Солнечная система:
Галактика состоит из звёзд, космической пыли, различных типов газов и пустого пространства.
В самом центре, вероятно, есть большая чёрная дыра.
Примерно двести миллиардов звёзд,
Диаметр – 100 000 световых лет.
Солнце, планеты, астероиды, кометы, метеорные тела, потоки элементарных частиц (солнечный ветер)
Схематическое изображение Солнечной системы. Планетные орбиты даны в масштабе.
Пунктиром показана часть орбиты каждой планеты, которая лежит ниже плоскости орбиты Земли (если смотреть с северного полюса мира).
Солнце – желтый карлик
99, 87% массы Солнечной системы
планеты земного типа (Меркурий, Венера, Земля, Марс) и
планеты-гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун).
К
арликовые
планет
ы
(Церера, Плутон, Эрида, Макемаке)
Пояс Койпера. В этой области расположено большое количество малых тел Солнечной Системы (реликтов времён образования Солнечной системы), а также как минимум четыре карликовых планеты: Плутон, Хаумеа, Макемаке и Эрида. В отличие от пояса астероидов, тела пояса Койпера состоят в основном из замерзших летучих веществ (метановых, аммиачных и водных «льдов»).
Астероиды – диаметр от 1 до 500 км.
Паллада и Веста около 500 км.
Количество (400 000, предполагается 1,5 млн), общая масса (меньше 1/1000 Земли), вращение (скорость, ориентировка)
Кента́вры — группа астероидов, находящихся между орбитами Юпитера и Нептуна, переходная по свойствам между астероидами главного пояса и объектами пояса Койпера (также по некоторым свойствам похожи на кометы).
Метеориты, метеорные тела.
метеоритные кратеры на Земле и на других планетах.
Происхождение,
состав (каменные 93,3%, железокаменные 1,3%, железные 5,4%)
хондриты, ахондриты (дифференцированные).
Кометы Строение: голова (ядро и кома), хвост, состав ядра
Орбиты, возможные столкновения с планетами
пояс Койпера и облако Оорта
Облако О́орта — гипотетическая сферическая область Солнечной системы, служащая источником долгопериодических комет. Инструментально существование облака Оорта не подтверждено.
Хотя подтверждённых прямых наблюдений облака Оорта не было, астрономы считают, что оно является источником всех долгопериодических комет и комет галлеевского типа, прилетающих в Солнечную систему, а также многих кентавров и комет семейства Юпитера.
Строение Солнечной системы обладает рядом закономерностей, указывающих на совместное образование всех планет и Солнца в едином процессе.
1 движение всех планет в одном направлении по эллиптическим орбитам, лежащим почти в одной плоскости
2 вращение Солнца в том же направлении вокруг оси, близкой к перпендикуляру относительно центральной плоскости планетной системы
3 вращение в том же направлении большинства планет (за исключением Венеры и Урана
4 обращение в том же направлении большинства спутников
5 закономерное возрастание расстояний планет от Солнца
6 деление планет на родственные группы
7 наличие пояса малых планет.
Развитие планетной космогонии
И. Кант (1755 г.)
П. Лаплас (1796 г.)
Ф. Мультон и Т. Чемберлен (конец 19 в.)
Дж. Джинс (20-30-х гг. 20 в.)
О.Ю. Шмидт (1943 г.)
Проблема распределения момента количества движения
В настоящее время является общепризнанным, что большинство планет аккумулировалось из твёрдого, а Юпитер и Сатурн также и из газового вещества.
Баланс между гравитацией, давлением и вращением вещества приводит к образованию сначала толстого, а затем все более уплощающегося диска. из-за большого момента вращения диск стремится распасться на отдельные фрагменты, к которым постепенно причленяются более мелкие частицы
В диске происходит фрагментация вещества на сгустки пыли. температура в центре достигла миллионы кельвинов, запустилась термоядерная реакция горения водорода. Протозвезда превратилась в обычную звезду. Спустя примерно 1 млн лет пылевые сгустки слипаются в тела астероидных размеров. Примерно еще 100 млн. лет этот рой испытывает интенсивное перемешивание, дробление крупных объектов и слипанием мелких тел. Из громадного вращающегося облака холодной пыли, газов и разных обломков образовалось Солнце, вокруг которого по круговым орбитам вращались сгустки, комки вещества. формируются зародыши планет (планетезимали) земной группы - Меркурия, Венеры, Марса и Земли. Образовали планеты, вращающиеся вокруг центрального светила примерно в одной плоскости и в одном направлении. еще за 200 млн. лет сформировались планеты гиганты, аккрецировав на себя газ, не вошедший в планеты земной группы. астероиды и кометы - это остатки роя протопланетных тел
астероиды - это каменистые образования внутренней околосолнечной зоны, породившей планеты земной группы,
кометы - это каменно-ледяные образования, генетически связанные с зоной планет-гигантов.
Возраст метеоритов 4,6 мрд. лет
Происхождение систем регулярных спутников планет
Происхождение иррегулярных спутников Юпитера, Сатурна и Нептуна
Вначале процесс разрастания Земли происходил бурно.
Разогрев земной массы вследствие гравитационного сжатия и бомбардировки ее обломками привел к расплавлению смеси.
Постепенное перераспределение вещества в соответствии с плотностью должно было привести к его расслоению на отдельные оболочки.
Более легкие вещества, богатые кремнием, отделялись от более плотных, содержащих железо и никель, и образовывали первую земную кору.
Спустя примерно 1 миллиарда лет, 3емля охладилась, земная кора затвердела.
Остывая, 3емля выделяла газы (в том числе при извержении вулканов). Легкие (водород и гелий), большей частью улетучивались в космическое пространство, но более тяжелые остались и составили основу земной атмосферы. Часть водяных паров сконденсировалась, и на 3емле возникли океаны.
Выветривание и перенос вещества:
ВЫВЕТРИВАНИЕ – разрушение минералов и горных пород под воздействием физических и химических атмосферных факторов, в том числе воды, различных видов радиации (солнечной, космической и др.), ветра, организмов (продуктов их жизнедеятельности и распада после смерти). В некоторых случаях понятие В. трактуется достаточно широко, и к нему также относят ряд процессов, связанных с переносом вещества и даже с образованием новых минеральных фаз. Это связано с тем, что в определенных случаях разрушение исходного минерала и образование нового, более устойчивого в гипергенных условиях, крайне затруднительно разделить и в пространстве, и во времени. Традиционно выветривание подразделяется на три типа: физическое, химическое и биологическое. Физическое выветривание обычно связано с образованием и расширением микротрещин в горной породе под влиянием многократного прогревания и охлаждения и/или промерзания и оттаивания. Помимо того, что этот процесс приводит к дезинтеграции твердых монолитных пород, переносу дериватов и, в конечном счете, к образованию рыхлых осадочных пород, он является необходимым условием начала действия химического и физического выветривания. Химическое и биологическое выветривание, которое начинается одновременно с физическим и усиливается по мере дробления минеральных зерен, имеет важнейшее значение для функционирования биосферы. Только за счет выветривания элементы минерального питания извлекаются из литосферы и вовлекаются в биологический круговорот. Элементы, высвобождаемые в процессе выветривания, могут использоваться биотой непосредственно на месте либо депонироваться в почве и поверхностных водах. Помимо элементов минерального питания, при выветривании высвобождается ряд микроэлементов, которые в больших концентрациях оказываются токсичными для живых организмов. Прежде всего это касается алюминия; этот элемент занимает третье место по распространенности в земной коре, потребность же организмов в алюминии ничтожна. Повышенные концентрации алюминия в поверхностных водах и почвах оказываются токсичными для ряда организмов и приводят к увеличению кислотности почвенных растворов. Высвобождение биофильных и/или токсичных элементов в процессе выветривания является важнейшим фактором, регулирующим пространственное распределение биогеоценозов. Выветривание является универсальным процессом на поверхности Земли; чаще всего оно сопряжено с почвообразованием. Это связано как с полидисперсностью почвенных систем, что обеспечивает высокую удельную поверхность, необходимую для поверхностных реакций, так и с высокой биологической активностью большинства почв. Наиболее значимым отличием выветривания в почвах от выветривания в горных породах является существенно большее участие живых организмов и продуктов их разложения в процессах разрушения минералов. Хотя известно воздействие микроорганизмов на минералы вне почвенных тел, в почвах минералы подвергаются массированному воздействию микрофлоры, грибов, высших растений, почвенной мезофауны и т.д. Количество экзогенных химических реакций, возможных в горных породах, невелико. В почвах благодаря участию живых организмов возможно гораздо большее количество химических реакций. Проведенные эксперименты показали, что основным разрушителем горных пород являются живые организмы, которые ускоряют В. в десятки и сотни раз.» Далее перед последней фразой статьи добавить следующее; «Общепризнанной является климатическая обусловленность выветривания, так как она определяет температуру протекания химических реакций, соотношение жидкой и твердой фаз (т.е. концентрацию реагирующего раствора) и участие биоты в процессах выветривания. В связи с этим в разных климатических зонах степень выветрелости субстратов при одинаковом возрасте различна; различаются и продукты выветривания. С возрастанием температуры скорость химических реакций увеличивается. В тропических областях даже на сравнительно молодых поверхностях процесс выветривания более продвинут, чем в холодных областях. В зоне вечной мерзлоты вообще без участия биоты возможны лишь экзотермические химические реакции. Оптимальными для выветривания являются условия достаточного увлажнения, при этом растворы с продуктами разложения минералов должны удаляться из зоны реакции. Такая ситуация существует в гумидных областях, где почвы характеризуются промывным водным режимом. С уменьшением влажности уменьшается и интенсивность выветривания. Одновременно изменяется и состав новообразованных продуктов. Карбонаты, сульфаты, галоидные соединения появляются в почвах как продукты выветривания по мере увеличения аридности территории. В глобальном масштабе соблюдается определенное равновесие: уменьшение извлечения элементов питания при недостатке влаги компенсируется механизмами фиксации извлеченных элементов в виде сравнительно легко растворимых минералов. При избыточном увлажнении (заболачивании) происходит существенное изменение характера выветривания. В целом интенсивность разрушения минералов возрастает из-за удаления с поверхности зерен железистых пленок, предохраняющих минералы, и ферролиза, своеобразного типа гидролиза, характерного для переувлажненных почв. Самые существенные изменения могут происходить в интенсивности выветривания из-за смены биоценозов на почве. Глобальные изменения климата влияют как на состав наземной растительности, так и на микробиологическую активность почвы. Характер изменений неоднозначен и требует дополнительных исследований. С одной стороны, повышение температуры должно приводить к увеличению биологической активности и, следовательно, к усилению выветривания. С другой стороны, потепление климата может приводить к смене хвойных лесов смешанными и лиственными, которые продуцируют меньше кислот, и выветривание может ослабевать. Термин В., будучи не совсем удачным переводом немецкого слова Verwitterung, часто ассоциируется с деятельностью ветра. Поэтому для обозначения процессов преобразования горных пород на поверхности более правильным следует считать термин "гипергенез" (от греч. gyper — над, сверху и genesis — происхождение), предложенный в 1922 г. А.Е.Ферсманом. Процессы В. (гипергенеза) распространяются на некоторую глубину, образуя зону гипергенеза. Нижняя граница этой зоны условно проводится по кровле верхнего горизонта подземных вод (см.). Этот горизонт уже относится к зоне катагенеза, в которой под воздействием подземных вод происходят особые геохимические процессы. Нижнюю (большую) часть зоны гипергенеза занимают горные породы, в той или иной степени измененные процессами В. Здесь выделяют новейшую и древнюю коры В., сформированные в более древние геологические периоды. В верхней части зоны гипергенеза располагается почва. Почва (см.) и кора выветривания обычно связаны между собой постепенными переходами.
В процессе В. (гипергенеза) происходит глубокое изменение элементарного и минерального состава горных пород. Массивные породы резко изменяют свой первоначальный облик и превращаются в глинистую или щебенчатую кору В. пестрой, пятнистой или белой окраски. Процесс преобразования исходных пород в кору В. чрезвычайно сложен и включает в себя многочисленные частные процессы и явления. В зависимости от содержания кислорода, углекислоты и органических кислот почвенные и грунтовые воды оказывают различное растворяющее действие на минералы и горные породы. Одни минералы вступают в реакции обмена с химическими соединениями, находящимися в растворе; другие — подвергаются гидролизу и гидратации, в результате чего они коренным образом преобразуются. Явления дезинтеграции горных пород приводят к образованию чрезвычайно тонкодисперсных систем, обусловлива ющих широкое развитие коллоидных и мета соматических процессов (метасоматоз — процесс замещения одного минерала другим без изменения объема). Биогенная деятельность, проявляющаяся либо в непосредственном воздействии на минеральную массу животных и растительных организмов, либо в действии продуктов их жизнедеятельности, энергично преобразует исходные горные породы. Все перечисленные процессы действуют на горные породы совместно и одновременно, так что действие одного из этих процессов невозможно отделить от действия остальных. Поэтому неверно расчленять сложный, но единый процесс выветривания на физическое, химическое, органическое. Следует говорить о физических, химических, биологических и других процессах выветривания. Залежи полезных ископаемых, возникшие в коре В. при разложении горных пород у поверхности Земли под воздействием воды, углекислоты, кислорода, а также органических и неорганических кислот, образуют месторождения выветривания. Среди них различают инфильтрационные и остаточные месторождения; к месторождениям выветривания относятся некоторые месторождения руд железа, марганца, серы, никеля, бокситов, каолина, апатита, барита. Сейчас В. происходит с участием антропогенных веществ, выбрасываемых в окружающую среду в результате хозяйственной деятельности человека.