Разогрев

Сравнение физических параметров Земли и других планет показывает, что для существования жизни на планете (биосферы) необходимы:

• достаточно большая масса планеты для её расслоения с образованием ядра, коры и атмосферы и для удержания атмосферы;

• оптимальное расстояние от звезды для обогрева;

• достаточно быстрое вращение планеты для смены дня и ночи и для генерации ядром магнитного поля, экранирующего планету от звёздного излучения.

Контрольные вопросы

1. Периодичность накопления органических осадков в седиментационном бассейне составляет 200 тысяч лет. С каким космическим периодом это согласуется?

2. Средняя скорость движения Земли по орбите составляет 29,8 км/с. Какую скорость (большую или меньшую) она имеет в перигелии (3 января)?

3. Какие из планет Солнечной системы оказывают наибольшее гравитационное воздействие на Землю? Какой закон Вы использовали при ответе?

4. Плотность (в г/см³) вещества планет Меркурия, Земли и Юпитера составляет 5.4; 1.34; 5.5. Какую из них имеет Юпитер?

5. Земля вращается вокруг собственной оси с запада на восток. В каком направлении она обращается вокруг Солнца?

6. Радиус эклиптики (размер орбиты последней планеты Солнечной системы Плутона) равен 40 а.е. (астрономическим единицам). Во сколько раз размер орбиты Плутона больше размера орбиты Земли?

7. Масса планеты в 10 раз меньше массы Земли. Это Марс или Сатурн?

Расстояние планеты до Солнца увеличилось. Увеличилась или уменьшилась скорость обращения планеты по орбите?

2. Дополнительные сведения.

Объём шара – r³

Масса земной коры – 2.4∙10²² кг

Масса мантии – 4.1∙10²⁴ кг

Масса ядра – 1.9∙10²⁴ кг

Средний размер Земли – 6371 км

Радиус ядра – 2885 км

Средняя мощность земной коры – 18 км.

Плотности некоторых минералов и металлов

Минерал	Плотность, 103 кг/м3	Металл	Плотность, 103 кг/м3
Кварц	2.65	Алюминий	2.7
Полевые шпаты	2.55 – 2.76	Титан	4.5
Амфиболы	3.15 – 3.26	Железо	7.87
Пироксены	3.15 – 3.55	Никель	8.9
Оливины	3.22 – 4.34	Ртуть	14.19
Гранаты	3.5 – 4.32	Золото	19.32

3. Задание.

1. Комета массой 10¹⁸ кг движется прямолинейно со скоростью «V₀» в направлении, перпендикулярном относительно направления на Землю на расстоянии от неё «r» (рис. 1.1).

Используя уравнение 1.2, определите, произойдёт ли столкновение кометы с Землёй? Какова будет траектория кометы после взаимодействия? Увеличиться ли вероятность падения кометы на Землю, если угол первоначальной траектории кометы с направлением на Землю будет острым? Какие ещё параметры кометы должны измениться (и как), чтобы падение на Землю было возможно.

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
V0(103м/c)	8	9	14	20	22	12	13,5	10	20	15	14	18	12	15	10,5	20	18,5	8	15	18
r (106 м)	6,25	6,5	4,08	1,5	1,12	2,78	6,2	15	2,00	6,0	2,04	2,0	5,56	2,2	2,2	1,00	3,0	12,5	12	1,23

2. Оцените скорость движения Земли на орбите в точке, удалённой от Солнца на расстоянии “r” а.е., если при среднем удалении от Солнца в 1 а.е. (149.6∙10⁶ км) её средняя скорость составляет 29.8 км/с? Для нас это зимнее или летнее время года?

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
r (106 м)	149,0	152,0	148,2	150,0	147,1	151,0	148,6	150,5	147,3	149,9

Вариант	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
r (106 м)	148,2	152,2	147,5	151,5	147,8	150,8	148,4	152,1	148,7	150,6

3. Приближённо оцените период обращения планеты………….……. по орбите, используя закон Кеплера-Ньютона (1.4) и закон Тициуса-Боде (1.3):

n (форм.1.3)	– ∞	0	1	2	4	5	6	7
Планета	Меркурий	Венера	Земля	Марс	Юпитер	Сатурн	Уран	Нептун
Масса планет*	0,055	0,815	1,000	0,107	0,3179	95,1	14,6	16

*относительно массы Земли.

4. Оцените среднюю плотность слоев Земли: земной коры, мантии и ядра. Сравните со средней плотностью вещества Земли. Плотности каких минералов они соответствуют? Предложите состав ядра. Ваш сравнительный прогноз о градиенте изменении плотности с глубиной планет с разными массами: Меркурий, Земля, Юпитер.

5. Ответить на любые 3 контрольных вопроса к теоретическому разделу.