Лекция 2. Планета Земля в космическом пространстве
Лекция 2. Планета Земля в космическом пространстве - раздел Образование, Шуя 2012 Образование Вселенной. Солнечная Система, Ее Строение И Происхождение. Фор...
Образование Вселенной. Солнечная система, ее строение и происхождение. Форма и размеры Земли, ее орбитальное движение и осевое вращение. Строение Земли. Внешние и внутренние оболочки Земли. Строение земной коры, мантии, ядра. Состав и состояние вещества земной мантии и ядра.
Геологическая история Земли начинается примерно 20 миллиардов лет назад с момента Большого взрыва и образования Вселенной.
Вселенная (Космос, Природа) – это весь материальный, энергетический и информационный мир.
Теория расширяющейся Вселенной, или Большого Взрыва, впервые была создана в России в 1922 г. А. А. Фридманом
Исходно Вселенная представляла собой сингулярность (это не вещество и не энергия).
Сингулярность в физике — точка пространства, содержащая бесконечное (либо очень большое) количество энергии или материи (например, космологическая сингулярность — состояние Вселенной в начальный момент Большого взрыва, характеризующееся бесконечной плотностью и температурой вещества). Время отсутствовало.
После Взрыва температура и плотность начали уменьшаться.
Модель «горячей» Вселенной:
Через 0,01 секунду после взрыва, по-видимому, должны были существовать фотоны, электроны, позитроны и некоторые другие частицы. При этом могли осуществляться обратимые реакции (аннигиляция):
е- + е+ → 2γ (электрон + позитрон → 2 кванта энергии - фотоны). Эта смесь существовала 8 секунд после взрыва (равновесное состояние).
Затем это равновесие (симметрия) нарушились и возникли нуклоны: протоны и нейтроны.
Через 3 минуты из нуклонов образовалась смесь ядер легких химических элементов (2/3 водорода и 1/3 гелия).
Впоследствии из этого дозвездного вещества образовались остальные химические элементы (в результате ядерных реакций).
Эта Модель «горячей» Вселенной была создана Г.Гамовым
Найдены свидетельства Большого Взрыва:
Разбегание галактик: Все галактики и звезды удаляются от нас, а самые далекие из них движутся с большей скоростью. (Эдвин Хаббл, 1929). Открытие сделано на основе эффекта Допплера. Реликтовое излучение. (Американские астрономы Арно Пензиас и Роберт Вилсон, 1964). Что же такое реликтовое излучение? Согласно теории большого Взрыва Вселенная возникла приблизительно 14 млрд. лет назад в результате грандиозного взрыва, создавшего пространство и время, всю материю и энергию, которые нас окружают. Новорожденная Вселенная прошла стадию чрезвычайно быстрого расширения, названного инфляцией, которая радикально изменила пейзаж младенческого космоса. До возраста приблизительно 300 тыс. лет Вселенная была кипящим котлом из электронов, протонов, нейтрино и излучения, которые взаимодействовали между собой и составляли единую среду, равномерно заполняющую всю раннюю Вселенную. Общее расширение Вселенной постепенно охлаждало этy среду, и, когда темпеpaтypa упала до значения нескольких тысяч градусов, наступило время для формирования стабильных атомов. Так же в результате расширения первоначальное излучение стало куда менее интенсивным, но не пропало совсем. Именно его и обнаружили будущие нобелевские лауреаты. Реликтовое излучение равномерно заполняет всю Вселенную, и, если мы могли бы видеть микроволны, все небо пылало бы с поразительно одинаковой яркостью во всех направлениях. Эта однородность является одной из главных причин, по которой это излучение считают теплом, оставшимся от Большого Взрыва. Но как может локальный источник создать подобную однородность? Оказывается, этому способствует сам процесс расширения пространства. Чтобы наглядно понять, как это происходит, представьте себе такую большую и очевидную неоднородность, как гора Джомолунгма. Теперь начните мысленно растягивать эту гору в ширину, оставляя высоту неизменной. Если как следует постараться и растянуть ее в ширину, скажем, на миллион километров, то получится почти идеально плоская поверхность - перепад высот в 8 км (высота горы) будет практически незаметен на таком колоссальном масштабе. Именно это и происходит при расширении пространства после большого Взрыва - все неоднородности сглаживаются. Но возникшие после инфляции крошечные изменения в плотности материи в ранней Вселенной должны были оставить отпечаток на реликтовом излучении в форме температурных колебаний от точки к точке.
Далее сформировались огромные газовые облака, которые через 1 миллиард лет своего существования начали под воздействием гравитации сжиматься.
Так формировались звезды и их гигантские скопления – галактики.
Любая звезда возникает в результате коллапса космического облака газа и пыли. Когда сжатие в центре структуры приведет к очень высоким температурам, в центре «сгустка» начинаются ядерные реакции, т. е. происходит превращение Н2 в Не с выделением огромной энергии, в результате излучения которой звезда начинает светиться:
4H → He
_______ _______
4,03252 4,00389
Четыре протона в атомных единицах весят - 4,03252. Но хорошо известно, что ядро атома гелия в тех же единицах весит 4,00389. Дефект массы равен 0,02863. Это вещество превращается в колоссальное количество энергии.
В таком случае ежесекундная потеря Солнцем 4 600 000 г. массы
Поскольку потеря массы в ходе превращения водорода в гелий составляет 0,73% всей массы сливающегося водорода, ежесекундная потеря 4 600 000 т массы означает, что каждую секунду 630 000 000 т водорода превращаются в гелий.
Эта модель лишь иллюстрирует процесс всеобщего расширения нашего трехмерного пространства. Две любые точки раздувающейся сферы убегают друг от друга, причем чем более они удалены, тем выше скорость разлетания.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Высшего профессионального образования... Шуйский государственный педагогический университет...
Шуя 2012
УДК 551
ББК 26.3
Ш 48
Печатается по решению редакционно-издательского совета
ФГБОУ ВПО «Шуйский государственный педагогический университет»
Лекция 1. Геология – фундаментальная наука о Земле.
Предмет и задачи геологии. Геология и человек. Значение геологии для подготовки бакалавров экологии и природопользования. Разделы геологии.
Вопросы для предварительн
Лекция 3. Внутреннее строение Земли
Внутреннее строение Земли и методы его изучения.Строение Земной коры.
До сих пор мы рассматривали и изучали минералы и горные породы и процессы, влияющие на их образование и преобра
Строение Земной коры
Рассмотренные нами ранее типы горных пород - магматические, осадочные и метаморфические участвуют в строении земной коры. По своим физико-химическим параметрам все породы земной коры группируются в
Лекция 4. Минералы
Химический состав земной коры. Понятие о минералах. Физические свойства минералов.Типы происхождения минералов. Классификация минералов.
Минералом называют природное химич
Физические свойства минералов
А. Твердость - способность минерала противостоять внешнему механическому воздействию (царапанью, вдавливанию, шлифованию и т. д.).
Для определения относительной твердости минерала ш
Типы происхождения минералов
По происхождению (генезису) различают следующие типы минералообразования.
Магматический - минералы образуются из магмы при ее медленном остывании и кристаллизации на большой глубине
Лекция 5. Горные породы
Понятие о горных породах. Классификация горных пород.
Горные породы - природные агрегаты минералов относительно постоянного минералогического и химического с
Магматические горные породы
Магматические горные породы образуются при застывании природных силикатных растворов сложного состава (магм, лав). Они слагают более 60 % объема земной коры.
В зависимости от условий, в ко
Осадочные горные породы
Осадочные породы формируются в поверхностных частях земной коры при разрушении ранее образованных пород и последующем механическом и химическом отложениях продуктов этого разрушения, а также бла
Метаморфические горные породы
Метаморфические горные породы формируются в недрах земной коры в результате глубокого изменения (метаморфизма) исходных магматических, или осадочных, пород под воздействием высокой температуры,
Понятие о магме
Магма (др. греч. - μάγμα — месиво, густая мазь) представляет собой природный, чаще всего силикатный, огненно-жидкий расплав, возникающий в земной коре или в верхней
Интрузивный магматизм
Интрузивный магматизм - процесс внедрения и застывания магмы в породах земной коры с образованием на разных глубинах своеобразных интрузивных форм.
Формы ин
Вулканизм
Если жидкий магматический расплав достигает дневной поверхности, то происходит извержение, характер которого определяется составом расплава, его температурой, давлением, концентрацией летучих компо
Экологические последствия извержения вулканов
Экологические последствия вулканизма на локальном уровне, как и на региональном, могут быть и позитивными, и негативными.
Вулканический пепел — удобрение и источник питательных элементов д
Лекция 7. Метаморфизм
Понятие о метаморфизме. Факторы метаморфизма. Изменения в первичных породах при метаморфизме. Фации метаморфизма. Типы метаморфизма. Наиболее распространенные метаморфические горные породы.
Типы метаморфизма
Метаморфизм может проявиться на огромных площадях, поэтому называется региональным. В других случаях метаморфические изменения захватывают ограниченные участки, тогда метаморфизм называют локальным
Наиболее распространенные метаморфические горные породы.
Выделяют две группы метаморфических пород, исходя из того, какие осадочные или магматические породы подвергаются метаморфизму:
1-я группа — парапороды, образовалась из первично осадочных п
И тектоника литосферных плит
Наиболее крупными структурными элементами земной коры являются континенты и океаны, характеризующиеся различным строением земной коры. Эти структурные элементы надо понимать не в
Тектоника литосферных плит
В 50-е и 60-е годы XX в. геологические и геофизические исследования Земли проводились очень интенсивно. Особенно это касалось океанов, о строении дна которых и тем более о структуре земной коры в
Основные структурные элементы платформ
На континентах различают по времени своего образования древние и молодые платформы. Последние иногда называют плитами. Древние платформы возникли в докембрийскую эпоху, а молодые плиты были сформи
Основные структурные элементы подвижных поясов
Подвижные геосинклинальные пояса являются чрезвычайно важным структурным элементом земной коры. Они обычно располагаются в зоне перехода от континента к океану и в процессе своей эволюции формир
Понятие о выветривании
Выветривание — это изменение горных пород любого состава и структуры, которое происходит в поверхностных условиях под совокупным действием физических, химических и биохимических процессов. П
Физическое выветривание
1.1. Температурное выветривание
Механизм температурного выветривания определяется: суточными и сезонными колебаниями температур; разными коэффициентами теплового расширения, сжатия
Химическое выветривание
Главными факторами химического выветривания являются вода, кислород, углекислота и органические кислоты.
Под их влиянием существенно изменяются структура и вещественный состав горных пород
Биохимическое выветривание
В химическом разложении первичного вещества принимают участие и химические кислоты и соединения, образующиеся в результате жизнедеятельности организмов.
Таким образом, выявляется величайша
Меры по борьбе с оползнями
Пассивные, запрещающие: подрезать оползневые склоны, производить взрывные работы вблизи оползневой зоны, уничтожать лес, сбрасывать на оползневые склоны поверхностные и подземные воды.
Акт
Геологическая деятельность ветра
Геологическая работа ветра - это изменение поверхности земли под влиянием движущихся воздушных масс. Явления, связанные с деятельностью ветра, носят название эоловых процессов.
Чем выше ск
Эоловые формы рельефа
Барханами называют асимметричные серповидные в плане песчаные формы, расположенные перпендикулярно господствующему направлению ветра
Эоловая рябь покрывает наветренные стороны барха
Экологическая роль эоловой деятельности
В результате эоловой деятельности уничтожаются плодородные земли, выносится и засыпается почва, разрушаются и засыпаются хозяйственные и жилые постройки, транспортные коммуникации, массивы зеленых
Геологическая деятельность рек
Питание рек бывает: снеговое (в степях, где нет собственной речной сети), ледниковое (горные реки), дождевое, смешанное, за счет подземных вод.
Для каждой реки в течение года характерно че
Происхождение озерных впадин и типы озер
Древнейшие и самые глубокие из ныне существующих озер возникли под влиянием тектонической активности.
Тектонические процессы проявляются по-разному.
Например, Каспийское море приу
Происхождение и типизация болот
Боло́то (также топь, трясина, зыбкое место) — участок суши, характеризующийся:
избыточным увлажнением,
повышенной кислотностью
низкой плодородностью почвы,
Задачи исторической геологии
Историческая геология в хронологическом порядке рассматривает геологическое прошлое Земли.
Геологическим наблюдениям доступна пока земная кора.
Для восстановления истории з
Методы определения возраста горных пород
Изучением продолжительности и последовательности геологических событий занимается геохронология (от греч.geo+chronos+logos – земля+время+учение). Она в свою очередь подразделяется на абсо
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов