14 Сравнительная характеристика планет солнечной системы

Протопланетное облако за это время превратилось в кольцо, в котором активно протекали процессы конденсации и аккумуляции пылинок и разогрев образовавшихся уплотненных тел. Под влиянием вращения всей системы и солнечной энергии в разных частях кольца образовались неоднородности разнообразного состава. При этом образование планет земной группы и планет-гигантов шло по-разному. В процессе химической эволюции планет земной группы вначале конденсировались наиболее тугоплавкие элементы, обогащая их железо-никелевыми соединениями. Вокруг них сосредотачивались силикатные породы, а позднее более легкие вещества и летучие соединения. Несмотря на схожесть механизмов их образования имеются и существенные различия. Это, прежде всего, различия атмосфер. Так Меркурий практически ее не имеет. В отличие от азотно-кислородной атмосферы Земли, атмосферы Венеры и Марса состоят в основном из диоксида углерода. Более того, атмосфера Венеры насыщена парами серной и соляной кислот. При этом атмосферное давление у поверхности Венеры в 90 раз больше, а у Марса в 150 раз меньше, чем у поверхности Земли. Планеты различаются по своим магнитным свойствам, тектонической деятельности, температурным режимам и структуре поверхности.

Если становление планет земной группы произошло в те же первые сто миллионов лет, то образование гигантов затянулось на более длительное время. С ростом расстояния от Солнца ослабляется интенсивность его излучения, что ведет к значительному снижению температуры на периферии системы (около 20 и ниже К). Выдуваемые солнечным ветром, легкие газы при таких температурах замерзают сжижаются и превращаются в лед. Показано, что все гиганты не имеют твердой поверхности. Например, атмосфера Юпитера состоит из водорода, который вследствие повышения давления по мере погружения в глубину плавно переходит в жидкую, а затем твердую металлическую фазу. В таком состоянии водород обладает высокой электропроводностью, а возникающие в результате быстрого вращения планеты токи порождают мощные магнитные поля. Все планеты-гиганты имеют большое количество спутников и кольца, состоящие из газа, пыли и мелких тел.  Возможно, что вокруг некоторых звезд окраинного пояса Млечного пути тоже существуют планетные системы, но с уверенностью об этом сказать что-либо определенное трудно. Пока человечество может исследовать лишь одну планетную систему — Солнечную.

15 Самоорганизация и эволюция земли

1. Общая характеристика планеты

Современная Земля представляет собой слегка сплюснутый к полюсам шар, движущийся почти по круговой орбите радиуса 149,6 млн. км со средней скоростью около 30 км/с. Его средний радиус ~ 6370 км, масса 5,98 1024 кг, период обращения вокруг Солнца 355,25 суток, угол наклона оси к плоскости орбиты 66о 34´, период обращения вокруг собственной оси 23 часа 56 минут 4,09 секунд. Земля является своеобразным волчком, ее ось медленно прецессирует(лат. praecessio — движение впереди, движение оси вращения, при котором она описывает коническую поверхность вокруг некоторого среднего положения). Вместе со всей Солнечной системой Земля обращается вокруг центра нашей галактики. Участие Земли в этих движениях определяет периодичность поступления солнечной энергии на различные участки поверхности, смену периодов похолодания и потепления, времен года, зональность распределения растительного и животного мира. Земля — единственная из девяти известных планет Солнечной системы, где с течением времени сложились и сегодня имеются в наличии условия для существования живого вещества.  Методом ядерной космохронологииустановлено, что возраст Земли 4,5-5 млрд. лет. Согласно современным гипотезам формирование Земли как планеты происходило в первые сотни миллионов лет ее жизни. При этом определяющее значение имели: — сложный характер ее механического движения; — гравитационное взаимодействие с другими космическими телами; — тепловые процессы во внутренних областях Земли; — периодически изменяющиеся потоки солнечной энергии; — теплообмен с окружающей средой.  В ранний период ее становления как геологического тела самоорганизация осуществлялась за счет физико-химических процессов по сценарию, описанному для открытой термодинамической системы, в которой со временем установился баланс между энергией, рассеиваемой в космическое пространство, и энергией, получаемой от Солнца. Циклические повторения периодов оледенения и потепления, связанные с разными сочетаниями механических и тепловых состояний Земли, были своеобразными точками бифуркации в ее развитии. Важнейшей из них является стратификация (лат. stratum — слой, разделение на слои или фазы) вещества планеты и формирование первичной литосферы, атмосферы и гидросферы. Около трех с половиной миллиардов лет назад на Земле появились простейшие организмы и примитивная биосфера. Появление и развитие живого вещества стало очередной важной точкой бифуркации. Под влиянием его жизнедеятельности изменяется состав атмосферы и гидросферы, появляется гумусный слой, наряду с абиотическими факторами важную роль начинают играть биотические. Следующей очередной точкой бифуркации стало появление человека и цивилизации, кардинально изменивших облик Земли.