Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Нібіру?






Опис міфічної планети Нібіру: «Ця планета (в 4 рази більша від Землі) рухається по витягнутій орбіті, з’являється між Марсом і Юпітером раз на 3 600 років (у деяких джерелах вказано, що про­летить між Сонцем і Землею) і населена високорозвиненою цивілі­зацією».

Якщо прийняти, що період Нібіру дорівнює 3600 років, то ве­лика піввісь даного небесного тіла повинна дорівнювати 235 а. о. Таким чином, на основі проведених раніше досліджень, в 1/4 час­тині небесної сфери можна впевнено виключити ймовірність пере­бування тіла, що за розмірами подібна до Землі, на подібній орбіті. Таким чином, якщо б Нібіру існувала в тому вигляді, у якому вона фігурує в прогнозах і нібито являє небезпеку для Землі 2012 року, то зараз її вже легко можна було б бачити в телескоп.

У найближчі роки запрацюють нові системи автоматичного огляду: SkyMapper, Pan-STARRS і LSST, які приведуть до нових відкриттів на околицях Сонячної системи.

Не варто боятися і «параду планет», яким лякає кінофільм «2012»: астрономічні дані говорять про те, що Земля, Марс і Са­турн в цей день знаходитимуться в різних точках Сонячної систе­ми, причому аж ніяк не на одній прямій з лінією Земля-Сонце, що є основною умовою поняття «парад планет».

Юпітер буде наближений до точки протистояння, але не точно на одній прямій Земля-Сонце.

3. Подорож до планет земної групи

Меркурій

Меркурій швидше за все був відкритий найдавнішими пасту­шачими племенами, що жили в долинах Нілу або Тигру і Євфра­ту. Однак нелегко було здогадатися, що порівняно яскрава вечірня і ранкова зорі - одне і те саме світило. Недарма в давніх народів воно мало 2 імені: у єгиптян - Сет і Гор, в індійців - Будда і Рогі- нея, греки ж його іменували Аполлон і Гермес (у римській міфоло­гії богу Гермесу відповідав Меркурій).

До середини XX ст. астрономи досить добре знали елементи ор­біти Меркурія. Однак про фізичні властивості, природу планети,

період її обертання навколо осі до останнього часу було мало відо­мостей.

1974 р. американський космічний апарат «Марінер-10» проле­тів поблизу Меркурія і передав на Землю зображення його поверх­ні. Астрономи були уражені. Перед ними постав другий Місяць.

Дослідження фотографічних зображень поверхні Меркурія до­зволили скласти ймовірну картину еволюції планети. У початко­вий період Меркурій зазнав сильного внутрішнього розігрівання, наслідком чого було настання однієї чи кількох епох активного вулканізму.

Після завершення процесу формування планети її поверхня була гладкою (ділянки цієї давньої поверхні добре помітні). Далі настав період інтенсивного бомбардування Меркурія залишками допланетного рою (планетезималями). Наступний етап характери­зувався активним вулканізмом і виходом потоків лави, що запо­внила великі басейни. Цей період завершився близько 3 млрд років тому.

Розміри Меркурія незначні, він трохи більший за Місяць, се­редня густина його майже така сама, як у Землі. Імовірно, до цен­тра планети густина підвищується до 9800 кг/м3. Це значить, що в Меркурія має бути залізне ядро R = 1800 км (3/4 R планети). На частку ядра припадає 80 % маси Меркурія. У ядрі генеруються кільцеві електричні струми, що збуджують слабке магнітне поле планети.

Меркурій обертається навколо осі за 58 земних діб, що складає 2/3 меркуріанського року. День на Меркурії триває 88 діб, стільки ж триває ніч. Сонце втричі більше за видимим поперечником, ніж на Землі. Опівдні поверхня Меркурія нагрівається до 430 °С, і тому свинець і олово повинні там виплавлятися з гірських порід і розті­катися по поверхні сріблястими калюжами.

Уночі, навпаки, температура становить 180 °С нижче нуля. Ці теплові контрасти не пом’якшуються бодай скільки-небудь густою атмосферою. Атмосфера навколо Меркурія є, але вона вкрай роз­ріджена і створює біля поверхні тиск усього в 10-12 бар. Головна складова меркуріанської атмосфери - це гелій. У незначній кіль­кості наявні Н2, 02, С02 з чадним газом.

Кожен атом Гелію міститься в атмосфері Меркурія в середньо­му 200 днів, після чого він заміщається атомами Гелію, що вики­дає безупинно Сонце. Гелієва атмосфера, яка постійно поновлюєть­ся, - екзотична особливість Меркурія.

Оскільки на Місяці і Марсі більшість деталей названі іменами астрономів та інших натуралістів, було вирішено для меркуріанського рельєфу використовувати імена видатних діячів гуманітарного напрямку- письменників, поетів, художників, композиторів. Лише як виняток декільком деталям на поверхні Меркурія дали імена астрономів, що зробили особливо великий внесок у вивчення цієї планети. Так, наприклад, з’явилася гірська гряда Антоніаді, гряда Скіапареллі-піонерів у відкритті меркуріанського рельєфу.

Венера

Ця планета - одне з найкрасивіших світил неба. Не випадково саме 'її давні римляни назвали на честь богині любові і краси.

Для земного спостерігача Венера не відходить від Сонця далі, ніж на 48°. Це пояснюється тим, що вона розташована ближче до Сонця, ніж Земля. Протягом 585 діб чергуються періоди її вечірньої і вранішньої видимості.

У Венери найгустіша атмосфера серед планет земної групи, найповільніше обертання навколо осі і найменший ексцентриситет орбіти (е = 0, 007).

1761 р. очікувалося рідкісне небесне явище: проходження Венери перед диском Сонця. Багато астрономів готувалися до цієї події і навіть споряджали експедиції в далекі краї для спостережень. Адже якщо спостерігати моменти заступання Венери на сонячний диск і сходження з його з різних, віддалених один від одного пунктів Землі, можна обчислити відстань від Землі до Сонця - а. о., що входить у багато формул небесної механіки.Готувалися до спостережень і російські астрономи. їхнім орга­нізатором був М. В. Ломоносов. Коли чорний диск Венери сходив із сонячного диска, Ломоносов помітив, що тонка дуга на краю Сон­ця зігнулася, ніби піднята диском Венери, й утворився яскравий виступ - «пупир», який лопнув, після чого диск Венери злився з темним тлом неба. Це явище, вже у XX ст. одержало назву явище Ломоносова: припустивши, з чого складається атмосфера Венери, Ломоносов, підсумував своє дослідження так:

«За цими примітками пан радник Ломоносов вважає, що пла­нета Венера оточена знатною повітряною атмосферою, такою (аби не більшою), яка обливається біля нашої кулі земної».

У 60-х p. XIX ст. астрономи вперше спробували з’ясувати склад атмосфери Венери методом спектрального аналізу, вони насампе­ред сподівалися знайти там «гази життя - кисень і водяну пару». На жаль, їхні сподівання не виправдалися.

У середині 50-х pp. почалися дослідження Венери методами радіоастрономії, а в 60-ті pp. до цієї незвіданої планети полетіли міжпланетні станції, створені інженерами СРСР і США. Упродовж наступних 40 років про природу Венери стало відомо більше, ніж за 350 років телескопічних спостережень.

Після висадження на поверхню Венери станції «Венера-7» (XII, 1970), «Венера-8» (VII, 1972) з’ясувалося, що температура на по­верхні Венери ще вища - 730-740 К.

У чому причина настільки сильного розігрівання Венери, адже вона усього лише вдвічі більше одержує тепла, ніж Земля? Атмос­фера Венери здатна пропускати сонячне тепло, але не випускає його назовні, поглинаючи випромінювання самої планети. Погли­начами є вуглекислий газ, на долю якого припадає 96 % складу ат­мосфери, і водяна пара, хоча її небагато (частинки відсотка).

Тиск біля поверхні Венери досягає 90 атмосфер.

На рівні 65-70 км над поверхнею Венери дують ураганні вітри постійного напрямку - зі сходу на захід (біля 110 м/с). Хмари Ве­нери складаються з крапельок концентрованої сульфатної кисло­ти, крім того, сульфатна кислота легко з’єднується з водою.

Ретельна радіолокаційна зйомка північної півкулі Венери з ав­томатичних станцій «Венера-15» і «Венера-16», виведених 1984 р. на орбіти супутників планети, показала, що багато гірських вер­шин мають на схилах явні сліди потоків лави. Вулкани виявляють себе й в іншому: їхні виверження породжують потужні електрич­ні розряди - справжні грози в атмосфері Венери, що неодноразо­во реєстрували прилади станцій серії «Венера». Безперечно, там трапляються венеротрясіння. Порівняння зображень, отриманих апаратом «Магеллан» з інтервалом у рік, виявило явні зміни форм поверхні.

Рельєф планети складається з великих рівнин, перерізаних гір­ськими хребтами і височинами типу плато. Гірські області схожі на земні материки. Низовини, схожі на океанські басейни Землі, займа­ють тільки шосту частину поверхні планети, тоді як на Землі 2/3.

У Венери має бути рідке залізне ядро, але руху речовини в ньому не відбувається - немає переміщення заряджених частинок, тобто електричного струму, а значить, і не виникає власне магнітного поля.

 

Марс

Давні греки присвячували всі планети богам, і, звісно, для бога війни Ареса не знайшлося більш придатного об’єкта, ніж червону-вата зоря в чорному небі. У римській міфології Аресу відповідав Марс. Так планета знайшла свое нинішнє ім’я. Утім, на Русі аж до XVIII ст. використовували грецькі назви планет, і Марс іменували Аррисом, чи Ареєм.

Вісь обертання Марса нахилена відносно площини орбіти на 22° усього на 1, 5' менше, ніж вісь обертання Землі нахилена до площини екліптики.

Марсіанський день мало чим відрізняється від земного: доба триває 24 год 37 хв.

Унаслідок малої маси сила ваги на Марсі втричі нижче, ніж на Землі. На сьогодні структура гравітаційного поля Марса детально вивчена. Вона вказує не невеликі відхилення від однорідного розподілу густини в планеті. Ядро може мати радіус до половини радіуса планети. Очевидно, воно складається майже з чистого заліза або сплаву (Fe-S-Fe -сульфід заліза) і, можливо, розчиненого в них водню.

Очевидно, ядро Марса частково чи цілком перебуває в рідкому стані. Наявність у планети власного, хоча і слабкого магнітного поля підтверджує це.

Марс повинен мати щільну кору товщиною 70-100 км. Між ядром і корою знаходиться силікатна мантія, збагачена залізом. Червоні окисли заліза, що містяться в поверхневих породах, визначають колір планети. Зараз Марс продовжує остигати. Сейсмічна активність планети слабка.

Ще 1659 р. нідерландський учений Християн Гюйгенс уперше виявив темні області на Марсі. Приблизно в той же час італієць Джованні Домініко Кассіні знайшов на планеті полярні шапки. До початку польотів на Марс розгадати природу деталей не вдавалося, хоча стосовно цього висловлювали безліч гіпотез. Тільки в 60-70-ті pp. XX ст. фотографії радянських «Марсів» і американських «Маринерів» дозволили досліджувати рельєф червоної планети з близької відстані, а «Вікінги» перенесли нас просто на неї.

Метеоритні кратери покривають 2/3 поверхні планети, але через вивітрювання вони встигли втратити «форму».

Вигляд північної півкулі-суцільні рівнини, покриті давніми виверженими породами.

Вулкани Марса, як за земними мірками, явища виняткові. Але навіть серед них виділяється вулкан Олімп, діаметр основи якого 550 км, а висота 27 км (тобто він втричі перевершує Еверест). Олімп увінчаний 60-кілометровим кратером.

У минулому величезну роль у формуванні марсіанського рельєфу відігравала проточна вода. На старих високогір’ях трапляються залишені водою вимоїни протяжністю на багато сотень кілометрів.Атмосфера Марса більш розріджена, ніж повітряна оболонка Землі. За складом вона нагадує атмосферу Венери і на 95 % скла­дається з вуглекислого газу. Близько 4 % припадає на частку азот$ й аргону. Кисню і водяної пари в марсіанській атмосфері менше 1 %. Тиск біля поверхні складає 0, 006 земного тиску, але може підвищу­ватися до 0, 01.

Середня температура на Марсі значно нижче, ніж на Землі, близько -40 °С. Улітку вдень +25 °С, але вночі узимку до -125 °С. Це спричинено тим, що розріджена атмосфера Марса не може довге утримувати тепло.

Над поверхнею планети часто дмуть сильні вітри - до 100 м/с. Мала сила ваги дозволяє навіть розрідженим потокам повітря зді­ймати величезні пилові бури. Найчастіше вони виникають побли­зу полярних шапок. Іноді досить великі області на Марсі бувають охоплені грандіозними пиловими бурами.

Зміна пір року на Марсі відбувається так само, як і на Землі. Яскравіше за все сезонні зміни виявляються в полярних областях. У зимовий час полярні шапки охоплюють значну площу. Границя північної полярної шапки може віддалятися від полюса на третину відстані від екватора, а границя Південної шапки долає відстань, що дорівнює половині цього. Ця різниця зумовлена тим, що в Пів­нічній півкулі зима настає, коли Марс проходить через перигелій своєї орбіти, а в Південній - коли Марс проходить через афелій (тобто в період максимального віддалення від Сонця); через це зима в Південній півкулі холодніша, ніж у Північній.

Малюсінькі супутники Марса, що були відкриті Асафом Хо­лом у 1877 р. і названі Фобосом і Деймосом, у середині XX століття привернули до себе загальну увагу. 1945 р. американський астро­ном Б. Шарплесс обробив ще раз старі спостереження Фобоса, ви­конані в Пулково ще в XIX в., і, зіставивши їх із даними більш піз­нього часу, дійшов висновку, що Фобос навколо Марса рухається прискорено. Але це могло бути спричинене опором марсіанської атмосфери. Добре відомо, що гальмування штучних супутників у верхніх шарах атмосфери зменшує їхню кінетичну енергію.

Фобос має розміри 28 х 20 х 18 км, Деймос - 16 х 12 х 10 км. на Деймосі є гори заввишки 1500 м. Складено карту Фобоса: най­більший його кратер назвали Стикії - на честь дівочого прізвища дружини Холла. Його ім’я носить інший великий кратер у Південній півкулі Фобоса.

Почали складати карту Деймоса. Один з його кратерів дістав ім’я Свіфта, фантазія якого задовго до відкриття супутників випадково підказала йому їх віддаленість від планети і періоди обертання навколо неї.

«...Крім того, вони відкрили 2 маленькі зорі чи два супутники, що обертаються навколо Марса. Найближчий з них віддалений від центра цієї планети на відстань, що дорівнює трьом її діаметрам, другий знаходиться від неї на відстані п’яти таких діаметрів» («Пригоди Гуллівера»).

Деякі дослідники вважають, що супутники Марса потрапили до нього не з власної волі, а були захоплені з пояса астероїдів.

 

Земля

Земля рухається навколо Сонця по близькій до колової орбіті) середній радіус якої - 149, 6 млн км - прийнято за 1 астрономічну одиницю. Період обертання по орбіті дорівнює часу 365, 256 куль-мінації «середнього Сонця», або земної доби, швидкість руху по орбіті - 29, 8 км/с. Нахил площини екватора до площини орбіти дорівнює 23°27'.

Маса Землі - 5, 972-1024 кг, середній радіус - 6371 км, середня густина - 5510 кг/м3. Екваторіальний радіус планети становить R = 6378 км. Земля має грушоподібну форму, звану геоїдом. Полярний радіус менше і дорівнює R3 = 6356 км. Декомпозиція Землі з полюсів пояснюється її обертанням. Прискорення вільного падіння на поверхні становить в середньому g = 9, 78 м/с2.Вік Землі, за даними радіоізотопного методу й астрономічних досліджень, близький до 4, 5 мільярда років.

Хімічний склад Землі: залізо - 39, 9 %, кисень - 27, 7 %, кремній - 14, 5 %, вуглець - 0, 04 % (усього 88 елементів).

Надра Землі як найбільш масивної з планет земної групи Со­нячної системи відрізняються найбільшим ступенем диференці­йованості речовини і найбільшою інтенсивністю процесів гравіта­ційної диференціації. Еволюція земних надр триває і до сьогодні. Теплова енергія Землі - близько 1, 3 -1027Дж.

Відповідно до більшості фізичних моделей, підтверджених да­ними геофізичних досліджень, Земля має внутрішнє ядро радіусом близько 1221 км, що складається з декількох твердих шарів заліза з різним ступенем орієнтації кристалів, оточених зовнішнім рідким ядром завтовшки 2225 км. Передбачається, що воно складається зі сплавів заліза (89 %), нікелю (7 %), сульфіду заліза Fe (4 %) та ін­ших металів і важких хімічних елементів і відповідає за складом залізним метеоритам. Температура в центрі Землі 6300 К, тиск 3, 6-1011 Па, густина речовини 13000 кг/м3.

Обертання Землі розділяє бар’єром циліндричної форми рідини зовнішнього ядра на 2 різні області - внутрішню із твердим ядром і розпеченими розплавами в полярних областях і більш холодну зо­внішню. Насичена залізом рідина усередині циліндра обертається подібно до повітряних потоків циклона, набуваючи подібної з ним структури, і генерує магнітне поле планети, прискорюючи обер­тання внутрішнього ядра Землі. Вона сповільнює своє обертання в результаті приливної дії Місяця повільніше, ніж всі інші земні оболонки, і швидкість її обертання трохи вище від швидкості обер­тання планети (на 1 оберт у 1 000 років). В основному обсязі ядра й у приповерхневих шарах відбуваються коливальні процеси з пе­ріодами 300-1000 років і 20-120 років.

Мантія загальною товщиною 2900 км розділяється на нижню (2037 км), середню (600 км) і верхню (250 км), на границях яких відбуваються стрибкоподібні зміни у фізико-хімічних характе­ристиках речовини, що перебуває в напіврідкому (в’язкому) ста­ні. Передбачається, що мантія складається в основному з окислів кремнію, магнію і заліза, що відповідає за складом залізокам’яним метеоритам. Температура і тиск усередині мантії змінюються від р = 1, 3*1011Па за Т = 4300К на границі з ядром, до р = 1, 4*1010Па за Т = 800К - на границі з літосферою.

Ядро і мантія містять у собі близько 99, 6 % маси планети; літосфера -0, 375 %; атмосфера - 0, 0001 % і біосфера близько 0, 0000003%.

Від межі земного ядра, із глибин 2900 км до літосфери мантію пронизують наскрізь мантійні плюми («пера») - стовпи розпече­ної речовини діаметром 150-200 км і температурою, на 200-300 К вищою за навколишнє середовище. Вони переносять до поверхні Землі теплову енергію, що виділяється в ядрі планети. «Мантійний вітер» - рух розплавлених порід під впливом конвекції речови­ни - відхиляє плюми від вертикалі. У верхній мантії плюми роз­галужуються; над ними відбуваються інтенсивні тектонічні і вул­канічні процеси.

Літосфера (кора) завтовшки 4-6 км під океанами і 30-70 км під материками. Середній рівень земної кори - 2430 км. У будові літосфери Землі виділяють 3 шари: осадових гірських порід (10- 15 км), гранітів під материками і під ними щільних базальтів.

Густина літосфери становить 2, 8 г/см3.

Середній хімічний склад літосфери: кисень - 49, 4 %, крем­ній - 25, 8 %, алюміній - 7, 5 %, залізо - 4, 7 %, вуглець - 0, 087 %. Склад континентальної кори трохи інший: кисню - 45, 2 %; кремнію - 27, 2 %; алюмінію - 8, 0 %; заліза - 5, 6%; кальцію - 5, 1%; магнію -2, 8 %; натрію - 2, 3 %; калію -1, 7 %; титану - 0, 9 %; інших елементів близько 1 %.

Відповідно до теорії Ю. В. Баркіна, всі оболонки Землі мають ексцентричність і відносну рухомість. їхні центри мас не збігають­ся. Оболонки зазнають періодичних коливань внаслідок дії вну­трішніх і зовнішніх космічних факторів (збурювальної дії Сонця, Місяця і планет). Наслідками є передбачуване зміщення центра мас Землі зі швидкістю 6, 47 см за століття і різноманітні потуж­ні геодинамічні і геофізичні процеси (активність мантійних плюмів, сейсмічність, вулканізм, гороутворювальні процеси, підняття й опускання суходолу і т. ін.).

Окремі частини (блоки) літосфери зміщуються незалежно один від одного протягом мільйонів років на сотні і тисячі кілометрів. У зонах розламів меж плит формується нова океанська кора. На ділянках опускання літосферні плити занурюються в мантію на глибину до 660 км.

На сьогодні на поверхні Землі виділяють 6 великих масивів земної кори -континентів, що виступають над рівнем Світового океану: Євразію (55 млн км2), Африку (30 млн км2), Північну Америку (24 млн км2), Південну Америку (18 млн км2), Антарктиду (14 млн км2) і Австралію (8, 5 млн км2).

Історично сформовані підрозділи суходолу земної кулі, що включають той чи інший материк або його частину з розташованими поблизу островами, називають частинами світу. Виділяють Європу, Азію, Африку, Австралію з Океанією, Америку й Антарктиду.

Земля має велику водну оболонку- гідросферу масою 1, 44*1023 кг (0, 024 М3)іобсягом 1, 616*1011 км3, що включає в себе усі взаємозалежні підземні води, води суходолу, рік і озер (0, 65 %), морів і океанів (97, 2 %), водну пару атмосфери і запаси снігу і льоду (2, 15 %), що перебувають у постійному кругообігу. Льодовики і вічні сніги займають площу 14 000 км2; внутріконтинентальні водойми - 2000 км2. Загальний запас енергії води на Землі величезний: у Європі й Азії - 1, 08*1012 Вт, у Північній Америці - 3, 1 1011 Вт і в Африці- 7, 8*1011 Вт. Енергія припливів становить близько 2, 7*1012 Світовий океан об’єднує 4 найбільших океани - Тихий, Ат­лантичний, Індійський і Північно-Льодовитий (загальною площею 361 млн км2) і всі моря - частини океанів, що вдаються в суходіл і відділені від нього островами, півостровами або підводними хреб­тами. Середня глибина Світового океану - 3704 м, найбільша – 11 022 м (Маріанська западина). Дно морів і океанів має складний, хоча і менш розчленований, ніж суходіл, рельєф, у якому виділяють:

· шельф - мілководну материкову обмілину, рівнину глибиною до 500 м і шириною до 1500 м, що займає 8 % площі Світового океану. На дні шельфу зосереджено величезні запаси корисних копалин осадового походження (нафти, газу і т. ін.);

· материкову обмілину, що має круті східчасті схили; на глибині до 3-5 км, на дні, - гори, каньйони, улоговини, у яких залягають колосальні запаси залізо-марганцових поліметалевих руд (12 % площі океанів);

· абісаль - ложе океану на глибині 8-10 км (80 % площі), роз­членоване на великі улоговини і западини могутніми підвод­ними хребтами завдовжки до 6000 км, завширшки до 400 км і заввишки в кілька кілометрів (найвищі вершини виступають над водою вулканічними островами). Уздовж і поперек хреб­тів є розлами - рифти, на дні яких залягають базальти, схожі за складом з породами мантії.

Гідросфера акумулює і перерозподіляє сонячне тепло. У районі екватора вода, зігріваючись, піднімається з глибин і розноситься морськими течіями шириною від 10 до 100 км і глибиною до 1 км із середньою швидкістю руху 2-3 км/год у помірні широти і далі, до полюсів, де остигає, стає густішою й опускається вниз. Обер­тання планети відхиляє плини до 45° вправо в Північній, уліво - у Південній півкулях. Процеси в гідросфері перебувають у склад­ній взаємодії з процесами в атмосфері і літосфері Землі і поряд з ними формують клімат і погоду. Так, морські течії зумовлюють вітри - пасати, що постійно дмуть в одному напрямку, нахил рів­ня моря і т. ін. Ділянки океанів, у яких немає плинів, знаходять­ся в зонах найбільшого атмосферного тиску. Припливи гальмують обертання Землі навколо осі і т. ін. Енергія плинів величезна. Так, енергія Гольфстріму складає 2, 2 1014Дж.

Земля одержує лише 1/2000000000 частину сонячної енергії. На 1 м2 місцевості, перпендикулярної до падіння сонячних про­менів за межами земної атмосфери, потрапляє 1, 36 кВт сонячної енергії.

Упродовж мільярдів років існування Землі установилася рівно­вага, за якої Земля випромінює в космос ту саму кількість енергії, яку одержує від Сонця, але переважно в інфрачервоному (тепло­вому) діапазоні довжин хвиль з максимумом близько 8, 6-10м, що активно поглинається молекулами водяної пари і вуглекисло­го газу. Тому навіть незначні коливання в концентрації цих газів в атмосфері впливають на тепловий баланс Землі і формування клімату. Завдяки парниковому ефекту середня температура Землі на 40 К вище від ефективної температури, обумовленої потоком со­нячної енергії і тепловим випромінюванням Землі. Без парниково­го ефекту в атмосфері температура на поверхні Землі становила б близько -24 °С і життя стало б неможливим. Парниковий ефект згладжує добові перепади температур до 15 К.

Багаторічний режим погоди - клімат - це характерна для даної місцевості сукупність послідовних змін станів погоди за десятки років, що обумовлено взаємодією атмосфери, гідросфери і поверхні Землі. З-поміж основних кліматотвірних факторів виділяють:

1. Фізичні (обертання Землі навколо Сонця; обертання Землі на-вколо осі, сталість і величина нахилу земної осі; тепловий баланс, фізичні характеристики, склад і динаміка атмосфери, динаміка гідросфери і т. ін.).

2. Географічні (широта місцевості, висота над рівнем моря, відстань до берегової лінії океану (материка), рельєф місцевості і т. ін.).

Земля має магнітне поле індукцією 5-10-5 Тл, подібне за структурою до поля однорідної намагніченої кулі - сферичного магніту, вісь якого нахилена до осі обертання Землі на 11, 5°. Північний магнітний полюс Землі розташований у її Південній півкулі і має координати: 76, 6°, 70, 1°. Південний полюс розташований у Північній півкулі. Чудовою властивістю геомагнітного поля є змінюваність величини індукції і дрейфування магнітних полюсів по земній поверхні: вони можуть навіть мінятися місцями.

Сучасні теорії геомагнетизму уподібнюють Землю до динамо- машини із самозбудженням, виходячи із припущення, що магнітне поле Землі створюється і підтримується за рахунок обертання зовнішнього ядра планети. Процес генерації геомагнітного поля залишається незмінним протягом 250 млн років.

Магнітне поле планети розмірами до 6, 38 106м, яке обтікає в космосі сонячний вітер, називається магнітосферою. Заряджені частинки потоків сонячного вітру (електрони і протони) густиною 108 частинок/ см2 зі швидкостями 400-1000 км/с, що потрапляють усередину магнітосфери, і електрони, випромінювані магнітосферою Юпітера, захоплює магнітне поле Землі, і вони починають рухатися по гвинтоподібних траєкторіях навколо силових ліній магнітного поля, утворюючи радіаційні пояси.

Якби в Землі була відсутня магнітосфера, космічна радіація убила б на ній усе живе. Однак велика частина космічних променів відхиляється магнітним полем Землі, а частина захоплюється, і лише найбільш енергійні частинки досягають верхніх шарів атмосфери, в основному в області земних полюсів, і спричиняють світіння розріжених газів - полярні сяйва. При цьому виділяється енергія до 2/1012Вт, що перевищує потужність всіх електростанцій Землі.

Космічні об’єкти і космічні процеси впливають на всі природні оболонки Землі й еволюцію планети.

Місяць-єдиний природний супутник нашої планети. Це другий за яскравістю об’єкт на земній небозводі після Сонця і п’ятий за величиною природний супутник планет Сонячної системи. Він також є першим і єдиним позаземним об’єктом природного походження, на якому побувала людина. Середня відстань між центрами Землі і Місяця - 384 467 км.

Радіус = 1738 км

Велика піввісь орбіти = 384 400 км

Орбітальний період = 27, 321661 діб

Ексцентриситет орбіти = 0, 0549 Нахил орбіти екватора = 5, 16°

Температура поверхні = від -160 °С до +120 °С

Доба =708 годин

Відстань від Землі = 384 400 км

Гравітаційні сили між Землею і Місяцем спричиняють деякі цікаві ефекти. Найвідоміший з них - морські припливи і відливи.

Вивчаючи геологічну будову Місяця, можна багато дізнатися про будову та розвиток Землі.

Вимірювання швидкості супутників «Лунар Орбітер» дозволили створити гравітаційну карту Місяця. З її допомогою було виявлено унікальні місячні об’єкти, названі масконами, - це маси речовини підвищеної щільності.

Місяць не має магнітного поля. Але деякі з гірських порід на його поверхні виявляють залишковий магнетизм, що вказує на те, що, можливо, в історії у Місяця магнітне поле було.

Не маючи ні атмосфери, ні магнітного поля, поверхня Місяця зазнає безпосереднього впливу сонячного вітру. Протягом 4 мільярдів років водневі іони з сонячного вітру занурювались у реголіт Місяця. Таким чином, зразки реголіту, доставлені Аполлоном, виявилися дуже цінними для дослідження сонячного вітру. Цей місячний водень також може бути використаний колись як ракетне паливо.

Залишені на Місяці сейсмографи показали наявність сейсміч­ної активності. Через відсутність води коливання місячної поверх­ні можуть тривати понад годину.

Поверхню Місяця можна розділити на два типи: дуже стара гірська місцевість з великою кількістю кратерів (місячні материки) і відносно гладкі і молоді місячні моря. Місячні моря, які становлять приблизно 16 % всієї поверхні Місяця, - це величезні кратери, що виникли в результаті зіткнень з небесними тілами, які були пізніше затоплені рідкої лавою. З незрозумілої причини місячні моря сконцентровані на зверненому до нас боці.

Більшість кратерів на зверненій до нас стороні названо іменами знаменитих людей історії науки, таких як Тихо Браге, Коперник і Птолемей. Особливості ландшафту на зворотному боці мають сучасніші назви типу Аполлон, Гагарін, Корольов - в основному це російські назви, оскільки перші знімки зроблено радянським кораблем «Місяць-3».

 

4. Особливості планети земної групи

Планетам земної групи властиві порівняно невеликі розміри і маси, велика середня густина (для Меркурія, Венери і Землі відпо­відно 5, 4, 5, 2 і 5, 5 г/см3, для Марса 3, 97 г/см3) і тверда поверхня. Практично однакові значення густин свідчать про подібність спів­відношень вмісту хімічних елементів, з яких утворені надра пла­нет. Складаються переважно з силікатів і металевого заліза, кисню, кремнію, заліза, магнію, алюмінію та інших важких елементів.

Зовсім інший вигляд має порівняння хімічного складу атмо­сфер. Так, Меркурій має дуже розріджену газову оболонку, основ­ним компонентом якої є гелій. Атмосфера Венери на 97 % скла­дається з вуглекислого газу; азоту в ній менше 2 %, вміст водяної пари поблизу поверхні планети - всього 0, 002 %. Аналогічно в ат­мосфері Марса вуглекислого газу 95 %, азоту 2, 7 %, водяної пари 0, 1 %. Щоправда, маси цих двох атмосфер різні. Атмосфера Марса дуже розріджена, і тиск біля його поверхні в середньому у 160 разів менший, ніж на рівні моря для Землі. Атмосфера Венери, навпа­ки, дуже густа, біля поверхні її густина лише у 15 разів менша від густини води і тиск - близько 90 атм. Отже, порівняно з іншими планетами земної групи, Земля має унікальний склад атмосфери, де переважають азот і кисень.

Згідно із сучасними теоріями колись у земній атмосфері та­кож було багато вуглекислого газу, який посідав у ній друге міс­це за вмістом. Однак за наявності на Землі води, яка дуже добре розчиняє вуглекислий газ, під час формування осадових порід на дні океану він досить швидко був зв’язаний у вигляді карбонату в крейді та вапняку. Живі організми сприяють цьому процесу впродовж мільярдів років, тому практично весь вуглекислий газ зник з атмосфери планети. Якби зараз цей газ раптово виділився, тиск біля поверхні Землі збільшився б до 40 атм.

Ще одна особливість планет земної групи: вони повільно обертаються навколо своїх осей. Зоряна доба на Меркурії триває близько 59 земних діб, а на Венері, як було виявлено у 1966 р. радіолокаційним методом, - 243, 2 земної доби, причому плане­та обертається навколо осі у зворотному напрямку, тобто за го­динниковою стрілкою, якщо дивитися на неї з боку північного полюса, а не проти, як більшість планет Сонячної системи. Зем­ля і Марс обертаються навколо осей значно швидше, відповідно за 23 год 56 хв і 24 год 37 хв. Але це все одно набагато повільніше, ніж планети-гіганти.

 


Поделиться с друзьями:

mylektsii.su - Мои Лекции - 2015-2024 год. (0.02 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал