Выполнила : уч-ца 11 “В” Козик Г. А г. Арциз 2012 г.
Первый слайд Содержание >Общие сведения >Внутреннее строение Земли >Поверхность Земли >Атмосфера >Гидросфера >Гравитационное , магнитное , электрическое поле >Спутник Земли - Луна >Воздействие Солнца на Землю >Эволюция Земли >Исследование Земли
Содержание Общие сведения >Физические характеристики Земли >Форма Земли >Химический состав >Движение Земли
Содержание Внутренние строение >Строение Земли >Способы изучения внутреннего строения Земли >Сравнение внутреннего строения планет земной группы
Содержание Строение Земли >Ядро >Мантия >Земная кора
Содержание Атмосфера >Строение атмосферы >Химический состав атмосферы >Эволюция атмосферы >Серебристые облака
Содержание Поля Земли >Гравитационное поле >Магнитное поле >Электрическое поле
Содержание Спутник >Луна >Рельеф Луны >Вид Земли с поверхности Луны >Взаимодействие Земли и Луны >Солнечные и лунные затмения >Приливы и отливы
Содержание Воздействие Солнца на Землю >Солнечная активность >Солнечно – земные связи >Солнечный магнетизм >Солнечные пятна
Содержание Серебристые облака >Снимок серебристых облаков >Наблюдение за облаками >Обнаружение облаков >Задачи любительских наблюдений
Общие сведения >Земля - третья планета Солнечной системы. Благодаря своим уникальным, быть может, единственным во Вселенной природным условиям, стала местом, где возникла и получила развитие органическая жизнь. >Средняя плотность Земли 5518 кг/м 3 >Масса - 5, 976*1024 кг. >Средний радиус равен 6371 км. >Ускорение свободного падения у поверхности планеты составляет 9, 8 м/с2. >Возраст Земли по данным астрономических исследований близок к 4, 5 миллиардам лет.
Форма Земли >По форме Земля близка к эллипсоиду, сплюснутому у полюсов и растянутому в экваториальной зоне (геоид).
Химический состав Земли всего 88 элементов >железо - 39, 9 %, >кислород - 27, 7 %, >кремний - 14, 5%, >углерод - 0, 04 %
Движение Земли вокруг Солнца >Земля движется вокруг Солнца со средней скоростью 29, 765 км/с >Орбита является эллиптической, близкой к круговой орбите (эксцентриситет 0, 0167); >Среднее расстояние от Солнца 149, 6 млн. км, >Период обращения по орбите 365, 24 суток.
Эксцентриситет > Первый закон Кеплера: Орбита каждой планеты есть эллипс, в одном из фокусов (F 1) которое находится Солнце. > Форму эллипса, степень его отличия от окружности характеризует отношение: где с – расстояние от центра эллипса до его фокуса; а- большая полуось. Величина е называется эксцентриситетом эллипса. > Чем больше е, тем больше эллипс отличается от окружности. Если с = 0 (фокус совпадает с центром), то е = 0 и эллипс превращается в окружность радиусом а.
Вращение Земли >Вращение Земли разделяет барьером цилиндрической формы жидкости внешнего ядра на 2 разные области - внутреннюю, с твердым ядром и раскаленными расплавами в полярных областях, и более холодную внешнюю. >Насыщенная железом жидкость внутри цилиндра вращается подобно воздушным потокам циклона, приобретая сходную с ним структуру, и генерирует магнитное поле планеты, ускоряя вращение внутреннего ядра Земли.
>Оно замедляет свое вращение в результате приливного действия Луны медленнее, чем все остальные земные оболочки, и скорость его вращения несколько выше скорости вращения планеты (на 1 оборот в 1000 лет). В основном объеме ядра и в приповерхностных слоях происходят колебательные процессы с периодами 300 -1000 лет и 20 -120 лет.
Вращение Земли вокруг своей оси >Вращение Земли вокруг собственной оси происходит со средней угловой скоростью 7, 292115· 10 -5 рад/с, >Период осевого вращения равен 23 ч 56 мин 4, 1 с >Линейная скорость поверхности Земли на экваторе около 465 м/с. >Ось вращения наклонена к плоскости эклиптики под углом 66° 33' 22''.
Эклиптика >В отличие от звезд, экваториальное координаты которых остаются неизмененными на протяжении многих месяцев и даже лет, есть светила, α и δ которых быстро изменяются. К числу таких светил, которые не только участвуют (как звезды) в суточном движении, но и совершают собственные перемещения на небесной сфере, относится Солнце. В течение года Солнце движется по большому кругу небесной сферы, который наклонен к плоскости небесного экватора под углом 23˚ 27 . Этот большой круг называется эклиптикой.
>Этот наклон и годовое обращение Земли вокруг Солнца обуславливают исключительно важную для климата Земли смену времен года, а собственное ее вращение смену дня и ночи. >Вращение Земли из-за приливных воздействий неуклонно (хотя и очень медленно на 0, 0015 с за столетие) замедляется. Имеются и небольшие нерегулярные вариации продолжительности суток. Положение географических полюсов меняется с периодом 434 суток с амплитудой 0, 36''. Кроме того, имеются и небольшие сезонные их перемещения.
Смена времен года > В процессе движения нашей планеты вокруг Солнца плоскость земного экватора перемещается параллельно самой себе таким образом, что в одних участках орбиты земной шар наклонен к Солнцу своим северным полушарием, а в других – южным.
Неровности >Неровности поддерживаются неравномерным распределением массы в недрах Земли. >Одна из особенностей Земли - ее магнитное поле, благодаря которому мы можем пользоваться компасом. Магнитный полюс Земли, к которому притягивается северный конец стрелки компаса, не совпадает с Северным географическим полюсом. Под действием солнечного ветра магнитное поле Земли искажается и приобретает "шлейф" в направлении от Солнца, который простирается на сотни тысяч километров.
Способы изучения строения Земли >О внутреннем строении Земли, прежде всего, судят по особенностям прохождения сквозь различные слои Земли механических колебаний, возникающих при землетрясениях или взрывах. >Ценные сведения дают также измерения величины теплового потока, выходящего из недр, результаты определений общей массы, момента инерции и полярного сжатия нашей планеты.
На главную Внутреннее строение Земли: 1 Литосфера (кора). 2 Мантия верхняя 3 Мантия средняя 4 Мантия нижняя. 5 Внешнее ядро. 6 Внутреннее ядро. 7 Мантийный плюм
Литосфера >Твердая оболочка Земли - литосфера. Ее можно сравнить со скорлупой, охватывающей всю поверхность Земли. Но эта "скорлупа" как бы растрескалась на части и состоит из нескольких крупных литосферных плит, медленно перемещающихся одна относительно другой. По их границам концентрируется подавляющее число землетрясений. >Верхний слой литосферы - это земная кора, минералы которой состоят преимущественно из оксидов кремния и алюминия, оксидов железа и щелочных металлов.
>Все литосферные плиты как бы плавают в полужидкой астеносфере, как льдины в воде. >Более толстые участки земной коры, а так же участки, состоящие из менее плотных пород, поднимаются по отношению к другим участкам коры. >В то же время дополнительная нагрузка на участок коры, например, вследствие накопления толстого слоя материковых льдов, как это происходит в Антарктиде, приводит к постепенному погружению участка. >Такое явление называется изостатическим выравнивание.
Литосферная кора >Литосфера (кора) имеет толщину от 1 до 500 км, >Состоит в основном из силикатов и легких химических соединений. >Плотность литосферы менее 3500 кг/м 3.
На главную Мантия >Под корой расположена так называемая мантия, имеющая иной химический состав и большую плотность. >Граница между корой и мантией называется поверхностью Мохоровича. >В ней скачкообразно увеличивается скорость распространения сейсмических волн. >На глубине 120 -250 км под материками и 60 -400 км под океанами залегает слой мантии, называемый астеносферой. >Здесь вещество находится в близком к плавлению состоянии, вязкость его сильно понижена.
На главную Внутренние строение Мантия >Мантию, состоящую из окислов кремния, магния и железа (магнезиальных силикатных пород типа оливина), находящуюся в вязком полурасплавленном состоянии. >Плотность вещества мантии 3500 -10000 кг/м 3, температура свыше 500 К.
Внутренние ядро >Земля обладает внутренним ядром радиусом около 1221 км, состоящим из нескольких твердых слоев железа с различной степенью ориентации кристаллов, окруженным внешним жидким ядром толщиной 2225 км. > Предполагается, что оно состоит из сплавов железа (89 %), никеля (7 %), сульфида железа Fe S (4 %) и других металлов и тяжелых химических элементов и соответствует по составу железным метеоритам.
Ядро >Ниже астеносферы, начиная с глубины около 410 км "упаковка" атомов в кристаллах минералов уплотнена под влиянием большого давления. Резкий переход обнаружен сейсмическими методами исследований на глубине около 2920 км. Здесь начинается земное ядро, или, точнее говоря, внешнее ядро, так как в его центре находится еще одно - внутреннее ядро, радиус которого 1250 км.
>Внешнее ядро, очевидно, находится в жидком состоянии, поскольку поперечные волны, не распространяющиеся в жидкости, через него не проходят. С существованием жидкого внешнего ядра связывают происхождение магнитного поля Земли. >У нижней границы мантии давление достигает 130 ГПа, температура там не выше 5000 К. >В центре Земли температура, возможно, поднимается выше 10 000 К.
Химический состав ядра Земли
Химический состав ядра > Ядро, вероятно, состоит в основном из железа (или никеля и железа), хотя возможно присутствие и некоторых более легких элементов. > Нижняя мантия состоит из обычного кремния, магния и кислорода с небольшим количеством железа, кальция и алюминия. > Верхняя мантия - это большей частью оливин и пироксен (железо-магниевые силикаты), кальций и алюминий. > Эти данные мы получили только благодаря сейсмическим методам; образцы из верхней мантии достигают поверхности в виде вулканической лавы, но большая часть Земли для нас недостижима. > Кора - это прежде всего кварц (кремниевая двуокись) и другие силикаты типа полевого шпата.
Мантийный плюм >От границ земного ядра, с глубин 2900 км до литосферы мантию пронизывают насквозь мантийные плюмы ("перья") – столбы раскаленного вещества диаметром 150 -200 км и температурой на 200 -300 К горячее окружающей среды. >Они переносят к поверхности Земли тепловую энергию, выделяющуюся в ядре планеты. "Мантийный ветер" – движение расплавленных пород под влиянием конвекции вещества – отклоняет плюмы от вертикали.
>В верхней мантии плюмы разветвляются; над ними происходят интенсивные тектонические и вулканические процессы.
Земная кора >Земная кора имеет неравномерную толщину: 35 -65 км на континентах и 6 -8 км под дном океана. >Верхний слой земной коры состоит из осадочных пород, нижний из базальтов. Между ними находится слой гранитов, характерный только для континентальной коры.
Каньон Дьявола (штат Аризона, США)
Сравнение внутреннего строения земной группы >Другие планеты земной группы, возможно, имеют подобные структуры и составы с некоторыми отличиями: >у Луны маленькое ядро; >у Меркурия очень большое ядро относительно диаметра планеты; >мантии Марса и Луны намного более толстые; >у Луны и Меркурия нет отчетливой с химической точки зрения коры; >Земля - единственная планета с отчетливо определяемым внутренним и внешним ядром.
Земная поверхность >Земля - самое плотное тело Солнечной системы. >Земная поверхность очень молода. В относительно короткий (по астрономическим стандартам) период в 500 000 лет эрозия и тектонические процессы разрушили и создали заново большую часть поверхности Земли, уничтожив тем самым почти все следы ранней геологической поверхности (типа кратеров, появившихся в результате столкновений с астероидами).
>Возраст Земли - от 4. 5 до 4. 6 миллиардов лет, а возраст самых старых известных камней - приблизительно 4 миллиарда лет. >Самые старые окаменелости живых организмов имеют возраст меньше чем 3. 9 миллиардов лет.
Гидросфера > На 71% земная поверхность покрыта водой. > Земля - единственная планета, на которой вода может существовать в жидком виде на поверхности (хотя, возможно, на поверхности Титана есть жидкий этан или метан и жидкая вода под поверхностью Европы - спутника Юпитера). > Жидкая вода, как мы знаем, необходима для жизни.
>Способность океанов сохранять тепло также очень важна в поддержании относительно устойчивой температуры Земли. >Жидкая вода также ответственна за эрозию и выветривание континентов Земли - процесс, уникальный в солнечной системе сегодня (хотя, возможно, это произошло в прошлом на Марсе).
>Океаны содержат 97. 5% всей воды, земля 2. 4% и атмосфера - менее чем 0. 001%, что может показаться очень удивительным, поскольку вода играет очень важную роль в формировании погоды. >Ежегодные осадки, выпадающие на землю, более чем в 30 раз превышают суммарное количество воды, способное удерживаться атмосферой. >Этот факт указывает на быструю циркуляцию воды между поверхностью земли и атмосферой.
>Диаграмма отображает объемы воды, содержащейся на земле, в океанах и в атмосфере. >Стрелки указывают на ежегодный обмен воды между ними.
Гидросфера > Земля обладает обширной водной оболочкой - гидросферой, массой 1, 44× 1023 кг и объемом 1, 616× 1011 км 3, включающей в себя все взаимосвязанные, находящиеся в постоянном кругообороте подземные воды, воды суши, рек и озер (0, 65 %), морей и океанов (97, 2 %), водяной пар атмосферы и запасы снега и льда (2, 15 %). > Ледники и вечные снега занимают площадь 14000 км 2; внутриконтинентальные водоемы 2000 км 2. > Общий запас энергии воды на Земле огромен: в Европе и Азии - 1, 08× 1012 Вт, в Северной Америке 3, 1× 1011 Вт и в Африке 7, 8× 1011 Вт. > Энергия приливов составляет около 2, 7× 1012 Вт.
Химический состав гидросферы
Атмосфера >Атмосфера –газообразная оболочка , самая верхняя оболочка Земли. >Она состоит из смеси газов, называемой воздух.
>Кроме того в воздухе содержится водяной пар, пыль, кристаллы льда. >Нижней границей атмосферы считают земную поверхность. Четко выраженной верхней границы атмосфера не имеют и постепенно переходят в космическое пространство.
>Атмосфера вращается вместе с Землёй вокруг её оси , а так же вокруг Солнца у земной поверхности воздух сжат вышележащими слоями и по этому наиболее плотный и тяжелый. >С высотой он становится всё более разрежённым. Если на уровне моря масса 1 м 3 воздуха при t=0 0 C ровна 1, 293 кг, то на высоте 12 км только 310 г , а на высоте 40 км – всего 4 г. >Изменяется не только плотность воздуха , но и его температура, количество влаги в нём.
Атмосфера >Наша планета окружена обширной атмосферой. >В соответствии с температурой составом и физическими свойствами атмосферы можно разделить на разные слои : >тропосфера >стратосфера >мезосфера >термосфера > ионосфера > экзосфера
Состав Атмосфера Атмосферу Земли составляет: >Азот - 77 %, >Кислород - 21 % >Аргон – 0, 9 % >Углекислый газ-0, 03% >Неон - 0. 001818 % - >Метан(CH 4)-0. 0002 %
Эволюция атмосферы >Когда Земля только формировалась, в ее атмосфере, возможно, было очень большее количество двуокиси углерода, но к нынешнему времени большая его часть уже входит в состав карбонатных горных пород, немного меньший его объем содержится в растворенном виде в океанах и остальная часть использовалась и используется растениями для жизни.
>Очень малое количество присутствующей сейчас в атмосфере двуокиси углерода чрезвычайно важно для поддержания поверхностной температуры Земли через парниковый эффект. >Парниковый эффект поднимает среднюю поверхностную температуру приблизительно на 35° C выше той температуры, которая была бы без него; океаны были бы заморожены и жизнь была бы невозможна.
Тропосфера >Самый нижний слой – тропосфера. >Его толща над экватором – 18 км, полярных частях – 8 -9 км, в средних широтах – 10 -11 км. >В этом слое сосредоточено около 80% всей массы воздуха. >Воздух тропосферы получат тепло от нагретой Солнцем земной поверхности. Поэтому чем выше от неё , тем холоднее.
>В тропосфере находятся почти весь водяной пар атмосферы и различные примеси : пыль , копоть выброшенные при извержении вулканов пепел , углекислый , сернистый газ. Только в этом слое образуются облака и выпадают осадки. >Состояние воздуха тропосфере – его температура , влажность , движение зависит главным образом от того , над какой поверхностью он находится. В этом слое происходит изменение погоды , которые мы постоянно наблюдаем
Тропосфера >Тропосфера - это область, лежащая между поверхностью Земли и высотой в 11 км. >Это довольно толстый и густой слой, содержащий большую часть водяных паров, находящихся в воздухе. > В ней имеют место почти все атмосферные явления, которые непосредственно интересуют жителей Земли.
>В тропосфере находятся облака, атмосферные осадки и т. д. >Слой отделяющий тропосферу от следующего атмосферного слоя - стратосферы, называется тропопауза. Это область весьма низких температур.
Стратосфера > Верхняя граница стратосферы 50 -55 км. > В стратосфере воздух разрежен. > В нижней части температура остаётся низкой , но , начиная примерно с 20 км , повышается. > Водяной пар почти отсутствует. Изредка появляется так называемые серебристые облака , состоящие из мельчайших кристалликов льда. > В верхних слоях атмосферы выше 55 км – воздух так сильно разрежен , что он почти не поглощает солнечное тепло , не рассевает солнечный свет.
Состав стратосферы >Состав стратосферы такой же, как и тропосферы, но в ней возникает и концентрируется озон. >Ионосфера, то есть ионизированный слой воздуха, образуется как в тропосфере, так и в более низких слоях. Она отражает высоко частотные радиоволны (например, короткие волны).
Озоновая дыра
Озоновая дыра > От ультрафиолетового излучения (солнечной радиации) Землю предохраняет так называемый озоновый слой. > Химически озон - это молекула, состоящая из трех атомов кислорода (молекула кислорода содержит два атома). > Озон образуется под воздействием высокоэнергетичной солнечной радиации, стимулирующей реакцию между О 2 и свободными атомами кислорода. > Под воздействием умеренной радиации он распадается, абсорбируя энергию этой радиации. > Таким образом этот цикличный процесс "съедает" опасный ультрафиолет.
>Концентрация озона в атмосфере очень мала, и небольшие изменения количества озона приводят к серьезным изменениям интенсивности ультрафиолета, достигающего земной поверхности. >Озон разрушается под воздействием соединений хлора, известных как фреоны, которые также разрушаясь по воздействием солнечной радиации освобождают хлор, "отрывающий" от молекул озона "третий" атом. >Хлор в соединения не образовывает, но служит катализатором "разрыва". >Таким образом, один атом хлора способен "погубить" много озона. Считается, что соединения хлора способны оставаться в атмосфере от 50 до 1500 лет (в зависимости от состава вещества).
Озоновый слой > Озоновый слой - это широкий атмосферный пояс, простирающийся на высоте от 10 до 50 км над поверхностью Земли. > Наблюдения за озоновым слоем планеты проводились антарктическими экспедициями с середины 50 -х. > Озоновая дыра над Антарктидой, увеличивающаяся по весне и уменьшающаяся к осени, была обнаружена в 1985 году. > Открытие метеорологов вызвало цепь последствий экономического характера, о которых будет сказано ниже. > Дело в том, что в существовании дыры была обвинена химическая промышленность, производящая вещества, содержащие фреоны, способствующие разрушению озона (от дезодорантов до холодильных установок).
> Смена времен года влияет не только на жизненные циклы растений, от них зависит состояние озоновой дыры над Антарктикой, а она в этом году бьет все рекорды по размерам. > В прошлом году она уже в три раза превышала общую площадь Соединенных Штатов. Достаточно сказать, что города в южной части Аргентины и Чили подверглись воздействию повышенных доз ультрафиолета. > В этом году дыра начала открываться еще в середине августа и по некоторым расчетам ее размер будет больше чем когда-либо до этого. > Ее площадь будет составлять как минимум 25 млн. квадратных километров (вся Северная Америка - это 21 млн. кв. км).
> Тем не менее, ученые не берут на себя ответственности в составлении прогнозов. > Дело в том, что рост озоновой дыры зависит не только от концентрации в атмосфере таких вредный веществ, как хлорофтороуглероды (chlorofluorocarbons), но и от погоды. > При низких температурах в верхней части атмосферы формируются снежные облака, называемые также "полярными стратосферными облаками". > Кристалы льда в них становятся той поверхностью, благодаря которой происходят химические реакции с образованием веществ - разрушителей озона.
> В прошлом году дыра достигнув гигантских размеров чрезвычайно быстро исчезла (на месяц раньше срока). > Сегодня же такого чуда ждать не приходится, так как подобное явление происходит не чаще одного-двух раз в десятилетие. > По мнению некоторых наблюдателей, в ближайшие несколько лет начнет преобладать тенденция спада, уменьшения размера дыры, чему поспособствовал принятый в 1987 году Монреальский протокол, обязывающий сокращать выбросы в атмосферу вредных веществ.
Озоновая дыра над Антарктидой > Пространственное распределение общего содержания озона (в единицах Добсона D. E. ) в Южном полушарии по данным спутника NOAA-14 (15 октября 1998 г. ). > Над Антарктидой наблюдается очень низкие значения общего содержания озона (100 -150 D. E. ) по сравнению со средними климатическими значениями в 1968 -1980 гг. (300 -350 D. E. )
Мезосфера >Средняя высота сферы (до высоты 80 -85 км) >Переходный слой и его высота (мезопауза в слое 80 -85 км) >Среднее распределение температур по вертикали (понижается на 3 -4 о С на 1 км высоты) >Скорость ветра 200 -230 км/ч
Термосфера >Средняя высота сферы 80 -800 км >Среднее распределение температур по вертикали (повышается и достигает 700 о. С на высоте 150 км) >Происходит поглощение коротковолнового излучения Солнца
Экзосфера >Средняя высота сферы выше 800 км >Среднее распределение температур по вертикали ( температура растет с высотой ) >Крайне разряженная область, состоящая из атомарных газов, часть из которых постоянно улетучивается в космос
Ионосфера >Ионосфера, верхние слои атмосферы, начиная от 50 - 85 км до 600 км, характеризующиеся значительным содержанием атмосферных ионов и свободных электронов. Атомы и молекулы в этом слое интенсивно ионизируются под действием солнечной радиации, в частности, ультрафиолетового излучения. >Перемещение заряженных частиц по магнитным силовым линиям к полярным областям на широтах от 60 до 75° приводит к появлению полярных сияний. >Верхняя граница ионосферы — внешняя часть магнитосферы Земли.
>Причина повышения ионизации воздуха в ионосфере — разложение молекул атмосферы газов под действием ультрафиолетовой и рентгеновской солнечной радиации и космического излучения. >Ионосфера оказывает большое влияние на распространение радиоволн.
Основные Газы >Основными газами, входящими в состав нижних слоев атмосферы являются: азот (примерно 78, 08%), кислород (около 20, 9%) и аргон (около 0, 93%). >Других газов в атмосфере Земли очень мало, например углекислого газа около 0, 03%.
>Атмосферное давление на уровне поверхности океана составляет при нормальных условиях приблизительно 0, 1 МПа. >Полагают, что земная атмосфера сильно изменилась в процессе эволюции: обогатилась кислородом и приобрела современный состав в результате длительного взаимодействия с горными породами и при участии биосферы, т. е. растительных и животных организмов.
Гравитационное поле Земли >Гравитационное поле Земли с высокой точностью описывается законом всемирного тяготения Ньютона. >Ускорение свободного падения над поверхностью Земли определяется как гравитационной, так и центробежной силой, обусловленной вращением Земли. >Зависимость ускорения свободного падения от широты приближенно описывается формулой g = 9, 78031∙(1+0, 005302 sin 2φ ) м/c 2.
Магнитное поле >Магнитное поле над поверхностью Земли складывается из постоянной (или меняющейся достаточно медленно) «главной» и переменной частей; последнюю обычно относят к вариациям магнитного поля. >Главное магнитное поле имеет структуру, близкую к дипольной. Магнитный дипольный момент Земли, равный 7, 98· 1025 единиц СГСМ, направлен примерно противоположно механическому , хотя в настоящее время магнитные полюсы несколько смещены по отношению к географическим.
>Их положение, впрочем, меняется со временем, и хотя эти изменения достаточно медленны, за геологические промежутки времени, по палеомагнитным данным, обнаруживаются даже магнитные инверсии, то есть обращения полярности. >Напряженности магнитного поля на северном и южном магнитных полюсах равны соответственно 0, 58 и 0, 68 Э, а на геомагнитном экваторе около 0, 4 Э.
Магнитное поле >У Земли умеренное магнитное поле, производимое электрическими токами в ядре. >Взаимодействие солнечного ветра, магнитного поля Земли и верхних слоев атмосферы Земли вызывает полярные сияния. >Нарушения в этих явлениях заставляют магнитные полюса перемещаться относительно поверхности Земли; северный магнитный полюс в настоящее время находится в северной Канаде.
Магнитное поле Земли и его взаимодействие с солнечным ветром >Магнитное поле Земли и его взаимодействие с солнечным ветром приводит к образованию радиационных поясов Земли.
>Внешний пояс простирается на высоте от 19 000 км до 41 000 км; >Внутренний пояс располагается на высоте от 7 000 км до 13 000 км.
Магнитное поле Земли и движение в нем заряженных частиц Положение магнитных полюсов Земли на 1985 г: Северный магнитный полюс – 77 о 36' с. ш. ; 102 о 48' з. д. Южный магнитный полюс – 65 о 06' ю. ш. ; 139 о 00' в. д.
Электрическое поле >Электрическое поле над поверхностью Земли в среднем имеет напряженность около 100 В/м и направлено вертикально вниз это так называемое «поле ясной погоды» , но это поле испытывает значительные (как периодические, так и нерегулярные) вариации.
Спутник >У Земли только один естественный спутник - Луна, но на орбиту Земли были выведены еще тысячи малых искусственных. >Астероид 3753 (1986 ТО) имеет сложную орбитальную связь с Землей; он не является нашей луной, его называют термином "компаньон”
Физические характеристики Луны Macca Диаметр Плотность Температура поверхности Расстояние от спутника до планеты Скорость движения вокруг планеты Ускорение свободного падения 7, 35· 1022 кг (0, 0123 массы Земли) 3476 км (0, 273 диаметра Земли) 3, 343 г/см 3 от -1500 C до +1300 С 384400 км. 1, 03 км/с 1, 62 м/c 2
> Луна - единственный внеземной мир в космосе, который посетили люди. > На Луне нет ни воздуха, ни воды, ни погоды. На лунной поверхности сила тяготения в 6 раз меньше, чем на Земле (1, 62 м/c 2). > Луна постоянно обращена к Земле одной и той же своей стороной. На Луне царит полная тишина, потому что звуковые волны в вакууме не распространяются. > Наклонена к плоскости эклиптики на 5 o 8'43". Поверхность Луны в основном гориста, покрыта многочисленными кратерами ударного (метеоритного) происхождения. > Лунный грунт - реголит. > Возраст луны равен 4, 65 млрд. лет.
Важные открытия 1840 Дж. У. Джейпер фотографирует Луну. 1946 С Луны получены отраженные радиолокационные сигналы. 2 января 1959 Советский космический корабль совершил первый полет вокруг Луны и передал на Землю не очень четкие снимки ее обратной стороны. 13 января Лунный зонд впервые падает на Луну. 1959 31 января Советский корабль "Луна - 9" совершает успешную посадку. 1966 Декабрь 1968 Астронавты корабля "Аполлон - 8" совершают полет вокруг Луны. 21 июля 1969 Нэйл Армстронг и Эдвин Олдрин высаживаются на Луну и возвращаются с первыми лунными камнями. 1969 -1972 На Луне побывало шесть экипажей космических кораблей "Аполлон". Они поставили там ряд экспериментов и привезли на Землю 385 кг. лунных камней и пыли. Их изучение продолжалось более 20 лет в результате было получено огромное количество информации относительно происхождения и истории Луны. 1994 По программе "Клементина" сделано и передано на Землю 3 миллиона фотографий Луны.
Рельеф Луны > Рельеф Луны хорошо виден даже в небольшой телескоп. В 1651 году итальянский астроном Дж. Риччиоли опубликовал карту Луны, составленную им совместно с итальянским физиком Ф. Гримальди. > Именно на этой карте впервые обширные округлые низменности названы морями, которые сохранили свои названия до наших дней: Море Спокойствия, Море Ясности, Море Кризисов (Опасности), Море Дождей, Море Облаков и др. Из размеры - от 200 до 1100 км в поперечнике. > Самая большая низменность, протяженностью свыше 2000 км, названа Океаном Бурь.
> Поверхность морей сглажена и покрыта темным веществом, в том числе и застывшей лавой, некогда изверженной из лунных недр. > Океан Бурь и наиболее крупные моря различимы невооруженным глазом в виде темных пятен. > На поверхности морей имеются складки и холмы, а также небольшие остроконечные и круглые возвышенности, представляющие собой вершины невысоких гор, залитых впоследствии затвердевшей лавой. > Характерные по своим очертаниям зоны названы заливами, а небольшие изолированные низменности - озерами. > Моря и озера занимают около 40% всей видимой с Земли поверхности Луны, и подавляющее их большинство расположено в северном ее полушарии.
> Остальная (60%) часть лунного полушария представляет собой материк, покрытый как отдельными горами, так и горными цепями и хребтами. Большинство горных хребтов тянется вдоль окраин морей и носит земные названия, предложенные Я. Гевелием. > Так, Море Дождей ограничено с северо-востока Альпами, с востока - Кавказом, с юго-востока - Аппенинами, а с юга - Карпатами. Некоторые горные цепи названы именами ученых: горы Даламбера, горы Лейбница и т. д. > Высота гор различна, отдельные горные вершины - пики поднимаются до 8 км. > Горные районы лунной поверхности покрыты множеством кратеров, в меньшем числе они имеются и в морях.
> Размеры кратеров - от 1 м до 250 км. Крупные и средние по размерам кратеры, известные с времен первых телескопических наблюдений Луны, названы именами ученых: Аристотель, Геродот, Тимохарис, Гиппарх, Коперник, Кеплер и др. > Многие крупные и средние по размерам кратеры окружены пологими валами (кольцевыми горами) и имеют ровное дно, посередине которого возвышается центральная горка. Другие имеют форму воронок, какие образуются при взрывах. > Мелкие кратеры в обилии покрывают всю лунную поверхность и даже дно и валы более крупных кратеров. Многие мелкие кратеры (диаметром до 10 -15 км) образованы взрывами метеоритных тел, сталкивавшихся с Луной.
> Более крупные кратеры, в особенности с центральными горками, имеют вулканическое происхождение, что подтверждается фотографией кратера Коперника, дно которого носит явные признаки вулканизма. > Метеоритам, по-видимому, обязаны своим происхождением и длинные светлые лучи, которые радиально расходятся от некоторых крупных кратеров (например, от кратеров Тихо, Коперник, Кеплер) на расстояния в несколько сотен и даже тысячи километров. > Они представляют собой цепочки мелких кратеров, покрытых мелкозернистым веществом, сильно рассеивающим солнечный свет. > Сейсмографы, установленные на лунной поверхности, зафиксировали слабые луннотрясения, часть из которых, очевидно, вызвана падением метеортитов, а иные - и сейсмическими процессами в недрах Луны.
Вид Земли с поверхности Луны
Взаимодействие Земли и Луны >Взаимодействие Земли и Луны замедляет вращение Земли примерно на 2 миллисекунды в столетие. Исследования показывают, что 900 миллионов лет назад год состоял из 481 дней.
Солнечная активность >СОЛНЕЧНАЯ АКТИВНОСТЬ, регулярное возникновение в атмосфере Солнца характерных образований: солнечных пятен, факелов в фотосфере, флоккул и вспышек в хромосфере, протуберанцев в короне. >Области, где в совокупности наблюдаются эти явления, называются центрами солнечной активности.
На главную Солнечно-земные связи >В солнечной активности (росте и спаде числа центров солнечной активности, а также их мощности) существует приблизительно 11 -летняя периодичность (цикл солнечной активности).
Солнечно – Земные связи >СОЛНЕЧНО-ЗЕМНЫЕ СВЯЗИ, влияние изменений солнечной активности на земные процессы: возникновение магнитных бурь, усиление ионизации газов в атмосфере, в биосфере на урожаи сельскохозяйственных культур, эпидемии и т. д. >Это влияние обусловлено усилением коротковолнового и корпускулярного излучений Солнца при солнечных вспышках и др. проявлениях солнечной активности.
Воздействие солнечных излучений на Землю
Солнечные пятна >СОЛНЕЧНЫЕ ПЯТНА, образования в фотосфере Солнца, развиваются из пор, могут достигать 200 тыс. км в поперечнике, существуют в среднем 10 -20 суток. >Температура в солнечных пятнах ниже температуры фотосферы на 1 -2 тыс. К (4500 К и ниже), вследствие чего они в 2 -5 раз темнее фотосферы.
>Для солнечных пятен характерны сильные магнитные поля (до 320 А/м, см. Солнечный магнетизм). >Среднее годовое число солнечных пятен изменяется с 11 -летним периодом.
Солнечный магнетизм >СОЛНЕЧНЫЙ МАГНЕТИЗМ, магнитные поля на Солнце, упорядочивающие движение солнечной плазмы, обусловливающие солнечные вспышки, существование протуберанцев и т. д. >Средняя напряженность магнитного поля в фотосфере 79, 6 А/м, локальные магнитные поля, например в области солнечных пятен, могут достигать нескольких тыс. А/м.
На главную Солнечные пятна >Периодические усиления солнечного магнетизма определяют солнечную активность. >Источник солнечного магнетизма сложные движения плазмы в недрах Солнца.
Серебристые облака >На снимке изображена северная область неба 28 июня 1989 года около 1 часа ночи местного времени (+5 UT) в населенном пункте Камышлинка Оренбургской области. >Отчетливо виден сумеречный сегмент астрономических сумерек.
>Впервые серебристые облака были описаны В. К. Цераским, приват-доцентом Московского университета, который наблюдал их 12 июня 1885 года. С этого момента серебристые облака регулярно наблюдаются, как профессионалами, так и любителями астрономии. >Для любителей астрономии наблюдение серебристых облаков представляет интерес, т. к. для их наблюдений не нужно никаких оптических приборов, более того в телескоп серебристые облака наблюдать сложно из-за малого поля зрения инструмента.
>Фотографировать же серебристые облака не представляет никакого труда, т. к съемка облаков ничем не отличается от обычной фотосъемки за исключением более длительной выдержки. >Если имеется кино- или видеокамера, то наблюдение серебристых облаков приобретает научную ценность, т. к. при помощи замедленной съемки можно проследить все изменения происходящие в серебристых облаках за период съемки. >Наблюдать серебристые облака в северном полушарии Земли можно на широтах от 50 до 70 градусов.
Наблюдения за облаками >Серебристые облака наблюдаются в среднем на высотах 70 -80 км и видны на фоне сумеречного сегмента. >Наилучшие условия видимости серебристых облаков, это период навигационных сумерек, когда Солнце опускается под горизонт наблюдателя на 6 -12°. В это время на слабо освещенном фоне сумеречного неба легко обнаруживаются светящиеся облака. >Лучшее время наблюдений июнь и начало июля, т. е. время, когда астрономические сумерки в средних широтах не кончаются. Серебристые облака представляют из себя великолепное зрелище, т. к. светятся на фоне неба и довольно быстро меняют вид и внешне несколько напоминают полярные сияния.
Обнаружения серебристых облаков >Для обнаружения серебристых облаков нужно просматривать ежедневно северную часть неба примерно через час после захода Солнца и в течение ночи за час до восхода Солнца. >Именно в этот период можно увидеть серебристые облака, но если вы не обнаружили облаков, то обязательно нужно указать это, помня, что отрицательный результат, тоже результат.
Задачи любительских наблюдений серебристых облаков > Если же облака обнаружены, то необходимо провести наблюдения с записью в журнал наблюдений. > Задачи любительских наблюдений серебристых облаков могут быть следующими: > 1. Синоптические наблюдения, т. е. систематические наблюдения сумеречного сегмента с целью установления факта наличия или отсутствия серебристых облаков, а в случае их видимости - регистрации некоторых характерных признаков (протяженность по азимуту и высоте, яркость, морфологические формы). Для выполнения этих наблюдений нужна площадка с открытым северным горизонтом, часы.
>2. Исследование структуры. Может производиться путем визуальных наблюдений, фотографирования или замедленной киносъемки. Ценность наблюдений возрастает по мере перехода от первого метода к третьему. Необходимые инструменты: фотоаппарат типа «Зенит» , кинокамера. >3. Изучение движений серебристых облаков. Производится путем их последовательного фотографирования или замедленной киносъемки.
>4. Определение высот. >Для решения этой задачи нужно фотографировать серебристые облака в заранее согласованные моменты из двух пунктов, разделенных расстоянием в 20 -30 км. >Фотоаппараты в обоих пунктах должны быть одинаковыми. Нужны точные часы, проверяемые по радио.
Эволюция Земли >Земля, как и другие планеты, пережила ранние фазы эволюции - фазу аккреции ("рождения") и фазу расплавления внешней сферы земного шара и фазу первичной коры ("лунную фазу"). >Фаза аккреции, это образование ее из хаотического роя твердых, преимущественно каменных, некрупных тел и пылевых частиц. >Ее надо представлять себе как непрерывное выпадение на растущую Земли относительно все большего количества крупных тел, укрупняющихся в своем полете при соударениях между собой, и притяжением к себе более удаленных мелких частей материи.
>Вместе с крупными телами на Землю падали макрообъекты - планетезимали, неудавшиеся планеты. >Они имели размеры астероидов или некрупных спутников больших планет. >В фазу аккреции Земля приобрела приблизительно 95% современной массы, на что потребовалось по разным оценкам от 17 млн. лет до 400 млн. лет, в период с 4, 6 по 4, 2 млрд. лет назад. >Во время аккреции Земля долго оставалась холодным космическим телом, и только в конце этой фазы, когда началась предельно интенсивная бомбардировка ее крупными объектами, произошло сильное разогревание, а затем полное расплавление вещества внешней зоны планеты.
>Фаза расплавления внешней сферы Земли устанавливается сообразно с ранней историей других планет, в первую очередь Луны, а также Меркурия, Марса. >Лунная поверхность образована магматическими породами, которые отвердели 4, 0 млрд. лет назад, т. е до этого Луна была расплавленным шаром. >К этому же времени относят образование у Земли ядра, мантии и коры. >Образование ядра создало условия для образования у Земли диполярного магнитного поля. >Установление на Земле самых древнейших палеомагнитных пород с возрастом 3, 7 млрд. лет - свидетельство существования в то время ядра, и естественно, мантии.
>Ландшафты того далекого времени были уникальны. Вся поверхность Земли представляла собой океан раскаленного тяжелого расплава с прорывающимися из него газами. >В этот своеобразный океан продолжали стремительно врываться как малые, так и крупные космические тела, удары которых о жидкую поверхность вызывали образование всплесков, фонтанов и другие формы взлета и падения тяжелой жидкости. >Над раскаленным океаном простиралось сплошь укутанное густыми тучами небо, с которого на поверхность не падало ни капли воды.
Геоид > Геоид- геометрическая фигура, приближенно описывающая форму Земли с неправильностями из-за неравномерного распределения масс внутри нее. > Геоид совпадает со средней поверхностью вод Мирового океана и сообщающихся с ним морей, свободной от приливов, течений и прочих возмущений.
>Поверхность геоида под материками проводиться таким образом, чтобы в каждой точке она была перпендикулярна отвесной линии, т. е. реальному направлению действия силы тяжести в той же самой точке. >Значение силы тяжести во всех точках поверхности геоида постоянно. >Геоид из-за его сложности неудобен для применения при решении математических задач геодезии и картографии. >Средняя величина отступления геоида от земного эллипсоида составляет ± 50 м и лишь в исключительных случаях достигает ± 100 м.
Лунное затмение >Лунные затмения происходят тогда, когда Луна попадает в земную тень, которая также имеет форму круглого конуса и окружена полутенью. Так как земная тень направлена в сторону, противоположную Солнцу, то Луна может пройти сквозь нее только в полнолуния, когда они наступают вблизи одного из лунных узлов. Если полнолуние наступает на расстоянии не более 5° от узла, то Луна полностью погружается в земную тень, и происходит полное лунное затмение.
>Еще древние астрономы заметили, что через определенный промежуток времени лунные и солнечные затмения повторяются в определенном порядке. Этот промежуток времен был назван саросом (в переводе с египетского- повторение). >Существование сароса объясняется закономерностями, наблюдаемыми в движении Луны. Сарос составляет 6585, 32 суток (≈18 лет 11 дней). В течение каждого сароса происходит 70 затмений, из них 42 солнечных и 28 лунных. >Однако, в данном месте Земли лунные затмения видны со всего ночного полушария Земли. Полные солнечные затмения в данной точке земной поверхности видны не чаще одного раза в 200 -300 лет.
Схема лунного затмения
Солнечные и лунные затмения > Солнечные и лунные затмения- интереснейшие явления природы, знакомые человеку с глубокой древности. Они бывают сравнительно часто, но видны не из всех местностей земной поверхности и поэтому многим кажутся редкими. > Солнечные затмения происходят в новолуния, когда Луна, двигаясь вокруг Земли, оказывается между Землей и Солнцем и полностью или частично заполняет его. Луна расположена ближе к Земле, чем Солнце, почти в 400 раз, и в то же время ее диметр меньше диаметра Солнца также приблизительно в 400 раз. Поэтому видимые размеры Луны и Солнца почти одинаковы, и Луна может закрыть собой Солнце.
>Если во время солнечного затмения Луна находится в наибольшем удалении от Земли, то лунный диск будет немного меньше солнечного, и тогда лунная тень не дойдет до Земли. >Вокруг темной Луны будет видно яркое кольцо незакрытой поверхности Солнца, т. Е. произойдет кольцеобразное солнечное затмение, которое может продолжаться до 12 мин.
Кольцеобразное солнечное затмение
Приливы и отливы > Приливы и отливы- периодические повышения и понижения уровня воды в океанах и морях. Дважды в течение суток с промежутком около 12 ч 25 мин вода у берега океана или открытого моря поднимается и, если нет преград, заливает иногда большие пространства- происходит прилив, а затем понижается и отступает, обнажая дно, - происходит отлив. > Еще в древние времена люди связывали приливы и отливы с Луной. И действительно, основная причина приливов, как впервые указал Ньютон, это притяжение Земли Луной, разность между притяжением Луной всей Земли в целом, с одной стороны, и водной ее – с другой.
Спутники Точки А и В, С и D >Под действием тяготения Луны на стороне Земли, обращенной к Луне, и на противоположной стороне (точки A и B) образуются приливные выступы.
Теория Ньютона > Теория Ньютона объясняет приливы и отливы следующим образом. > Притяжение Земли Луной складывается из притяжения Луной отдельных частиц Земли. Частицы, находящиеся в данной момент ближе к Луне, притягиваются ею сильнее, а более далекие – слабее. > Если бы Земля на абсолютно твердой, то это различие в силе притяжения не играло бы никакой роли. Но Земля не абсолютно твердое тело. Поэтому разность сил притяжения частиц, находящихся вблизи поверхности Земли и вблизи ее центра(эту разность наз. приливообразующей силой), смещает частиц друг относительно друга, и Земля, прежде всего ее водная оболочка, деформируется.
>В результате на стороне Земли, обращенной к Луне, и на противоположной стороне (точки А и В) вода поднимается, образуя приливные выступы, и там накапливается излишек воды. За счет этого уровень в точках С и D Земли в это время снижается – здесь наступает отлив. >Приливные выступы стремятся сохранить по отношению к Луне одно и то же положение, и если бы Земля не вращалась, а Луна оставалось неподвижной, то Земля вместе со своей водной оболочкой всегда сохраняла бы одну и ту же вытянутую форму.
Приливы и отливы На главную >Однако Земля вращается, а Луна движется вокруг Земли, причем для земного наблюдателя Луна делает оборот вокруг Земли примерно за 24 ч 50 мин. С этим же периодом приливные выступы следуют за Луной и перемещаются по поверхности океанов и морей с востока на запад. >Поскольку таких выступов 2, над каждым пунктом в океане дважды в сутки с интервалом около 12 ч 25 мин проходит приливная волна.
Схема полного солнечного затмения
Магнитное поле
Полярное сияние >Полярное сияние- быстро изменяющиеся разноцветные картины свечения, наблюдаемые время от времени на ночном или вечернем небе, обычно в высокоширотных областях Земли (как на севере, так и на юге). >Зеленый и красный цвета соответствуют эмиссионным линиям атомов кислорода и молекул азота, которые возбуждаются энергичными частицами, приходящими от Солнца. >Полярные сияния происходят на высотах порядка 100 км. >Во время полярных сияний в ионосфере протекают многочисленные процессы, такие как возмущения геомагнитного поля, электрические ионосферные токи и рентгеновское излучение.
> В невидимых частях спектра излучается гораздо больше энергии, чем в видимом диапазоне. Появление полярных сияний связано с солнечным циклом, вращением Солнца, сезонными изменениями и магнитной активностью. Полярные сияния принимают несколько основных форм. > Спокойные дуги или полосы шириной в несколько десятков километров простираются с востока на запад на расстояния до 1000 км. Полосы могут сворачиваться, принимая спиральную или Sобразную форму. Можно увидеть и лучи, идущие вдоль магнитного поля. Пятна полярных сияний - это отдельные светящиеся области неба без образования каких-либо форм. Изредка встречаются обширные полярные сияния в форме драпри.
Фото за 2930. 10. 03 МОСКВА
ПОЛЯРНЫЕ СИЯНИЯ В САНКТ- ПЕТЕРБУРГЕ
> Еще один кадр - это уже ближе к горизонту, направление на восток. > Это не облака! Снималось в довольно темном месте и облака на фоне сияния выглядели как темные полосы, провалы характерной формы.
Полярное сияние над Антарктикой
Санкт- Петербург
Магнитное поле > Все наблюдатели сходятся к тому , что ПС такой мощности в таких широтах ни когда ранее не наблюдалось. > Что позволяет сделать однозначный вывод о мощности вспышки на Солнце. Трещины на небе. . .
Смена фаз Луны >1 - новолуние >2 - первая четверть >3 - полнолуние >4 - последняя четверть
РАДИАЦИОННЫЕ ПОЯСА >РАДИАЦИОННЫЕ ПОЯСА - внутренние области планетных магнитосфер, в которых собственное магнитное поле планеты удерживает заряженные частицы (протоны, электроны), обладающие большой кинетической энергией. >В радиационных поясах частицы под действием магнитного поля движутся по сложным траекториям из Северного полушария в Южное и обратно. >У Земли обычно выделяют внутренний и внешний радиационные пояса.
>Внутренний радиационный пояс Земли имеет максимальную плотность частиц (преимущественно протонов) над экватором на высоте 3 -4 тыс. км, внешний электронный радиационный пояс — на высоте около 22 тыс. км. >Радиационный пояс — источник радиационной опасности при космических полетах. Мощными радиационными поясами обладают Юпитер и Сатурн.
Поверхность Земли >Площадь поверхности Земли 510, 2 млн. км 2. >70, 8% приходится на Мировой океан. Его средняя глубина около 3, 8 км, максимальная (Марианская впадина в Тихом океане) равна 11, 022 км; объем воды 1370 млн. км 3, средняя соленость 35 г/л. >Суша составляет соответственно 29, 2% и образует шесть материков и острова. >Она поднимается над уровнем моря в среднем на 875 м; >наибольшая высота (вершина Джомолунгма в Гималаях) 8848 м.
> Данные, полученные с помощью радара на спутниках, наблюдавших за регионом с 1992 -го по 1999 год показали, что в среднем суша уходит вниз примерно на 2 сантиметра в год, хотя в некоторых районах эта цифра составляет 6 сантиметров. Формулируя кратко существо происходящих изменений, геологи и океанографы говорят, что вода уходит из Мертвого моря, из-за чего пористые скальные породы высыхают и проседают под весом верхних слоев. > Горы занимают свыше 1/3 поверхности суши. > Пустыни покрывают около 20% поверхности суши, саванны и редколесья —около 20%, леса —около 30%, ледники —свыше 10%. > Свыше 10% суши занято под сельскохозяйственными угодьями. Значительная часть северных территорий представляет собой вечную мерзлоту. > За минувшие 20 лет с начала подробных космических исследований с 1981 г Северное полушарие нашей планеты стало гораздо зеленее.
> Одной из возможных причин такого феномена специалисты называют глобальное потепление климата. Если бы лед и снег на Земле растаяли, то уровень Мирового океана поднялся более чем на 50 м, что привело бы к затоплению гигантских территорий. > Результаты нового анализа данных, полученных спутниками НАСА к концу 2002 г, свидетельствуют о том, что площадь вечных льдов в Арктике уменьшается со скоростью, намного превосходящей ее ранние оценки. В период с 1978 по 2000 гг. площадь ледяного покрова в Северном Ледовитом океане уменьшилась на 1, 2 млн. км 2, что примерно равно площади Британии. > Скорость его таяния составляет около 9% в десятилетие. Измерения, проводившиеся в предыдущие годы, давали скорость таяния, составлявшую примерно 3% в десятилетие. В 2002 году ледяная шапка была наименьшей за всю историю наблюдений.
> Сокращение поверхности ледяного покрова Северного Ледовитого океана отмечается на фоне тенденции к повышению средней летней температуры воздуха в приполярных регионах в среднем на 1, 2 градуса за десятилетний период. Наибольшая скорость таяния отмечалась в Чукотском море и море Бофорта, в северных районах Канады и на Аляске. > Последние исследования с помощью космических спутников показали, что по экваториальной линии происходит увеличение диаметра Земли с 1998 года , то есть планета становится чуть более приплюснутой (расширяться в зоне экватора). Ученые столь озадачены этим феном, что пока не могут дать ясный ответ, что происходит с нашей планетой и чем это чревато. > К июлю 2002 г специалисты NASA создали уникальную карту. Эта самая точная и подробная современная карта мира. В трехмерной графике здесь отмечены города, реки, горы, пустыни и моря.
Начальный этап > Наиболее древние картографические изображения Земли созданы в Египте и Вавилоне в 3 -1 тыс. до н. э. В 7 в. до н. э. в Месопотамии карты изготавливались на глиняных табличках. > Чисто умозрительные представления об окружающем мире содержатся в источниках, оставленных народами Древнего Востока. > Однако, в этот период представления о Земле в основном определялись мифами и легендами.
Ранняя античность (6 -1 вв. до н. э. ) > Наибольших достижений в этот период достигли ученые Древней Греции, стремившиеся дать представление о Земле в целом.
> Пифагор: предположение о шарообразности Земли: опытные мореплаватели, древние греки, обратили внимание на то, что приближении корабля к наблюдателю сначала видны паруса и только потом весь корабль, что свидетельствовало о сферичности планеты. > Гераклит: идея о вращении Земли вокруг своей оси. > Аристотель: привел доказательства шарообразности Земли: при лунных затмениях Земля всегда отбрасывает на Луну круглую тень, а Полярная звезда в северных районах располагается выше над горизонтом, чем в южных; оценив разницу в кажущемся положении Полярной звезды в Греции и в Египте вычислил длину экватора, которая, однако, оказалась примерно
> Эратосфен: впервые достаточно определил диаметр земного шара на основе простого опыта —по разнице высоты Солнца в городах Сиена и Александрия, лежащих на одной полуденной линии, и расстоянию между ними: измерение выполнялось во время летнего солнцестояния, вычисленная длина диаметра отличалась от действительной только на 75 км. > Геометрические принципы, которыми он пользовался, легли в основу градусных измерений Земли. Почти все труды этого ученого не сохранились, о них известно по трудам более поздних греческих авторов.
> Во 2 в. до н. э. древнегреческими учеными были введены понятия географической широты и долготы, разработаны первые картографические проекции, на которых показывалась сетка параллелей и меридианов, предложены методы определения взаимного расположения точек на земной поверхности. > Античные ученые обратили внимание на изменение поверхности Земли с течением времени в результате действия воды и внутренних сил Земли, особенно вулканических процессов.
Поздняя античность (2 век н. э. ) >Птолемей: в труде «География» дал сводку географических сведений, включающую карту мира и 16 областей Земли; высказал предположение о центральном положении Земли во Вселенной (геоцентрической системе мира). >В этот период наряду с правильными представлениями, основанными на открытиях ученых, путешественников и купцов, были распространены легенды о неизвестных или исчезнувших областях и странах, например Атлантиде.
Средние века (конец 8 -14 вв. ) > Бируни: первым на Среднем Востоке предположил, что Земля движется вокруг Солнца.
Великие географические открытия (15 —середина 17 вв. ) > Усовершенствование приборов, позволявших ориентироваться в океане (компас, лаг, астролябия), создание морских карт, а также потребность в новых торговых связях, способствовали Великим географическим открытиям. > Результаты этих открытий окончательно прояснили вопрос о шарообразности земли, прямым доказательством которой послужило кругосветное путешествие Ф. Магеллана в начале 16 в. Плавания Х. Колумба, Васко да Гамы, А. Веспуччи и других мореплавателей в Мировом океане, путешествия русских землепроходцев в Северной Азии позволили установить контуры материков, а также описать большую часть земной поверхности, животный и растительный мир Земли. > В этот же период предложенная польским ученым Н. Коперником гелиоцентрическая система мира ознаменовала начало новой эпохи в естествознании.
Научный этап исследования Земли Первый период (17 —середина 19 вв. ) > Этот этап характеризуется широким использованием физических, математических и инструментальных методов. > Открытие И. Ньютоном закона всемирного тяготения во второй половине 17 в. привело к возникновению идеи о том, что Земля представляет собой не идеальный шар, а сплющенный у полюсов сфероид. > Исходя из предположений о внутреннем строении Земли и основываясь на законе всемирного тяготения, Ньютон и Х. Гюйгенс дали теоретическую оценку величины сжатия земного сфероида и получили столь различные результаты, что возникли сомнения в справедливости гипотезы о земном сфероиде.
> Парижская Академия наук в первой половине 18 в. направила экспедиции в приполярные области Земли —в Перу и Лапландию, где были выполнены градусные измерения, подтвердившие верность идеи о сфероидичности Земли и закона всемирного тяготения. > Р. Декарт и Г. Лейбниц: впервые рассмотрели Землю как развивающееся космическое тело, которое первоначально было в расплавленном состоянии, а затем охлаждалось, покрываясь твердой корой. > Расплавленная Земля была окутана парами, которые затем сгустились и создали Мировой океан, его воды частично ушли в подземные пустоты, создав сушу. > Возникновение гор на Земле Р. Гук, Г. В. Рихман и другие связывали с землетрясениями, либо с вулканической деятельностью. > М. В. Ломоносов также объяснял образование гор «подземным жаром» .
> Открытия, исследования и идеи 17 —первой половины 19 вв. подготовили почву для возникновения комплекса наук о Земле. > К важнейшим из них относится, в частности, открытие У. Гильберта, заключающееся в том, что Земля в первом приближении является элементарным магнитом. > Ломоносов: предположил, что значение силы тяжести на земной поверхности определяется внутренним строением планеты. > Он же одним из первых предпринял попытку измерить вариации ускорения силы тяжести, а также совместно с Г. В. Рихманом исследовал атмосферное электричество. > В этот же период была развита теория маятника, на основе которой стали производиться достаточно точные определения силы тяжести, разработаны метеорологические приборы для измерения скорости ветра, количества осадков, влажности воздуха.
> А. Гумбольдт: установил, что напряженность земного магнетизма меняется с широтой, уменьшаясь от полюса к экватору, разработал представления о закономерном распределении растительности на поверхности Земли (широтная и высотная зональность). > Он одним из первых наблюдал магнитную бурю и обобщил накопившиеся к первой четверти 19 в. данные о строении Земли. > Для изучения прохождения в земле сейсмических волн Малле в 1851 осуществил первое искусственное землетрясение (взрывая порох и наблюдая распространение колебаний на поверхности ртути в сосуде). > В 1897 Э. Вихерт, основываясь на результатах изучения состава метеоритов и распределении плотности в недрах планеты, выделил в Земле металлическое ядро Земли и каменную оболочку.
> В этот период установлена возможность определения относительного возраста пород по сохранившимся в них остаткам флоры и фауны, что позволило позднее построить геохронологическую шкалу, осуществить палеореконструкции положения материков и океанов в разные геологические эпохи, изучать историю геологического развития Земли.
Второй период (середина —конец 19 в. ) > В это время происходило углубление знаний о строении нашей планеты на основе развивающихся магнитного, гравиметрического, сейсмического, электрического и радиометрического методов геофизики. > Среди геологов получила широкое распространение контракционная гипотеза. > В 1855 английский астроном Эйри высказал предположение о равновесном состоянии земной коры (изостазии), подтвердившееся в 20 в. при изучении глубинного строения гор, когда было установлено, что более высокие горы имеют более глубокие корни.
Третий период (первая половина 20 в. ) > Начало века было отмечено крупными успехами в исследовании полярных областей Земли. > В 1909 Р. Пири достиг Северного полюса, в 1911 Р. Амундсен—Южного. > Норвежские, бельгийские, французские и русские путешественники обследовали приполярные области, составили их описания и карты. Позднее начато планомерное изучение этих областей с помощью антарктических научных станций и дрейфующих обсерваторий «Северный полюс» . > В первой половине 20 в. , благодаря дальнейшему усовершенствованию геофизических методов и, особенно, сейсмологии, были получены фундаментальные данные о глубинном строении Земли. > В 1909 А. Мохорович: выделил планетарную границу раздела, являющуюся подошвой земной коры.
> В 1916 сейсмолог Б. Б. Голицын: зафиксировал границу верхней мантии, а в 1926 Б. Гутенберг установил в ней наличие сейсмического волновода (астеносферы). Этот же ученый определил положение и глубину границы между мантией Земли и ядром. > В 1935 Ч. Рихтер: ввел понятие магнитуды землетрясения, разработал совместно с Гутенбергом в 1941 -45 Рихтера шкалу. > Позднее на основе сейсмологических и гравиметрических данных была разработана модель внутреннего строения Земли, которая остается практически неизменной до наших дней.
> Начало 20 в. ознаменовалось появлением гипотезы, которой в дальнейшем было суждено сыграть ключевую роль в науках о Земле. > Ф. Тейлор (1910), а вслед за ним А. Вегенер(1912) высказали идею о горизонтальных перемещениях материков на большие расстояния (дрейфе материков), подтвердившуюся в 1960 -х гг. после открытия в океанах глобальной системы срединноокеанических хребтов, опоясывающих весь земной шар и местами выходящих на сушу (см. Рифтов мировая система). > Выяснилось также, что земная кора под океанами принципиально отличается от континентальной коры, а мощность осадков на дне увеличивается от гребней хребтов к их периферии. > Были закартированы аномалии магнитного поля океанского ложа, которые имеют удивительную, симметричную относительно осей хребтов структуру.
> Все эти и другие результаты послужили основанием для возврата к идеям дрейфа континентов, но уже в новой форме —тектоники плит, которая остается ведущей теорией в науках о Земле. > Значительный объем новой информации, особенно о строении атмосферы, был получен в результате исследований глобальных геофизических процессов во время максимальной солнечной активности, проводившихся в рамках Международного геофизического года (1957 -58) учеными 67 стран.
Четвертый период (вторая половина 20 в. ) > Развитие методов радиометрического датирования горных пород во 2 -ой половине 20 в. позволило уточнить возраст планеты. > Началось интенсивное развитие спутниковой геофизики. > На основе измерений с помощью спутников была изучена структура магнитосферы, а также выявлено наличие радиационных поясов вокруг Земли. > В конце 1970 -х гг. с помощью геодезических спутников (GEOS-3), оснащенных высокоточными радарными альтиметрами, удалось достичь существенного прогресса в изучении геоида. > Наряду со спутниковой геодезией широкое развитие получили методы изучения атмосферных процессов со спутников —спутниковая метеорология, что значительно повысило точность метеорологических прогнозов.
> С 1968 ведется международная программа глубоководного бурения в Мировом океане, пробурено около 2000 скважин, получено более 182 км керна. > Это позволило существенно продвинуться в понимании тектонического строения, в палеокеанографии и осадконаполнении океанских бассейнов. > На континентах изучение глубинного строения Земли ведется с помощью сверхглубокого бурения, достигшего в 1984 глубины свыше 12 км (Кольская сверхглубокая скважина). > Для изучения максимальных глубин океана стали использоваться обитаемые глубоководные аппараты. В 1960 швейцарец Ж. Пиккар и американец Д. Уолш в батискафе «Триест» достигли дна Марианского желоба —самого глубокого места Мирового океана (11022 м). С 1980 -90 -х гг. подводные аппараты с человеком на борту широко используются для выполнения геологических, гидрологических и биологических наблюдений в глубинах океана.
> С 1980 -90 -х гг. развивается геофизическая томография, с помощью которой построены сейсмические разрезы нижней и верхней мантии, что в совокупности с геотермическими и другими геофизическими данными позволило осуществить качественное и количественное моделирование мантийной конвекции —циркуляционного перемещения вещества мантии. > Запуски межпланетных космических аппаратов к Меркурию, Марсу, Венере, а также к более отдаленным планетам позволили также углубить знания о строении и эволюции Земли на основе сравнительного изучения планет (сравнительная планетология). > Полученные данные вместе со сведениями о структуре земной коры и глубинных недр планеты послужили основой для разработки моделей развития Земли, начиная с момента ее образования из протопланетного облака.
> Последние годы более серьезное внимание стали уделять возможности защиты Земли от столкновения с астероидом. > Центр имени Эймса опубликовал данные за 2001 год о поиске околоземных астероидов. > По состоянию на 28 января 2002 года общее число пролетающих мимо Земли астероидов составляет 1743, в том числе 587 из них имеют размеры более 1 км. В 2001 году было открыто 433 околоземные малые планеты, причем 103 из них имеют размеры более 1 км. > На начало октября 2002 года открыто почти 850 астероидов размером более 1 км, относящихся к классу околоземных. > Из них 436 малых планет включены в список потенциально опасных для Земли (66 астероидов включено в 2002 г, а в 2001 г было обнаружено 79 - рекорд!).
> К 1 февраля 2003 г выявлено около 2225 околоземных объектов размером от 10 м до 30 км в поперечнике. Однако данные о точных физических размерах и составе есть только для 300 объектов. > Общее же число объектов размером не менее километра в поперечнике, которые могут столкнуться с Землей, по разным оценкам составляет от 900 до 1230 штук. > Открытый 23 февраля 1950 года астероид диаметром 1, 1 км, может по расчеты траектории с вероятностью (1: 300) через 877 лет и 11 месяцев 16 марта 2880 года столкнуться с нашей планетой. > Конец света вряд ли наступит, но вот потрясет нашу планету изрядно и количество погибших будет исчисляться миллионами. > Правда, у человечества еще есть время, чтобы подготовиться к этому волнующему событию.
> По состоянию на 4 апреля 2003 г в нем 37 астероидов, несущих потенциальную угрозу Земле. > Наиболее опасным называется 2002 CU 11, который 31 августа 2049 года пройдет близ нашей планеты на расстоянии до 6 тысяч километров (в самом неблагоприятном случае). > Степень опасности оценена в “ 1” по Туринской шкале (кстати, это единственное небесное тело, имеющее по Туринской шкале степень опасности, отличную от нуля).