Земля планета Солнечной системы Солнечная система

Земля – планета Солнечной системы

Солнечная система до 2006 г Фобос Деймос Солнце – 99, 866% массы Солнечной системы Планеты – 98% момента количества движения (mvr)

Солнце Н – 73%, Не – 25%, остальные элементы – 2% Источник энергии – ядерный синтез 4 ядра Н-протонов образуют 1 ядро Не, при образовании 1 г. Водорода выделяется 6. 1011 энергии, Обладает сильным магнитным полем, полярность меняется 1 раз в 11 лет Периодичность солнечной активности (испускание потока плазмы) – 22 года Испускает все типы электро-магнитных волн

Массы и плотности планет Солнце (в массах Земли) 330 000 Меркурий Венера Земля Марс Юпитер Сатурн Уран Нептун 0, 06 0, 81 1, 00 0, 11 318 95 14, 5 17 (г/ см 3) 1, 41; 160 (в центре) 5, 42 5, 25 5, 52 3, 94 1, 31 0, 69 1, 19 1, 66

Меркурий Снимок АМС MESSENGER (NASA) Атмосфера отсутствует, перепад температур от +450 о до -170 о. С, поверхность изрыта кратерами

Венера Кратеры на поверхности, реконструкция по снимкам АМС «Венера 13» и 14 Атмосфера – СО 2, высокая плотность атмосферы, высокое атмосферное давление, температура поверхности до 500 о. С, магнитное поле отсутствует, есть действующие вулканы

Земля Расстояние от Солнца, 106 км 149, 6 Период обращ. , сут. 365, 256 Период Радиус, Масса, Плотн. , вращ. , км 1024 кг г/см– 3 сут. 0, 997 6371 5, 97 5, 51 Форма Земли – форма вращающегося жидкого тела, аналитически описывается эллипсоидом вращения (референц-эллипсоидом), экваториальный радиус 6378 км, полярный радиус 6357 км. Отсутствие ударных кратеров

Марс Снимок Mars Reconnaissance Orbiter Атмосфера СО 2, разрежена, присутствует вода; Температура от -140 о. С на полюсах до +25 о. С на экваторе; В коре присутствует лед; Магнитное поле слабое

Дюны на Марсе Снимки NASA Выявлены пустыни, сухие речные русла.

Поверхность Марса Кратер потухшего вулкана Albor Tholus, диаметр 30 км. Присутствуют вулканы, наивысший – Олимп 21 км;

Юпитер Снимок NASA Верхний слой атмосферы – кристаллы аммиака NH 3, Нижний слой атмосферы – NH 4 HS На поверхности присутствует жидкий и твердый водород Н 2 Магнитное поле в 10 раз превышает земное по напряженности, Радиационное излучение 16 спутников, из них 4 – Ио, Европа, Ганимед и Каллисто больше Луны.

Сатурн NASA Атмосфера Н 2 и Не, ледяные облака из Н 2 О, NH 3 и NH 4 HS Присутствует жидкий и твердый водород, лед Н 2 О, силикатное ядро 17 спутников, крупнейший – Титан, радиус более 2500 км) Система колец, из отдельных частиц из льда и замерзших газов, движущихся по своим орбитам без столкновений.

Уран Наклон оси вращения относительно плоскости орбиты 82° – “лежит на боку”; 9 спутников (? ) Атмосфера Н 2, Не, NH 3 Миссия зонда Voyager, NASA

Нептун Атмосфера Н 2, Не, облака из льда Н 2 О, NH 3, СН 4, NH 4 HS Ядро силикатное, оболочка льда Н 2 О и жидкого водорода

Спутники различных диаметров (км) > 2300 Меркурий Венера Земля 1 Марс Юпитер 4 Сатурн 1 Уран Нептун 1 (Плутон) Всего 7 1600 -400 6 5 1 12 400 -100 6 5 2 5 18 < 100 2 6 10 10 2 30

Пояс астероидов Между орбитами Марса и Юпитера Около 2000 на месте гипотетической планеты Фаэтон Самые крупные астероиды Церера, радиус 480 км Веста 549 км, Паллада 538 км По составу: 1 – углистые, 2 – каменные (хондриты), 3 – железокаменные, 4 – редкие породы (говардиты и др. ) Орбиты астероидов меняют положение

Метеориты каменные (96%): хондриты (80%), углистые хондриты (8%) и ахондриты (8%). Хондриты – механическая смесь каменного и металлического материала, “хондры” - шарики, различные по составу, микростроению и происхождению. После образования не пребывали в расплавленном состоянии, т. е. не прогревались выше 900 о С. В углистых присутствует углерод и вода, не прогревались выше 400 С. Ахондриты были расплавлены железные (3%) – Fe-Ni сплав железо-каменные (1%) Fe-Ni сплав и силикаты

Метеориты Железо-каменный Железный

Кометы Размеры от 100 м до десятков км Ядра сложены льдом, приближении к Солнцу газы испаряются и образуют «хвосты комет» Кометы расположены в интервале 2. 103 до 5. 104 а. е. – облако Оорта максимальное удаление от Солнца 1, 5 · 1013 км Некоторые кометы переходят с эллиптических орбит на параболические и гиперболические и выбрасываются из Солнечной системы. Комета Галлея 12 марта 1986 года.

Происхождение Солнечной системы Гипотеза Канта-Лапласа Иммануил Кант (1724 -1804), 1755 г. книга “Всеобщая естественная история и теория неба” Пьер Симон Лаплас (1749 -1827), 1795

Первичная туманность По Канту туманность состояла из пылевых частиц низкой температуры и была неподвижна По Лапласу – из газа, изначально вращалась, была очень горячей

Небулярная гипотеза Канта-Лапласа (от латинского nebula - облако, туманность)

Возражения против гипотезы Канта-Лапласа (по расчетам Джеймса Максвелла) - горячие газовые кольца рассеются в космическом пространстве; -суммарная масса планет была бы на 2 порядка больше; -отрыв газа от центрального сгустка должен был бы происходить, непрерывной спиральной струей; -Солнце должно было бы вращаться в сотни раз быстрее (1 оборот за 2 часа, реально – около месяца)

Гидромагнитное торможение Между Солнцем и ионизированным газовым облаком происходят гидромагнитные взаимодействия, в результате которых вращение Солнца тормозиться, а окружающее его облако дополнительно раскручивается. Ханнес Альвен, 1942 год

Происхождение вселенной – гипотеза большого взрыва 15 – 20 млрд. лет назад произошел большой взрыв и образование большинства химических элементов Сингулярность - бесконечно большие плотности внутри протовещества материи сконцентрированы в бесконечно малом объеме; температуры внутри бесконечно большие.

Образование химических элементов 10– 6 с – температура снизилась до 1013 °С образовалось протовещество: протоны (p+), нейтроны (n), фотоны (ν), электроны (e−) и позитроны (e+). от 1 до 10 с – реакция p+ +e− →n+v От 10 до 300 с температура снизилась до 109 °С, Начался ядерный синтез первых химических элементов – водорода и гелия. 300 тыс. лет температура снизилась до 104 °С, появление γ-частиц и элементов с атомными номерами до 5 (бор) Начало образования галактик и звезд

Образование химических элементов В ядрах звезд образуются H He C O Si Fe При захвате нейтронов - образование элементов до 83 (Bi) Образование более тяжелых элементов (Нуклеосинтез), происходит при облучении атомных ядер потоками быстрых нейтронов, возникающих при взрывах сверхновых

Досолнечная туманность 98% - газ (водород H 2 и гелий He) и 2% пылевые частицы, плотность 10– 20 кг/м 3. Льды (замерзшие вода, аммиак, метан, инертные газы и др. легкоплавкие вещества), Каменистое вещество (окислы и силикаты), Металлическое вещество (железо-никелевый сплав).

Современная небулярная гипотеза 2 – Сжатие туманности 1 – газо-пылевая туманность

Современная небулярная гипотеза 3 – разогрев внутренних областей 5 – образование «зародышей» планет, «планетезималей» 4 – начало аккреции 6 – формирование планетной системы

Дисковидная туманность Протопланетный диск. Планеты вокруг альфа-Лиры

Два механизма аккреции Гетерогенная (неоднородная): металлические частицы соединялись в планетезимали раньше, чем каменистые. Разделение Земли и других планет на каменную и металлическую части изначально. Гомогенная (однородная): каменистые и металлические частицы соединялись в планетезимали одновременно. Планеты первоначально представляли собой однородно перемешанные каменно-металлические шары. Разделение планетных тел на внутреннюю металлическую (ядро) и внешнюю каменную (мантия и кора) части вторично.

Соотношения каменного и металлического материала при аккреции планет земной группы Планета Металл (%) Силикаты (%) Меркурий 65 35 Венера Земля Луна 29 33 2 71 67 98 Марс 20 80

Современная Солнечная система находится в краевой части Галактики Млечного Пути на расстоянии около 104 св. лет (1017 км) от ее центра. Период обращения Солнечной системы вокруг центра Галактики называется галактическим годом и составляет около 210 млн лет.