Cтарый 4емодан
ЗЕМЛЯ ГЕОЛОГА
Наша планета
Научно понять — значит установить явление в рамки научной реальности — Космоса.
В. И. Вернадский
«Красота-то какая!» — воскликнул Юрий Гагарин, первым из людей увидевший нашу планету из космоса. С тех пор сделаны тысячи цветных фотографий, сняты кинофильмы, и все любопытные успели увидеть Землю со стороны, пусть не своими глазами, но все же... И оказалось, что Земля не так уж велика, — космонавт облетает ее за полтора часа.
Мы живем на Земле. На твердой и надежной, щедрой и теплой. Мы давно знаем, что Земля круглая и не является центром мироздания. Самый зоркий наблюдатель в Северном полушарии Земли может увидеть в ночном небе 3—4 тысячи звезд. А современные телескопы «видят» миллиарды звезд.
В бесконечности пространства, именуемого Вселенной, астрономы выделяют особую часть, плоскую звездную систему — Галактику, представляя ее в виде выпуклой линзы диаметром 80 000 световых лет при толщине в центре до 16 000 световых лет. В 26 000 световых лет от центра Галактики расположена Солнечная система, вращающаяся вокруг галактического центра со скоростью 220 км/с. Но, несмотря на такую громадную скорость, период обращения Солнечной системы составляет 220 миллионов лет.
Центр Солнечной системы — карликовая звезда типа Со с экваториальным радиусом 695 553 км, период ее вращения вокруг оси равен 27 земным дням, плотность вещества Солнца 1,41 г/см3, температура поверхности около 6000° С.
В Солнечной системе 9 планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Помимо планет в число материальных тел системы входят 32 спутника (1 земной, 2 марсианских, 12 спутников Юпитера, 10 спутников Сатурна, 5 спутников Урана и 2 спутника Нептуна) и свыше 1600 астероидов, вращающихся между орбитами Марса и Юпитера.
Если бы мы приняли, что Земля соизмерима с точкой на печатной странице, то диаметр Солнца был бы равен 9 сантиметрам и находилось бы Солнце в 10 метрах от выбранной точки, Плутон — в 400 метрах от Солнца, а ближайшая звезда — в 2500 километрах от нашей точки.
В швейцарском городке Бургдорфе построена модель Солнечной системы в масштабе 1:1 000000000. Шарами на бетонных колоннах обозначены Солнце и планеты. Расстояние между Солнцем и Плутоном равно 6 километрам. Посетители планетария Бургдорфа могут представить ближайшую к Земле звезду — Проксима Центавра — уже в космосе, в 37 500 километрах от себя. На самом деле эта звезда отстоит от Земли на расстояние 4,2 световых года, а свет преодолевает около миллиарда километров в час.
Анкетные данные планеты Земля
Имя — Земля.
Возраст — свыше 4,5 млрд. лет.
Место рождения — Солнечная система.
Форма тела — геоид, почти правильный шар.
Радиус экватора геоида — 6 378 245 м.
Половина полярной оси — 6 356 863 м.
Длина окружности меридиана геоида — 40 008 550 м.
Длина окружности экватора геоида — 40 076 000 м.
Объем — 1 083 000 000 000 км3.
Масса (астрономическая единица массы) — 598-10(в 25 степени) г.
Средняя плотность планетного вещества — 5,52 г/см3.
Плотность вещества литосферы, поверхностной части планеты — 2,65—3,30 г/см3.
Площадь поверхности геоида — 510 000 000 км2.
Площадь суши — 150 000 000 км2.
Площадь водной поверхности — 360 000 000 км2.
Средняя глубина океана — 3 800 м.
Средняя высота суши (над уровнем моря) — 840 м.
Солнечная постоянная (солнечное тепло, приходящееся на 1 см2 земной поверхности в 1 минуту) — 1,97 кал.
Расстояние до Солнца (астрономическая единица длины) — 149 600 000 км.
Ближайшие родственники — планеты Меркурий, Венера, Марс.
Спутники — один, Луна (расстояние до Луны 384 402 км, объем Луны 0,0203 земного объема, масса Луны 0,0123 земной, плотность 3,34 г/см3).
Период вращения вокруг оси (звездные сутки) — 23 часа 56 минут 4 секунды,
Оборот вокруг Солнца (звездный год) — за 365 дней 6 часов 9 минут 9 секунд,
Ось вращения Земли образует угол 66°33' с плоскостью земной орбиты.
Длина земной орбиты — 939 120 000 км.
Скорость движения по орбите — 29,76 км/с.
Скорость точки экватора — 465 м/с.
Астрономы привыкли использовать Землю в качестве масштабной единицы. Например, радиус Солнечной системы (среднее расстояние от Солнца до Плутона) равен 40 астрономическим единицам длины, это расстояние свет проходит за 5,5 часа.
Масса Земли (М) позволяет оценить массу Меркурия в 0,056 М; Венеры в 0,817 М; Марса в 0,108 М; Урана в 14,6 М; Нептуна в 17,3 М; Сатурна в 95,00 М; Юпитера в 318,00 М. Масса Солнца (1,99-1033 г) равна 333 343 М.
По плотности вещества планеты и Луна различны: Меркурий (5,62 г/см3), Земля (5,52), Венера (5,15), Марс (4,00), Луна и астероиды (3,35), Нептун (2,43), Юпитер (1,35), Уран .(1,60), Сатурн (0,71 г/см3).
Попытки проникнуть в тайны рождения Земли и окружающего мира делались неоднократно. Первые гипотезы мироздания можно найти в легендах и мифах, в сказках и песнях, в наскальных рисунках и в архитектуре. Научные гипотезы разработаны сравнительно недавно, около двухсот лет назад.
Если суметь подняться над северным полюсом планеты Земля очень высоко, то можно увидеть, что Солнце и большая часть материальных тел Солнечной системы вращаются вокруг своей оси против часовой стрелки. Так же обращаются планеты вокруг Солнца.
В 1755 году немецкий философ Иммануил Кант предположил, что Солнце и планеты образовались при сгущении твердого пылевидного вещества вращающейся туманности. В 1805 году французский астроном Пьер-Симон Лаплас опубликовал свою гипотезу: солнце и планеты сформировались из горячего газообразного облака, которое, вращаясь, сжималось и охлаждалось. Общие положения этих гипотез близки, хотя Кант и Лаплас по-разному объясняют первичное состояние протопланетного вещества.
К 1900 году американский геолог Томас К. Чемберлен попробовал рассчитать динамику такого планетообразования. Первичная туманность, вращаясь, сжимается и все более уплотняется, с ее экватора срываются кольца вещества и наследуют тип первичного вращения, а центральная масса вращается все с большей скоростью. Наше Солнце, в котором сосредоточено 99,8% массы всей системы, вращается вокруг своей оси крайне медленно — один оборот за 24,65 земных суток. Солнце имеет минимальный момент движения (2% от момента движения системы). А Юпитер, в котором лишь 0,1% массы системы, содержит 60% всего момента движения, и, хотя диаметр Юпитера в 11 раз больше земного, вращается Юпитер вокруг своей оси очень быстро, за 10 земных часов. Это важнейшее противоречие объяснено Чемберленом влиянием «посторонней» звезды. Звезда «X» и Солнце сблизились настолько, что между ними возник временный вещественный «мост», а затем «вещество моста» рассредоточилось в виде сгустков — планетозималей, а уже из них образовались впоследствии планеты.
Обычно изложенную выше гипотезу называют «гипотезой Чемберлена и Мультона». При ее дальнейшей разработке астрономы обратили внимание на сигарообразное распределение масс планетного вещества: значительная часть вещества приходится на центр взаимодействия оси Солнца — звезда «X» (планеты Юпитер и Сатурн); наибольшей плотностью отличаются максимально приближенные к Солнцу планеты (Земная группа); минимальной плотностью характеризуются планеты, наиболее удаленные от Солнца.
В другом варианте допускается, что первичное Солнце было звездой двойной звездной системы. Оторвавшись вместе со шлейфом звездной материи, Солнце и породило в дальнейшем свою планетную систему. Известные гипотезы Литтлтона, Хой-ла, Вейцзекера, Алвена, Уиппла, Куйпера различны между собой, но все они отвергают идею отделения Земли от Солнца в раскаленном состоянии.
Близка к планетозимальной гипотеза «Большого Солнца», разработанная советским астрономом В. Г. Фесенковым: миллиарды лет назад Солнце обладало большей массой и быстрее вращалось, отбрасывая прочь мелкие твердые частицы; в результате образовалось газово-пылевое облако, сгущения которого и стали планетами.
По мнению американского астронома Г. Юри, вся Солнечная система образована из сгущений облака холодного вещества. Самое крупное сгущение постепенно нагревалось и превратилось в центральное светило — Солнце, меньшие сгущения — в планеты и в спутники их — Луны. Причем вначале поверхности планет были нагреты до 2000° С, затем наступили эпохи охлаждения.
Широко известна гипотеза советского академика О. Ю. Шмидта, который считал, что не звезды отбрасывают в космос «осколки» (пыль и газ), а холодное межзвездное вещество было захвачено Солнцем и, сгущаясь, образовало планеты, которые впоследствии разогревались. Само околосолнечное газово-пылевое облако можно считать остатком, частью более крупного облака, из которого ранее сформировалось Солнце.
Если принять, что в нашей Галактике не менее пяти поколений звезд, а Солнце — звезда третьего поколения, — первичное газово-пылевое облако могло состоять из «остатков» звезд и планет ранних поколений. По мнению советских геологов В. А. Рудника и Э. В. Соботовича, формированию Солнечной системы предшествовал взрыв Сверхновой звезды около 4,7 миллиарда лет тому назад.
Итак, наша планета Земля и ее спутник Луна вращаются вокруг Солнца не менее 4,5 миллиарда лет, и все это время Земля «вычерпывает» вещество из окружающего пространства. Теперь пространство это сравнительно пустынно. Американская станция «Пионер-10» прошла через пояс астероидов без единого столкновения с какими-либо частицами твердого вещества. Но в прошлом все могло быть иначе. Ученые полагают, что уже в первые 100 миллионов лет своего существования Земля достигла современных размеров, воссоединив 6-Ю21 тонн каменистого вещества. При этом допускается грандиозная вероятная скорость нарастания массы: до 1014 тонн в год, иными словами 10—15 миллиардов тонн в час! В дальнейшем рост планеты замедлился, окрестности орбиты были «подметены», и, хотя сегодня на Землю падает вещество метеорного происхождения, прирост массы ее достигает лишь 4-104 тонн в год, или до 100 тонн в сутки. Если за последний миллиард лет приток космического вещества был постоянным, то Земля за это время «потяжелела» на 4-13 тонн, а на каждый квадратный сантиметр земной поверхности выпало всего 8 граммов внеземного вещества.
--->>>
