Виникнення планетних систем і Землі

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

РЕФЕРАТ
ПО АСТРОНОМІЇ
Тема: ВИНИКНЕННЯ планетних систем і ЗЕМЛІ

ЗМІСТ
ВСТУП. 3
1. ОСВІТА СОНЯЧНОЇ СИСТЕМИ .. 4
1.1. Теорії минулого. 4
1.2. Народження Сонця. 4
2. Походження планет. 6
3. Відкриття інших планетних систем .. 8
4. Планети і їх супутники. 10
5. Будова планет. 12
6. Планета Земля .. 14
6.1. Форма, розміри і рух Землі. 14
6.2. Внутрішня будова. 15
6.3. Над поверхнею Землі. 17
ВИСНОВОК. 19
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ .. 21

ВСТУП
Ніщо у всьому Всесвіті
Не існує, тільки їх політ,
І він мої печалі геть несе
Політ планет, Землі, і зірок
Політ, і каменю,
І думка моя не життя і смерті
На двох крилах, на двох хвилях
Пливе.
Поль Елюар
Погодьтеся, сьогодні людина, в якій би найвіддаленішій галузі науки або народного господарства він не працював, повинен мати уявлення, хоча б загальне, про нашу Сонячну систему, зірки і сучасних досягненнях астрономії.
Порівняльне вивчення планет і їх супутників - «лун» - має першорядне значення і для пізнання Землі. Нам ще не ясні ті умови, які призвели до формування різноманітних природних комплексів, у тому числі благоприятствовавших зародженню і розвитку життя на Землі.
У цьому рефераті піде мова про Сонячну систему і про походження планет.
Я вибрав цю тему тому, що загадковий світ утворення зірок і планет з давніх часів притягував до себе увагу людей. Ця тема була актуальною впродовж тисячоліть і лише в останні 10 років були отримані достовірні відомості про наявність планет і планетних систем і в інших зірок. Пізнання планет і планетних систем призведе людство і до вирішення іншої глобальної проблеми - існування життя на планетах, а це належить вирішити людству тільки в третьому тисячолітті.
Таким чином, мета даної роботи - розглянути виникнення планет, окремо розглянути виникнення, будова, форму, розміри і рух Землі.

1. ОСВІТА СОНЯЧНОЇ СИСТЕМИ
Наша Галактика містить близько 100 млрд. зірок, а всього галактик, які в принципі спостережувані, приблизно 10 млрд. Чому ж тоді треба витрачати час на з'ясування подробиць народження Сонця? Воно являє собою посередню, нічим не примітну зірку, яка з'явилася близько 4,6 млрд. років тому (можна навіть назвати його вік середнім), Сонце старше. Плеяд, вік яких кілька десятків мільйонів років, але свідомо молодший червоних гігантів, що населяють кульові скупчення (їхній вік 14 млрд. років).
Справа в тому, що Сонце до цих пір залишається єдиною відомою науці зіркою, на одній з планет якої існує життя. Тому надзвичайно цікаво дослідити механізм виникнення Сонячної системи. Може виявитися, що планети утворюються, як правило, при народженні якої-небудь зірки. У цьому випадку помітно збільшилася б імовірність знайти життя ще де-небудь у Всесвіті. Така можливість становить великий інтерес, причому не лише з наукової точки зору.
1.1. Теорії минулого
Перша теорія утворення Сонячної системи, запропонована в 1644 р. Декартом, має помітну подібність з теорією, визнаної в даний час. За уявленнями Декарта, Сонячна система утворилася з первинної туманності, що мала форму диска і складалася з газу і пилу (моністичний теорія). У 1745 р. Бюффон запропонував дуалістичну теорію; згідно з його версії речовина, з якого утворені планети було відірвано від Сонця якоюсь надто близько проходила планетою або іншою зіркою.
Найбільш відомими моністичними теоріями стали теорії Лапласа і Канта. Труднощі, з якими зустрілися наприкінці 19 ст. Моністичні теорії, сприяли успіху дуалістичних, однак розвиток історії знову повернув нас до моністичної теорії. Такі коливання цілком зрозумілі, оскільки в розпорядженні дослідників було дуже вже мало даних: розподіл відстаней до планет, підпорядковане певним законом (закону Боде), знання того, що планети рухаються навколо Сонця в одну сторону, та її деякі теоретичні міркування (на яких ми не будемо зупинятися), що стосуються кутового моменту Сонячної системи.
Якби Бюффон виявився правим, то поява такої планети, як наша, було. Би подією надзвичайно рідкісним, пов'язаним з іншим настільки ж рідкісною подією, як зближення двох зірок, а ймовірно знайти життя де-небудь у Всесвіті стала б мізерно малою. Така викликала б розчарування не тільки у читачів наукової фантастики.
1.2. Народження Сонця
Більш численні й надійні експериментальні дані про Сонячну систему, отримані у повоєнні роки. Методи якими були досліджені метеорити і поверхня Місяця, не можна було навіть уявити за часів Лапалса.
Мова йде про речовину, яка утворилася на самій ранній стадії життя Сонячної системи або навіть було частиною первинної туманності.
Дослідження післявоєнних років призвели до деякого прояснення нашого походження. Мова йде про «великий вибух», в результаті якого в далеку епоху, приблизно 15-20 млрд. років тому, народилася Всесвіт. Через мільярд років після «великого вибуху» з суміші водню й гелію, заповнювали весь простір, почалося утворення галактик. Перші зірки, що утворилися ті временя, все ще видно в кульових скупченнях і в центрах галактик. Слідом за ними утворилися спіральні рукави.
Найбільш масивні зірки, що сформувалися на самому початку, пройшли дуже швидку еволюцію, при якій водень перетворювався в більш важкі елементи (у тому числі вуглець і кисень), а новостворене речовина викидалося в навколишній простір. Такі перетворення і зараз відбуваються в термоядерних реакціях, що постачають всю енергію, що випромінюється зірками.
Цей «попіл» у свою чергу піддавався локального стиснення, що приводить до народження нових звез д, і цикл повторювався. Сонце являє собою зірку другого або третього покоління. Згідно Клейтону, стиснення, в результаті якого про разован Сонце, було викликано яка, вибухаючи, повідомила руху міжзоряної речовини і, як мітла, штовхала його поперед себе; так відбувалося до тих пір поки за рахунок сили тяжіння не сформувалося стабільне хмара, продолжавшее стискатися, перетворюючи власну енергію стиснення в тепло
Вся ця маса почала нагріватися, і за дуже короткий час (десяток мільйонів років) температура всередині хмари досягла 10-15 млн. градусів. К. цього часу термоядерні реакції йшли повним ходом і процес стиснення закінчився. Прийнято вважати, що саме в цей «момент», від чотирьох до шести мільярдів років тому, і народилося Сонце.

2. Походження планет
Передбачається, що планети виникли одночасно (або майже одночасно) 4,6 млрд. років тому з газово-пилової туманності, що мала форму диска, у центрі якого розташовувалося молоде Сонце. Утворення зірок і планетних систем - це, мабуть, все-таки єдиний процес, що відбувається в результаті конденсації хмари міжзоряного газу в силу його гравітаційної нестійкості.
Таким чином, протопланетних туманність утворилася разом з Сонцем з міжзоряної речовини, щільність якого перевищила критичні межі. За деякими даними (присутність специфічних ізотопів у метеоритах), таке ущільнення сталося в результаті щодо близького вибуху наднової зірки. Вибух наднової міг прискорити і стимулювати процес конденсації, а також забезпечити утримання в складі газової туманності важких елементів. Допланетного хмара було мало масивним. Якби його маса перевищувала 0,15 маси Сонця, воно акумулювалося б не в систему планет, а в зіркоподібний супутник Сонця.
Протопланетні хмара було нестійким, воно ставало все більш плоским, конденсованих у ущільнений диск, у ньому виникали нестійкості, які приводили до утворення ряду кілець, а газові кільця перетворювалися на газові згустки - протопланети. Протопланети стискалися, тверді порошинки зближувалися, стикалися, утворювали тіла все більших розмірів. У відносно короткий термін (10 n років, де, за різними оцінками, n = 5-8) сформувалися дев'ять великих планет.
В даний час панує ідея холодного, а не гарячого, початкового стану Землі та інших планет Сонячної системи, які виникли в результаті акреції частинок і твердих тіл газово-пилового протопланетного хмари, що оточував Сонце. Однак поки не вирішено питання, чи була Земля гомогенна або гетерогенна до кінця свого формування, утворилися ядро, мантія і кора в результаті гетерогенної акреції або ж наша планета створювалася з гомогенного матеріалу, який потім піддавався диференціації в процесі подальшої геологічної історії. Більшість дослідників дотримуються моделі гетерогенної акреції. (Хоча питання про розподіл речовини допланетного хмари на залізничні й силікатні частинки поки остаточно не вирішене.)
Астероїди, комети, метеорити є, ймовірно, залишками матеріалу, з якого сформувалися планети. Астероїди збереглися до нашого часу завдяки тому, що переважна більшість їх рухається в широкому проміжку між орбітами Марса і Юпітера. Аналогічні кам'янисті тіла, що колись існували у всій зоні планет земної групи, давно або приєдналися до цих планет, або руйнувалися при взаємних зіткненнях, або були викинуті на межі цієї зони внаслідок гравітаційного впливу планет.
Походження систем регулярних супутників (тобто рухаються в напрямку обертання планети по майже кругових орбітах, що лежать у площині її екватора) автори космогонічних гіпотез звичайно пояснюють повторенням в малому масштабі того ж процесу, який вони пропонують для пояснення утворення планет Сонячної системи. Такі супутники є в Юпітера, Сатурна, Урана. Походження іррегулярних супутників (тобто таких, які володіють зворотним рухом) ці теорії пояснюють захопленням.
Що стосується Місяця, то найбільш вірогідним є її утворення на навколоземній орбіті (можливо, з декількох великих супутників, які в кінцевому рахунку об'єдналися в одне тіло - Місяць, що забезпечило її швидке нагрівання), хоча продовжують обговорюватися і малоймовірні гіпотези захоплення Землею готової Місяця і відділення Місяця від Землі.

3. Відкриття інших планетних систем
Проблема особливостей хімічного складу Сонячної системи. Хоча ідея множинності планетних систем міцно утвердилася в астрономічній картині світу ще з часів Дж. Бруно, проте до самого останнього часу емпірично обгрунтованими даними про існування планетних систем в інших зірок астрономія не володіла. Можливості наглядової техніки не дозволяли цьому переконатися. Тільки новітні методи астрономічного спостереження остаточно закрили цю «сторінку» астрономічного пізнання.
Вступ астрономії в XXI ст. ознаменувалося видатним досягненням - відкриттям планет за межами Сонячної системи, планетних систем в інших зірок. За допомогою нового покоління засобів і методів астрономічного спостереження починаючи з 1995 р. вдалося відкрити вже понад сотні планет за межами Сонячної системи, у зірок, розташованих в радіусі приблизно ста світлових років від нас.
Крім того, згідно з останніми спостережною даними, принаймні кожна третя зірка має свою планетну систему. Ці дані лодтверждени спостереженнями в інфрачервоному діапазоні молодих зірок. Це означає, що планетогенез (образ вання планетних систем) - не виняткове явище, а повсюдний момент еволюції матерії. А наша планетна система - закономірна ланка організації галактичної і зоряної матерії, одна з багатьох подібних систем нашої Галактики. Але у неї є і свої важливі відмінні риси.
Як виявилося, переважна більшість відкритих планет відносяться до планет типу Юпітера, тобто складаються переважно з водню і гелію. Їх називають гарячими юпітерами. Схоже, що планет земного типу в інших системах набагато менше, ніж планет типу Юпітера. Мабуть, наша Сонячна система не відноситься до планетних систем із середньостатистичним розподілом хімічних елементів у Всесвіті і склалася в особливих умовах. Її освіта мала свої особливості, пов'язані зі збагаченням воднево-гелієвого пилового диска важкими елементами. Таким чином, відкриття інших планетних систем знову привернуло увагу до проблем походження (нуклеосинтезу) і поширення хімічних елементів у Всесвіті, особливостям хімічного складу Сонячної системи. Коротенько, суть проблеми в наступному.
При спектроскопічне дослідження астрономічних об'єктів в усій доступній нам Всесвіту виявляються одні й ті ж хімічні елементи. Проте відносна поширеність елементів, властивих Землі, не характерна для інших частин Всесвіту. Так, близько 80% всіх атомів у Всесвіті - атоми водню; інші - головним чином атоми гелію [1]. Більш важкі атоми, які звичайні для нашої планети (залізо, магній, кремній, кисень і ін), складають у Всесвіті лише мізерну частину. Ясно, що Земля сформувалася в особливих умовах, не характерних для середньостатистичного розповсюдження елементів у Всесвіті, і що спочатку у Всесвіті не було складних атомів, але згодом утворився якийсь спосіб синтезу складних елементів з легких і простих. Коли і як утворилася така «фабрика» хімічних елементів, як вона пов'язана з виникненням Сонячної системи - одна з центральних проблем сучасного природознавства, що лежить на стику астрономії, хімії та фізики. На ці запитання дає відповідь теорія будови і еволюції зірок.

4. Планети і їх супутники.
Земля - ​​супутник Сонця в світовому просторі, вічно кружащийся навколо цього джерела тепла і світла. Найяскравішими з постійно спостерігаються нами небесних об'єктів, крім Сонця і Місяця, є сусідні з нами планети. Вони належать до числа тих дев'яти світів (включаючи Землю), які обертаються навколо Сонця (а його радіус 700 тис. км, тобто в 100 разів більше радіуса Землі) на відстанях, що сягають кількох мільярдів кілометрів. Група планет разом з Сонцем складає Сонячну систему. Планети хоча і здаються схожими на зірки, насправді набагато менше останніх і темніше. Вони видно тільки тому, що відбивають сонячне світло, яке здається дуже яскравими, оскільки планети набагато ближче до Землі, ніж зірки.
Крім планет, в сонячну «сім'ю» входять супутники планет (у тому числі і наш супутник - Місяць), астероїди, комети, метеорні тіла. Планети розташовані в наступному порядку: Меркурій, Венера, Земля (один супутник - Місяць), Марс (два супутники), Юпітер (15 супутників), Сатурн (16 супутників), Уран (5 супутників), Нептун (2 супутника) і Плутон ( 1 супутник). Земля в 40 разів ближче до Сонця, ніж Плутон, і в 2,5 рази далі, ніж Меркурій. Можливо, що за Плутоном є ще одна або декілька планет, але пошуки їх серед безлічі зірок слабкіше 15-ї величини занадто копітко і не виправдовують витраченого часу. Можливо, вони будуть відкриті «на кінчику пера», як це вже було з Ураном, Нептуном і Плутоном.
Важливу роль в Сонячній системі відіграє міжпланетна середа, ті форми речовини і поля, які заповнюють простір Сонячної системи. Основні компоненти цього середовища - сонячний вітер (потік заряджених частинок, в основному протонів і електронів, стікали з поверхні Сонця); заряджені частинки високої енергії, що приходять з глибин космосу; міжпланетне магнітне поле; міжпланетна пил (велика частина з масою 10 -3 -10 -5 г), основним джерелом якої є комети; нейтральний газ (атоми водню і гелію).
З 1962 р. планети і їх супутники успішно досліджуються космічними апаратами. Вивчено атмосфери і поверхня Венери і Марса, сфотографовані поверхню Меркурія, хмарний покрив Венери, Юлітера, Сатурна, вся поверхня Місяця, отримані зображення супутників Марса, Юпітера, Сатурна, кілець Сатурна і Юпітера. Спущені космічні апарати досліджували фізичні і хімічні властивості порід, що складають поверхню Марса, Венери, Місяця (зразки місячних порід були доставлені на Землю і ретельно вивчені). З кінця 1970-х рр.. космічними станціями («Вояджер», «Галілео» тощо) досліджувалися планети-гіганти та їх супутники. Отримана інформація значно збагатила наші уявлення про будову і походження Сонячної системи.
По фізичних характеристиках планети діляться на дві групи: планети земного типу (Меркурій, Венера, Земля, Марс) і планети-гіганти (Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун). Про Плутоні відомо мало, але, мабуть, він ближче за своєю будовою до планет земної групи.

5. Будова планет.
Будова планет шарувату. Виділяють кілька сферичних оболонок, що розрізняються за хімічним складом, фазовому стану, щільності та інші характеристики.
Усі планети земної групи мають тверді оболонки, в яких зосереджена майже вся їх маса. Венера, Земля і Марс мають газовими атмосферами. Меркурій практично позбавлений атмосфери. Оповитий щільною атмосферою найбільший супутник Сатурна - Титан, який за розмірами більше планети Меркурій. Титан - єдиний супутник у нашій Сонячній системі, володіє постійною і щільної газової атмосферою, яка складається головним чином з азоту і метану. Запущена в 1997 р. до Сатурна автоматична космічна станція "Кассіні", вже передала зображення Сатурна, в 2004 р. повинна зблизитися з Титаном, спустити на його поверхню, «прітітаніть» на парашуті космічний зонд «Гюйгенс», який буде передавати інформацію про стан атмосфери і поверхні Титану (її температура - 180 ° С).
Земля має рідку оболонку з води - гідросферу, а також біосферу (результат минулого та сучасного діяльності живих організмів). Аналогом земної гідросфери на Марсі є кріосфера - лід в полярних шапках і в грунті (вічна мерзлота). Одна із загадок Сонячної системи - дефіцит води на Венері.
Характеристики твердих оболонок планет відносно добре відомі лише для Землі. Моделі внутрішньої будови інших планет земної групи будуються головним чином на підставі даних про властивості речовини земних надр. Як і у Землі, у твердих оболонках планет виділяють: кору - саму зовнішню тонку (10-100 км) тверду оболонку; мантію - тверду і товсту (1000-3000 км) оболонку; ядро ​​- найбільш щільну частину планетних надр.
Ядро Землі, що складається, швидше за все, із заліза, підрозділяється на зовнішнє (рідке) і внутрішнє (тверде); температура в центрі Землі оцінюється в 4000-5000 К. Рідке ядро, ймовірно, є також у Меркурія і Венери; у Марса його, мабуть, немає.
Найбільш поширені в твердому «тілі» Землі залізо (34,6%), кисень (29,5%), кремній (15,2%) і магній (12,7%).
Таким чином, планети земної групи різко відрізняються по елементного складу від Сонця і абсолютно не відповідають середньої космічної поширеності елементів - дуже мало водню, інертних газів, включаючи гелій.
Планети-гіганти мають іншим хімічним складом. Юпітер і Сатурн містять водень і гелій в тій же пропорції, що і Сонце. Ймовірно, інші елементи також містяться у пропорціях, що відповідають сонячного складу. У надрах Урана і Нептуна, мабуть, більше важких елементів.
Надра Юпітера знаходяться в рідкому стані, за винятком невеликого ядра, яке представляє собою результат металізації рідкого водню. Температура в центрі Юпітера близько 30 000 К. Хімічний та ізотопний склад Юпітера відображає, мабуть, склад міжзоряного середовища, якою вона була 5 млрд років тому. Разом з тим Юпітер ніколи не був настільки гарячий, щоб у ньому могли протікати термоядерні реакції. Сатурн за внутрішньою будовою схожий на Юпітер. Будова надр Урана і Нептуна інше: частка кам'янистих матеріалів у них суттєво більше.
Основними джерелами енергії в надрах планет є радіоактивний розпад елементів і виділення гравітаційної потенційної енергії при акреції (об'єднання) та диференціації речовини, його поступовому перерозподіл по глибині відповідно до щільності - важкі фрагменти тонуть, легкі спливають. На Землі подібне перерозподіл ще далеко не завершилося. Такі процеси викликають переміщення окремих ділянок земної кори, деформацію, горотворення, тектонічні і вулканічні процеси.
Причина вулканічних процесів в наступному. У верхній мантії існують невеликі області, де температура достатня для плавлення її речовини. Розплавлене речовина (магма), видавлюється вгору, проривається через кору, і відбувається вулканічне виверження. Судячи з характеру поверхні, серед планет земної групи тектонічно найбільш активна Земля, за нею слідують Венера і Марс. При цьому важливо, що виділятимуться Землею теплова енергія ніколи не приводила її на повністю розплавлене стан.
Високої тектонічної і вулканічною активністю відрізняються і супутники далеких планет Сонячної системи, особливо Юпітера й Сатурна. Нещодавно було зафіксовано найбільше виверження вулкана в Сонячній системі на супутнику Юпітера, який називається Іо. Площа цього виверження - близько 2000 км 2, а його потужність перевищує виверження земних вулканів у 5-6 тисяч разів! Іо - саме сейсмічне небесне тіло у всій Сонячній системі.
Поверхня планет і їх супутників формують, крім ендогенних (тектонічних, вулканічних) процесів, і екзогенні - падіння метеорних тіл, астероїдів, що призводить до утворення кратерів, ерозія (під дією вітру, опадів, води, льодовиків), хімічну взаємодію поверхні з атмосферою і гідросферою та ін Ендогенні і екзогенні процеси визначають рельєф поверхні планет.

6. Планета Земля
6.1. Форма, розміри і рух Землі
За формою Земля близька до еліпсоїда, сплюснуте з полюсів і розтягнутому в екваторіальній зоні. Середній радіус Землі 6371,032 км, полярний -6356,777 км, екваторіальний -6378,160 км. Маса Землі 5,976 · 1024 кг, середня щільність 5518 кг/м3.
Земля рухається навколо Сонця із середньою швидкістю 29,765 км / з по еліптичній, близькій до кругової орбіти (ексцентриситет 0,0167); середня відстань від Сонця 149,6 млн. км, період одного звертання по орбіті 365, 24 сонячної доби. Обертання Землі навколо власної осі відбувається із середньою кутовою швидкістю 7,292115 · 10-5рад / с, що приблизно відповідає періоду в 23 ч 56 хв 4,1 с. Лінійна швидкість поверхні Землі на екваторі - біля 465 м / с. Вісь обертання нахилена до площини екліптики під кутом 66 ° 33 '22''. Цей нахил і річне звертання Землі навколо Сонця обумовлюють винятково важливу для клімату Землі зміну пір року, а власне її обертання - зміну дня і ночі. Обертання Землі через приливні впливів неухильно (хоча і дуже повільно - на 0,0015 із за сторіччя) сповільнюється. Є і невеликі нерегулярні варіації тривалості доби.
Положення географічних полюсів змінюється з періодом 434 діб з амплітудою 0,36''. Крім того, є й невеликі сезонні їх переміщення.
Площа поверхні Землі 510,2 млн. км2, з яких приблизно 70,8% припадає на Світовий океан. Його середня глибина близько 3,8 км, максимальна (Маріанська западина в Тихому океані) дорівнює 11,022 км; об'єм води 1370 млн. км3, середня солоність 35 г / л. Суша становить відповідно 29,2% і утворює шістьох материків і острови. Вона піднімається над рівнем моря в середньому на 875 м; найбільша висота (вершина Джомолунгма в Гімалаях) 8848 м. Гори займають понад 1 / 3 поверхні суші. Пустелі покривають близько 20% поверхні суші, савани і рідколісся-близько 20%, ліси-близько 30%, льодовики-понад 10%. Понад 10% суші зайнято під сільськогосподарськими угіддями.
За сучасними космогонічними уявленнями Земля утворилася приблизно 4,6-4,7 млрд. років тому із захопленого притяганням Сонця протопланетного хмари. На освіту перше, найбільш древніх з вивчених гірських порід знадобилося 100-200 млн. років. Приблизно 3,5 млрд. років тому виникли умови, сприятливі для виникнення життя. Homo sapiens («Людина розумна») як вид з'явився приблизно півмільйона років тому, а формування сучасного типу людини відносять до часу відступу першого льодовика, тобто близько 40 тис. років тому.
У Землі є єдиний супутник - Місяць. Її орбіта близька до кола з радіусом близько 384400 км.
6.2. Внутрішня будова

Рис. 1. Внутрішня будова Землі
Основну роль у дослідженні внутрішньої будови Землі грають сейсмічні методи, засновані на дослідженні поширення в її товщі пружних хвиль (як поздовжніх, так і поперечних), що виникають при сейсмічні події-прі природних землетрусах і в результаті вибухів. На підставі цих досліджень Землю умовно поділяють на три області: кору, мантію і ядро ​​(у центрі). Зовнішній шар-кора-має середню товщину близько 35 км. Основні типи земної кори-континентальний (материковий) і океанічний, у перехідній зоні від материка до океану розвинута кора проміжної типу. Товщина кори змінюється в досить широких межах: океанічна кора (з урахуванням шару води) має товщину близько 10 км, тоді як товщина материкової кори в десятки разів більше.

Рис. 2. Схематичне будова Землі
Поверхневі відклади займають шар товщиною близько 2 км. Під ними знаходиться гранітний шар (на континентах його товщина 20 км), а нижче - приблизно 14-кілометровий (і на континентах, і в океанах) базальтовий шар (нижня кора). Середні щільності складають: 2,6 г/см3 - у поверхні Землі, 2,67 г/см3 - у граніту, 2,85 г/см3 - у базальту.
На глибину приблизно від 35 до 2885 км простягається мантія Землі, яку називають також силікатною оболонкою. Вона відокремлюється від кори різкій кордоном (так звана межа Мохоровіча, або «Мохо»), глибше якої швидкості як поздовжніх, так і поперечних пружних сейсмічних хвиль, а також механічна щільність стрибкоподібно зростають. Щільності в мантії збільшуються в міру зростання глибини приблизно від 3,3 до 9,7 г/см3.
У корі і (частково) в мантії розташовуються великі літосферні плити. Їх вікові переміщення не тільки визначають дрейф континентів, помітно впливає на вигляд Землі, але мають відношення і до розташування сейсмічних зон на планеті.
Ще одна виявлена ​​сейсмічними методами кордон (межа Гутенберга) - між мантією і зовнішнім ядром - розташовується на глибині 2775 км. На ній швидкість поздовжніх хвиль падає від 13,6 км / с (в мантії) до 8,1 км / с (у ядрі), а швидкість поперечних хвиль зменшується від 7,3 км / с до нуля. Останнє означає, що зовнішнє ядро ​​є рідким. За сучасними уявленнями зовнішнє ядро ​​складається з сірки (12%) і заліза (88%). Нарешті, на глибинах понад 5120 км сейсмічні методи виявляють наявність твердого внутрішнього ядра, на частку якого припадає 1,7% маси Землі. Імовірно, це залізо-нікелевий сплав (80% Fe, 20% Ni).
У числі багатьох хімічних елементів, що входять до складу Землі, є і радіоактивні. Їх розпад, а також гравітаційна диференціація (переміщення більш щільних речовин у центральні, а менш щільних у периферичні області планети) призводять до виділення тепла. Температура в центральній частині Землі порядку 5000 ° С. Максимальна температура на поверхні наближається до 60 ° С (у тропічних пустелях Африки і Північної Америки), а мінімальна становить близько -90 ° С (у центральних районах Антарктиди).
Тиск монотонно зростає з глибиною від 0 до 3,61 ГП. Тепло із надр Землі передається до її поверхні завдяки теплопровідності і конвекції.
Щільність в центрі Землі близько 12,5 г/см3.
6.3. Над поверхнею Землі
Земля оточена атмосферою. Нижній її шар (тропосфера) простягається в середньому до висоти в 14 км; відбуваються тут процеси відіграють визначальну роль для формування погоди на планеті. Температура в тропосфері зменшується з збільшенням висоти. Шар від 14 до 50-55 км називають стратосферою; тут температура зростає із збільшенням висоти. Ще вище (приблизно до 80-85 км) знаходиться мезосфера, над якою спостерігаються (зазвичай на висоті близько 85 км) сріблясті хмари. Для біологічних процесів на Землі величезне значення має озоносфера-шар озону, що знаходиться на висоті від 12 до 50 км. Область вище 50-80 км називають іоносферою. Атоми і молекули в цьому шарі інтенсивно іонізуються під дією сонячної радіації, зокрема, ультрафіолетового випромінювання. Якщо б не озоновий шар, потоки випромінювання доходили б до поверхні Землі, виробляючи руйнування в наявних там живих організмах. Нарешті, на відстанях понад 1000 км газ настільки розріджене, що зіткнення між молекулами перестають відігравати істотну роль, а атоми іонізовані більш ніж наполовину. На висоті близько 1,6 і 3,7 радіусів Землі перебувають перший і другий радіаційні пояси.
Гравітаційне поле Землі з високою точністю описується законом всесвітнього тяжіння Ньютона. Прискорення вільного падіння над поверхнею Землі визначається як гравітаційної, так і відцентровою силою, зумовленої обертанням Землі. Залежність прискорення вільного падіння від широти наближено описується формулою g = 9,78031 (1 +0,005302 sin2) m/c2, де m-маса тіла.
Земля має також магнітним і електричним полями. Магнітне поле над поверхнею Землі складається з постійної (або мінливою досить повільно) «головною» і змінної частин; останню зазвичай відносять до варіацій магнітного поля. Головне магнітне поле має структуру, близьку до дипольної. Магнітний дипольний момент Землі, рівний 7,98 · 1025 одиниць СГСМ, спрямований приблизно протилежно механічному, хоча в даний час магнітні полюси кілька зміщені по відношенню до географічних. Їхнє становище, втім, змінюється з часом, і хоча ці зміни досить повільні, за геологічні проміжки часу, за палеомагнітним даними, виявляються навіть магнітні інверсії, тобто звернення полярності. Напруженості магнітного поля на північному і південному магнітних полюсах рівні відповідно 0,58 і 0,68 Е, а на геомагнитном екваторі - близько 0,4 Е.
Електричне поле над поверхнею Землі в середньому має напруженість близько 100 В / м і направлено вертикально вниз - це так зване «поле ясної погоди», але це поле відчуває значні (як періодичні, так і нерегулярні) варіації.
Геофізика - фізика Землі - відносно молода. Все, що відбувається в надрах нашої планети вивчено поки ще далеко не повно.

ВИСНОВОК
На закінчення роботи коротко відзначимо основні положення розглянуті в роботі.
У ході виконання роботи було розглянуто походження планет, питання пов'язані з відкриттям інших планетних систем, розглянуті планети і їх супутники, будова планет, докладно розглянута планета Земля, її форма, розміри, рух, внутрішня будова і поверхню.
Таким чином, сонячна система, це перш за все Сонце і дев'ять великих планет: Меркурій, Венера, Земля, Марс, Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Крім великих планет з супутниками, навколо Сонця звертаються малі планети (астероїди), яких в даний час відомо більше 6000 і ще більше число комет.
Вік утворення Сонячної системи близько 4.5 - 5 млрд. років тому.
Використовуючи гіпотези утворення Сонячної системи вчених у ХVII ст., Гіпотези 40г. ХХ століття сучасні вчені дозволили скласти загальну картину формування Сонячної системи, яка утворилася в результаті тривалої еволюції величезного холодного газопилової хмари.
Коли Сонце «включилося», воно відштовхнуло залишки хмари, залишивши новонароджену Сонячну систему, що складається з групи невеликих теплих внутрішніх планет поблизу Сонця, кілька великих холодних зовнішніх планет, маленьких крижаних комет на далеких кордонах, а також безліч крихітних уламків. Все це сталося досить швидко, за космічними мірками.
Підраховано, що минуло не більше 100 мільйонів років з часу, коли хмара початок стискуватися, до моменту, коли запалилося Сонце.
У цю епоху утворення планет Сонце було оточене хмарою пилу, що складалася з піщинок графіту (як в олівці) і кремнію (найтонший пісок), а також, можливо, оксидів заліза, змерзлих разом з аміаком, метаном та іншими вуглеводнями. Зіткнення цих піщинок призвели до утворення камінців побільше, діаметром до декількох сантиметрів, розсіяних по колосального комплексу кілець навколо Сонця.
Обчислення, виконані Голдрайхом, показали, що ці кільця були нестабільні через взаємного тяжіння, і тому камінчики на ранніх стадіях об'єдналися у великі тіла типу астероїдів, що заповнюють простір між Марсом і Юпітером і мають у діаметрі кілька кілометрів. У свою чергу нестабільної опинилася і система астероїдів. Великі маси об'єдналися в групи, які нарешті колапсувати, утворюючи планети.
Спочатку Сонячна система складалася з планет і безлічі астероїдів, ще не об'єднаних разом і розподілених за дуже складним орбітах. Три мільярди років тому падіння астероїда на планету повинно було бути явищем досить частим; ті небесні тіла Сонячної системи, які практично позбавлені атмосфери (як Місяць, Марс і Меркурій), до цих пір несуть на собі сліди цих жахливих бомбардувань. На Землі вплив атмосфери знищило сліди таких подій, і лише недавно утворені кратери ще видно (один такий кратер є в штаті Арізона).
Спочатку Сонячна система складалася з планет і безлічі астероїдів, ще не об'єднаних разом і розподілених за дуже складним орбітах. Три мільярди років тому падіння астероїда на планету повинно було бути явищем досить частим; ті небесні тіла Сонячної системи, які практично позбавлені атмосфери (як Місяць, Марс і Меркурій), до цих пір несуть на собі сліди цих жахливих бомбардувань. На Землі вплив атмосфери знищило сліди таких подій, і лише недавно утворені кратери ще видно (один такий кратер є в штаті Арізона).
Найбільш близькі до Сонця планети сформувалися в більш гарячої області, ніж далекі планети, більше того, незабаром після свого народження Сонце пережило період великої активності, коли його маса, що буря гарячим сонячним вітром, зменшувалася з величезною швидкістю (всього за кілька мільйонів років маса Сонця зменшилася вдвічі).
Мова тут йде про «стадії Тельця», що отримала назву по імені зірки, видимої в сузір'ї Тельця. Розпечене дихання Сонця очищало міжпланетний простір від газів і залишкової пилу, перемішав їх у бік зовнішнього простору. Дійсно, них планет (Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун) і тепер зустрічаються в достатку різні елементи, в той час як біля внутрішніх кам'янистих планет їх порівняно мало. А ось іншої думки щодо походження комет до цих пір нема. Я розглянув на загальних рисах процес народження Сонячної системи. Можна сподіватися, що безперервно надходять нові експериментальні дані і прогрес в теорії дадуть відповідь на деякі ще не ясні питання. На це, можливо, буде потрібно декілька десятків років.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. Астрономія: Підручник для 11 класу, - М.: Дрофа, 2004.
2. Горєлов А.А. Концепції Сучасного природознавства. - М. 1997
3. Допа М.М. Спостереження зоряного неба. - М.: Наука, 1978.
4. Дубніщева Т. Я. Концепції сучасного природознавства. Підручник під ред. акад. М. Ф. Жукова. 2-е видання .- М.: ІОЦ "Маркетинг"; Новосибірськ: ТОВ «Видавництво ЮКЕА» 2000;
5. Зельдович Я.Б., Новіков І.Д. Будова та еволюція Всесвіту. - М., 1975.
6. Куликівський П.Г. Довідник любителя астрономії. - М.: Наука. 1988.
7. Найдиш В.М. Концепції сучасного природознавства: Підручник. - Вид. 2-е, перероб. і доп. - М.: Альфа-М; ИНФРА-М, 2004. - (В пер.).
8. Новіков І.Д. Еволюція Всесвіту. - М., 1979.
9. Рузавін Г.І. Концепції сучасного природознавства. - М. 1997
10. Хокінг С. Коротка історія часу. Від великого вибуху до чорних дір. - М.: Пітер. 2002.
11. Хорошеева Є.В. Концепції сучасного природознавства. - М. 1999
12. Енциклопедичний словник юного астронома, - М.: Педагогіка, 1980.


[1] Гелій був відкритий на Сонці (про це говорить його назва), причому раніше, ніж на Землі.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Астрономія | Реферат
72.5кб. | скачати


Схожі роботи:
Ядерний синтез Освіта планетних систем
Ядерний синтез. Освіта планетних систем
Виникнення землі Виникнення життя на землі
Виникнення життя на Землі 2
Виникнення життя на Землі
Виникнення життя на Землі
Гіпотези виникнення життя на землі
Теорії що стосуються виникнення Землі
Виникнення і розвиток життя на Землі
© Усі права захищені
написати до нас