية إعادة أي عينات من المريخ إلى الأرض حتى لا تضر الميكروبات المريخية المحتملة بحياة الأرض. ما هي الاحتياطات التي توصي بها، بدءًا من المريخ والذهاب إلى المختبرات التي تحلل عينات المريخ مرة أخرى على الأرض؟
    8. اطلب من مجموعتك تبادل الأفكار حول المريخ في الثقافة الشعبية. كم عدد الأفلام أو الأغاني أو الموسيقى والمنتجات الأخرى التي يمكنك التفكير فيها والمرتبطة بمريخ؟ ما هي بعض الأسباب التي تجعل المريخ موضوعًا شائعًا لصانعي الأفلام وكتاب الأغاني ومصممي المنتجات؟

    مراجعة الأسئلة

    1. ضع قائمة بالعديد من الطرق التي تتشابه بها الزهرة والأرض والمريخ، والعديد من الطرق التي تختلف بها.
    2. قارن بين الغلاف الجوي الحالي للأرض والزهرة والمريخ من حيث التكوين والسمك (والضغط على السطح) وتأثير الاحتباس الحراري
    3. كيف يمكن أن يتطور الغلاف الجوي لكوكب الزهرة إلى حالته الحالية من خلال تأثير الاحتباس الحراري الجامح؟
    4. وصف الغلاف الجوي الحالي على المريخ. ما هي الأدلة التي تشير إلى أنه يجب أن يكون مختلفًا في الماضي؟
    5. اشرح تأثير الثلاجة الجامحة والدور الذي ربما لعبته في تطور المريخ.
    6. ما الدليل الذي لدينا على وجود مياه جارية (سائلة) على المريخ في الماضي؟ ما الدليل على خروج المياه من الأرض حتى اليوم؟
    7. ما الدليل على أن كوكب الزهرة كان نشطًا بركانيًا منذ حوالي 300-600 مليون سنة؟
    8. لماذا المريخ أحمر؟
    9. ما هي تركيبة السحب على المريخ؟
    10. ما هي تركيبة القبعات القطبية على المريخ؟
    11. وصف سمتين شاذتين لدوران كوكب الزهرة وما قد يفسرهما.
    12. كيف تمكنت مركبة Mars Odyssey الفضائية من اكتشاف الماء على المريخ دون الهبوط عليه؟

    أسئلة الفكر

    1. ما هي مزايا استخدام التصوير بالرادار بدلاً من الكاميرات العادية لدراسة طبوغرافيا كوكب الزهرة؟ ما هي المزايا النسبية لهذين النهجين لرسم خرائط الأرض أو المريخ؟
    2. كوكب الزهرة والأرض لهما نفس الحجم والمسافة تقريبًا من الشمس. ما هي الاختلافات الرئيسية في جيولوجيا الكوكبين؟ ما قد تكون بعض أسباب هذه الاختلافات؟
    3. لماذا يوجد الكثير من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة مقارنة بغلاف الأرض؟ لماذا يوجد الكثير من ثاني أكسيد الكربون مقارنة بالمريخ؟
    4. إذا كانت بعثات الفايكنج مصدرًا غنيًا للمعلومات حول المريخ، فلماذا أرسلنا سفينة Pathfinder و Global Surveyor وغيرها من المركبات الفضائية الحديثة إلى المريخ؟ ضع قائمة بالأسئلة حول المريخ التي لا تزال تحير علماء الفلك.
    5. قارن المريخ بعطارد والقمر من حيث الخصائص العامة. ما هي أوجه التشابه والاختلاف الرئيسية؟
    6. قارن بين الجبال على المريخ والزهرة وتلك الموجودة على الأرض والقمر.
    7. نعتقد أن جميع الكواكب الأرضية لها تاريخ مماثل عندما يتعلق الأمر بالتأثيرات من الفضاء. اشرح كيف يمكن استخدام هذه الفكرة لتأريخ تكوين مرتفعات المريخ وأحواض المريخ وبراكين ثارسيس. ما مدى التأكد من الأعمار المشتقة لهذه الميزات (بمعنى آخر، كيف نتحقق من الأعمار التي نستمدها من هذه الطريقة)؟
    8. هل من المحتمل أن تكون الحياة موجودة على كوكب الزهرة أو المريخ؟ برر إجابتك في كل حالة.
    9. لنفترض أنه بعد عقود من الآن، تفكر وكالة ناسا في إرسال رواد فضاء إلى المريخ والزهرة. في كل حالة، قم بوصف نوع المعدات الواقية التي سيتعين عليهم حملها، وما هي فرصهم في البقاء على قيد الحياة في حالة تمزق بدلاتهم الفضائية.
    10. نعتقد أن الزهرة والأرض والمريخ بدأت جميعها بإمدادات كبيرة من المياه. اشرح أين توجد هذه المياه الآن لكل كوكب.
    11. كان أحد مصادر المعلومات حول المريخ هو تحليل النيازك من المريخ. نظرًا لعدم إعادة أي عينات من المريخ إلى الأرض من أي من البعثات التي أرسلناها إلى هناك، كيف نعرف أن هذه النيازك من المريخ؟ ما هي المعلومات التي كشفوها عن المريخ؟
    12. أدى تأثير الاحتباس الحراري الجامح وعكسه، تأثير الثلاجة الجامحة، إلى ظروف قاسية وغير صالحة للسكن على كوكب الزهرة والمريخ. هل يتسبب تأثير الاحتباس الحراري دائمًا في تغيرات مناخية تؤدي إلى فقدان الماء والحياة؟ أعط سببًا لإجابتك.
    13. ما هي الطريقة التي تكون بها درجة حرارة سطح كوكب الزهرة ذات صلة بالمخاوف المتعلقة بالاحتباس الحراري على الأرض اليوم؟
    14. ما هو شيطان الغبار؟ هل تتوقع أن تشعر بمزيد من النسيم من شيطان الغبار على المريخ أو على الأرض؟ اشرح.
    15. بالقرب من خط الاستواء المريخي، يمكن أن تختلف درجات الحرارة في نفس المكان من متوسط -135 درجة مئوية في الليل إلى متوسط 30 درجة مئوية خلال النهار. كيف يمكنك تفسير هذا الاختلاف الكبير في درجة الحرارة مقارنة بتلك الموجودة على الأرض؟

    اكتشاف نفسك

    1. قم بتقدير كمية المياه التي يمكن أن تكون موجودة في منطقة عالمية (على مستوى الكوكب) من التربة الصقيعية تحت سطح المريخ (قم بإجراء الحسابات لسماكتين من التربة الصقيعية، 1 و 10 كم، وتركيز الجليد في التربة الصقيعية بنسبة 10٪ من حيث الحجم). قارن النتيجتين اللتين تحصل عليهما بكمية المياه في محيطات الأرض المحسوبة في المثال 10.5.1.
    2. في أقرب مكان، يقع كوكب الزهرة على بعد حوالي 41 مليون كيلومتر من الأرض. ما مدى بعدها في أقصى درجاتها؟
    3. إذا كان وزنك 150 رطلاً على سطح الأرض، فكم سيكون وزنك على كوكب الزهرة؟ على المريخ؟
    4. احسب مساحة الأرض النسبية - أي مقدار السطح الذي لا تغطيه السوائل - للأرض والقمر والزهرة والمريخ. (افترض أن 70٪ من الأرض مغطاة بالماء.)
    5. أقرب مسافة اقتراب بين المريخ والأرض هي حوالي 56 مليون كم. افترض أنه يمكنك السفر في سفينة فضائية بسرعة 58,000 كم/ساعة، وهي السرعة التي يحققها مسبار نيو هورايزونز الفضائي الذي ذهب إلى بلوتو وهي أسرع سرعة حتى الآن من أي مركبة فضائية يتم إطلاقها من الأرض. كم من الوقت سيستغرق الوصول إلى المريخ في وقت الاقتراب الأقرب؟