
- •Концепции современного естествознания Учебное пособие самара
- •Программа курса «Концепции современного естествознания»
- •Задание для контрольной работы
- •МатериаЛы для изучения основных тем курса
- •Тема 1. Соотношение двух культур – естественно-научной и гуманитарной
- •Задание 1
- •Задание 2
- •Методы научного познания
- •Задание 3
- •Принципы научного познания
- •Задание 4
- •Тема 2. Этапы развития естествознания
- •Задание 5
- •Задание 6
- •Задание 7
- •Тема 3. Основы теории систем в современном естествознании
- •Задание 8
- •Задание 9
- •Тема 4. Физическая картина мира
- •Задание 10
- •Строение атома
- •1. Электрон может вращаться вокруг ядра не по произвольным, а только по строго определенным (стационарным) орбитам.
- •2. При движении по стационарным орбитам электрон не излучает и не поглощает энергии. Излучение происходит только при перескоке электрона с одной стационарной орбиты на другую.
- •Электронное облако
- •Принципы заполнения электронных орбиталей
- •Составление электронной формулы
- •Задание 11
- •Задание 12
- •Явление радиоактивности
- •Виды радиоактивных излучений
- •Характеристики радиоактивных (ионизирующих) излечений (ии)
- •Деление ядер
- •Задание 13
- •Задание 14
- •Элементарные частицы
- •Теория относительности Постулаты теории относительности а. Эйнштейна
- •Задание 15
- •Тема 5. От мегамира к планете Происхождение Вселенной
- •Галактики
- •Основные характеристики звёзд
- •Эволюция звезд
- •Задание 16
- •Общие сведения о Солнце
- •Задание 17
- •Задание 18
- •Планеты Солнечной системы
- •Некоторые показатели планет Солнечной системы
- •Задание 19
- •Задание 20
- •Планета Земля
- •Некоторые показатели геосфер Земли
- •Задание 21
- •Задание 22
- •Атмосфера и гидросфера земли
- •Состав атмосферного воздуха
- •Значение атмосферы для планеты и живых организмов:
- •Задание 25
- •Тема 6. От химической к биологической эволюции Проблемы эволюционной химии
- •Задание 26
- •История Эволюционного учения
- •Задание 27
- •Циферблат биологической эволюции
- •Задание 28
- •Клеточные органоиды
- •Свойства генетического кода
- •Задание 29
- •Геннетическая инженерия и клонирование
- •Клонирование
- •Задание 30
- •Тема 7. Биосфера и человечество
- •Задание 31
- •Рекомендуемая литература
- •Рекомендуемые internet-ресурсы
- •Периодическая система элементов д. И. Менделеева
- •Краткая история естествознания до 1900 г.
- •Концепции современного естествознания
- •443030, Г. Самара, ул. Желябова, 21
Задание 19
А. Сколько меркурианских лет составляет продолжительность года на Венере? Земле? Марсе?
Б. Во сколько раз превосходит массу Венеры масса Юпитера? Сатурна? Урана?
В. Во сколько раз превышает расстояние от Земли до Солнца расстояние: от Марса до Солнца? От Юпитера до Солнца? От Нептуна до Солнца?
Задание 20
Среди приведенных вариантов ответов выберите правильные и поясните свой выбор
А. Планетам земной группы свойственны: а. Высокая средняя плотность. б.Температура внутри планеты достаточна для расплавления твердых масс. в.Большая удаленность от Солнца. г. Наличие большого числа спутников.
Б. Планетам земной группы не свойственны: а. Максимальная масса среди планет Солнечной системы. б. Максимальное число спутников. в.Наибольшая приближенность к Солнцу. г.Максимальные значения средней плотности.
В. Планеты земной группы отличает: а. Значительная концентрация вещества. б.Высокое внутреннее давление, не приводящее к разрушению электронных оболочек атомов. в.Продолжительность периода обращения вокруг Солнца свыше 300 суток. г.Отсутствие спутников.
Планета Земля
Общая масса Земли - 6·1027 г, радиус - от 6356.863 км (у полюсов) до 6378.245 км (у экватора). Представление о форме Земли как шаре излишне упрощено, ее можно было бы называть эллипсоидом вращения. Но поскольку точные измерения продемонстрировали небольшие расхождения расстояний от центра Земли до Северного и Южного полюсов, форму Земли наиболее точно определит понятие геоида (гео - земля).
Рис. 14. Положение Земли в околосолнечном пространстве |
Планетарные оболочки (геосферы) Земли: атмосфера, литосфера, гидросфера. Показатели массы и размеров различных слоев Земли приведены в таблице.
Некоторые показатели геосфер Земли
Геосферы |
Масса (объем) |
Глубина нижней границы |
Атмосфера |
5.2 1019 т |
20 000 км |
Гидросфера, в том числе Мировой океан |
1.37млрд.км 3 |
3790 м |
“Твердая” Земля |
||
Земная кора: осадочный слой «гранитный» слой «базальтовый» слой |
2.5·1019 т 10·1019 т 16·1019 т |
20 км 40 км 70 км |
Мантия: верхняя – субстрат слой Гутенберга слой Голицына нижняя |
610·1019 т
856·1019 т |
50-100км 400км 900 км |
2547·1019 т |
|
|
Ядро: внешнее внутреннее |
1828·1019 т 106·1019 т |
5100 км 6371км |
Изучение земных недр представляет собой не менее трудную задачу, чем изучение космоса. Дело в том, что сверхглубокое бурение – очень сложный процесс. Самая глубокая скважина, пробуренная в настоящее время, находится на Кольском полуострове, и она достигает чуть более 12 км, то есть не пронизывает даже земную кору. Выводу о внутреннем строении Земли ученые делают на основании сейсмологических данных и изучения вулканизма.
Литосфера1 представляет собой внешнюю твердую оболочку нашей Земли, ограниченную снизу так называемой поверхностью Мохоровичича (Мохо). Строение и мощность земной коры неодинаковы под ложем океанов и материками.
Материковая земная кора имеет общую толщину от 60 до 150 км, она трехслойна, то есть имеет осадочную, толщиной от нескольких метров до 8-15 км, гранитную, от 10 до 40 км, и базальтовую, от 15 до 25 км толщиной, оболочки. Слои земной коры и разделы между ними («поверхности») выделяют, измеряя скорость распространения в них продольных и поперечных сейсмических волн.
Осадочный слой земной коры слагают осадочные породы, их плотность колеблется от 1.8 до 2.5 г/куб.см. Гранитный слой, заключенный между подошвой осадочного «чехла» и поверхностью базальтового слоя, назван так по сходству его упругих свойств со свойствами гранитов и типичен для континентов. Породы гранитного слоя обнажаются на кристаллических щитах и в центре складчатых областей и служат фундаментом в осадочных бассейнах. Базальтовый слой земной коры – нижний, его название также дано с учетом физических параметров, близких к показателям горных пород типа базальтов. Граница раздела между гранитным и базальтовым слоями называется поверхностью Конрада.
Океаническая земная кора2 имеет осадочную оболочку и лишена гранитной, однако базальтовая оболочка может быть более мощной, чем под континентами. Минимальной толщины земная кора достигает в области океанических рифтов – 20-30 км3.
Земная кора отличается необыкновенной сложностью. Здесь представлен самый богатый на Земле, а возможно, и в Солнечной системе, набор разнообразных природных соединений, и протекают сложнейшие химические реакции. В области земной коры соприкасаются и взаимодействуют атмосфера, гидросфера и твердая оболочка Земли, и результаты этого взаимодействия записываются в составе, структуре и энергетическом состоянии земной коры. Поэтому геологи и палеонтологи используют слои земной коры для реконструкции условий на Земле в древние эпохи. Наконец, земная кора стала полем практической деятельности человека. Глубины Земли представлены мантией и ядром (рис. 15).
Мантия Земли занимает 83% объема нашей планеты (без атмосферы) и составляет 67% ее массы. Сейсмические исследования показали неоднородность мантии, в которой выделяют верхний, средний и нижний слои. В верхней мантии присутствуют карманы жидкой магмы. Предполагают, что мантия Земли почти полностью сложена оливином, в котором преобладает магний, а с глубиной увеличивается доля железа1.
Ядро Земли подразделяют на внешнее (жидкое) и внутреннее, или субъядро (твердое). Как предполагают, оно состоит из Fe с примесью Ni, S, Si и др. элементов и их окислов, которые под влиянием высокого давления приобретают металлические свойства.
Рис. 15. Схема расположения основных геосфер Земли (без учета относительных размеров). Стрелками изображены потоки вещества и энергии в системе Земля – космос.
В тончайших верхних слоях литосферы на материках происходит формирование педосферы – почвенной оболочки, которая представляет собой результат и условие существования жизни.
Нижняя часть атмосферы, поверхностные слои земной коры и почти вся гидросфера слагают пространство, которое занимает биосфера.