Будова Землі та планет

Рефераты по астрономии » Будова Землі та планет
РЕФЕРАТ

на тему


Будова Землі та планет
Львів - 2000

На сьогоднішній день учені точно встановили що планети й Місяць з їх твердими оболонками утворилися 4 6 мільярдів років тому. Час установлено за даними земних місячних й метеоритних утворень.

На основі даних геохімії та космохімії і зокрема результатів вивчення метеоритів (залізистих залізистокремнієвих та кам'яних) учені дійшли висновку що внутрішні планети Сонячної системи також складаються из цих компонентів.

Виходячи из середньої густини планет й матеріалів з яких вонич складаються - сілікатного густиною 3 3 г/см та залізистого густиною 7 23 г/см3 - і даних геофізики про будову надр Землі Р. Рейнольдс та А. Самерс показали що співвідношення радіусів внутрішніх залізистих ядер планет из зовнішніми сілікатними мають такі значення :

0 8 для Меркурія 0 53 для Венери 0 55 для Землі 0 4 для Марса.

На малюнку 10 видно що залізисте ядро наймасивніше у Меркурія і найменше у Марса. У Місяця такого ядра взагалі немає. Нижче зупинимося детальніше на описанні Землі Місяця і планет Сонячної системи.

Земля.

')ї

Земля має масу 5 974 * 10 тон. Кількість діб у році в різні геологічні періоди була різною. З мільярда років тому в році було не 365 діб як тепер а 420. Доба була значно коротшою ніж у наш час. За законами небесної механіки це відповідає розташуванню Місяця на відстані приблизно 130 тисяч кілометрів від Землі тобто в три рази ближче ніж він розташований тепер. Приливи на Землі в той час були потужнішими що сприяло розвитку на ній життя.


Малюнок 10.

Тепер учені вважають що Місяць продовжує повільно віддалятися від Землі. З віддаленням Місяця кількість днів у році зменшувалася. 400 мільйонів років тому наприклад рік тривав 390 діб. Сучасна кількість днів у році вперше була встановлена єгиптянами у 4240 році до нашої ери. Однак за даними вавілонян 365-денний рік встановився лише у восьмому столітті до нашої ери а до цього він мав лише 360 днів. Ця обставина на думку деяких істориків науки пов'язана з раптовою появою на зоряному небі Венерн.

Малюнок 11 : схема зональної будови Землі

Землю в першому наближенні можна уявити як складену із таких оболонок : газової ( атмосфери ) водяної ( гідросфери ) кам'яної ( літосфери ) проміжної (мантії) та ядра (малюнок 11).

Атмосфера поділяється на тропосферу стратосферу та іоносферу. Безпосередньо до земної поверхні прилягає тропосфера далі розташовується стратосфера а іоносфера зливається з космічним простором. Під дією сонячного вітру біля Землі утворилися радіаційні пояси.

Загальна маса атмосфери становить близько 5 27 * 1015 тон. Це приблизно 0 00009 % від усієї маси Землі. Із цієї маси 80 % припадає на тропосферу.

Атмосферне повітря складається із механічної суміші таких газів :

азоту 78 03 % кисню 20 99 % невеликих домішок аргону 0 94 % та вуглекислого газу СОг 0 03 %.

Під гідросферою розуміють сукупність усіх вод на Землі. Водна поверхня покриває Землю на 70 8 % від її поверхні.

Місяць.

Місяць навколо Землі рухається по еліптичній орбіті близькій до кола із середньою швидкістю 1 02 км/с або 3680 км/год. Його відстань від Землі змінюється від 363 300 кілометрів у перигеї до 404 500 кілометрів у апогеї. Середній радіус Місяця 1736 кілометрів або 0 273 радіуса Землі.

Середня густина Місяця - 3 33 г/см . Його маса - 7 35 * 10 тон або 0 0123 від земної об'єм — 2 19 * 101 км3 або 0 02 від земного поверхня — 3 8 * 107 км2 або 0 777 від земної.

Поверхня Місяця вкрита тонким шаром пилу товщиною 3-5 сантиметрів. Бомбардування поверхневих порід ядерними частинками спричинило до утворення в них значної кількості пор а бомбардування метеоритами - до поцяткованості малими кратерами глибиною 0 3 метра і діаметром близько 2 метра. Є на його поверхні воронки й від більших метеоритів.

Вказана намагніченість місячних порид є остаточною. Можливо вона виникла в той момент коли внутрішнє ядро Місяця було рідким. Тоді Місяць мав магнітне поле. Після охолодження ядра магнітне поле Місяця зникло.


Меркурій.

Меркурій - найближча до Сонця із достовірно встановлених планет. Навколо власної осі вона обертається за 58 6 земної доби а навколо Сонця - за 88 діб. Температура на освітленому боці досягає +437°С а на нічному перед сходом Сонця - +34°С. У глибинах планети температура може перевищувати 1000°С. Американський космічний корабель " Марінер-10" пролетівши ЗО березня 1974 року на відстані 720 кілометрів від Меркурія виявив на ньому досить розріджену атмосферу що складається з інертних газів.[П

Магнітне поле Меркурія виявилося у 100 разів слабішим земного. Воно створюється магнітними струмами які виникають всередині його металевого ядра за рахунок динамомеханізму. Це вказує на те що процеси які відбуваються всередині ядра Меркурія схожі з земними.

Поверхня Меркурія подібна до Місяця. Крім того на його поверхні виявлені вузькі долини й скелясті хребти відсутні на Місяці.

Венера.

Доба на Венері триває 44 земні дні а рік-224 7 земної доби.

На основі співставлений даних вивчення Землі Місяця Венери і Марса вчені дійшли висновку що верхня оболонка ( кора ) в усіх цих космічних тіл складається переважно з базальтів.

Оскільки Венера розташовується ближче до Сонця на неї падає в 2 рази більше сонячної енергії ніж на Землю. Однак у зв'язку з тим що атмосфера Венери густіша ( 90 атм ) за атмосферу Землі то 75 % випромінювання яке падає відбивається назад у світовий простір. Сонячні промені проникаючі в атмосферу значною мірою розсіюються її хмарами і тільки частково досягають поверхні венеріанської землі.

Атмосфера планети на 97 % складається із вуглекислоти азоту - 2 % кисню - 0 1 % водяної пари поблизу хмарового шару - менше 1 % аміаку 0 01 - 0 1 %. За рахунок перепаду тисків на поверхні може виникнути вітер що дме із швидкістю 80 м/с.

Із викладеного бачимо що атмосфера Венери з деяким наближенням відповідає атмосфері Землі в минулому - приблизно 3 5 мільярдів рокив тому. Не виключено що в майбутньому ця атмосфера може зазнати таких самих змін які відбулися на Землі.

В принципі атмосфера Венери може бути перетворена і людиною. Якщо на Венері температура знизиться до +80 - +90 С то її можна заселити водоростями які інтенсивно поглинають вуглекислоту й вивільнюють кисень. Таким чином венеріанську атмосферу можна довести до земної " кондиції " приблизно за 1000 років.

У поводженні Венери багато дивного. По-перше вона обертається навколо Сонця у зворотному напрямі. По-друге коли Сонце Венера й Земля шикуються в одну лінію й відстань між Землею та Венерою стає мінімальною (41 мільйон кілометрів) до Землі завжди обернена одна й та ж точка венеріанської поверхні. Це очевидно пов'язане з наявністю в надрах Венерн гравітаційних неоднорідностей. Так повторюється через кожні 1 5 року. Виходить що Земля ніби веде за собою Венеру.

Правда дехто з астрономів вважає що Венера утворилася одночасно з іншими планетами але її світність мінялась. Тому й жахалися наші забобонні предки. Проте досі ще не з'ясовано чому змінювалася її світність.

Марс.

Вісь обертання Марса нахилена до площини екліптики під таким самим кутом що і вісь Землі. Марсіанська доба близька до земної і становить 24 години 37 хвилин 22 58 секунд. Рік на Марсі триває 687 земних діб. Марс від Сонця одержує в 2 рази менше тепла і світла порівняно з Землею.

Маса Марса дорівнює 6 4 * 10 тон. Навколо Марса обертаються 2 супутника : Фобос і Деимос. Обидва тіла мають неправильну форму. Можливо вони являють собою малі планети захоплені Марсом із поясу астероїдів.

Фобос обертається навколо Марса на відстані в 1 4 а Деимос - на відстані 3 5 його діаметра. Періоди обертання цих супутників відповідно дорівнюють 7 годин 39 хвилин та ЗО годин 18 хвилин.

При великих прискореннях що повторюються через 15 — 17 років Марс наближається до Землі на 56 мільйонів кілометрів.

При вивченні Марса за допомогою космічних апаратів було встановлено що його поверхня покрита численними кратерами різного віку. На поверхні Марса є гірські системи і впадини. Загальні перепади висот становлять І2 -14 кілометрів включаючи пік гігантського вулкана Нікс Олімпік ( Сніги Олімпу ) який підноситься над окружньою поверхнею на 21 кілометр. Деякі марсіанські вулкани продовжують діяти. На поверхні Марса виявлено не тільки гігантські вулкани а й гігантську пустелю Еллада діаметром 1700 кілометрів позбавлену кратерів. Однак це на думку вчених можливо пов'язане з тим що вона покрита шаром пилу.

На поверхні Марса є величезні тектонічні тріщини типу земних грабенів.

Марсіанська атмосфера сильно розріджена. Склад газу приблизно такий : до 70 % вуглекислоти ЗО % аргону є домішки окису азота кисень і азот містяться у незначних кількостях. Є водяна пара. Температура атмосфери змінюється біля поверхні в залежності від широти місцевості й пори року. Добові коливання її досягають 100°С. На межі полярних шапок температура має величину -120 -130°С. Середня температура для поверхні Марса становить -ЗО -40°С. На денному боці вона досягає +30°С а на нічному знижується до -120°С. У приповерхневих шарах Марса ( на глибини понад 50 см) зараз панує вічна мерзлота і температура -50 - -

70 С. А в надрах планети передбачаються високі температури — близько 800 - 1500°С.

На поверхні Марса спостерігаються річкові долини. Ними вважають учені 20 мільйонів років тому коли був тепліший клімат текли ріки. На Землі цей час відповідає третинному періоду коли в нас панував також теплий клімат. Тоді навіть у Гренландії росли пальми.

За даними фотографій що їх передав на Землю космічний апарат " Вікінг-2 " висадившись на Марсі у вересні 1976 року американські вчені дійшли висновку що на планеті залишилися сліди величезної повені. Червоного кольору планеті надають окіси зализа що покривають поверховий шар гірських порід.

На Марсі раз у раз виникають пилові бурі із швидкістю вітру 60-80 м/с і навіть в окремих місцях до 150 м/с.

Величина радіусу планети 3400 кілометрів. Під марсіанською корою товщиною приблизно 100 кілометрів розташована мантія що підрозділяється на верхню і нижню. Верхня представлена в основному олівіном та пероксином а нижня — шпінеллю і гранітом. Ядро планети радіусом 1500 кілометрів оточене рідкою оболонкою ( 200 км ) представлену сполуками заліза із сіркою і киснем. Внутрішнє ядро на думку вчених складається із магнетиту що перебуває в ущільненому стані.

Напруженість магнітного поля Марса в 500 разів нижча відповідної величини Землі й зворотна за полярністю. Густина поверхні марсіанського грунту як і земного оцінюється в 1 5-2 г/см3.

Астероїди.

Сьогодні нараховується близько ЗО 000 астероїдів орбіти яких розташовуються між Марсом і Юпітером. Розміри одних вимірюються сотнями кілометрів інших - піщинками. За складом більшість метеоритів які потрапляють на Землю із поясу астероідів кам'яні (93 %) залізистих 6 % і залізисте - кам'яних 1 5 %. Шматки та глиби льоду також досягають поверхні Землі. У рукописах стародавніх народів сходу читаємо про падіння на Землю глиб льоду що дорівнювали кожна розмірів слона. 8 травня 1970 року шматки льоду космічного походження були підібрані у м. Яготині Київської області. В їх складі чітко зафіксовано присутність сірководню аміаку й метану. Такі гази є в атмосфері Юпітера й Сатурна. В атмосфері цих планет зафіксована й вода в усіх трьох станах. Більше того у Сатурна є кільця які складаються із глиб льоду. При яких-небудь катастрофах лід із вмерзлими в нього газами в принципі може бути викинутим за межі вказаних планет. Компоненти льоду могли утворитися в космосі одночасно з найбільш поширеними метеоритами оскільки вони ( вода й гази ) звичайно присутні в первинній атмосфері планет подібних до Землі. Тому лід що потрапляє на Землю не викликає здивування у вчених. Деякі вчені навіть висунули обгрунтовану гіпотезу про те що Тунгуський метеорит являв собою величезну глибу льоду яка при розігріванні в атмосфері Землі й спричинила до вибуху надзвичайної сили.

Деякі з астероїдів наближаються до Землі на відстань приблизно 25 мільйонів кілометрів а то й ближче.

Орбіти деяких астероїдів наближаються до параболічних нагадуючи комети. Вони нахилені під деяким кутом до площини екліптики. Цього неможливо пояснити з точки зору ньютонівської механіки.

Метеорити що впали на Землю прийнято вважати уламками внутрішніх частин планет типу Земля.

Кам'яні метеорити зібрані на Землі мають вік від 2 до 4 5 мільярдів років. Остання цифра відповідає часу утворення всіх планет. Залізистим метеоритам 700 мільйонів років а оплавленим скловидним — 300 - 400 мільйонів років. Цей час і вважають моментом розвалу планети що породила астероїди. Така планета могла розколотися при зіткненні з потужною кометою або ж вона зруйнувалася через свою внутрішню нестійкість. Літературна назва цієї планети — Фаетон. Вчені припускають що припустима планета Фаетон була за розмірами близька до Марса.

На Землю іноді падають і загадкові метеорити їх кілька типів. Це метеорити що нагадують за складом штучні сплави типу латуні й бронзи їх вік оцінюється від 5 до 22 мільйонів років. Надто дивними виявилися шматки вапнякового метеориту що упав 11 квітня 1925 року в Швеції. Учені висловлюють сумніви відносно космічного походження цих метеоритів.

У Монголії 21 березня 1950 року зафіксовано падіння плитоподібної глиби сіро-зеленого шлаку з білими вкрапленнями плавленого кварцу. В Латвії в 1885 році зафіксовано падіння метеорита що складався з пелези. Як бачимо. Космос час від часу приносить нам землянам несподіванки.

Юпітер.

Доба на Юпітері становить 9 годин 55 хвилин а період обертання навколо Сонця-11 862 року.

У цій планеті зосереджено 71 2 % маси від усіх планет Сонячної системи. Радіус Юпітера перевищує радіус Землі в 11 разів. Вважається що Юпітер на 82 % за вагою складається із водню і на 17 % із гелію. Його називають згаслим Сонцем. Якби його маса була в 60 разів більшою то в ньому йшли б ядерні реакції як на Сонці.

Ядро Юпітера складається із водню і більш важких хімічних елементів. На поверхні Юпітера проступає загадкова пляма червоного кольору на загальному фоні хмар які його завжди облягають.


Література

1. Б. А. Воронцов-Вельлямінов "Астрономія" М.: 1963

2. І. А. Климишин "Астрономія" Львів : 1994

3. Є. М. Філіпов "Земля життя. Всесвіт" К.: 1977

4. В. А. Бронштейн "Гіпотези про зорі і Всесвіт" М.: 1974

5. А. В. Засов "Галактики" М.: 1976

6. І. А. Резанов "Великі катастрофи в історії Землі" М.: 1972

7. І. С. Шкловський "Всесвіт життя розум" М.: 1987

8. В.П. Сухов "Геграфія" М.: 1989

9. Р. Кіппенхан "100 мільярдів сонць" М.: 1990 10 Б. А. Воронцов-Вельямінов "Очерки про Всесвіт" М.: 1980 11. "Походження і еволюція галактик та зірок" Під редакцією С. Б. Пікельнера М.: 1976