Строение недр планет зонной группы - раздел Астрономия, Предмет и цели курса Каково Строение Недр Планет? Наиболее Изученной Является Земля, Поэтому Естес...
Каково строение недр планет? Наиболее изученной является Земля, поэтому естественно начать с описания недр Земли. По аналогии с Землей разрабатываются модели строения ПЗГ. Внутреннее строение недр планет-гигантов известно хуже. Во-первых, они расположены дальше от нас, во-вторых, для них нельзя использовать аналогию с Землей. Наконец, особенности их строения таковы, что вряд ли можно будет непосредственно изучать недра этих планет, скажем, с помощью космических аппаратов в будущем.
Как получается информация о внутреннем строении Земли? Существуют три метода.
1. Метод глубинного бурения. С помощью этого метода извлекаются образцы пород и изучается физическое и химическое состояние вещества. Ограничения этого метода связаны с очень небольшой глубиной, которую удается достичь при бурении, порядка 15 км (на суше).
2. Метод сейсмических волн. Изучая распространение сейсмических волн от землетрясений и сильных взрывов, можно получать сведения о строении глубинных недр Земли. Какую информацию несут сейсмические волны? В общих чертах идея метода заключается в следующем. Как известно, в твердых телах могут распространяться продольные (будем их обозначать индексом "l") и поперечные ("t") волны, а также поверхностные (для простоты рассуждений последний тип волн исключим из рассмотрения).
В жидкостях распространяются только l-волны (почему?). Представим себе, что в какой-то точке А (см. рис. 12) произошло землетрясение. Мы принимаем сейсмические волны в различных точках Земли. Если внутри Земли имеется жидкое ядро, то в секторах АВ и АС будем регистрировать как l-, так и t-волны, а в секторе ВС, очевидно, только l-волны (на самом деле из-за преломления волн сектор ВС будет несколько иным, но мы ограничимся рассмотрением этого упрощенного варианта). Итак, по наличию или отсутствию сектора ВС, в который приходят только продольные волны, можно судить о том, есть внутри Земли жидкое ядро, или его нет. Величина сектора ВО, очевидно, позволяет судить о размере жидкого ядра. Но это еще не все. Фазовые скорости распространения сейсмических волн l- и t- типов различные. Теоретические исследования дают связь с параметрами среды, через которую волны проходят, в частности, с плотностью r и упругостью. Поэтому, измеряя времена прихода различных типов сейсмических волн от одного и того же источника на станциях, расположенных в различных точках поверхности Земли, можно построить зависимость r(r) (r - расстояние от центра Земли).
Исследования показали, что во внутренних областях Земли, , распространяются лишь продольные волны. Следовательно, вещество здесь находится в жидкой фазе. Эта область называется ядром. По массе жидкое ядро составляет приблизительно 30% . Вещество над ядром находится в твердой фазе. Эта область называется мантией. Ее масса примерно 70% (рис. 13). Наконец, верхняя часть мантии, толщина которой определяется пределом текучести (~ 10 км), называется корой.
Температура в центре Земли оценивается в (4¸5)×103 K. Возможно, что внутри жидкого ядра имеется твердое ядро.
3. Метод магнитного поля. Он опирается на такое соображение: если вещество в недрах планета расплавлено, то оно обладает заметной проводимостью. Следовательно, электрические токи, циркулирующие в жидком ядре, будут создавать магнитное поле. Итак, если планета имеет собственное магнитное поле, то у нее есть жидкое ядро. Обратное утверждение, вообще говоря, неверно. Отсутствие магнитного поля еще не означает отсутствия жидкого ядра. Возможно, что в силу каких-то причин в ядре планеты не циркулируют токи. Наглядным примером тому служит Венера. Параметры ее очень близки к параметрам Земли. Она, скорее всего, имеет жидкое ядро. Но на Венере отсутствует магнитное поле, тогда как Земля обладает собственным магнитным полем. Как это можно объяснить? На самом деле условия, в которых находятся Земля и Венера, существенно отличаются. Так Земля имеет спутник - Луну, тогда как Венера спутников не имеет. Можно думать, что Луна своим гравитационным полем генерирует возникновение циркуляции вещества в жидком ядре Земли. В то же время такой "генератор" отсутствует у Венеры. Интересно отметить, что Меркурий, не имея спутников, тем не менее, обладает магнитным полем. Вероятно, это связано с тем, что Меркурий близко располагается от Солнца, и оно вызывает циркуляцию токов в жидком ядре Меркурия. Наконец, Марс согласно расчетам не имеет жидкого ядра. Магнитное поле Марса, как и должно быть, весьма слабое.
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ... ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ... Кафедра физики космоса...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Строение недр планет зонной группы
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
I. Предмет и цели курса
Предметом изучения настоящего курса являются планеты, звезды, Солнце как ближайшая звезда и Солнечная система, межзвездная среда, наша Галактика, другие галактики, крупномасштабная структура Вселен
Основные этапы развития представлений о строении Мира
В развитии наших представлений о картине Мира выделяются четыре этапа: I) древний; 2) средневековый; 3)новый и 4)новейший, или современный.
В течение первого этапа был сделан ряд открытий.
В больших масштабах
Сейчас трудно определенно сказать, что побудило человека заинтересоваться звездами - практические потребности или любопытство. Скорее всего, и то и другое, хотя не исключено, что любопытство было п
Достоверность знаний о мегамире
Вопрос о достоверности наших знаний об устройстве природы в больших масштабах занимает особое место. Изучая космические объекты, приходится сталкиваться с громадными расстояниями и промежутками вре
Измерение расстояний до небесных тел
Проблема расстояний в астрофизике - проблема номер один. Ведь от ее решения зависят масштабы тех или иных объектов, следовательно, строение этих объектов и процессы, которые привлекаются для объясн
Законы Кеплера
Отталкиваясь от идеи Коперника о том, что планеты движутся по окружностям, Кеплер в течение длительного времени пытался подобрать параметры орбит так, чтобы они удовлетворяли наблюдательным данным
Движение Земли вокруг Солнца
Существуют три факта, которые непосредственно указывает на движение Земли вокруг Солнца.
1. Наблюдения показали, что угловое расстояние в полдень Солнца от экватора на одн
Солнечная система
Задача №10. Оценить отношение моментов импульса, связанных с вращением Юпитера вокруг Солнца и Солнца вокруг своей оси (табличные данные см. в Приложении 1).
Химический состав Земли
Химический состав коры изучается непосредственно, информацию о составе недр Земли получают опять же с помощью сейсмических волн. Как? По зависимости r(r), а также упругих свойств среды от ра
Возраст Земли
Возраст Земли - это очень важный параметр. Знание его позволяет, в частности, сделать выбор между различными моделями эволюции Вселенной.
Но как установить возраст Земли? Идея его определе
Внутреннее строение планет-гигантов
Как уже говорилось, изучать непосредственно недра планет-гигантов (ПГ) не представляется возможным. Основную роль в их исследовании играют теоретические методы, основанные на некоторых общих данных
Окраина солнечной системы
Что находится за пределами орбиты Плутона? Возможно, за пределами орбиты Плутона располагаются еще планеты. Так, в 1992 и 1993 гг. обнаружены еще две планеты, размеры которых оказались достаточно м
Температура поверхности Солнца
Температура излучающего тела определяется с помощью законов излучения (см. Приложение 1). Первый метод заключается в следующем. Получаем спектр излучающего тела. Затем, варьируя T в формуле
Условия в недрах Солнца
Звезды, как и планеты, находятся в состоянии гидростатического равновесия. Чтобы убедиться в том, насколько точно выполняется это утверждение, сделаем следующие оценки. Предположим вначале, что гра
Активность Солнца
Как уже говорилось, глобальные характеристики Солнца практически не менялись на протяжении нескольких миллиардов лет. Однако локальные могут претерпевать временные флуктуации. Общей причиной зарожд
Звездная величина
Приемная аппаратура регистрирует освещенность Em , создаваемую той или иной звездой на Земле, т.е. количество энергии, падающей в единицу времени на единичную площадку в некотором
Спектры нормальных звезд
Спектр звезды, т.е. распределение энергии по длинам волн является наиболее полной характеристикой ее излучения. Если известен спектр звезды, то путем интегрирования по длине волны рассчитывается ос
Диаграмма спектр - светимость
В начале нашего века Герцшпрунг и Рессел установили связь между дифференциальными и интегральными характеристиками звезд, построив по результатам наблюдений диаграмму спектр - светимость (рис. 27;
Определение расстояний до удаленных звезд
Отвлечемся на короткое время от изучения строения звезд и обратимся к проблеме расстояний. Расстояния до удаленных звезд можно определить с помощью диаграммы Г-Р. В самом деле, спектральный класс з
Определение радиусов и масс звезд
Для понимания диаграммы Г-Р очень важным является вопрос о радиусах и массах звезд.
Непосредственно измерить радиусы звезд не удается, т.к. из-за громадных расстояний их видимые размеры ок
Феноменологическая связь между параметрами для звезд ГП
После того, как были определены из наблюдений радиусы и массы звезд, встал вопрос: существует ли связь между светимостью звезды, ее массой и радиусом? Оказалось, что такая связь действительно сущес
Качественное рассмотрение проблемы
Выше получена связь между различными параметрами звезд на основе эмпирических данных. Поставим теперь такой вопрос: каковы модели строения звезд различных типов? Следует сразу оговориться: ответить
Применение методов подобия
Уравнения равновесия звезды для заданного химического состава , конкретного типа ТЯР и механизма переноса энергии можно решить численно с помощью компьютеров, и тем самым рассчитать структуру звезд
Внутреннее строение звезд
Звезда является весьма сложным природным объектом. Поэтому, как уже говорилось выше, рассчитать в деталях ее структуру можно, лишь привлекая компьютерные методы. Однако и в этом случае приходится с
Белые карлики
Задача №33. Из соображений подобия найти качественную связь между радиусом R u массой. MS звезды, вещество которой подчиняется уравнению состояния
Эволюция звезд
Проблема звездной эволюции принадлежит к числу фундаментальных проблем. Решалось она в течение нескольких десятилетий. Были и неправильные пути. Так, наличие ГП на диаграмме ГР наталкивало на мысль
Изохроны. Определение возрастов шаровых скоплений
Из рис. 42 видно, что положение той или иной звезды на диаграмме Г-Р определяется ее массой и временем, прошедшим от момента, когда звезда зажглась (на самом деле есть и другие факторы, влияющие на
Особенности эволюции тесных двойных звезд
Интерес к проблеме двойных звезд очень велик. Исследования их дают наиболее надежную информацию о массах и радиусах звезд, а также дополнительные сведения, которые позволяют более глубоко проверить
Физически переменные звезды
Задача №40. Из соображений размерности установить связь между периодом пульсации звезды и ее средней плотностью.
Указание: независимыми размерностными константами, которые
Заключительные этапы эволюции звезд
Финал звездной эволюции определяется рядом факторов: массой звезды, ее вращением, магнитным полем, входит ли звезда в состав тесной двойной системы или нет, начальным химическим составом. В дальней
Белые карлики
Сама структура красного гиганта - вырожденное ядро в центре и раздувающаяся оболочка - подсказывает, как рождается белый карлик. Если звезда сбросит оболочку, то остаток будет иметь параметры белог
Сверхновые звезды
Задача №42. Из соображений размерности найти закон расширения оболочки сверхновой. Указание: считать, что расширение оболочки, есть следств
Нейтронные звезды
Задача №45.Оценить критические значения массы и радиуса звезды вещество которой полностью состоит из нейтронов. Указания: 1) принять, что п
Рентгеновские пульсары
Выше речь ила о радиопульсарах. Известны также рентгеновские пульсары (РП). То есть объекты, излучающие строго периодические импульсы в рентгеновском диапазоне. Запись излучения одного из них приве
Черные дыры
Задача №50.Рассчитать радиус rg звезды массы M, при котором свет не может от нее оторваться (Дж. Мичел, П. Лаплас). Оценить r
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
l- и t- типов различные. Теоретические исследования дают связь 
с параметрами среды, через которую волны проходят, в частности, с плотностью r и упругостью. Поэтому, измеряя времена прихода различных типов сейсмических волн от одного и того же источника на станциях, расположенных в различных точках поверхности Земли, можно построить зависимость r(r) (r - расстояние от центра Земли).
, распространяются лишь продольные волны. Следовательно, вещество здесь находится в жидкой фазе. Эта область называется ядром. По массе жидкое ядро составляет приблизительно 30% 
. Вещество над ядром находится в твердой фазе. Эта область называется мантией. Ее масса примерно 70% 
Новости и инфо для студентов