Теории происхождения Солнечной системы.

Существуют 4 теории происхождения Солнечной системы.

1. Небулярная гипотеза Канта – Лапласа.

Согласно естественнонаучным взглядам философа Иммануила Канта, орбитальное движение планет возникло «после нецентрального удара частиц как механизма возникновения первичной туманности» (ошибочное утверждение, так как движение могло начаться только при косом ударе туманностей). Он считал причинами, противодействующими стремлению к «равновесию», химические процессы внутри Земли, которые зависят от космических сил и проявляются в виде землетрясений и вулканической деятельности (1755 год).

Пьер-Симо́н, маркиз де Лаплас, разделяя взгляды Канта в этот же период, исходил из предположения о горячей медленно вращающейся туманности, которая по мере охлаждения сжималась. По закону сохранения момента импульса, при этом росла скорость вращения, и центробежные силы отрывали от нее кольца. Материя в этих кольцах сжималась под действием тяготения, формируя компактные тела.

 

 

Приливная, или планетозимальная, гипотеза.

В XX веке американские астрофизики Т. Чемберлен и Ф. Мультон рассмотрели идею встречи Солнца со звездой, вызвавшей приливной выброс солнечного вещества, из которого и образовались планеты (1906 год). С. Аррениус допустил и прямое столкновение Солнца со звездой (1913 год). Предполагается, что в результате появилось некое волокно, распавшееся при вращении на части – основу планет. Дж. Джинс предположил в 1916 году, что какая-то звезда прошла неподалеку от Солнца и вызвала «приливные выступы», принявшие форму газовых струй, из которых и возникли планеты.

 

Гипотеза захвата Солнцем межзвездного газа.

В 1942 году Х. Альфен предположил, что атомы ионизировались при падении на Солнце и стали двигаться по орбитам в его магнитном поле, поступая в определенные участки экваториальной плоскости.

В 1944 году В.Г. Фесенков предположил, что образование планет связано с переходом от одного типа ядерных реакций в глубинах Солнца к другому. Астроном и математик Дж. Дарвин и математик А.М. Ляпунов рассчитали независимо друг от друга фигуры равновесия вращающейся жидкой несжимаемой массы. Согласно взглядам О. Струве быстро вращающиеся звезды могут выбрасывать вещество в плоскости своих экваторов. В результате этого образуются газовые кольца и оболочки, а звезда теряет массу и момент количества движения.

 

Кометная гипотеза происхождения планет Солнечной системы.

Эту популярную гипотезу предложил в 1992 году А.А. Маркушевич.

Сводится она к следующему.

В газопылевой туманности, имеющей вид дискообразного вращающегося облака и состоящей из мелких пылевидных железосиликатных частиц и газов – воды и водорода, при понижении температуры газы намерзали на пылинки, увеличивая их размер. В результате возникал состав, свойственный составу комет. Частицы сталкивались друг с другом, большие по объему концентрировались в центре туманности, а меньшие оттеснялись на периферию, дав начало планетам. Шло укрепление и разрастание образующихся тел – астероидов, комет, планет. При образовании планет происходила аккреция (стяжение кометной массы), выделялась теплота, которая разогревала центр сгустка до расплавленного состояния и расслаивала водородную оболочку и железосиликатное ядро, которое позже расслоилось на железоникелевое ядро и силикатную оболочку, не позволяющую рассеиваться теплоте в космическом пространстве. Так планеты приобретали почти сферическую форму.

 

ПЛАНЕТЫ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ

По своим физическим характеристикам планеты Солнечной системы делятся на две группы:

планеты земной группы

газовые (или планеты-гиганты).

► Планеты Солнечной системы (земная группа).

 

Крупнейшими после Солнца объектами Солнечной системы являются планеты и их спутники.

Планеты Солнечной системы достаточно сильно отличаются друг от друга.

Ближайшие к Солнцу планеты – Меркурий, Венера, Земля и Марс – называются твердыми планетами. Плутон представляет собой несформировавшуюся твердую планету.

Каждую из планет можно охарактеризовать по девяти основным параметрам:

расстояния от Солнца,

периоду обращения вокруг Солнца,

периоду обращения вокруг своей оси,

средней плотности,

диметру экватора в км,

относительной массе,

температуре поверхности,

числе спутников,

преобладанию газа в атмосфере.

Меркурий является ближайшей к Солнцу планетой. Он состоит из железного ядра, расплавленной каменистой мантии и твердой коры. Атмосфера отсутствует. Поверхность испещрена кратерами. На ночной стороне Меркурия температура составляет -1700С, а на освещенной достигает 3500С.

Венера по размерам, массе и плотности похожа на Землю, но имеет очень плотную атмосферу, которая пропускает солнечное излучение сквозь себя, но не выпускает ее обратно. Поэтому на Венере действует парниковый эффект. Температура на поверхности составляет 400-5000 С.

Луна – спутник Земли - имеет небольшое ядро из железа и серы, окруженное полурасплавленной астеносферой. Над астеносферой расположена литосфера, над ней – кора из минералов, богатых кальцием и алюминием.

 

► Планеты Солнечной системы (газовые).

 

Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун - газообразные планеты.

У Юпитера 16 спутников. Наиболее известные из них: Ио, Европа, Ганимед, Каллисто. Юпитер имеет очень плотную атмосферу, состоящую из водорода, гелия, метана и аммиака.

Сатурн известен своими кольцами, которые состоят из большого количества кусков льда различного размера. Ядро Сатурна состоит из льда и камня и окружено слоями жидкого и металлического водорода. В атмосфере Сатурна бушуют ветры со скоростью до 1800 км/ч.

 

► Кометы, астероиды, метеорное вещество.

Между орбитами Марса и Юпитера имеется большое количество астероидов – малых планет. Кроме этого астероиды движутся вдоль орбиты Юпитера. Всего зафиксировано 6000 малых планет.

Помимо астероидов Солнечную систему пересекают кометы.

Орбиты комет одним краем приближены к Солнцу, а другим удалены от него. Кометы представляют собой глыбы льда и камня. Со временем кометы испаряются и оставляют после себя облака пыли. Ежегодно в августе Земля проходит через полосу пыли, оставшуюся от кометы Свифта-Тутля, и в эти периоды можно наблюдать метеоритные дожди, называемые Персеидами.

 

Лекция 7 ПЛАНЕТА ЗЕМЛЯ

 

1. Форма и размеры Земли.

 

Земля является объектом изучения многих наук.

Выделяют две категории наук о Земле:

отраслевые науки о Земле, которые изучают отдельные части структуры Земли (геология, гидрология, климатология, геофизика, геохимия, геоморфология, почвоведение и биогеография);

системные науки, которые синтезируют всю совокупность знаний о Земле для решения теоретических и прикладных проблем (география).

Очень важным открытием для развития человеческой мысли явился результат наблюдения древнегреческого философа Аристотеля (IV век до н.э.), который заметил, что тень от Земли на Луне, наблюдаемая во время лунных затмений, всегда имеет округлую форму.

Но Земля не идеальный шар, она сплюснута у полюсов и расширена по экватору. Такое геометрическое тело называется сфероидом, или эллипсоидом вращения.

В.И. Вернадский назвал такую форму геоид, что значит «землеподобный». Геоид – это фигура, поверхность которой всюду перпендикулярна направлению силы тяжести.

Полярный радиус Земли составляет 6357 км, экваториальный – 6378 км, то есть он больше полярного на 21 км.

Земная ось – это воображаемая прямая, проходящая через центр Земли.

Две точки, через которые проходит ось Земли, называются полюсами: Северным и Южным соответственно.

На одинаковом расстоянии от полюсов проходит линия – экватор. К северу от экватора – Северное полушарие, к югу – Южное.

Длина экватора составляет более 40076 км,

длина главного меридиана – 40009 км.

 

Космические ритмы.

 

Жизнь природы и человека подчинена космическим ритмам.

В основе смены дня и ночи, лета и зимы, хороших и плохих лет лежат космические процессы, связанные с движением космических тел относительно друг друга.

Так, смена дня и ночи обусловлена вращением Земли вокруг своей оси,

месячный и недельный ритмы обусловлены обращением Луны вокруг Земли,

чередование сезонов года связано с обращением Земли вокруг Солнца (приближением и удалением от Солнца),

чередование хороших и плохих лет – с солнечной активностью.

 

С солнечной активностью связывают три ритма:

11-летний,

22-23-летний,

80-90-летний.

 

Обращение Земли вместе со всей Солнечной системой вокруг центра Галактики за 220-250 млн лет определяет геологическую ритмику, то есть смену геологических эпох.

Ритм смены дня и ночи осуществляется за счет поворота Земли вокруг своей оси, причем она поворачивается к Солнцу то одной стороной, то другой. Если на стороне, освещенной Солнцем – день, то на противоположной стороне – ночь.

Земля совершает полный оборот вокруг своей оси с запада на восток за 24 часа, то есть за сутки.

В разных точках на разных меридианах (разной долготе) в один и тот же момент часы показывают разное время суток.

На одном и том же меридиане (то есть на одной и той же долготе), в каждой его точке (от Северного полюса до Южного) время суток одно и то же. Это время называют местным.

 

Пользоваться местным временем неудобно, поэтому астрономы разработали систему поясного времени.

Поверхность Земли разделили на 24 часовых пояса, каждый из которых включает в себя 150 долготы (Земля за 1 час поворачивается на 150).

Время каждого последующего часового пояса отличается от последующего на 1 час.

Нумерация поясов от 0 до 23 ведется с запада на восток от Гринвичского меридиана. Москва находится во 2 часовом поясе.

 

Скорость движения планет вокруг Солнца зависит от положения их орбит. Чем дальше находится планета, тем дольше длится ее год.

 

Например, год на Юпитере продолжается 12 земных лет, на Сатурне – почти 30, на Плутоне 248 земных лет.

Земля - третья по счету планета в Солнечной системе.

Она совершает один оборот вокруг Солнца за 365 дней 6 часов 9 минут и 9 секунд. Для удобства считают, что в году 365 дней, а через каждые 4 года, когда из шести часов «накопятся» 24 часа, в году бывает 366 дней. Этот год называют високосным, а один день прибавляют к февралю.