Статья: Земля, как планета солнечной системы. Планета земля и планета луна
Земля и Луна
Земля – самая «солидная» среди планет Земной группы. Её диаметр равен 12756 км, средняя плотность – 5,52 г/см3. Уникальная особенность Земли – существование на ней жизни.Большую часть поверхности Земли (70%) занимают океаны и моря. Над поверхностью Земли простирается атмосфера, состоящая на 80% из азота, на 20% из кислорода и других газов (таких, как углекислый газ, водяной пар, аргон). Высота земной атмосферы -100 км.
Луна – ближайшее к Земле небесное тело, ее спутник. Ее масса в 81,3 раза меньше массы Земли. Она не имеет атмосферы, поэтому небо здесь угольно-черное и нет сумерек: лунная ночь резко сменяется днем. Температура на поверхности Луны днем поднимается до +130 градусов, а ночью может опускаться до -170 градусов. Средний радиус нашего спутника равен 1738 км.
Луна движется вокруг Земли по эллиптической орбите, с эксцентритетом 0,055. В перигее – точке, где спутник ближе всего подходит к Земле, — их разделяет 356 410 км, в наиболее удаленной от планеты точке, апогее, — 406 697 км.
Луна обегает вокруг Земли за 27,3 суток. Этот промежуток времени называется сидерическим, или звездным, месяцем. За те же 27,3 суток Луна успевает один раз обернуться вокруг своей оси, в результате чего постоянно повернута к Земле одной стороной. На небосводе Луна перемещается с запада на восток. Средняя скорость ее движения по орбите равна 1,02 км/с. Плоскость орбиты Луны наклонена к плоскости земной орбиты (эклиптике) примерно на 5 градусов 9 минут.Сила притяжения на поверхности Луны в 6 раз меньше земной. Средняя плотность Луны равна 3,32 г/см3.
Поверхность Луны покрыта многочисленными кратерами метеоритного происхождения. Диаметр самого крупного достигает 240 км.Даже невооруженным взглядом на Луне заметны темные пятна – «моря». Но в лунных «морях» нет ни капли воды: это огромные равнины темного цвета. На обратной стороне Луны вообще нет больших равнинных областей, зато кратеров намного больше, чем на видимой.
Планета Земля и Луна. | Обо всём
Планета Земля сформировалась около 4,5 миллиардов лет назад. Пока она является единственной планетой, где обнаружена жизнь. С древних времен существовало много теорий относительно формы земли, с которыми было связано немало мифов. Сегодня наша планета Земля стоит перед угрозой последствий человеческого вмешательства. Вы когда-нибудь задавались вопросом, откуда взялось название нашей планеты? Или каково приблизительное расстояние планеты Земля от солнца? Давайте раскопаем некоторые интересные факты о планете Земля, чтобы побольше узнать о её уникальных особенностях.
Земля имеет не идеально круглую форму; на самом деле её форма называется геоидом. Это лишь значит, что округленная форма нашей планеты имеет небольшую выпуклость к экватору.
Что же является причиной геоидальной формы Земли? Такая форма появилась исключительно в результате её вращения, вызывающего выпуклость вокруг экватора.
Земля — третья планета от Солнца. Она также является пятой по величине планетой всей Солнечной системы.
Знаете ли вы о таком интересном факте, что Земля — это единственная планета, название которой пришло к нам не из римской или греческой мифологии? Оно произошло от англосаксонского слова 8-го века «Erda», что означает «грунт» или «почва».Вот ещё один факт о планете Земля: около 70 % её поверхности занимают океаны. Процесс испарения воды и последующего его распределения в атмосфере влияет на погодные условия на поверхности планеты Земля.Чтобы обернуться вокруг своей оси, планете Земля требуется около 23 часов 56 минут и 4, 091 секунды. Таким образом, в среднем планета Земля совершает полное вращение приблизительно за 24 часа.
Наша планета Земля разделена на различные слои, которые включают в себя поверхность Земли. Земная кора имеет разную толщину в различных регионах планеты. Внутреннее ядро и кора планеты Земля твердые, а внешнее ядро и слои мантии находятся в полужидком состоянии. Земная кора имеет относительно тонкий слой под океанами и более толстый в остальных областях.
Замечено, что ближе к поверхности воздух состоит приблизительно из 78 %-ного азота с 21 %-ным кислородом. В нем также содержится 1 % других компонентов. Такой состав атмосферы оказывает большое влияние на погоду планеты Земля. Он также помогает оградить нас от вредной радиации, которую излучает Солнце.Во время вращения сила тяготения Земли прижимает всех живых существ к поверхности планеты, препятствуя их падению.Ещё одна интересная особенность планеты Земля заключается в том, что сила тяготения между Землей и Луной вызывает приливы и отливы в океанах и морях. По этой же причине к нам повернута всегда только одна сторона Луны; период её вращения эквивалентен времени, которое требуется, чтобы обойти Землю по орбите.Планета Земля движется по орбите вокруг Солнца со скоростью около 30 километров в секунду. Солнце вращается вокруг центра галактики Млечного Пути со скоростью около 240 километров в секунду.
В 1959 году планета Земля была впервые сфотографирована с космического спутника «Explorer-6». Первым человеком, увидевшим планету Земля в 1961 году, стал Юрий Гагарин.
Гидросфера нашей планеты Земля состоит, главным образом, из воды, при этом имеются в виду океаны. В них входят все моря, озера и даже подземные водоемы. Именно такое обилие воды отличает планету Земля от других планет.
Земля — единственная планета, атмосфера которой пригодна для жизни. Она имеет необходимое количество воды и другие условия, крайне важные для существования любой формы жизни.
Наша планета Земля лишь немного больше, чем Венера. Но из-за наличия плотного железо-никелевого ядра, находящегося в центре Земли, масса Венеры составляет лишь 80 % массы Земли.
Четыре времени года, которые сменяют друг друга на планете Земля, — это результат вращения земной оси. Она наклонена под углом более 23 градусов.
Знаете ли вы, что свойства гравитационного поля в разных точках поверхности Земли не одинаковы. Вероятно, поэтому в определенных районах мы чувствуем себя немного хуже.
Это были лишь некоторые из удивительных фактов о планете Земля. Сегодня мы должны сделать все, что в наших силах, чтобы спасти нашу планету от последствий глобального потепления. Каждый из нас может внести свою лепту в это дело. Нужно только немного постараться.
Луна
Луна — единственный естественный спутник Земли. Расстояние от Земли до Луны равно 384.4 тыс. км. Диаметр Луны равен 3474 км, немногим больше, чем четверть диаметра Земли. Соответственно, размер Луны по объему составляет только 2% от объема Земли. Из-за меньшей массы сила гравитации на Луне в 6 раз меньше чем, на Земле. Период обращения Луны вокруг Земли составляет 27.3 дней. По причине того, что Луна обладает достаточно большой массой и находится относительно близко к Земле, мы наблюдаем гравитационное взаимодействие между ними, в виде приливов и отливов. Приливы более заметны на побережьях океанов, где они достигают величины нескольких метров, также они существуют и в закрытых водоемах, и даже в земной коре. В результате приливов и отливов происходит потеря энергии в системе Земля-Луна из-за трения, возникающего между океанами и дном, и между земной корой и мантией. Эта потеря энергии ведет к тому, что сила взаимодействия между Землей и Луной постоянно снижается, этим и объясняется, что расстояние между Землей и Луной увеличивается примерно на 4 см каждый год.
Луна единственное небесное тело, на которое высадился человек. Первым искусственным объектом, который преодолел гравитацию Земли и пролетел рядом с Луной, была советская станция Луна 1. Первым спутником, достигшим поверхности Луны, была станция Луна 2. Первым спутником, сделавшим фотографии обратной стороны Луны, была станция Луна 3. Все эти три лунные программы были успешно завершены в 1959 году. Первая успешная мягкая посадка на Луну была произведена советской станцией Луна 9. Американская лунная программа «Аполлон» началась в начале 60х годов прошлого века с заявления президента Кеннеди, что США запустят человека на Луну до конца 60х годов. В результате этой программы США удалось осуществить 6 успешных полетов на Луну в промежутке между 1969 и 1972 годами. После завершения программы «Аполлон» исследования нашего естественного спутника фактически прекратились на период более 30 лет. Только в начале нашего века несколько стран, в числе которых Россия, США и Китай, заявили о начале своих лунных программ, результатами которых должно стать возращение человека на Луну.
rupark.com
Звездная вселенная и планета Земля
Луна. Веками владела Луна воображением ученых, но хороших сведений о ней было мало вплоть до недавних космических экспедиций, которые принесли новые и захватывающие открытия. Многие из них касаются истории развития Луны в геологическом смысле и, что еще важнее, состава ее недр. Но нам необходимо обсудить прежде всего вопрос о происхождении Луны, так как данные по этому вопросу для нас полезнее всего.
Теория бинарной совместной аккреции завоевала наиболее широкое признание главным образом по динамическим соображениям; например, легче допустить, что Земля могла захватить много мелких обломков, чем одну крупную готовую Луну. Интересно обсудить на этом фоне данные о химических различиях между Землей и Луной.
С Земли хорошо видно, что поверхность Луны делится на светлые и темные участки, которые отождествляются с разными топографическими особенностями: более светлые участки называют возвышенностями, горами и т.п., более темные — морями (когда-то думали, что это и на самом деле океанические впадины). Возвышенности сложены анортозитами и габбро-анортозитами (70-100% кальциевого плагиоклаза), имеющими возраст 4,0-4,5 млрд. лет. По-видимому, из этих пород сформировалась древняя кора Луны, а затем, при возникновении лунных морей около 4 млрд. лет назад, она была расколота, вероятно, в результате ударов крупных планетезималей. Впадины морей заполнились после этого обширными потоками базальтовой лавы, возраст которой составляет 3,2-3,9 млрд. лет, но свидетельств более поздней вулканической деятельности не обнаружено.
Базальтовые лавы дают некоторые важнейшие сведения о составе Луны, так как, подобно земным базальтам, они образуются, по-видимому, в результате частичного плавления во внутренних областях планеты. Щелочные элементы включены на рис. 5.5 в группу летучих, и в лунных базальтах они относительно истощены, тогда как содержание тугоплавких элементов повышено. Учитывая, что никель и иридий-это два тугоплавких элемента, которые в обычном случае проявляют сидерофильные тенденции, можно считать наилучшим описанием диаграммы, следующее.
По сравнению с земными базальтами в лунных базальтах летучие и сидерофильные элементы истощены, а содержание тугоплавких литофильных элементов повышено.
Выпадающее из этой закономерности обогащение лунных базальтов летучей серой связано с кристаллизацией в них троилита (FeS), тогда как в относительно богатой кислородом земной вулканической обстановке образуется газ S02, при отгонке которого остающееся железо соединяется с кислородом в кристаллическом магнетите (Fe304).Является ли специфичная геохимия лунных базальтов характеристикой той области лунных недр, где эти базальты выплавились, или же эти геохимические особенности возникли при излиянии базальтовой лавы на лунную поверхность в условиях высокого вакуума? Два вида доказательств указывают на первое. С одной стороны, значительные потери маловероятны, поскольку элементы могут улетучиваться, только оказавшись на поверхности или очень близко к ней .
Двойная планета Земля - Луна
Система Земля — Луна, которую часто называют двойной планетой, занимает в нашей Солнечной системе особое положение, и прежде всего по массам обоих составляющих.
В настоящую эпоху Луна обращается вокруг Земли на расстоянии 384 000 км, будучи все время обращенной к ней одной своей стороной, но в далекую от нас прошлую эпоху расстояние между обоими телами было гораздо меньше.
Проблема эволюции системы Земля—Луна детально рассматривалась английским ученым Дж. Дарвином (1845—1912), сыном знаменитого биолога Ч. Дарвина (1809—1882).Солнце, и особенно Луна, силой своего притяжения вызывает на Земле морские приливные волны, которые из века в век бьют о берега и в мелководных бассейнах вызывают заметное трение о морское дно, непрерывно замедляя тем самым вращение Земли вокруг своей оси. Кроме того, недра Земли находятся до известной степени в вязком, а не в абсолютно твердом состоянии и потому также испытывают приливное, членом корреспондентом Академии наук А, Я. Орловым (1880—1954).
По известным законам механики общий вращательный момент всякой системы, подверженной лишь внутренним силам, должен всегда оставаться постоянным. Значит, при замедлении вращения Земли и, следовательно, при уменьшении ее вращательного момента другая составляющая — Луна должна на столько же увеличивать свою долю момента и тем самым постепенно удаляться. Дж. Дарвин показал, что при максимально возможном приливном действии Луне потребовалось только 57 млн. лет на то, чтобы удалиться от Земли на 60 ее радиусов и достигнуть своей теперешней орбиты.Эта приливная эволюция, будучи очень медленной, всегда действовала в том же самом направлении. Следовательно, отодвигаясь в прошлое, переходя ко все более древним геологическим эпохам, мы должны находить Луну все ближе и ближе к Земле, с соответственно все более и более мощными приливными волнами в водном бассейне и в земной коре. В начале этой эволюции Земля и Луна были обращены друг к другу одной своей стороной, находились в непосредственном соседстве и обращались с общим периодом в 4,4 часа. Таковы были сутки Земли и вместе с тем продолжительность лунного месяца.
Однако нельзя предполагать, что Земля и Луна составляли вначале единое тело, которое затем разделилось на две неравные части. Это, как теперь признано, невозможно потому, что общий момент вращения всей подобной системы не может быть вмещен в одном теле, сохраняющем устойчивость для своего существования. Напротив, нужно считать, что с самого начала первоначальное планетное сгущение, вследствие слишком большого вращательного момента, не могло образовать единого планетного тела, как это было у всех остальных планет, и потому образовало два сгущения — Землю и Луну.При этом большая часть излишнего вращательного момента, несовместимого с условиями устойчивости, пошла на орбитальное движение Луны, которое постепенно возрастало, благодаря приливным воздействиям. Итак, приходится считать, что образование Луны в непосредственной близости к Земле обеспечило существование Земли как устойчивого планетного тела.
Опишем в кратких чертах строение Земли и Луны, насколько это известно в настоящее время.
Земля, имеющая диаметр 12 750 км, окружена пылевой оболочкой, которая обнаружена космическими ракетами до расстояния примерно 100 000 км, где уже переходит в общую межпланетную среду. Эта оболочка, медленно уплотняясь, проникает и в земную атмосферу и на больших высотах целиком определяет ее рассеивающие свойства. Когда мы, например, смотрим на слабую сумеречную дугу при погружении Солнца под горизонт глубже 10°, то видим, по существу, рассеяние света в нижних слоях этой пылевой оболочки на высоте около 100—140 км над уровнем моря.
Очень важная особенность Земли — это наличие обширного магнитного поля, которое по ориентировке и интенсивности подвержено периодическим и вековым колебаниям и каким-то образом связано с самым внутренним ядром Земли, находящимся в жидком состоянии. С этим полем связаны две зоны радиации, известные как зоны Ван Аллена также открытые совсем недавно путем исследования интенсивности космических лучей с высотных ракет.Внешняя зона, простирающаяся до 20—25 тыс. км, отличается обилием свободных электронов, которые движутся вдоль силовых линий земного магнитного поля, описывая вокруг них спирали. Происхождение этой внешней зоны радиации еще неизвестно. Возможно, она представляет собой результат улавливания высокоионизованных солнечных корпускулярных потоков магнитным полем Земли, особенно во время магнитных возмущений. Кроме того, существует еще внутренняя зона радиации, о которой известно еще меньше. Она преимущественно отличается обилием положительных ионов и располагается несколько несимметрично в восточном, и западном полушариях Земли.
Земная атмосфера чисто газового состава может быть прослежена по лучам полярных сияний до высоты около 800—1000 км. Она делится на ряд слоев. Самый нижний слой, прилегающий к земной поверхности, называется тропосферой. В нем возникают конвективные (поднимающиеся и опускающиеся) воздушные потоки и облака, распространяются циклоны и фронты, определяющие смену погоды. Далее, с высоты 10—11 км, начинается стратосфера. В ней температура сначала медленно возрастает, достигает максимума на высоте около 40—50 км, но затем быстро опускается и доходит до глубокого минимума на высоте около 80 км.Подобные изменения температуры зависят от молекулярного поглощения солнечной радиации, главным образом в слое озона (03), наибольшее количество которого наблюдается на высоте 21 км.
Выше 80 км температура непрерывно возрастает и на высоте 400—500 км доходит уже по крайней мере до тысячи градусов \ как это показали непосредственные ракетные наблюдения. Вследствие этого, легкие газы, такие как водород или гелий, не могут удерживаться в поле тяготения Земли и должны уходить в межпланетное пространство.
Этот факт, имеющий важное космогоническое значение, делается очевидным, если учесть количество гелия, которое должно было выделяться в атмосферу в результате неизбежного атомного распада урана и тория в земной коре, и сравнить его с фактически ничтожным содержанием этого нейтрального газа, не превышающим 0,0001%. Итак, гелий почти полностью улетучился в космическое пространство, а водород — еще более легкий газ, смог сохраниться в небольшом количестве только благодаря свойству входить в химические соединения с другими элементами. Лишь вследствие этого водород в земной коре по весовому содержанию занимает все же 8—10е место, в то время как этот элемент колоссально доминирует над всеми остальными в звездной Вселенной и даже в атмосфере Солнца.
Мы живем на дне обширного атмосферного океана, который предохраняет нас, как и все живое на Земле, от губительных коротковолновых излучений Солнца, космических лучей и постоянно налетающих на Землю метеоров. Находясь в среднем на расстоянии 6370 км от земного центра, мы до сих пор имеем лишь смутное представление о состоянии, в котором находится вся земная масса. Как уже указывалось, некоторое общее представление о степени твердости Земли в целом можно получить на основании приливных явлений, происходящих во всей ее массе.
Гораздо более полное суждение можно вывести из изучения распространения сейсмических волн от естественных или искусственных землетрясений. Среди сейсмических волн можно различить первичные, так называемые волны сжатия, которые распространяются со скоростью около 7 км/сек в земной коре и с несколько большей скоростью в более глубинных областях; затем поперечные волны, которые могут распространяться лишь в твердой среде, и, наконец, сейсмические волны поверхностного характера. Скорость сейсмических волн зависит от плотности среды и ее эластических свойств. Тщательное исследование распространения подобных волн позволяет судить об изменении плотности вещества Земли с глубиной.
Таким путем можно было установить, что, во-первых, уже на глубине примерно 35 км под континентами и всего лишь 10 км под океанами залегает слой резкого изменения плотности, отделяющий кору Земли от более глубоко расположенного слоя, называемого мантией. Земная кора состоит главным образом из светлоокрашенных минеральных пород, таких как гранит, богатых кварцем, алюминием и окислами, в мантии же преобладают соединения окислов железа и магния.
Не останавливаясь на отдельных слоях внутренней массы Земли, которых насчитывается около семи, укажем, что на глубине около 2900 км расположено ядро Земли, через которое не проходят поперечные сейсмические колебания и которое, таким образом, должно, очевидно, находиться в жидком состоянии. В недавнее время найдено еще небольшое внутреннее ядро, радиусом меньше 1000 км, находящееся, по-видимому, в твердом состоянии.
Все это вещество Земли, несмотря на свое сложное строение, находится в равновесии, хотя и испытывает приливные возмущения, колеблясь дважды в сутки. При увеличении нагрузки на континенты (материки), например, вследствие прогрессивного оледенения, земная кора для сохранения равновесия несколько вдавливается внутрь; это выравнивание давлений называется изостазией. Аналогичным образом огромный вес отложений, приносимых морями и океанами на берега континентов, производит опускания отдельных участков земной коры, что всегда предшествует образованию горных хребтов.
universetime.ru
Планета Земля, характеристики и спутник Земли Луна.
Планета Земля - третья от Солнца планета Солнечной системы, крупнейшая по диаметру, массе и плотности среди планет земной группы. Кроме того, Земля имеет самую сильную поверхностную гравитацию и сильнейшее магнитное поле среди этих четырёх планет. Земля относится к планетам земной группы, а значит она, в отличие от газовых гигантов, таких как Юпитер, имеет твёрдую поверхность. Форма Земли близка к сплюснутому эллипсоиду - шарообразная форма с утолщениями на экваторе - и отличается от него на величину до 100 метров. Средний диаметр планеты равен примерно 40 000 км. Вращение земли создаёт экваториальную выпуклость, поэтому экваториальный диаметр на 43 км больше, чем диаметр между полюсами планеты. Высшей точкой поверхности Земли является гора Эверест (8 848 м над уровнем моря), а глубочайшей — Марианская впадина (10 911 м под уровнем моря). Поэтому, по сравнению с идеальным эллипсоидом, Земля имеет допуск в пределах 0,17%. Из-за выпуклости экватора, самой удалённой точкой поверхности от центра Земли фактически является вершина вулкана Чимборасо в Эквадоре.
Планета Земля, как и другие планеты земной группы, имеет слоистое внутреннее строение. Она состоит из твёрдых силикатных оболочек (коры, крайне вязкой мантии), и металлического ядра. Внешняя часть ядра жидкая (значительно менее вязкая, чем мантия), а внутренняя — твёрдая. Внутренняя теплота планеты, скорее всего, обеспечивается радиоактивным распадом изотопов калия-40, урана-238 и тория-232. У всех трёх элементов период полураспада составляет более миллиарда лет. В центре планеты, температура, возможно, поднимается до 7 000 К, а давление может достигать 360 ГПа. Земле требуется в среднем 23 часа 56 минут и 4.091 секунд, чтобы совершить один оборот вокруг оси, соединяющей северный и южный полюса. Скорость вращения планеты с запада на восток составляет примерно 15 градусов в час. Вращение Земли нестабильно, но в большом масштабе времени — замедляется. За одно столетие Земля поворачивается на 0s,0014 секунды медленнее, чем в предыдущее столетие. Земля движется вокруг Солнца по эллиптической орбите на расстоянии около 150 млн км со средней скоростью 29,765 км/сек. Двигаясь по орбите, планета Земля совершает полный оборот за 365,2564 средних солнечных суток. С Земли перемещение Солнца относительно звёзд составляет около 1° в день в восточном направлении. Скорость движения Земли по орбите непостоянна: в июле она начинает ускоряться, а в январе — снова начинает замедляться. Солнце и вся солнечная система обращается вокруг центра галактики Млечного Пути по почти круговой орбите со скоростью около 220 км/c. В свою очередь, Солнечная система в составе Млечного Пути движется со скоростью примерно 20 км/с по направлению к точке (апексу), находящейся на границе созвездий Лиры и Геркулеса, ускоряясь по мере расширения Вселенной.
Научные данные указывают на то, что планета Земля образовалась из Солнечной туманности около 4,54 миллиардов лет назад, и вскоре после этого приобрела свой единственный естественный спутник - Луну. Жизнь появилась на Земле около 3,5 миллиарда лет назад. С тех пор биосфера Земли значительно изменила атмосферу и прочие абиотические факторы, обусловив количественный рост аэробных организмов, так же как и формирование озонового слоя, который вместе с магнитным полем Земли ослабляет вредную солнечную радиацию, тем самым сохраняя условия для жизни на Земле. Кора Земли разделена на несколько сегментов, или тектонических плит, которые постепенно мигрируют по поверхности за периоды во много миллионов лет. Приблизительно 71% поверхности планеты покрыт морской водой, остальную часть поверхности занимают континенты и острова. Жидкая вода, необходимая для всех известных жизненных форм, не существует на поверхности какой-либо из известных планет Солнечной системы. Внутренние области Земли достаточно активны и состоят из толстого, относительно твёрдого слоя называемого мантией, которая покрывает жидкое внешнее ядро, которое и является источником магнитного поля Земли, и внутреннее твёрдое железное ядро.
Луна
Луна — начала своё обращение на орбите вокруг Земли примерно 4,53 миллиарда лет назад, что стабилизировало осевой наклон планеты и является причиной приливов, которые замедляют вращение Земли. Кометная бомбардировка во время ранней истории планеты сыграла свою роль в формировании океанов. Более поздние воздействия астероидов приводили к существенным изменениям в окружающей среде и поверхности Земли. В частности, падения астероидов могут нести ответственность за несколько массовых вымираний различных видов живых существ. Луна обращается вместе с Землёй вокруг общего центра масс каждые 27,32 суток относительно звёздного фона. Промежуток времени между двумя одинаковыми фазами луны составляет 29,53059 дня. Если смотреть на орбиту Луны с северного полюса мира, то Луна движется вокруг Земли против часовой стрелки. Из-за наклона оси Земли, высота Солнца над горизонтом в течение года изменяется. Для наблюдателя в северных широтах, когда северный полюс наклонён к Солнцу, светлое время суток длится дольше и Солнце в небе находится выше. Это приводит к более высоким средним температурам воздуха. Когда северный полюс отклоняется в противоположную от Солнца сторону, всё становится наоборот и климат делается холоднее. За северным полярным кругом в это время почти на полгода устанавливается ночь.
Планета Земля и другие планеты солнечной системы сформировались 4,54 млрд лет назад из протопланетарного диска пыли и газа, оставшегося после формирования Солнца. Луна сформировалась позднее, вероятно, в результате касательного столкновения Земли с объектом, по размерам близким Марсу и массой 10% от земной. Часть массы этого тела слилась с Землёй, а часть была выброшена в околоземное пространство и образовала кольцо обломков, со временем агрегировавшееся и давшее начало Луне. Обезгаживание и вулканическая активность привели к образованию первичной атмосферы. Конденсация водяного пара, усиленная льдом, занесённым кометами, привела к образованию океанов. Предположительно 4 млрд лет назад, интенсивные химические реакции привели к возникновению самовоспроизводящихся молекул, и в течение полумиллиарда лет появился «последний универсальный общий предок».
Развитие фотосинтеза позволило живым организмам напрямую накапливать солнечную энергию. В результате в атмосфере стал накапливаться кислород, а в верхних слоях — формироваться озоновый слой. Слияние мелких клеток с более крупными привело к развитию сложных клеток - эукариотов. Настоящие многоклеточные организмы, состоящие из группы клеток, стали всё больше приспосабливаться к окружающим условиям. Благодаря поглощению губительного ультрафиолетового излучения озоновым слоем, жизнь смогла начать освоение поверхности Земли. Поскольку поверхность планеты постоянно изменялась в течение сотен миллионов лет, континенты появлялись и разрушались. Континенты перемещались по поверхности, порой собираясь в суперконтинент. Приблизительно 750 млн лет назад, самый ранний из известных суперконтинентов — Родиния, стал раскалываться на части. Позже континенты объединились в Паннотию (600—540 млн. лет назад), затем в последний из суперконтинентов — Пангею, который распался 180 миллионов лет назад.
www.prozodiac.ru
Статья - Земля, как планета солнечной системы
Реферат на тему
«Земля – планета Солнечной системы»
Содержание
1. Строение и состав Солнечной системы. Две группы планет
2. Планеты земной группы. Система Земля – Луна
3. Земля
4. Античные и современные исследования Земли
5. Изучение Земли из космоса
6. Возникновение жизни на Земле
7. Единственный спутник Земли – Луна
Заключение
1. Строение и состав Солнечной системы. Две группы планет.
Наша Земля входит в число 8 больших планет, обращающихся вокруг Солнца. Именно в Солнце сосредоточена основная часть вещества Солнечной системы. Масса Солнца в 750 раз превосходит массу всех планет и в 330 000 раз – массу Земли. Под действием силы его притяжения происходит движение планет и всех других тел Солнечной системы вокруг Солнца.
Расстояния между Солнцем и планетами во много раз превосходят их размеры, и нарисовать такую схему, на которой соблюдался бы единый масштаб для Солнца, планет и расстояний между ними, практически невозможно. Диаметр Солнца в 109 раз больше, чем Земли, а расстояние между ними примерно во столько же раз больше диаметра Солнца. К тому же расстояние от Солнца до последней планеты Солнечной системы (Нептуна) в 30 раз больше, чем расстояние до Земли. Если изобразить нашу планету в виде кружочка диаметром 1 мм, то Солнце окажется на расстоянии около 11 м от Земли, а его диаметр будет примерно 11 см. Орбита Нептуна будет показана окружностью радиусом 330 м. Поэтому обычно приводят не современную схему Солнечной системы, а лишь рисунок из книги Коперника «Об обращении небесных кругов» с иными, весьма приблизительными пропорциями.
По физическим характеристикам большие планеты разделяются на две группы. Одну из них – планеты земной группы – составляют Земля и сходные с ней Меркурий, Венера и Марс. Во вторую входят планеты-гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. До 2006 г. самой далекой от Солнца большой планетой считался Плутон. Теперь он вместе с другими объектами подобного размера – давно известными крупными астероидами (см. § 4) и объектами, обнаруженными на окраинах Солнечной системы, – относится к числу планет-карликов.
Разделение планет на группы прослеживается по трем характеристикам (масса, давление, вращение), но наиболее четко – по плотности. Планеты, принадлежащие к одной и той же группе, по плотности различаются между собой незначительно, в то время как средняя плотность планет земной группы примерно в 5 раз больше средней плотности планет-гигантов (см. табл. 1).
Большая часть массы планет земной группы приходится на долю твердых веществ. Земля и другие планеты земной группы состоят из оксидов и других соединений тяжелых химических элементов: железа, магния, алюминия и других металлов, а также кремния и других неметаллов. На долю четырех наиболее обильных в твердой оболочке нашей планеты (литосфере) элементов – железа, кислорода, кремния и магния – приходится свыше 90 % ее массы.
Малая плотность планет-гигантов (у Сатурна она меньше плотности воды) объясняется тем, что они состоят в основном из водорода и гелия, которые находятся преимущественно в газообразном и жидком состояниях. Атмосферы этих планет содержат также соединения водорода – метан и аммиак. Различия между планетами двух групп возникли уже на стадии их формирования (см. § 5).
Из планет-гигантов лучше всего изучен Юпитер, на котором даже в небольшой школьный телескоп видны многочисленные темные и светлые полосы, тянущиеся параллельно экватору планеты. Так выглядят облачные образования в его атмосфере, температура которых всего -140 °C, а давление примерно такое же, как у поверхности Земли. Красновато-коричневый цвет полос объясняется, видимо, тем, что, помимо кристаллов аммиака, составляющих основу облаков, в них содержатся различные примеси. На снимках, полученных космическими аппаратами, видны следы интенсивных и иногда устойчивых атмосферных процессов. Так, уже свыше 350 лет на Юпитере наблюдают атмосферный вихрь, получивший название Большое Красное Пятно. В земной атмосфере циклоны и антициклоны существуют в среднем около недели. Атмосферные течения и облака зафиксированы космическими аппаратами и на других планетах-гигантах, хотя развиты они в меньшей степени, чем на Юпитере.
Строение. Предполагают, что по мере приближения к центру планет-гигантов водород вследствие возрастания давления должен переходить из газообразного в газожидкое состояние, при котором сосуществуют его газообразная и жидкая фазы. В центре Юпитера давление в миллионы раз превышает атмосферное давление, существующее на Земле, и водород приобретает свойства, характерные для металлов. В недрах Юпитера металлический водород вместе с силикатами и металлами образует ядро, которое по размерам примерно в 1,5 раза, а по массе в 10–15 раз превосходит Землю.
Масса. Любая из планет-гигантов превосходит по массе все планеты земной группы, вместе взятые. Самая крупная планета Солнечной системы – Юпитер больше самой крупной планеты земной группы – Земли по диаметру в 11 раз и по массе в 300 с лишним раз.
Вращение. Отличия между планетами двух групп проявляются и в том, что планеты-гиганты быстрее вращаются вокруг оси, и в числе спутников: на 4 планеты земной группы приходится всего 3 спутника, на 4 планеты-гиганта – более 120. Все эти спутники состоят из тех же веществ, что и планеты земной группы, – силикатов, оксидов и сульфидов металлов и т. д., а также водяного (или водно-аммиачного) льда. Помимо многочисленных кратеров метеоритного происхождения, на поверхности многих спутников обнаружены тектонические разломы и трещины их коры или ледяного покрова. Самым удивительным оказалось открытие на ближайшем к Юпитеру спутнике Ио около десятка действующих вулканов. Это первое достоверное наблюдение вулканической деятельности земного типа за пределами нашей планеты.
Кроме спутников, планеты-гиганты имеют еще и кольца, которые представляют собой скопления небольших по размеру тел. Они так малы, что в отдельности не видны. Благодаря их обращению вокруг планеты кольца кажутся сплошными, хотя сквозь кольца Сатурна, например, просвечивают и поверхность планеты, и звезды. Кольца располагаются в непосредственной близости от планеты, где не могут существовать крупные спутники.
2. Планеты земной группы. Система Земля – Луна
Благодаря наличию спутника, Луны, Землю нередко называют двойной планетой. Этим подчеркивается как общность их происхождения, так и редкостное соотношение масс планеты и ее спутника: Луна всего в 81 раз меньше Земли.
О природе Земли будут даны достаточно подробные сведения в последующих главах учебника. Поэтому здесь мы расскажем об остальных планетах земной группы, сравнивая их с нашей, и о Луне, которая хотя и является лишь спутником Земли, но по своей природе относится к телам планетного типа.
Несмотря на общность происхождения, природа Луны существенно отличается от земной, что определяется ее массой и размерами. Из-за того что сила тяжести на поверхности Луны в 6 раз меньше, чем на поверхности Земли, молекулам газа гораздо легче покинуть Луну. Поэтому наш естественный спутник лишен заметной атмосферы и гидросферы.
Отсутствие атмосферы и медленное вращение вокруг оси (сутки на Луне равны земному месяцу) приводят к тому, что в течение дня поверхность Луны нагревается до 120 °C, а ночью остывает до -170 °C. Из-за отсутствия атмосферы лунная поверхность подвержена постоянной «бомбардировке» метеоритами и более мелкими микрометеоритами, которые падают на нее с космическими скоростями (десятки километров в секунду). В результате вся Луна покрыта слоем мелкораздробленного вещества – реголита. Как описывают американские астронавты, побывавшие на Луне, и как показывают снимки следов луноходов, по своим физико-механическим свойствам (размеры частиц, прочность и т. п.) реголит похож на мокрый песок.
При падении на поверхность Луны крупных тел образуются кратеры размером до 200 км в диаметре. Кратеры метрового и даже сантиметрового диаметра хорошо видны на панорамах лунной поверхности, полученных с космических аппаратов.
В лабораторных условиях детально исследованы образцы пород, доставленных нашими автоматическими станциями «Луна» и американскими астронавтами, побывавшими на Луне на космическом корабле «Аполлон». Это позволило получить более полные сведения, чем при анализе пород Марса и Венеры, который проводился непосредственно на поверхности этих планет. Лунные породы похожи по своему составу на земные породы типа базальтов, норитов и анортозитов. Набор минералов в лунных породах беднее, чем в земных, но богаче, чем в метеоритах. На нашем спутнике нет и не было ни гидросферы, ни атмосферы такого состава, как на Земле. Поэтому там отсутствуют минералы, которые могут образовываться в водной среде и при наличии свободного кислорода. Лунные породы по сравнению с земными обеднены летучими элементами, но отличаются повышенным содержанием оксидов железа и алюминия, а в некоторых случаях титана, калия, редкоземельных элементов и фосфора. Никаких признаков жизни даже в виде микроорганизмов или органических соединений на Луне не обнаружено.
Светлые области Луны – «материки» и более темные – «моря» отличаются не только по внешнему виду, но также по рельефу, геологической истории и химическому составу покрывающего их вещества. На более молодой поверхности «морей», покрытой застывшей лавой, кратеров меньше, чем на более древней поверхности «материков». В различных частях Луны заметны такие формы рельефа, как трещины, по которым происходит смещение коры по вертикали и горизонтали. При этом образуются только горы сбросового типа, а складчатых гор, столь типичных для нашей планеты, на Луне нет.
Отсутствие на Луне процессов размывания и выветривания позволяет считать ее своеобразным геологическим заповедником, где на протяжении миллионов и миллиардов лет сохраняются все возникавшие за это время формы рельефа. Таким образом, изучение Луны дает возможность понять геологические процессы, происходившие на Земле в далеком прошлом, от которого на нашей планете не осталось никаких следов.
3.Земля.
Земля — это третья от Солнца планета Солнечной системы. Она обращается вокруг звезды на среднем расстоянии 149.6 млн. км за период равный 365.24 суток.
Земля имеет спутник — Луну, обращающуюся вокруг Солнца на среднем расстоянии 384400 км. Наклон земной оси к плоскости эклиптике составляет 66033`22``. Период вращения планеты вокруг своей оси 23 ч 56 мин 4,1 сек. Вращение вокруг своей оси вызывает смену дня и ночи, а наклон оси и обращение вокруг Солнца — смену времен года. Форма Земли — геоид, приближенно — трехосный эллипсоид, сфероид. Средний радиус Земли составляет 6371.032 км, экваториальный — 6378.16 км, полярный — 6356.777 км. Площадь поверхности земного шара 510 млн. км², объем — 1.083 * 1012 км², средняя плотность 5518 кг/м³. Масса Земли составляет 5976 * 1021 кг.
Земля обладает магнитным и электрическим полями. Гравитационное поле Земли обуславливает её сферическую форму и существование атмосферы. По современным космогоническим представлениям, Земля образовалась примерно 4.7 млрд. лет назад из рассеянного в протосолнечной системе газового вещества. В результате дифференциации вещества, Земля, под действием своего гравитационного поля, в условиях разогрева земных недр возникли и развились различные по химическому составу, агрегатному состоянию и физическим свойствам оболочки — геосферы: ядро (в центре), мантия, земная кора, гидросфера, атмосфера, магнитосфера. В составе Земли преобладает железо (34.6%), кислород (29.5%), кремний (15.2%), магний (12.7%). Земная кора, мантия и внутренняя чаять ядра твердые (внешняя часть ядра считается жидкой). От поверхности Земли к центру возрастают давление, плотность и температура.
Давление в центре планеты 3.6 * 1011 Па, плотность около 12.5 * 103 кг/м³, температура колеблется от 50000ºС до 60000ºС.
Основные типы земной коры — материковый и океанический, в переходной зоне от материка к океану развита кора промежуточного строения.
Большая часть Земли занята Мировым океаном (361.1 млн. км²;70.8%), суша составляет 149.1 млн. км² (29.2%), и образует шесть материков и острова. Она поднимается над уровнем мирового океана в среднем на 875 м (наибольшая высота 8848 м — гора Джомолунгма), горы занимают свыше 1/3 поверхности суши. Пустыни покрывают примерно 20% поверхности суши, леса — около 30%, ледники — свыше 10%. Средняя глубина мирового океана около 3800 м (наибольшая глубина 11020 м — Марианский желоб (впадина) в Тихом океане). Объем воды на планете составляет 1370 млн. км³, средняя соленость 35 г/л. Атмосфера Земли, общая масса которой 5.15 * 1015 т, состоит из воздуха — смеси в основном азота (78.08%) и кислорода (20.95%), остальное — это водяные пары, углекислый газ, а также инертный и другие газы. Максимальная температура поверхности суши 570º-580º C (в тропических пустынях Африки и Северной Америки), минимальная — около -900º C (в центральных районах Антарктиды). Образование Земли и начальный этап ее развития относятся к догеологической истории. Абсолютный возраст наиболее древних горных пород составляет свыше 3.5 млрд. лет. Геологическая история Земли делится на два неравных этапа: докембрий, занимающий примерно 5/6 всего геологического летоисчисления (около 3 млрд. лет) и фанерозой, охватывающей последние 570 млн. лет.
Около 3-3.5 млрд. лет назад в результате закономерной эволюции материи на Земле возникла жизнь, началось развитие биосферы. Совокупность всех населяющих ее живых организмов, так называемое живое вещество Земли, оказала значительное влияние на развитие атмосферы, гидросферы и осадочной оболочки. Новый фактор, оказывающий мощное влияние на биосферу — производственная деятельность человека, который появился на Земле менее 3 млн. лет назад. Высокий темп роста населения Земли (275 млн. чел в 1000 году, 1.6 млрд. чел в 1900 году и примерно 6.3 млрд. чел в 1995 году) и усиление влияния человеческого общества на природную среду выдвинули проблемы рационального использования всех природных ресурсов и охраны природы.
4. Античные и современные исследования Земли.
Впервые получить довольно точные размеры нашей планеты удалось древнегреческому математику и астроному Эратосфену в I веке до нашей эры (точность около 1,3%). Эратосфен обнаружил, что в полдень самого длинного дня лета, когда Солнце в небе города Асуана находится в наивысшем положении и его лучи падают вертикально, в Александрии в это же время зенитное расстояние Солнца составляет 1/50 часть окружности. Зная расстояние от Асуана до Александрии, он смог вычислить радиус Земли, который по его подсчетам составил 6290 км. Не менее существенный вклад в астрономию внес мусульманский астроном и математик Бируни, живший в X-XI веке н. э. Несмотря на то, что он пользовался геоцентрической системой, ему удалось довольно точно определить размеры Земли и наклон экватора к эклиптике. Размеры планет им хоть и были определены, но с большой ошибкой; единственный размер, определенный им относительно точно — размер Луны.
В XV веке Коперник выдвинул гелиоцентрическую теорию о строении мира. Теория, как известно, довольно длительное время не имела развития, так как была преследуема церковью. Окончательно система была уточнена И. Кеплером в конце XVI века. Так же Кеплер открыл законы движения планет и рассчитал эксцентриситеты их орбит, теоретически создал модель телескопа. Галилей, живший несколько позднее Кеплера, сконструировал телескоп с увеличением в 34,6 раз, что позволило ему оценить даже высоту гор на Луне. Также он обнаружил характерное различие при наблюдении в телескоп звезд и планет: четкость вида и формы у планет была значительно больше, а также обнаружил несколько новых звезд. На протяжении почти 2000 лет астрономы считали, что расстояние от Земли до Солнца равно 1200 расстояниям Земли, т.е. допуская ошибку примерно в 20 раз! Впервые эти данные были уточнены только в конце XVII века как 140 млн. км, т.е. с ошибкой на 6,3% астрономами Кассини и Рише. Они же определили скорость света как 215 км/c, что было существенным прорывом в астрономии, так как раньше считали, что скорость света бесконечна. Примерно в это же время Ньютоном был открыт закон всемирного тяготения, и разложения света на спектр, что положило начало спектральному анализу через несколько веков.
Земля кажется нам такой огромной, такой надёжной и так много значит для нас, что мы не замечаем её второстепенного положения в семье планет. Слабое единственное утешение состоит в том, что Земля — наибольшая из планет земной группы. К тому же она обладает атмосферой средней мощности, значительная часть земной поверхности покрыта тонким неоднородным слоем воды. А вокруг неё вращается величественный спутник, диаметр которого равен четверти земного диаметра. Однако этих аргументов вряд ли достаточно для того, чтобы поддерживать наше космическое самомнение. Крошечная по астрономическим масштабам, Земля – это наша родная планета, и поэтому она заслуживает самого тщательного изучения. После кропотливой и упорной работы десятков поколений учёных было неопровержимо доказано, что Земля вовсе не «центр мироздания», а самая обыкновенная планета, т.е. холодный шар, движущийся вкруг Солнца. В соответствии с законами Кеплера Земля обращается вокруг Солнца с переменной скоростью по слегка вытянутому эллипсу. Ближе всего к солнцу она подходит в начале января, когда в Северном полушарии царит зима, дальше всего отходит в начале июля, когда у нас лето. Разница в удалении Земли от Солнца между январём и июлем составляет около 5 млн. км. Поэтому зима в северном полушарии чуть-чуть теплее, чем в Южном, а лето, наоборот, чуть-чуть прохладнее. Это явственнее всего даёт себя знать в Арктике и в Антарктиде. Эллиптичность орбиты Земли оказывает на характер времён года лишь косвенное и очень незначительное влияние. Причина смены времён года кроется в наклоне земной оси. Ось вращения Земли расположена под углом в 66,5º к плоскости её движения вокруг Солнца. Для большинства практических задач можно принимать, что ось вращения Земли перемещается в пространстве всегда параллельно самой себе. На самом же деле ось вращения Земли описывает на небесной сфере малый круг, совершая один полный оборот за 26 тыс. лет. В ближайшие сотни лет северный полюс мира будет находиться недалеко от Полярной звезды, затем начнёт удаляться от неё, и название последней звезды в ручке ковша Малой Медведицы – Полярная – утратит свой смысл. Через 12 тыс. лет полюс мира приблизится к самой яркой звезде северного неба – Веге из созвездия Лиры. Описанное явление носит название прецессии оси вращения Земли. Обнаружил явление прецессии уже Гиппарх, который сравнил положения звёзд в каталоге с составленным задолго до него звёздным каталогом Аристилла и Тимохариса. Сравнение каталогов и указало Гиппарху на медленное перемещение оси мира.
Различают три наружных оболочки Земли: литосферу, гидросферу и атмосферу. Под литосферой понимают верхний твердый покров планеты, который служит ложем океана, а на материках совпадает с сушей. Гидросфера – это подземные воды, воды рек, озер, морей и, наконец, Мирового океана. Вода покрывает 71% всей поверхности Земли. Средняя глубина Мирового океана 3900 м.
5. Изучение Земли из космоса
Человек впервые оценил роль спутников для контроля над состоянием сельскохозяйственных угодий, лесов и других природных ресурсов Земли лишь спустя несколько лет после наступления космической эры. Начало было положено в 1960г., когда с помощью метеорологических спутников «Тирос» были получены подобные карте очертания земного шара, лежащего под облаками. Эти первые черно-белые ТВ изображения давали весьма слабое представление о деятельности человека и, тем не менее, это было первым шагом. Вскоре были разработаны новые технические средства, позволившие повысить качество наблюдений. Информация извлекалась из многоспектральных изображений в видимом и инфракрасном (ИК) областях спектра. Первыми спутниками, предназначенными для максимального использования этих возможностей, были аппараты типа «Лэндсат». Например, спутник «Лэндсат-D», четвертый из серии, осуществлял наблюдение Земли с высоты более 640 км с помощью усовершенствованных чувствительных приборов, что позволило потребителям получать значительно более детальную и своевременную информацию. Одной из первых областей применения изображений земной поверхности, была картография. В доспутниковую эпоху карты многих областей, даже в развитых районах мира были составлены неточно. Изображения, полученные с помощью спутника «Лэндсат», позволили скорректировать и обновить некоторые существующие карты США. В середине 70-х годов НАСА, министерство сельского хозяйства США приняли решение продемонстрировать возможности спутниковой системы в прогнозировании важнейшей сельскохозяйственной культуры пшеницы. Спутниковые наблюдения, оказавшиеся на редкость точными, в дальнейшем были распространены на другие сельскохозяйственные культуры. Использование информации со спутников выявило ее неоспоримые преимущества при оценке объема строевого леса на обширных территориях любой страны. Стало возможным управлять процессом вырубки леса и при необходимости давать рекомендации по изменению контуров района вырубки с точки зрения наилучшей сохранности леса. Благодаря изображениям со спутников стало также возможным быстро оценивать границы лесных пожаров, особенно «коронообразных», характерных для западных областей Северной Америки, а также районов Приморья и южных районов Восточной Сибири в России.
Огромное значение для человечества в целом имеет возможность наблюдения практически непрерывно за просторами Мирового Океана. Именно над толщами океанской воды зарождаются чудовищной силы ураганы и тайфуны, несущие многочисленные жертвы и разрушения для жителей побережья. Раннее оповещение населения часто имеет решающее значение для спасения жизней десятков тысяч людей. Определение запасов рыбы и других морепродуктов также имеет огромное практическое значение. Океанские течения часто искривляются, меняют курс и размеры. Например, Эль Нино, теплое течение в южном направлении у берегов Эквадора в отдельные годы может распространяться вдоль берегов Перу до 12º ю.ш. Когда это происходит, планктон и рыба гибнут в огромных количествах, нанося непоправимый ущерб рыбным промыслам многих стран, в том числе России. Большие концентрации одноклеточных морских организмов повышают смертность рыбы, возможно из-за содержащихся в них токсинов. Наблюдение со спутников помогает выявить «капризы» таких течений и дать полезную информацию тем, кто в ней нуждается. По некоторым оценкам российских и американских ученых экономия топлива в сочетании с «дополнительным уловом» за счет использования информации со спутников, полученной в инфракрасном диапазоне, дает ежегодную прибыль в 2,44 млн. долл. Использование спутников для целей обзора облегчило задачу прокладывания курса морских судов.
6.Возникновение жизни на Земле
Возникновению живого вещества на Земле предшествовала довольно длительная и сложная эволюция химического состава атмосферы, в конечном итоге приведшая к образованию ряда органических молекул. Эти молекулы впоследствии послужили как бы “кирпичиками” для образования живого вещества. По современным данным планеты образуются из первичного газово-пылевого облака, химический состав которого аналогичен химическому составу Солнца и звёзд, первоначальная их атмосфера состояла в основном из простейших соединений водорода — наиболее распространённого элемента в космосе. Больше всего было молекул водорода, аммиака, воды и метана. Кроме того, первичная атмосфера должна была быть богата инертными газами — прежде всего гелием и неоном. В настоящее время благородных газов на Земле мало, так как они в своё время диссипировали (улетучились) в межпланетное пространство, как и многие водородсодержащие соединения. Однако решающую роль в установлении состава земной атмосферы сыграл фотосинтез растений, при котором выделяется кислород. Не исключено, что некоторое, а может быть даже существенное, количество органических веществ было принесено на Землю при падениях метеоритов и, возможно, даже комет. Некоторые метеориты довольно богаты органическими соединениями. Подсчитано, что за 2 млрд. лет метеориты могли принести на Землю от 108 до 1012 тонн таких веществ. Также органические соединения могут в небольших количествах возникать в результате вулканической деятельности, ударов метеоритов, молний, из-за радиоактивного распада некоторых элементов. Имеются довольно надёжные геологические данные, указывающие на то, что уже 3.5 млрд. лет назад земная атмосфера была богата кислородом. С другой стороны возраст земной коры оценивается геологами в 4.5 млрд. лет. Жизнь должна была возникнуть на Земле до того, как атмосфера стала богата кислородом, так как последний, в основном, является продуктом жизнедеятельности растений. Согласно недавней оценке американского специалиста по планетной астрономии Сагана, жизнь на Земле возникла 4.0-4.4 млрд. лет назад. Механизм усложнения строения органических веществ и появление у них свойств, присущих живому веществу, в настоящее время ещё недостаточно изучен. Но уже сейчас ясно, что подобные процессы длятся в течение миллиардов лет.
Любая сложная комбинация аминокислот и других органических соединений — это ещё не живой организм. Можно, конечно, предположить, что при каких-то исключительных обстоятельствах где-то на Земле возникла некая “праДНК”, которая и послужила началом всему живому. Вряд ли это так, если гипотетическая “праДНК” была подобна современной. Дело в том, что современная ДНК сама по себе совершенно беспомощна. Она может функционировать только при наличии белков-ферментов. Думать, что чисто случайно, путём “перетряхивания” отдельных белков — многоатомных молекул, могла возникнуть такая сложнейшая машина, как “праДНК” и нужный для её функционирования комплекс белков-ферментов – это значит верить в чудеса. Однако можно предположить, что молекулы ДНК и РНК произошли от более примитивной молекулы. Для образовавшихся на планете первых примитивных живых организмов высокие дозы радиации могут представлять смертельную опасность, так как мутации будут происходить так быстро, что естественный отбор не поспеет за ними.
Заслуживает внимания ещё такой вопрос: почему жизнь на Земле не возникает из неживого вещества в наше время? Объяснить это можно только тем, что ранее возникшая жизнь не даст возможность новому зарождению жизни. Микроорганизмы и вирусы буквально съедят уже первые ростки новой жизни. Нельзя полностью исключать и возможность того, что жизнь на Земле возникла случайно. Существует ещё одно обстоятельство, на которое, может быть, стоит обратить внимание. Хорошо известно, что все “живые” белки состоят из 22 аминокислот, между тем, как всего аминокислот известно свыше 100. Не совсем понятно, чем эти кислоты отличаются от остальных своих “собратьев”. Нет ли какой-нибудь глубокой связи между происхождением жизни и этим удивительным явлением? Если жизнь на Земле возникла случайно, значит, жизнь во Вселенной редчайшее явление. Для данной планеты (как, например, наша Земля) возникновение особой формы высокоорганизованной материи, которую мы называем “жизнью”, является случайностью. Но в огромных просторах Вселенной возникающая таким образом жизнь должна представлять собой закономерное явление. Надо ещё раз отметить, что центральная проблема возникновения жизни на Земле — объяснение качественного скачка от “неживого” к “живому” — всё ещё далека от ясности. Недаром один из основоположников современной молекулярной биологии профессор Крик на Бюраканском симпозиуме по проблеме внеземных цивилизаций в сентябре 1971 года сказал: “Мы не видим пути от первичного бульона до естественного отбора. Можно прийти к выводу, что происхождение жизни — чудо, но это свидетельствует только о нашем незнании”.
8. Единственный спутник Земли – Луна.
Давно минули те времена, когда люди считали, что таинственные силы Луны оказывают влияние на их повседневную жизнь. Но Луна действительно оказывает разнообразное влияние на Землю, которое обусловлено простыми законами физики и, прежде всего динамики. Самая удивительная особенность движения Луны состоит в том, что скорость её вращения вокруг оси совпадает со средней угловой скоростью обращения вокруг Земли. Поэтому Луна всегда обращена к Земле одним и тем же полушарием. Поскольку Луна — ближайшее небесное тело, её расстояние от Земли известно с наибольшей точностью, до нескольких сантиметров по измерениям при помощи лазеров и лазерных дальномеров. Наименьшее расстояние между центрами Земли и Луны равно 356 410 км. Наибольшее расстояние Луны от Земли достигает 406 700 км, а среднее расстояние составляет 384 401 км. Земная атмосфера искривляет лучи света до такой степени, что всю Луну (или Солнце) можно видеть ещё до восхода или после заката. Дело в том, что преломление лучей света, входящих в атмосферу из безвоздушного пространства, составляет около 0,
5º, т.е. равно видимому угловому диаметру Луны.
Таким образом, когда верхний край истинной Луны находится чуть ниже горизонта, вся Луна видна над горизонтом. Из приливных экспериментов был получен другой удивительный результат. Оказывается Земля – упругий шар. До проведения этих экспериментов обычно считали, что Земля вязкая, подобно патоке или расплавленному стеклу; при небольших искажениях она должна была бы, вероятно, сохранять их или же медленно возвращаться к своей исходной форме под действием слабых восстанавливающих сил. Эксперименты показали, что Земля в целом придаётся приливообразующим силам и сразу же возвращается к первоначальной форме после прекращения их действия. Таким образом, Земля не только твёрже стали, но и более упругая.
Заключение
Мы познакомились с современным состоянием нашей планеты. Будущее нашей планеты, да и всей планетной системы, если не произойдёт ничего непредвиденного, кажется ясным. Вероятность того, что установившийся порядок движения планет будет нарушен какой-нибудь странствующей звездой, невелика, даже в течение нескольких миллиардов лет.
В ближайшем будущем не приходится ожидать сильных изменений в потоке энергии Солнца. Вероятно, могут повториться ледниковые периоды. Человек способен изменить климат, но при этом может совершить ошибку. Континенты в последующие эпохи будут подниматься и опускаться, но мы надеемся, что процессы будут происходить медленно. Время от времени возможны падения массивных метеоритов. Но в основном планета Земля будет сохранять свой современный вид.
www.ronl.ru
Планета Земля и Луна
Динамическая связь планеты Земля и Луны особенно отчетливо проявляется в морских приливах и в менее заметных приливах, происходящих в твердой земной коре, в глубинах мантии. По мнению американского геолога Г. Шоу, для расплавления 30 кубических километров твёрдого вещества достаточно энергии приливов в литосфере. Так могут рождаться небольшие магматические очаги. Литосферные приливы в целом ежесуточно разряжают интенсивные напряжения, рассеивая энергию. Однако иногда приливные движения могут стать и детонатором землетрясений и даже вулканических извержений. Наблюдение за «спокойными» вулканами Гавайских островов и Новой Зеландии позволило сопоставить ритмику лавовых излияний с фазами Луны. Некоторые ученые склонны видеть связь между фазами Луны и частотой землетрясений.
Образование Луны
Сейчас система Земля — Луна перемещается вокруг общего центра масс — барицентра; большая полуось барицентрической орбиты центра масс равна 4 670 километров, то есть барицентр расположен внутри земного шара. Но вечна ли эта система? В истории астрономии и планетологии рассматривалось много гипотез о происхождении Луны. Наиболее известные предположения: 1. Луна образовалась совместно с Землей при распаде первичного единого протопланетного тела; 2. Луна образовалась вблизи Земли самостоятельно путем аккреции; 3. Луна образована вдали от Земли и захвачена полем нашей планеты относительно недавно.
Американские исследователи О’Киф и Г. Юри на основании математического анализа всех накопленных данных признали первую гипотезу. В институте физики Земли АН СССР разработана следующая модель формирования Луны.
Вначале из пылевидных частиц и газа протопланетного околосолнечного облака стала расти Земля, окруженная роем спутников. Два или три спутника были особенно крупными и при столкновении объединились. Энергия ударного слипания обеспечила высокую начальную температуру Луны. Различием в составе исходных глыб объясняется внутренняя неоднородность современной Луны. Земной спутник был в 2-3 раза ближе к Земле, чем сейчас. Лунная кора нарастала со скоростью 200 километров за 1 миллиард лет. Метеорная бомбардировка коры породила реголит, состоящий из обломков различных размеров, вплоть до глыб диаметром 20 метров, капель стекла и металлических брызг. Под толщей реголита скрыты загадочные масконы — области с аномально избыточными массами. Так, маскон в Море Дождей имеет избыток массы в 15*1014 тонн, а это 2*10-5 массы самой Луны! Влияние масконов значительно. Так, «Аполлон 11» перед отделением лунной кабины имел некруговую орбиту высотой от 99 до 122 километров, а гравитационное поле Луны за 20 часов превратило эту орбиту в круговую высотой 111 км над поверхностью земного спутника, что и требовалось астронавтам.
На примере Луны можно представить и ранние этапы развития Земли, когда не было атмосферы, гидросферы и биосферы, и увидеть процесс угасания активной жизни планеты: перестают изменяться очертания материков, прекращаются извержения вулканов и землетрясения, сглаживается рельеф, исчезают атмосфера, гидросфера, биосфера.
Но Луна еще живет. До 3 тысяч лунотрясений в год фиксируют сейсмометры, оставленные на лунной поверхности. Глубина очагов лунотрясений 600-800 километров. Тепловой поток из лунных недр лишь втрое слабее земного. Мы привычно говорим, что у Луны нет атмосферы, но все же у лунной поверхности концентрация газов существенна; она почти в 10 тысяч раз больше, чем в солнечном ветре, хотя и в 10-13 ниже, чем в земной атмосфере.
www.polnaja-jenciklopedija.ru
