1.ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЗЕМЛЕ

1.1.Солнечная система и ее основные особенности

Из многих тысяч Галактик Вселенной наша Галактика – Млечный путь. Это огромное скопление миллиардов звезд. По форме Галактика в разрезе – двояковыпуклая гигантская линза крючковатой структуры. В центре плотность вещества больше, там больше звезд. К краям линзы плотность уменьшается и имеются разрывы, которые имеют вид спиралей. Поэтому Галактика называется спиральной. Диаметр Галактики 100 тысяч световых лет.

Примерно посередине между центральной частью Галактики и ее периферией находится Солнечная система. Она обращается вокруг центра Галактики со скоростью около 200 км/сек и завершает полный оборот по «галактической» орбите примерно за 270 миллионов лет.

В центре нашей планетной системы находится Солнце. В ней сосредоточено 99,87 % всей массы системы. В то же время 98 % момента количества движения сосредоточено в планетах. Солнце имеет диаметр 1,4 млн. км, массу равную 1,98·1033 км, плотность 1,4 г/см3. Оно состоит из гелиевого ядра (Т = 15 млн.ºС), зоны радиации (Т = 10 млн.ºС), зоны конвекции (Т = 2 млн.ºС), фотосферы (Т = 8000ºС), хромосферы (Т = 4000ºС), солнечной короны – Т = 1,5 млн.ºС.

В структуре Солнца различают внутреннюю часть, или гелиевое ядро с температурой 15 млн.°С и давлением 300 млрд. земных атмосфер, далее располагаются зоны радиации (Т = 10 млн.°С) и конвекции (Т = 2 млн.°С), видимая поверхность Солнца – фотосфера, мощностью до 1 тыс. км и с Т = 8000°С. Солнечная поверхность имеет структуру ячеек (гранул), каждая из которых достигает 30 тыс. км в поперечнике.

Внешнюю часть солнечного диска составляет хромосфера – область быстрого повышения температуры – мощностью 10–15 тыс. км. Вспышки, факелы, пятна, протуберанцы демонстрируют непрерывную активность Солнца.

8

Выше фотосферы и хромосферы располагается солнечная корона мощностью 12–13 млн. км и Т – 1,5млн.°С, хорошо наблюдаемая во время полных солнечных затмений. Вещество, располагающееся внутри Солнца, под давлением внешних слоев сжимается, и чем глубже, тем сильнее. В этом же направлении увеличивается температура, и, когда она достигает 15 млн.°С, происходит термоядерная реакция. В ядре сосредоточено более 50 % массы Солнца.

Внутренняя структура Солнца представлена на рис.1.

Т = 1,5 млн °С

Солнечная

корона

Факелы, протуберанцы

Хромосфера

(10 000-15 000 км) Т = 4 000°С

Фотосфера

(1000 км) Т = 8 000°С

Зона конвекции

Гелиевое ядро Т = 15 млн. °С

Зона лучистого равновесия Т = 10 млн. °С

Рис. 1. Внутренняя структура Солнца

Выделение энергии Солнца, как и температура остается практически неизменной на протяжении 5 млрд. лет. Атомного горючего (Н – 73 %, Не– 25 %, Fe – 2 %, Mq и др.) должно хватить еще на 5 млрд. лет.

Тепло и свет Солнца оказывают большое влияние на земные процессы: климат, гидрологический цикл, выветривание, эрозию, существование жизни.

Тонкий озоновый экран задерживает на высотах около 30 км ультрафиолетовое излучение, давая возможность существование жизни.

9

Ультрафиолетовая радиация в общем балансе составляет 7 %, световая

– 46 %, инфракрасная – невидимая для глаз – 47 %.

Вокруг Солнца вращается 9 планет. Меркурий, Венера, Земля и Марс, ближайшие к Солнцу планеты относятся к планетам земной группы (рис. 2). Далее, за поясом астероидов, располагаются планеты внешней группы – гиганты Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и маленький Плутон, открытый в 1930 г: Расстояние от Солнца до Плутона равно 40АЕ. (1АЕ = 150 млн. км, равно расстоянию от Земли до Солнца).

Венера d=12 104 км

Солнце d=1 392 000 км

Рис. 2. Сравнительные размеры Солнца и планет

Знание о строении планет представляет большой интерес для геологов, так как их внутренняя структура довольно близка к нашей планете.

Планеты земной группы состоят в основном из твердых материалов с плотностью 3,35 – 5,62 г/см3. Внешние планеты имеют плотность от 0,75 до 1,56 г/см3, что свидетельствует об их газовом составе.

Другие особенности Солнечной системы:

1.Орбиты больших планет – эллипсы близкие к окружностям. Астероиды движутсяповытянутымэллипсам. Орбитыкометсильновытянутыеэллипсы.

2.Плоскости орбит 8 больших планет и плоскость солнечного экватора почти совпадают между собой.

3.Почти все вращения планет (вокруг Солнца и вокруг собственной оси) в Солнечной системе происходят в одном направлении.

10

4. В расстояниях планет от Солнца наблюдается определенная закономерность, каждая последующая планета отстоит от Солнца в два раза дальше, чем предыдущая.

Образование Солнца и планет – один из фундаментальных вопросов естествознания. Этим занимается наука – космогония, которую сформировали И. Кант и П. Лаплас. Они показали, что так как движение всех планет подчинено одному закону, то и образование их должно также происходить по единому закону. Они высказали идею газопылевой туманности, из которой и сформировались планеты. Современные представления о формировании Солнечной системы выглядят следующим образом (рис. 3).

Рис. 3. Формирование Солнечной системы:

1 – взрыв сверхновой звезды порождает ударные волны, воздействующие на газопылевое облако (ГПО); 2 – ГПО начинает фрагментироваться и сплющиваться, закручиваясь при этом; 3 – первичная солнечная небула; 4 – образование Солнца и гигантских, богатых газом планет – Юпитера и Сатурна; 5 – сильный ионизированный газ – солнечный ветер – сдувает газ из внутренней зоны системы и с мелких планетезималей; 6 – образование внутренних планет из планетезималей в течение 100 млн. лет и формирование облаков Оорта, состоящих из камней

Строение Луны. Это единственный спутник Земли, обращенный к ней одной и той же стороной и вращающийся вокруг нашей планеты по законам Кеплера. Вокруг оси Луна вращается равномерно и время обращения равно звездному месяцу (27 суток 7 часов 43 минуты). Известно, что влияние Луны

11