Земля как планета солнечной системы. Проблемы целостного освоения Земли

Рефераты по авиации и космонавтике » Земля как планета солнечной системы. Проблемы целостного освоения Земли Скачать

Новосибирский государственный аграрный университет

Экономический институт

Кафедра философии

Курсовая работа

по КСЕ

тема: «Земля как планета солнечной системы. Проблемы целостного освоения Земли»

Работу выполнили:

студенты 425 группы

Крысина Маргарита

Паничева Евгения

Сошникова Елена

Берш Евгения

Головач Татьна

Работу проверил:

доц.А. А. Макуха

Новосибирск 2007


содержание

введение. 4

1. Планета Земля. 6

1.1. Происхождение Земли. 6

1.2. Строение земли. 9

1.3. Экзосфера – самая верхняя сильно разреженная часть атмосферы.. 12

1.4. Сравнение Земли с живым существом.. 15

2. Солнечная система. 18

2.1. Солнце. 18

2.2. Звезды.. 19

2.3. Планета солнечной системы.. 21

3. Взаимосвязь Земли и космоса (Опасность которую несёт в себе космос для Земли) 26

3.1. Астрономическое прошлое земли. 26

3.2. Астрономическое будущее земли. 28

3.3. Астрофизическая опасность. 31

3.4. Что делать?. 34

4. Проблемы целостного освоения Земли. 37

4.1. Роль человека на планете Земля. 37

4.2. История освоения Земли человеком.. 38

4.3. Проблемы освоения Земли. 41

Заключение. 43

Список литературы.. 45

Технология семинара. 46

Приложение. 48

Приложение1. 48

Приложение 2. 49

Приложение 3. 50

Приложение 4. 52

ТЕСТ № 1. 52

ТЕСТ № 2. 54

Приложение 5. 56


введение

Земля – колыбель человечества

но нельзя же вечно жить в колыбели.

К.Э. Циолковский

Земля кажется нам такой огромной такой надежной и так много значит для нас что мы не замечаем ее второстепенного положения в семье планет которых в солнечной системе девять. Наша земля находится на третьем месте по отдаленности от солнца и является наибольшей из планет земной группы.

Наверно нет ни одного человека который бы не согласился с утверждением о том что Земля – планета уникальная. Для того чтобы понять уникальность нашей Земли нужно представить насколько хрупким создание является биологическая форма жизни.

Существование человека в естественном виде (голом) ограничено очень узким диапазоном температур и давления и всю из-за воды которая является наряду с углеродом основой нашего организма.

Стоит только обратить внимание на богатый спектр микроэлементов из которых состоит наше тело. На озоновый слой окутавший Землю который спасает человека от губительной космической радиации.

Только в отдельных областях Земли человек чувствует себя комфортно. Если поднять беззащитного человека на несколько километров над поверхностью Земли - он погибнет от холода. Опусти человека под воду в океане и он погибнет.

На всех планетах солнечной системы жизнь для человека невозможна если он не закован в броню скафандра. Противопоказан человеку и далекий космос. На просторах изученного космоса не обнаружено ни одной области где мог бы существовать человек. Звезды солнечного типа не очень частое явление в космосе. Звезды у которых есть планеты обнаружены в космосе но это ещё не факт что среди этих планет есть похожие на Землю.

Все это обуславливает актуальность темы «Земля как планета солнечной системы. Проблемы целостного освоения Земли».

Целями и задачами данной работы является:

Дать представление о Земле и об ее свойствах

Выделить основные проблемы целостного освоения Земли

Сформулировать понятие – Солнечная система и выяснить какое место Земля занимает в солнечной системе.

Планета Земля представляет бесконечный феномен для удивления наблюдения и научно-практического прикладного и теоретического интереса как со стороны обывателей так и со стороны ученых и научных работников.


1. Планета Земля

1.1. Происхождение Земли

Земля - единственная планета на которой в течение миллиардов лет развиваются различные формы жизни. Известно несколько гипотез о происхождении Земли. Почти все они сводятся к тому что исходным веществом для формирования планет солнечной системы в том числе и Земли были межзвездная пыль и газы. Однако до сих пор нет однозначного ответа на вопросы: каким образом в составе планет оказался полный набор химических элементов таблицы Менделеева и что послужило толчком для начала конденсации газа и пыли в протосолнечную туманность.

Некоторые ученые предполагают что появление разнообразий химических элементов связано не с внешним фактором-взрывом Сверхновой звезды в окрестностях будущей Солнечной системы. По-видимому в недрах и газовой оболочки сверхновой звезды в результате ядерных реакций происходил синтез химических элементов (звездный нуклеосинтез).

Мощный взрыв своей ударной волной мог стимулировать начало конденсации межзвездной материи из которой образовалось Солнце и протопланетный диск в последствии распавшийся на отдельные планеты внутренней и внешней групп с поясом астероидов между ними. Такой путь начальной стадии формирования Солнечной системы называется катастрофическим так как взрыв Сверхновой звезды - природная катастрофа. В масштабах астрономического времени подобные взрывы - не столь уж редкое явление - они происходят в среднем через несколько миллиардов лет.

Предполагается что образованию планет из протоплазменного диска предшествовала промежуточная фаза формирования твердых и довольно крупных до сотен километров в диаметре тел называемых планетезималями; последующее их скопление и соударение вызвало аккрецию (наращивание) планеты которая сопровождалась изменением гравитационных сил.

Радиоактивным методом установлено что возраст самых древних пород найденных в земной коре составляет около 4 млрд. лет. По оценкам некоторых ученых формирование Земли длилось 5 - 6 млрд. лет. Но все это было не точно. И только лишь в ХХ веке удалось установить точный возраст нашей планеты. В этом помогли новые методы связанные с изучением радиоактивных веществ и их распада. В настоящее время имеется достоверная информация о горных породах с возрастом до 4 млрд. лет. Однако известные наиболее древние отложения в Австралии соответствуют возрасту 4 2 - 4 3 млрд. лет.

Тем не менее древнейшие породы по составу и структуре не отличаются от аналогичных пород более молодых геологических эпох. Поэтому у нас нет доказательств того что обнаруженные древнейшие породы возникли одновременно с образованием Земли как планеты. Первичная земная кора которая в известной степени соответствовала бы дате завершения образования Земли была уничтожена под действием внешних (ветра воды живых организмов) и внутренних (магматической деятельности переплавления метаморфизма) геологических агентов.

Следовательно на основании данных о возрасте древнейших минералов и горных пород можно сделать вывод что возраст Земли превышает 4 млрд. лет и до этой даты наша планета прошла определенный хотя и неизвестный путь развития.

На возраст Земли также указывают данные исследования метеоритов - твердых тел Солнечной системы. Они относятся к наиболее изученным космическим объектам и несут ценную информацию. Исследования показывают что возраст как железных так и каменных метеоритов совпадает и составляет примерно 4 5 - 4 6 млрд. лет.

Схожие данные получены и при исследовании лунных пород. Образцы этих пород были доставлены на Землю с помощью космических станций «Луна» и экипажами американских космических кораблей «Аполлон». Оказалось что возраст самых древних лунных образцов совпадает с возрастом самой Луны и составляет 4 – 4 5 млрд. лет. Значит первичная лунная кора возникла вскоре образования Луны и отдельные участки этой коры сохранились до сегодняшнего дня.

Такое совпадение данных для разных тел Солнечной системы не может считаться случайным поэтому делается вывод о возрасте нашей планеты равном примерно 4 5 млрд. лет. К этому времени завершается формирование нашей планеты.

Ранняя история Земли как и других планет включает ранние фазы эволюции – фазу аккреции (рождения) фазу расплавления внешней сферы земного шара и фазу первичной коры (лунную фазу).

Фаза аккреции представляла собой непрерывное выпадение на растущую Землю все большего количества тел укрупняющихся своем полете при соударениях между собой а также в результате притяжения к ним более удаленных мелких частиц. При этом на Землю падали и самые крупные объекты – планетезималии достигавшие в своём поперечнике многих километров. В фазу аккреции которая длилась около 17 млн. лет (правда некоторые исследователи увеличивают этот срок до 400 млн. лет) Земля приобрела примерно 95% современной массы.

Фаза расплавления внешней сферы Земли наступила в промежутке 4 – 4 6 млрд. лет назад. В это время произошла общепланетарная химическая дифференциация вещества Земли которая привела к формированию центрального ядра и обволакивающей его мантии. Позже образовалась и земная кора.

Лунная фаза - это время остывания расплавленного вещества поверхности Земли из-за излучения тепла в космос и ослабевания метеоритной бомбардировки. Так образовалась первичная кора базальтового состава. Одновременно шло образование гранитного слоя материковой коры. Правда механизм этого процесса до сих пор не ясен[1].

1.2. Строение земли

Гидросфера – водная оболочка Земли - покрывает земной ша на 70% его поверхности. К гидросфере относится Мировой океан и воды суши.

Самое большое скопление воды на поверхности Земли – это Мировой океан. Он является основным водохранилищем нашей планеты. Испаряющаяся с его поверхности влага переносится ветрами и выпадая в виде осадков орошает землю питают реки подземные воды и горные ледники. Общий объем воды в океанских бассейнах – 1370 млн. км.3 Мировой океан делится материками и островами на отдельные океаны моря проливы и заливы.

В Мировом океане зародилась жизнь. В частности растительность возникшая в нем обогатила атмосферу кислородом и сделала ее пригодной для жизни животных. Уже более трех миллиардов лет происходит эволюция организмов. Они непрерывно поглощают необходимые для жизни растворенные в воде вещества и создают из них сложные органические соединения. Морские животные и растения обладают удивительной способностью: они накапливают в своих организмах взятые из воды медь цинк ванадий железо и другие элементы. Это приводит к тому что их концентрация в тканях организмов в сотни и тысячи раз выше чем в морской воде. Во всех природных газах в растворенном состоянии содержатся азот кислород углекислый и другие газы. Количество газов способных растворяться в морской воде зависит от ее солености. Чем больше соленость и выше температура тем меньше газов растворяется в морской воде и наоборот.

Кислород растворенный в океанской воде берется из воздуха или является результатом фотосинтеза растений произрастающих под водой. Вода в океане не стоит на месте а все время перемещается. Эти перемещения осуществляются течениями. Поверхность океанов и морей постоянно покрыта волнами. Высота волны измеряется от подошвы до гребня по вертикали длина – от одного гребня до другого. Волны следующие одна за другой имеют как правило разную высоту. Последняя зависит от многих причин в частности от наложения одних волн на другие. Различают волны ветровые цунами и барические. Первые из них возникают при ветре. Особенно большие волны вызывают штормы и ураганы когда скорость ветра достигает 25 и 35 м/с соответственно. В открытом океане ветровые волны достигают высоты 18-20м.

В гидросферу Земли входят также реки и озера. Реки содержат примерно 1200 км3 воды она меняется в них в среднем 30 раз в год. Горные реки начинаются иногда от нижних краев ледников. Некоторые реки вытекают из озер.

Важной оболочкой Земли является так же атмосфера. Атмосфера Земли представляет собой газовое образование которое окутывает нашу планету сплошной оболочкой. Верхняя граница атмосферы лежит на высоте более 2000 км. Граница эта выражена нечетко так как с высотой газы разрежаются и переходят в мировое пространство постепенно. Атмосфера Земли образована смесью газов влаги и частиц пыли. Сухой воздух вблизи поверхности Земли содержит 78 09% азота 20 95% кислорода 0 93% аргона 0 03% углекислого газа. На долю всех остальных газов вместе взятых приходится всего лишь 0 01%. К этим газам относятся водород гелий криптон ксенон радон йод и др. Атмосфера сохраняет тепло солнечных лучей защищает животный и растительный мир от вредного воздействия солнечных ультрафиолетовых и космических лучей.

Установлено что по вертикали атмосфера неоднородна. С высотой изменяется не только атмосферное давление плотность и температура воздуха но и электрическое состояние атмосферы. Поэтому в атмосфере выделяют несколько сфер с различными физическими свойствами. К числу этих сфер относятся: тропосфера стратосфера мезосфера термосфера (или ионосфера) экзосфера.

Тропосфера простирается от поверхности Земли до высоты 8-12 км в умеренных и высоких широтах до 16-17 км – в тропической и экваториальной зонах Высота верхней границы тропосферы во внетропических широтах изменяется по сезонам: летом она несколько выше чем зимой.

В тропосфере находится почти весь водяной пар. Поэтому только в тропосфере возникают облака и выпадают дожди снег крупа и град наблюдаются грозы ливни метели гололед и т.д. Характерная особенность тропосферы – понижение температуры в среднем на 6 С на каждый километр высоты.

Над тропосферой находится стратосфера. Ее нижняя граница расположена на высотах 8-17 км а верхняя – 50-55 км. Стратосфера характеризуется возрастанием температуры с высотой: в экваториальной зоне от - 40 С а в полярных зонах от - 80 С – до температур близких к 0 С. Слой воздуха отделяющий тропосферу от стратосферы называют тропопаузой. Это сравнительно тонкий слой атмосферы измеряемый десятками и сотнями метров.

Выше стратосферы до высот 80 км находится мезосфера. В ней температура с высотой падает и у верхней границы составляет - 80 С. Здесь иногда (чаще летом) возникают тонкие облака. Переходный слой между стратосферой и мезосферой называют стратопаузой.

Между высотами 80 км и 800 км располагается термосфера. В термосфере газы находятся большей частью в атомарном состоянии. Под действием ультрафиолетового и корпускулярного излучений Солнца обладающих большой энергией от нейтральных атомов и молекул воздуха отщепляются электроны. Атомы и молекулы потерявшие по одному или несколько электронов приобретают положительные заряды а свободные электроны снова присоединяются к нейтральным атомам или молекулам и наделяют их своим отрицательным зарядом. Такие положительно и отрицательно заряженные атомы и молекулы называются ионами. Газы получившие электрический заряд называются ионизированными. Учитывая способность газов термосферы ионизироваться ее называют также ионосферой.

1.3. Экзосфера – самая верхняя сильно разреженная часть атмосферы

Твердую оболочку Земли называют литосферой. Верхняя часть литосферы – это земная кора достигшая толщины 35 – 65 км на континентах и 6 – 8 км – под дном океанов. Под корой расположена мантия границей между этими слоями служит так называемый слой Мохоровичича. В этом слое скачкообразно возрастает скорость распространении сейсмических волн. На глубине 120 – 150 км под континентом и 60 – 400 км под океаном залегает слой мантии – астеносфера. Это – область с очень низкой вязкостью. Земная кора растрескалась на части и литосферные плиты плавая в астеносфере медленно перемещаются относительно друг друга. Ниже астеносферы примерно с глубины 410 км давление на минералы становится очень велико плотность сильно увеличивается. Сейсморазведка показывает что на глубине 2920 км плотность становится 10 080 кгм3 тогда как до нее была 5560 кгм3. Начинается область внешнего земного ядра внутри которого находится внутреннее ядро радиусом 1250 км. Внешнее ядро – жидкое так как через него не проходят поперечные волны. Кстати с наличием жидкого ядра связывают существование магнитного поля Земли. Принято считать что внутреннее ядро твердое. Возможно что температура в центре достигает 105 К а у нижней границы мантии – не выше 5000 К.

Верхние слои земной коры состоят преимущественно из пластов горных пород. Они образовались осаждением различных мелких частиц главным образом в морях и океанах. В этих пластах захоронены остатки животных и растений населявших земной шар в прошлом. С течение времени они превратились в окаменелости. Толщина осадочных пород колеблется в широких пределах и иногда достигает 15-20 км.

Страницы: 1 2 3 4