Ответы Землеведение.

1. Предмет, содержание и задачи курса «Землеведения»

Землеведение — одна из фундаментальных географических наук. Задачей общего землеведения является познание географической оболочки как динамической структуры, ее пространственная дифференциация. Следует понимать, что по сути землеведение это прелюдия к «настоящей» географии.

Предмет и задачи землеведения.

География зародилась на заре развития человеческой мысли. Это целая система наук. В ней прежде всего выделяют 2-е подсистемы – это физико-геогр. и социально-эконом .

Социально-эконом. география относится к наукам общественным. Это комплекс научных дисциплин, изучающих закономерности общественного производства и расселения людей.

Физико-геогр. относится к наукам естественным, изучающим природу. В составе физико-геогр. выделяют общую физическую-геогр. Общая физико-геогр. или общее землеведение формирует основной понятийный аппарат.

Одна из важнейших задач современной геогр.- это изучение процессов, взаимодействие природы и общества в целях рационального использования природных ресурсов и сохранение окружающей среды.

Объектом изучения общего землеведения явл. оболочка Земли.

Предметом изучения явл. структура оболочки земли, как целостной динамической системы. Планета Земля имеет оболочечное строение земли.

Геогр. оболочка – это сложная материальная система, включающая нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу, верхнюю часть литосферы и всю биосферу. Региональная физическая геогр. изучает конкретные территории, напр. физ-геогр. страны (Уральские горы). Небольшими комплексными территориями занимается ландшафтоведение. Ландшафт – это территориальный ограниченный участок земли поверх. Характеризуется генетическим единством и теснотой взаимосвязью слагающих его комплексов.

Компонент – это горные породы, вода, жив. организмы, почва. К отраслевым физ-геогр наукам относят: 1) геоморфология – изучает рельеф суши и морского дна; 2) климатология - наука о климате; 3) гидрология суши – изучает реки, озёра, болота; 4) океанология – изучает Мировой океан и его части; 5) гляциология – изучает ледники и снега; 6) геогр. почвы, изучает почвы и закономерности от факторов окр. ср.

2. Современные представления о Вселенной, её происхождении

В основе современной космологии лежит эволюционный подход к вопросам возникновения и развития Вселенной, в соответствии с которым разработана модель расширяющейся Вселенной.

Ключевой предпосылкой создания модели эволюционирующей расширяющейся Вселенной послужила общая теория относительности

А. Эйнштейна. Объектом теории относительности выступают физические события. Физические события характеризуют понятия  пространства, времени, материи, движения, которые в теории относительности рассматриваются  в единстве. Исходя из единства материи, пространства и времени следует, что с исчезновением материи исчезли бы и пространство, и время. Таким образом, до образования Вселенной не было ни пространства, ни времени. Эйнштейн вывел фундаментальные уравнения, связывающие распределение материи с геометрическими свойствами пространства, с ходом времени и на их основе в 1917 г. разработал статистическую модель Вселенной.

Согласно этой модели, Вселенная обладает следующими свойствами:

- однородностью, то есть имеет одинаковые свойства во всех точках;

-  изотропностью, то есть имеет одинаковые свойства по всем направлениям

– нестационарностью.

 Впервые вывод о не стационарности Вселенной сделал А.А.Фридман, российский физик и математик, в 1922 г. основываясь на теории Эйнштейна, он доказал, что Вселенная не остается постоянной, неизменной во времени, а должна либо расширяться, либо сжиматься. На базе фридмановских решений возможно построение трех типов моделей Вселенной, вид которых определяется средней плотностью материи.

-Если плотность материи равна критической, то пространство не искривляется, его геометрия евклидова, а Вселенная равномерно расширяется в бесконечность.

-При плотности меньшей критической кривизна пространства отрицательна, и Вселенная носит открытый характер, причем скорость ее расширения выше чем в первом случае.

-Если плотность материи больше критической, то пространство замкнутое с положительной кривизной. Вселенная имеет закрытый характер: она сначала расширяется до определенного деленного значения своего радиуса, а затем сжимается в точку.

Концепция А.А. Фридмана получила в 1929 г. свое блестящее подтверждение: американский астроном Э. Хаббл, благодаря многочисленным наблюдениям установил факт расширения Вселенной, проявляющийся в разбегании (разлете) галактик. Данное открытием стало одним из величайших достижений современного естествознания, посредством которого была доказана глобальная эволюция вселенной. В конце сороковых годов американский ученый русского происхождения Д.Ж. Гамов выдвигает концепцию горячего происхождения Вселенной в которой рассматриваются ядерные реакции, протекавшие в плотном веществе на начальных этапах. Температура здесь была чрезвычайно высокой и падала по мере возвышения Вселенной. Концепция Гамова сделала два важнейших предсказания, подтвержденные в последствии астрономическими наблюдениями. Во-первых, вещество, из которого на определенном этапе глобальной эволюции сформировались первые звезды и галактики состояло в основном из водорода (75%) и гелия (25%). Во-вторых, в современной Вселенной присутствует слабое электромагнитное излучение, названное реликтовым, оставшееся от начальных этапов расширения. Концепция происхождения Вселенной в результате Большого взрыва стала в настоящее время общепринятой, а астрономы дали ей название «стандартной модели». Начальное стремительное расширение Вселенной характеризовалось колоссальными плотностью, давлением и температурой (100 млрд. градусов по Цельсию). В таких условиях никакие формы жизни зародиться не могли, существовали лишь элементарные частицы в виде ионизированной плазмы. Поэтому данная концепция научно обосновывает тот факт, что живая материя, а затем и разум могли появиться только на определенном этапе эволюции самой Вселенной, когда для этого сформировались естественные предпосылки. Из положения о том, что Вселенная в настоящее время находится в состоянии расширения, ученые, оперируя математическими моделями, пришли к заключению, что когда-то, в далеком прошлом, она должна была находиться в сжатом состоянии. Расчеты показали, что 13–15 млрд лет назад материя нашей Вселенной была сконцентрирована в необычайно малом объеме. Полагают, что наблюдаемая сейчас Вселенная возникла благодаря гигантскому взрыву этой исходной космической материи – Большому взрыву Вселенной. Представление о Большом взрыве является составной частью модели расширяющейся Вселенной. Концепция Большого взрыва, логично объясняя многие моменты эволюции Вселенной, не отвечает на вопрос, из чего же она возникла. Эту задачу решает теория инфляции. Теория инфляции, или теория раздувающейся Вселенной, возникла не в противовес, а в дополнение и развитие концепции Большого взрыва. Как следует из этой теории, Вселенная возникла из ничего.«Ничего» в научной терминологии называется вакуумом. В соответствии с современными научными представлениями в вакууме отсутствуют физические частицы, поля и волны. Однако в нем имеются виртуальные частицы, которые рождаются за счет энергии вакуума и тут же исчезают. Когда вакуум по какой-то причине в некоторой точке возбудился и вышел из состояния равновесия, то виртуальные частицы стали захватывать энергию без отдачи и превращаться в реальные частицы. Этот период зарождения Вселенной и называют фазой раздувания (или инфляции). К концу фазы раздувания Вселенной образовалось огромное множество реальных частиц вместе со связанной ими энергией. При разрушении возбужденного вакуума высвободилась гигантская энергия излучения, а некая суперсила сжала частицы в сверхплотную материю. Из-за необычайно высокой температуры и огромного давления Вселенная продолжала раздувание, но теперь уже с ускорением. В итоге сверхплотная и сверхгорячая материя взорвалась. В момент Большого взрыва тепловая энергия превращается в механическую и гравитационную энергии масс. Это означает, что Вселенная рождается в соответствии с законом сохранения энергии. Таким образом, основная идея теории инфляции состоит в том, что Вселенная на ранних стадиях своего возникновения имела неустойчивое вакуумоподобное состояние с большой плотностью энергии. Эта энергия, как и исходная материя, возникла из квантового вакуума, то есть из ничего. Объясняя происхождение Вселенной из возбужденного вакуума, теория инфляции пытается решить одну из основных проблем мироздания – проблему возникновения всего (Вселенной) из ничего (из вакуума).

В середине XXв. формулируется концепция горячей Вселенной. Согласно данной концепции, на ранних этапах расширения, вскоре после Большого взрыва, Вселенная была очень горячей: излучение доминировало над веществом. При расширении температура падала, и с некоторого момента пространство стало для излучения практически прозрачным. Излучение, сохранившееся с начальных моментов эволюции (реликтовое излучение),равномерно заполняет всю Вселенную до сих пор. Вследствие расширения Вселенной температура этого излучения продолжает падать.

Солнечная система.

Наша Галактика - Млечный путь - относится к спиральному типу и представляет собой громадный плоский диск с утолщением в середине. Из этого центрального утолщения - ядра, где плотность звезд наибольшая, в плоскости диска исходят спиральные рукава, в которых плотность звезд тоже высока. Солнце располагается близко к середине радиуса галактического диска и расстояние от него до центра Галактики в два миллиарда раз превышает расстояние от Земли до Солнца.

Астрономические исследования различных звезд и звездных систем дало ученым полное основание считать Солнце обычной, рядовой звездой, исключить представление о привилегированности Солнечной системы в пространстве Вселенной. Согласно закону всемирного тяготения звезды, входящие в Галактику, движутся по орбитам вокруг ее ядра. Солнце вместе со своим планетами совершает полный оборот за двести с лишнем миллионов лет.

Все звезды излучают мощную энергию, источником которой являются ядерные реакции, происходящие в их недрах. Но любые источники энергии имеют конечные запасы, поэтому и Солнце, и другие звезды рождаются, развиваются и умирают, отдавая свое вещество и энергию окружающему их космосу.

Образование Солнечной системы по современным представлениям связываются сформированием Солнца, как одной из типичных звезд из газопылевой космической среды 5 млрд. лет назад. Газопылевое образование (облако) вначале совершало медленное вращение, но по мере его сжатия скорость вращения увеличивалась. Форма этого облака стала напоминать диск, из центральной части которого и образовалась солнце. Его масса составляет подавляющую долю - 99,97% - всей Солнечной системы. Внешние же области диска разделялись на фрагменты (сгущения), которые явились зародышами планет, двигающихся по орбитам вокруг Солнца. Из них постепенно, в течении сотен миллионов лет, сформировались сами планеты, в том числе и наша земля, вероятный возраст которой сейчас составляет - 4,5 млрд. лет.

Рассмотренная концепция Образования Солнечной системы была разработана в 1941-1949 гг. российским академиком О.Ю. Шмидтом и развита в дальнейшем его учениками и последователями.