Тема № 5: «Земля і Місяць»

1)    Внутрішня будова Землі. Будова атмосфери.

Земля рухається по своїй орбіті навколо Сонця  з дуже великою швидкістю – 30 км/с. Крім того, обертаючись навколо власної осі, вона робить один оберт за добу. Земля оточена атмосферою, яка простягається в космос більше ніж на 1000 км. Вона має ідеальні умови для існування життя (температуру, склад атмосфери, величезну кількість води).

Хімічний склад атмосфери.

Найбільшою складовою атмосфери (78% об’єму) є азот , який відіграє важливу роль у житті рослин. Кисень  є необхідним елементом для дихання людей і тварин та складає 21% об’єму атмосфери.

Під атмосферою лежать гідросфера і літосфера – оболонки, на яких існує практично все живе на Землі.

Пара води , яка теж знаходиться в атмосфері, затримує інфрачервоне випромінювання Землі та створює парниковий ефект, внаслідок чого температура поверхні підвищується. Зараз середня температура поверхні , а якби не буде в атмосфері пари води, то температура навіть на екваторі могла б знизитися до . Погода (вітри, циклони та антициклони) формується у нижніх шарах атмосфери, яка називається тропосферою, де передача енергії відбувається не тільки випромінюванням, а і за допомогою конвекції.

Океани та моря на поверхні Землі акумулюють величезну кількість сонячної енергії, бо вода має одну з найбільших в природі питому теплоємність, тому на материках, як правило, протягом доби і навіть протягом року не спостерігається різкого перепаду температури.

Магнітне поле Землі створює навколо нашої планети на висоті більшій ніж 500 км пояси радіації. Елементарні частинки, які рухаються у міжпланетному просторі з величезною швидкістю і мають електричний заряд, взаємодіють з магнітним полем Землі й тому не долітають до атмосфери. Таким чином, магнітне поле захищає життя на Землі від смертельних потоків космічних частинок.

Екологічна система Землі знаходиться у стані своєрідної стійкої рівноваги, тому невеликі збурення в атмосфері або сонячної радіації суттєво не впливають на загальний стан цієї системи. Але геологічні дослідження показують, що в минулому відбувалися екологічні катастрофи, внаслідок яких різко знижувалася температура та наставали так звані льодовикові періоди. Для прогнозування майбутнього нам необхідно знати причини, що призводять до таких катастрофічних процесів. Причиною раптового зниження температури на поверхні Землі можуть бути як зовнішні фактори, наприклад падіння астероїда, так і геологічні процеси – виверження вулканів або рух материків.

Будова Землі. Геологічні дослідження показали, що температура всередині Землі зростає кожні 34 м на  і у свердловинах на глибині 10 км досягає . У центрі Землі існує металічне ядро, частина якого знаходиться у розплавленому стані при температурі . Вище знаходиться мантія, яка складається переважно з кремнезему . На мантії «плаває» кора, товщина якої коливається від 5 км під океанами до 50 км під материками. Внаслідок конвекції у мантії земна кора розділилася на окремі плити, які повільно розходяться в різні боки.

 

2) Парниковий ефект та його вплив на зміни клімату.

Якби кількість кисню в атмосфері була на кілька відсотків більшою, то виникали б постійні пожежі, бо мокрі дерева горіли б, як сірники, а якби кисню в атмосфері було трохи менше ніж 18%, то неможливо було б запалити сірника…

Шар озону  (алотропна видозміна кисню) захищає живі організми від ультрафіолетового випромінювання Сонця. Ультрафіолетові промені знищують мікроорганізми та рослини, викликають ракові захворювання. Якби не стало озонового шару в атмосфері, то життя на поверхні Землі могло б загинути.

Екологічну катастрофу може створити навіть техногенна діяльність людини, внаслідок якої змінюється хімічний склад атмосфери. Наприклад, спалювання великої кількості органічного палива призводить до зменшення кисню в атмосфері та збільшення вуглекислого газу, який створює парниковий ефект, тому підвищується температура на Землі. Протягом ХХ ст. середня температура Землі підвищилася на , що призвело до інтенсивного танення льодовиків і підвищення рівня океану, внаслідок чого затоплені великі площі родючих низин. Людство зможе уникнути екологічної катастрофи, якщо ми будемо ширше використовувати альтернативні джерела енергії, що не забруднюють довкілля, — енергію земних надр, вітрову та сонячну енергію.

 

2)    Фази Місяця.

Місяць є природним супутником Землі, на якому атмосфера відсутня. Фази Місяця, тобто зміна його зовнішнього вигляду, настають внаслідок того, що Місяць світиться відбитими сонячними променями. Обертаючись навколо нашої планети, він займає різні положення відносно Землі й Сонця, тому ми бачимо різні частини його денної півкулі.

Щоб зрозуміти, чому ми бачимо фази Місяця, почнемо з Нового Місяця, який з поверхні Землі майже ніколи не видний, бо до нас повернена його нічна півкуля. Місяць у цій фазі можна побачити тільки під час сонячних затемнень, коли темний диск Місяця видно на тлі яскравого Сонця.

Перша чверть настає через тиждень, коли до Землі повернені половина денного та половина нічного боку Місяця. Повня настає у той момент, коли Місяць знаходиться з протилежного боку від Сонця. Остання чверть або старий Місяць, спостерігається у південно-східній частині небосхилу перед світанком.

 

3) Затемнення Сонця і Місяця та їхня періодичність. Природа місячної поверхні.

З усіх астрономічних явищ, напевне, найбільшу увагу людей привертає затемнення Сонця, яке відбувається у той момент, коли тінь від Місяця досягає поверхні Землі. Хоча місяць через кожні 29,5 доби буває між Сонцем та Землею (фаза – новий місяць), але затемнення відбуваються набагато рідше, бо площина орбіти Місяця нахилена до екліптики під кутом 50. На орбіті існують дві точки, у яких Місяць перетинає площину екліптики – вони називаються вузлами місячної орбіти. Затемнення Місяця або Сонця можуть відбутися тільки у тому випадку, коли Місяць знаходиться поблизу вузла орбіти. Вузли місячної орбіти зміщуються у космічному просторі, тому затемнення відбуваються у різні пори року. Період повторення затемнень, або сарос , знали ще єгипетські жреці 4000 років тому. Сучасні обчислення дають таке значення саросу: Тсер=6585,33 доби=18 років 11 діб 8 год. Протягом одного саросу в різних місцях на поверхні Землі відбувається 43 затемнення Сонця та 25-29 затемнень Місяця, причому сонячні та місячні затемнення завжди відбуваються парами з інтервалом 2 тижні: якщо в одному вузлі місячної орбіти відбувається затемнення Сонця, то через 2 тижні в іншому вузлі відбувається затемнення Місяця.

Не дивлячись на те що Місяць знаходиться майже на такій самій відстані від Сонця, як Земля, і одиниця його поверхні отримує таку ж саму кількість енергії, що і одиниця поверхні Землі, фізичні умови на цих космічних тілах суттєво відрізняються. Головна причина таких відмінностей полягає в тому, що маса Місяця у 81 раз менша, ніж маса нашої планети, а сила тяжіння менша від земної у 6 разів. Протягом мільярдів років погода на Місяці однакова: 2 тижні світить Сонце і поверхня нагрівається до температури +1300С, а після двотижневої ночі поверхня охолоджується і температура на світанку падає до -1700С. За високої температури молекули газів покидають сферу тяжіння. На Місяці навіть вдень темне небо, як у міжпланетному просторі, там не буває ні вітрів, ні дощів. Зміни пір року не відбувається, бо вісь обертання Місяця майже перпендикулярна до площини орбіти.

На поверхні навіть неозброєним оком видно більш темні ділянки, що були названі морями, а світліші ділянки астрономи назвали материками.

У морях немає ні краплі вологи, бо у вакуумі вода миттєво закипає і випаровується або замерзає. Вода у твердому стані могла зберегтися під поверхнею на глибині кількох десятків метрів, де протягом доби температура не змінюється і дорівнює -300С.

При спостереженні в телескоп видно, що на світлих материках переважають кратери – круглі гори діаметром до кількох сотень кілометрів, які мають вали заввишки кілька кілометрів. Більшість кратерів мають метеоритне походження, хоча деякі з них могли утворитися під час виверження вулканів, з яких витікала розплавлена лава та заповнювала більш низькі ділянки, — так виникли моря. Правда, виверження вулканів припинилося дуже давно, бо вік найстаріших твердих скель на материках – 4,4 млрд років, в той час як лава у морях застигла близько 3 млрд років тому.

 

4) Дослідження Місяця за допомогою автоматичних міжпла­нетних станцій.

Дослідження Місяця за допомогою космічних апаратів розпочали у Радянському Союзі ще на початку космічної ери. У 1959 р. АМС серії «Луна» вперше у світі долетіли до Місяця: «Луна-1» стала першою штучною планетою Сонячної системи, «Луна-2» досягла поверхні Місяця, а «Луна-3» сфотографувала зворотний бік Місяця і передала телевізійне зображення на Землю. У лютому 1966 р. «Луна-9» здійснила м’яку посадку в Океані Бур і вперше у світі передала телевізійний «репортаж» з поверхні іншого світу. Ми побачили, що справді поверхня Місяця вкрита пилом, але міцність ґрунту достатня для того, щоб втримати станцію на поверхні. Потім Місяць досліджували АМС «Луноход-1», «Луноход-2», які рухалися по поверхні, та АМС «Луна-20», «Луна-24», які в автоматичному режимі вперше доставили на Землю зразки місячного ґрунту.

 

5) Дослідження Місяця пілотованими космічними кораблями «Аполлон».

21 липня 1969 р. на поверхню Місяця здійснив посадку пілотований космічний корабель «Аполлон-11» (США) і астронавт Ніл Армстронг зробив перший крок по поверхні іншого світу – так почався новий етап в дослідженні космосу. Дослідження показали, що шар пилу, так званий реголіт, у середньому сягає глибини 20 м. Аналіз реголіту приніс несподівані результати: мікроскопічні частинки мають розміри 0,01 мм і нагадують звичайну пудру, але за хімічним складом складаються з окислів силіцію і є фактично маленькими скляними кульками. Такі мікроскопічні кульки утворилися після падіння мікро метеоритів.

Реклама

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход /  Изменить )

Google photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google. Выход /  Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход /  Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход /  Изменить )

Connecting to %s