Планета Земля в солнечной системе - раздел Политика, НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ Солнечная Система–Это Связанные Силами Взаимного Притяжения Небесные Тела С Ц...
Солнечная система–это связанные силами взаимного притяжения небесные тела с центральным телом–Солнцем. Кроме 9 больших планет с их
спутниками (известно больше 60) и более 5 тыс. малых планет или астероидов, в солнечную систему входит несколько сот наблюдавшихся комет и бесчисленное множество метеорных тел.
В состав планет земной группы входят Меркурий, Венера, Земля и Марс. Остальные планеты входят в состав юпитерианской группы: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Плутон занимает особое положение. По своим физическим свойствам он относится к ледяным спутникам планет-гигантов.
Еще в XVI веке итальянский философ Джордано Бруно (1548–1600) предполагал, что звезды, подобно Солнцу, окружены свитой планет, и эти миры непрерывно рождаются, развиваются и умирают. Зарождение науки о происхождении небесных тел – космогонии, изучающей планеты и звезды,-началось с работ немецкого философа и естествоиспытателя Эммануила Канта (1724–1804) и французского математика Пьера Симона Лапласа (1749-1827). Они пришли к выводу, что на месте планет вокруг Солнца первоначально вращалась туманность из газа и пыли.
Каким образом газ и пыль превратились в планеты? Как оказалось, что лишь 2% общего момента количества движения приходится на массивное Солнце, а остальные 98% заключены в орбитальном вращении планет, масса которых в 750 раз меньше массы Солнца?
Лишь в 90-х годах ХХ века были получены ответы на эти и многие другие вопросы. Выход в космос с помощью ракет и спутников позволил наблюдать невидимые ранее объекты–газопылевидные туманности, вращающиеся вокруг некоторых молодых звезд, сходных с Солнцем.
Сжимаясь из обширного вращающегося облака молекулярного газа в небольшой по сравнению с исходным состоянием объем, звезда освобождается от избытка энергии и момента количества движения самым эффективным способом. В окрестностях формирующейся молодой звезды образуются быстрые потоки газа, несущиеся в двух противоположных направлениях от звезды подобно струям, вырывающимся из реактивного двигателя. Именно так теряют звезды исходный момента количества движения, именно так Солнце потеряло почти всю энергию вращения, часть которой преобразовалась в энергию орбитального вращения сформировавшегося протопланетного облака. Протопланетное облако, или диск состоит из мелких твердых тел. К моменту формирования планет солнечной системы размер облака должен был превышать радиус последней планеты солнечной системы – Плутона.
Остывшее протопланетное облако состояло почти целиком из молекулярного водорода и атомарного гелия. Лишь 2% приходилось на пылевидные частицы и другие элементы в таких соединениях, как метан (СН4), аммиак (NH3), вода (Н2О), оксид углерода (СО2) и др.
На первом этапе в течение примерно тысячи лет Солнце нагрело протопланетное облако до такого состояния, что оно целиком состояло из газа, пыли не было. Со временем газ охлаждался, и в нем вновь образовывались пылевидные частицы, минуя стадию образования жидкости. Конденсировались самые тугоплавкие соединения кальция (Са), магния (Мg), алюминия (Al) и титана (Ti), затем образовались магниевые силикаты , железо и никель.
В газовой фазе оставались лишь сера, кислород, азот, все благородные газы (He, Ne, Ar, Kr, Xe) и некоторые другие элементы. Ближе к Солнцу в протопланетном облаке вода реагировала с такими металлами, как железо, появлялись гидратированные химические соединения. На удаленных расстояниях, там, где в будущем должна была сформироваться планета Юпитер, в протопланетном облаке преобладали частички льда с вкраплениями более тугоплавких веществ. Еще дальше от Солнца преобладали кристаллики метана, аммиака, оксида углерода.
Следующий этап превращения протопланетного облака связан с его расслаиванием. Частицы слипались, их размеры увеличивались до нескольких сантиметров. В некоторых участках облака плотность вещества возрастала в несколько десятков раз. Протопланетное облако становилось гравитационно- неустойчивым и преобразовывалось в систему колец. В такой системе колец формировались сгустки вещества. Из сгустков в течение десятков тысяч лет шло образование допланетных тел размером около километра. Многие миллионы таких тел двигались вокруг Солнца. Формирование современной солнечной системы из допланетных тел продолжалось примерно 100 млн. лет.
В холодном безмолвии перемещались и сталкивались допланетные тела. Из таких тел формировалась Земля. Рост размеров Земли при соударении таких тел сопровождался повышением температуры примерно до 350-400 К. Падение на поверхность планеты тел радиусом до ста километров сопровождалось образованием огромных кратеров, под которыми на глубине
1-2 тыс. км создавались области повышенной температуры. Когда температура достигала точки плавления горных пород, они разделялись по плотности. Тяжелые элементы, включая железо и другие металлы, опускались к центру планеты, а легкие всплывали. Увеличение массы планеты приводило к гравитационному сжатию и еще большему разогреванию недр. Значительный вклад в разогревание планеты внесли радиоактивные элементы. Уран, торий, калий-40 явились основным источником повышения температуры недр Земли до 6000 К.
Прошло время, сформировались континенты, и на Земле появилась жизнь. Жизнь изменила химический состав атмосферы.
По записям колебаний земной поверхности при землетрясениях – сейсмограммам – было установлено, что недра земли состоят из трех основных частей: коры, оболочки (мантии) и ядра(рис. 39). Радиус внутреннего твердого ядра 1221 км, толщина слоя внешнего жидкого ядра2250 км, толщина мантии 2900 км. Радиус Земли по экватору 6371 км.
Судьба планеты Земля связана с существованием Солнца. Возможен следующий сценарий. Постепенно недра Земли остынут, выветривание сотрет неровности земной коры и поверхность планеты скроется под водой.
Рис. 39. Внутреннее строение планеты Земля
Далее предполагается, что значительное понижение температуры остывшей Земли скует мировой океан ледяной коркой. Но более вероятно, что за счет возрастания светимости Солнца, превращающегося в красный гигант прежде чем стать белым карликом, вода на планете Земля испарится, обнажив ровную поверхность. Жизнь исчезнет.
Все темы данного раздела:
ЧЕЛОВЕК-МЕРА ВСЕХ ВЕЩЕЙ
В повседневной жизни мы привыкли соразмерять объекты и явления с доступными нашему воображению величинами. Обоняние, осязание, вкус, слух, зрение-вот те инструменты, с помощью которых человек пости
Масштабы времени и пространства
Ничтожно малые или, наоборот, гигантские размеры объектов, а также ничтожно малые или гигантские интервалы времени присущи различным частям Вселенной (рис. 2). Но их можно дать в одном масштабе изм
Две грани культуры
Деление культуры на естественную и гуманитарную грани обусловлено особенностями мышления и исторической эволюцией культуры. Левое и правое полушария головного мозга действуют согласованно, но выпол
Вопросы для проверки знаний
1. Как вы считаете, необходима ли ранняя специализация при обучении детей в школах и лицеях гуманитарного или естественного профиля?
2. Известны ли вам выдающиеся деятели, которые проявили
Наука и нравственность. Воспитание и образование
Образование-это процесс формирования системы знаний, умений и навыков. Система знаний, умений и навыков передается от поколения к поколению в виде тех духовных богатств, которые накоп
Вопросы для проверки знаний
1. Ответственна ли наука за те бедствия, которые принесли научные открытия, использованные для создания химического, бактериологического, атомного оружия?
2. Что следует понимать под истин
Наука. Религия. Искусство
Русский религиозный философ Н.А. Бердяев (1874-1948) отмечал: «Научное знание–это такое знание, для достижения которого человек использует материал опыта и законы логики. Каждый новый элемент знани
Баллада примет
Я знаю, кто по-щегольски одет,
Я знаю, весел кто и кто не в духе,
Я знаю тьму кромешную и свет,
Я знаю – у монаха крест на брюхе,
Я знаю, как трезвонят завирухи,
МИР СИСТЕМ
Наш мир–это мир систем. Все объекты материального мира существуют в виде систем разной степени сложности. Мы говорим: стереосистема, солнечная система, нервная система, отопительная система, систем
Иерархия систем. Принцип иерархичности
Понятие «иерархия» означает, что части или элементы целого располагаются в порядке от низшего к высшему элементу (рис.4).
Человека
Деятельность–это физические и умственные операции, направленные на достижение результата. Результат всегда системен. Он представляет собой систему знаний, проектную и техническую документаци
Вопросы для проверки знаний
1. Что подразумевают под проблемной ситуацией?
2. Что называют целью?
3. Чем отличается алгоритм практической деятельности от алгоритма в математике?
4. Что называют прак
Принципы системности
Системность–всеобщее свойство материи. Осознание системности мира и модельности мышления шло постепенно. Системность всегда была методом науки. Системный взгляд на мир включает в себя систему понят
Вопросы для проверки знаний
1. В чем суть принципа иерархичности?
2. Почему свойства целого не сводятся к сумме свойств его частей?
3. Справедливо ли утверждение о том, что структуру имеет любая система?
Модели и моделирование
Модель-есть способ существования знаний. Другими словами, все наши знания существуют в виде моделей. Моделью называется объект-заменитель объекта-оригинала, который сохраняет некоторые свойства
М О М О М О
Рис.9. Прагматическая модель-средство управления и организации практических действий, образец, эталон
Основное различие между познавательной
Вопросы для проверки знаний
1. Какие объекты называются моделями?
2. Какие модели называются прагматическими?
3. Какие модели называются познавательными?
4. В чем различие между прагматическими и по
Методы науки
Метод–это путь исследования или совокупность приемов, действий, позволяющих решить поставленную задачу. Первый шаг к познанию окружающего мира начинается с наблюдений, с установления фактов.
Вопросы для проверки знаний
1. Что называют методом в науке?
2. Чем отличается факт или наблюдение от научного факта?
3. Почему требуется проверка наблюдений?
4. Что называют гипотезой?
5.
МИР МИКРОСИСТЕМ
«Кирпичиками» мироздания выступают элементарные частицы. Они называются так потому, что их строение не установлено, хотя состав некоторых из них уже известен. Несколько сот открытых
Элементарные частицы. Вещество и поле
В классификации элементарных частиц прослеживается некоторая иерархичность. Вещество-вид материи, состоящей из кварков и лептонов. В основном вещество построено из электронов и нуклонов (протоно
Т а б л и ц а 1
Фундаментальные частицы вещества
Поколения
Классы
Вопросы для проверки знаний
1. Что такое материя?
2. В чем различие форм материи?
3. Какие частицы называют фундаментальными?
4. Из каких э
Атомный уровень организации вещества
Атом–это микросистема, состоящая из ядра и электронов, движущихся в поле ядра. Размер любого атома имеет порядок 10-10 м, а размеры ядра 10-
Вопросы для проверки знаний
1. Почему атом называют микросистемой?
2. Можно ли утверждать, что электромагнитное поле-это поток энергии, не обладающий массой?
3. Справедливо ли утверждение, что не только тела
Молекулярный уровень организации вещества
Атомы, за исключением благородных газов, не существуют в свободном состоянии при стандартных условиях. За стандартные условия принимается атмосферное давление, равное 1,013×105 Па,
МИР МАКРОСИСТЕМ
Макросистемы-это твердые, жидкие, газообразные вещества, состоящие из множества взаимосвязанных атомов, молекул или ионов. Газ при высоких температурах переходит в ион
Вопросы для проверки знаний
1. Какие четыре состояния вещества называют макросистемами?
2. Назовите типы кристаллических решеток, классифицированные по типу химической связи или межмолекулярному взаимодействию.
ПРЕВРАЩЕНИЯ ВЕЩЕСТВА
Превращение вещества происходит на любом уровне его организации. Превращаются элементарные частицы, атомы, молекулы и, соответственно, изменяются состав структура, энергетическое состояние твердого
Ядерные реакции
Ядерными называются реакции взаимодействия ядер между собой и с элементарными частицами. Например:
14N7 + 4Не2 ® 17О8
Химические реакции
Ядерные превращения вещества связаны с сильным взаимодействием элементарных частиц и ядер на расстояниях, соизмеримых с размерами атомных ядер, т.е. на расстояниях 10-15
Метаболизм
В живых организмах происходят процессы превращения вещества. Их поддерживает поток солнечной энергии. Растения, животные, микробы участвуют в непрерывном движении вещества и энергии. Подобно потоку
Фотосинтез
(накопление энергии)
6СО2
Вопросы для проверки знаний
1. Какой процесс называют метаболическим?
2. Чем отличается катаболизм от анаболизма?
3. Чем отличаются продуценты от консументов?
4. Чем отличается фотосинтез от клеточн
ПРЕВРАЩЕНИЕ ЭНЕРГИИ. ЗАКОНЫ ТЕРМОДИНАМИКИ
Энергияесть качественная и количественная характеристика движения и взаимодействия. В общем случае полная энергия системы включает кинетическую энергию движения системы, пот
Вопросы для проверки знаний
1. Что подразумевают под понятием «энергия»?
2. В чем различие полной энергии от кинетической, потенциальной и внутренней энергии системы?
3. Почему теплоту и работу называют форм
Живые системы
Количество свойств любой системы не имеет ограничений. Система обладает столькими свойствами, сколько обнаружено разных отношений ее с окружающей средой. Общность перечисленных выше свойств, присущ
Стереоизомеры
а)
Вопросы для проверки знаний
1. Что называют жизнью?
2. Что такое информация?
3. Включают ли метаболические процессы обмен веществом, энергией и информацией?
4. Являются ли носителем информации: а) в
Происхождение жизни
Научные концепции опираются на материальное происхождение жизни естественным путем на основе общих законов природы. В 1924 г. была опубликована книга русского биохимика А.И. Опарина (1894-1980) «Пр
Эволюция биосферы
Биосфера представляет собой живые системы (растения, животные, микробы), расположенные в части атмосферы, во всей гидросфере и поверхностном слое литосферы и существующие за счет потока солнечно
Современные взгляды на эволюцию живых систем
Основные факторы процесса эволюции, признаваемые наукой,–это положения, выдвинутые Дарвиным: изменчивость, наследственность и естественный отбор. Однако эти факторы сегодня понимаются по-нов
ВСЕЛЕННАЯ
Великий немецкий философ Иммануил Кант (1724-1804) писал о космосе и Вселенной в 1775 г.: «Мироздание с его неизменным величием, с его сияющими отовсюду бесконечными разнообразием и красотою привод
Пространство и время
Среди важнейших научных открытий двадцатого столетия достойное место занимает открытие расширяющейся Вселенной. Естествознанию пришлось расстаться с одним из основополагающих принципов, утверждавши
Экспериментальные доказательства расширяющейся Вселенной
В 1929 г. американский астроном Э. Хаббл (1889-1953) использовал эффект Доплера для доказательства расширяющейся Вселенной. Эффект Доплера состоит в изменении частоты колебаний n или длины волны l
Судьба Вселенной
По известной средней плотности вещества Вселенной можно предсказать ее судьбу. Однако определить точно плотность Вселенной не удается. Пока известны лишь сценарии изменения состояния Вселенной при
Эволюция Вселенной
До сих пор остается открытым вопрос о том, что существовало до начала расширения Вселенной. В последнее десятилетие ХХ века развитие космологии и физики элементарных частиц позволило теоретически р
Рождение и гибель звезд
Еще в 1920 г., задолго до создания ядерной физики английский, астрофизик Артур Эддингтон указал на реакцию превращения водорода в гелий как на возможный источник энергии звезд. Обсуждая проблему ис
Т а б л и ц а 2
Фазы эволюции протозвезды
Характеристика
Фаза 1-
формирование
Фаза
Вопросы для проверки знаний
1. Как рождаются звезды по модели Джинса?
2. Что такое протозвезда и какие фазы в своем развитии
она проходит?
3. Что такое молекулярные облака?
4. Как умирают з
СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА В ГАЛАКТИКЕ
Солнечная система входит в состав Млечного Пути, или нашей Галактики (греч. galaktikos-млечный, молочный) – звездной системы, состоящей из сотен миллиардов звезд. С Земли это грандиозное скопление
Т а б л и ц а 3
Спектр электромагнитного излучения Солнца
Область
спектра
Длины волн
Прохож
Вопросы для проверки знаний
1. Что такое Млечный Путь и какое место занимает в нем Солнце?
2. Что входит в состав солнечной системы? Назовите планеты солнечной системы.
3. Что известно о внутреннем строении
Биосфера. Ноосфера
«Вся совокупность живых существ на поверхности нашей планеты образует как бы своего рода тонкую оболочку или покров. Этот слой живых существ – растений и животных, - находящийся в районе поверхност
Вопросы для проверки знаний
1. Дайте определение биосферы и поясните его.
2. Каковы особенности биосферы?
3. С чем связаны 11-летние циклы напряжения человеческой деятельности?Сформулируйте один из основных
Стратегия устойчивого развития
Озабоченность судьбами мира заставила итальянского экономиста, специалиста в области управления промышленностью А. Печчеи организовать в 1968 г встречу ученых разных специальностей из разных стран
ФИЗИЧЕСКИЕ КАРТИНЫ МИРА
Физика является наукой о наиболее общих свойствах материи, наукой о природе. Так на греческом языке звучит слово природа-physike < physis. Изучение природы началось с момента появления мыслящего
Новости и инфо для студентов