- •1. Понятие о Вселенной и представления об ее образовании.
- •2. Галактики во Вселенной. Галактика Млечный путь.
- •3. Образование Солнечной системы (солнце и планеты).
- •4. Эволюция солнца – прошлое, настоящее, будущее.
- •5. Гипотезы различия химического состава планет земной группы и планет-гигантов.
- •6. Луна, гипотезы происхождения. Приливы и отливы.
- •Возникновение Солнечной системы
- •Рассмотрение гипотез
- •Гипотеза центробежного отделения
- •Гипотеза захвата
- •Гипотеза совместного формирования (совместной аккреции)
- •Гипотеза испарения
- •Гипотеза многих лун
- •Гипотеза столкновения
- •Заключение
- •История
- •Терминология
- •Физика прилива Современная формулировка
- •7. Строение Земли. Внутренние сферы, их параметры, состав и свойства. Строение Земли
- •Химический состав
- •Внутреннее строение
- •Земная кора
- •Мантия Земли
- •Ядро Земли
- •Тектонические платформы
- •Географическая оболочка
- •8. Океаническая и континентальная кора, их состав, параметры и свойства.
- •Океаническая кора
- •Континентальная кора
- •Состав верхней континентальной коры
- •9. Понятие об астеносфере и ее роли в эволюции облика Земли.
- •10. Атмосфера и гидросфера – генезис и эволюция. Ледниковые периоды. Колебания уровня океана.
- •Ледниковые эры в истории Земли
- •Кайнозойская ледниковая эра
- •Хронология кайнозойских оледенений
- •11. Магнитосфера – генезис, эволюция, инверсии.
- •12. Статиграфия: история становления, стратиграфическая шкала, Эры, периоды.
- •13. Импактная гипотеза Альваресов. Роль импактов в эволюции органического мира на Земле. Прогнозы.
- •14. Дрейф континентов по Вегенеру и теория тектоники литосферных плит.
- •15. Срединно-океанические хребты, рифты, спрединг – их характеристики и механизм действия.
- •16. Субдукция, зона Беньоффа – характеристика и влияние на катастрофические события
- •17. Землетрясения, их причины. Понятия: эпицентр, гипоцентр, форшоки, афтершоки. Примеры современных катастрофических событий.
- •Введение
- •Сейсмические волны и их измерение
- •Типы сейсмических волн
- •Шкала магнитуд
- •Шкалы интенсивности
- •Шкала Медведева-Шпонхойера-Карника (msk-64)
- •Процессы, происходящие при сильных землетрясениях
- •Измерительные приборы Сейсмограф
- •Другие виды землетрясений Вулканические землетрясения
- •Техногенные землетрясения
- •[Править]Землетрясение в Японии (2011)
- •О прогнозе землетрясений
- •18. Балльность и магнитуда землетрясений. Примеры.
- •Примеры: Сычуаньское землетрясение
- •[Править]Землетрясение в Японии (2011)
- •20. Крупные и средние литосферные плиты. Прогноз изменения их положения.
- •21. Местонахождение полезных ископаемых в свете теории тектоники литосферных плит
- •22. Понятие о горных породах. Особенности формирования магматических, метаморфических и осадочных пород.
- •Связь цвета магматических горных пород и их химического состава
- •Температуры образования минералов магматических пород
- •Механизм образования минералов
- •Кислые магматические породы
- •Основные и ультраосновные породы
- •Температуры образования метаморфических горных пород
- •Механизм образования минералов в метаморфических породах
- •Образование осадочного материала
- •Перенос осадочного материала
- •Накопление осадка
- •23. Основные породообразующие минералы.
- •24. Основные отличительные диагностические свойства сульфидов, оксидов, силикатов и солей.
- •25. Магматические гп. Их генезис, классификация и диагностические признаки. Общие сведения
- •Классификация магматических горных пород
- •Карбонатиты
- •26. Интрузивные и эффузивные магматические породы. Особенности образования и примеры пород.
- •27. Осадочные породы, их генезис и характеристика. Примеры пород.
- •Механогенные осадочные породы
- •Свойства структур обломочных пород
- •28. Факторы метаморфизма.
- •29. Представления о региональном метаморфизме, законы регионального метаморфизма и примеры пород.
- •Породы регионального метаморфизма
- •30. Представления о дислокационном и контактовом метаморфизме.
- •31. Представления о почвах и почвообразовании. Появление и эволюция почв на Земле. Роль почвы в биосфере.
- •Первичное почвообразование
- •Антропогенное почвообразование
- •Значение почв в природе Почва как среда обитания живых организмов
- •Геохимические функции
- •Регуляция состава атмосферы
- •32. Учение Докучаева о факторах почвообразования.
- •33. Понятие о почвенном профиле и почвенных горизонтах. Примеры.
- •Типы строения
- •Группировка по соотношению горизонтов
- •Генетические типы профилей
- •34. Понятие об индексации почвенных горизонтов и почвенных формулах. Примеры. Индексация почвенных горизонтов
- •35. Минеральная и органическая часть почвы, их состав, состояние и свойства Минеральная часть почвы Минеральный состав
- •Гранулометрический состав
- •Органическая часть почвы
- •36. Морфологические свойства почв, их диагностические значения, методы определения.
- •37. Гранулометрический состав почв. Полевые методы его определения.
- •Фракции частиц при гранулометрическом анализе почв
- •Классификации почв по гранулометрическому составу
- •Влияние гранулометрического состава на свойства почв и пород
- •Методы определения (гранулометрия)
- •Способы выражения
- •Влияние гранулометрического состава на продуктивность растений
- •38. Понятие «структура почв». Типы почвенной структуры. Их оценка с агропроизводственных позиций.
- •Классификация структурных отдельностей
- •40. Основные морфологические критерии оценки плодородия почв.
1. Понятие о Вселенной и представления об ее образовании.
История возникновения Вселенной по современным представлениям насчитывает 12-15 млрд. лет. Образование Вселенной произошло в результате Большого Взрыва. До него все вещество Вселенной было сосредоточено в объеме, равному размеру атома. При взрыве начал образовываться огненный шар, t которого достигла 100 млрд. градусов, а плотность вещества в 4 млрд. раз больше, чем плотность воды. Этот энергетический шар стал расширяться, постепенно остывать и в нем стали синтезироваться молекулы водорода и гелия. Через 30 минут четверть водорода превратилась в гелий, и таким стал основной состав вещества во Вселенной.
Примерно 700 тыс. лет Вселенная остыла до 4 тыс. градусов Цельсия и в ней образовались облака из стабильных молекул водорода и гелия. Эти газы и послужили основой будущих галактик. Сейчас во Вселенной 100 млрд. галактик, в каждой из которых 100 млрд. звезд. Эти галактики разбегаются друг от друга, что установлено Хабблом в 20х годах ХХ века по смещению линии спектра к красному концу.
1965 год – реликтовое излучение во Вселенной – остатки тепла от Большого взрыва. Т Вселенной оказалась на 2.5 градуса выше ноля.
Расстояние во Вселенной и галактиках измеряется в световых годах. Один световой год означает то расстояние, которое проходит свет за это время. Один световой год равен 9.6 х 10^12 км, что примерно равно 10 трлн. км.
2. Галактики во Вселенной. Галактика Млечный путь.
Вода и гелий, синтезированные после Большого Взрыва начали концентрироваться во Вселенной в виде облаков. Под действием гравитации эти облака сжимались, из их скоплений формировались галактики, а в галактиках зажигались звезды.
Млечный путь – наша галактика. Центр Млечного пути просматривается из Южного полушария, по направлению к зодиакальному созвездию Стрельца. Около центра – 120 звездных скоплений, в каждом из которых 10000-1 млн. звезд. В последние годы получена информация, что в центре нашей галактики находится черная дыра, которые есть во многих галактиках. Состояние вещества в черной дыре отличается от всего известного. Черные дыры имеют небольшой объем, но концентрируют 1% вещества Вселенной. Галактика Млечного пути имеет форму диска, диаметром 100 тыс. световых лет и толщиной по центру 20 тыс. св. лет. Солнечная система совершает круг вокруг центра галактики за 200-250 млн. лет (галактический год). Образование солнечной системы связано с формированием в одном из рукавов галактики за счет смещения газо-пылевого облака, которое произошло 5-7 млрд. лет назад. С того времени отсчитывается история СС.
3. Образование Солнечной системы (солнце и планеты).
Гипотеза об образовании Солнечной системы из газопылевого облака — небулярная гипотеза — первоначально была предложена в XVIII веке Эммануилом Сведенборгом,Иммануилом Кантом и Пьером-Симоном Лапласом. В дальнейшем её развитие происходило с участием множества научных дисциплин, в том числе астрономии, физики,геологии и планетологии. С началом космической эры в 1950-х годах, а также с открытием в 1990-х годах планет за пределами Солнечной системы (экзопланет), эта модель подверглась многократным проверкам и улучшениям для объяснения новых данных и наблюдений.
Согласно общепринятой в настоящее время гипотезе, формирование Солнечной системы началось около 4,6 млрд лет назад с гравитационного коллапса небольшой части гигантского межзвёздного газопылевого облака. В общих чертах, этот процесс можно описать следующим образом:
Спусковым механизмом гравитационного коллапса стало небольшое (спонтанное) уплотнение вещества газопылевого облака (возможными причинами чего могли стать как естественная динамика облака, так и прохождение сквозь вещество облака ударной волны от взрыва сверхновой, и др.), которое стало центромгравитационного притяжения для окружающего вещества — центром гравитационного коллапса. Облако уже содержало не только первичные водород и гелий, но и многочисленные тяжёлые элементы (Металличность), оставшиеся после звёзд предыдущих поколений. Кроме того, коллапсирующее облако обладало некоторым начальным угловым моментом.
В процессе гравитационного сжатия размеры газопылевого облака уменьшались и, в силу закона сохранения углового момента, росла скорость вращения облака. Из-за вращения скорости сжатия облака параллельно и перпендикулярно оси вращения различались, что привело к уплощению облака и формированию характерного диска.
Как следствие сжатия росла плотность и интенсивность столкновений друг с другом частиц вещества, в результате чего температура вещества непрерывно возрастала по мере сжатия. Наиболее сильно нагревались центральные области диска.
При достижении температуры в несколько тысяч кельвинов, центральная область диска начала светиться — сформировалась протозвезда. Вещество облака продолжало падать на протозвезду, увеличивая давление и температуру в центре. Внешние же области диска оставались относительно холодными. За счёт гидродинамических неустойчивостей, в них стали развиваться отдельные уплотнения, ставшие локальными гравитационными центрами формирования планет из вещества протопланетного диска.
Когда температура в центре протозвезды достигла миллионов кельвинов, в центральной области началась термоядерная реакция горения водорода. Протозвезда превратилась в обычную звезду главной последовательности. Во внешней области диска крупные сгущения образовали планеты, вращающиеся вокруг центрального светила примерно в одной плоскости и в одном направлении.
Последующая эволюция
Раньше считалось, что все планеты сформировались приблизительно на тех орбитах, где находятся сейчас, однако в конце XX — начале XXI века эта точка зрения радикально изменилась. Сейчас считается, что на заре своего существования Солнечная система выглядела совсем не так, как она выглядит сейчас. По современным представлениям, внешняя Солнечная Система была гораздо компактнее по размеру чем сейчас, пояс Койпера был гораздо ближе к Солнцу, а во внутренней Солнечной системе помимо доживших до настоящего времени небесных тел существовали и другие объекты, по размеру не меньшие чем Меркурий.
Планеты земного типа
В конце эпохи формирования планет внутренняя Солнечная система была населена 50-100 протопланетами с размерами, варьирующимися от лунного до марсианского[1][2]. Дальнейший рост размеров небесных тел был обусловлен столкновениями и слияниями этих протопланет между собой. Так, например, в результате одного из столкновений Меркурий лишился большей части своей мантии[3], в то время как в результате другого был рождён спутник Земли Луна. Эта фаза столкновений продолжалась около 100 миллионов лет до тех пор, пока на орбитах не осталось 4 массивных небесных тела известных сейчас[4].
Одной из нерешённых проблем данной модели является тот факт, что она не может объяснить, как начальные орбиты протопланетных объектов, которые должны были обладать высоким эксцентриситетом, чтобы сталкиваться между собой, смогли в результате породить стабильные и близкие к круговым орбиты оставшихся четырёх планет[1]. По одной из гипотез, эти планеты были сформированы в то время, когда межпланетное пространство ещё содержало значительное количество газо-пылевого материала, который за счёт трения снизил энергию планет и сделал их орбиты более гладкими[2]. Однако этот же самый газ должен был предотвратить возникновение большой вытянутости в первоначальных орбитах протопланет[4]. Другая гипотеза предполагает, что коррекция орбит внутренних планет произошла не за счёт взаимодействия с газом, а за счёт взаимодействия с оставшимися более мелкими телами системы. По мере прохождения крупных тел сквозь облако мелких объектов последние из-за гравитационного влияния стягивались в регионы с более высокой плотностью, и создавали таким образом «гравитационные гребни» на пути прохождения крупных планет. Увеличивающееся гравитационное влияние этих «гребней», согласно этой гипотезе, заставляло планеты замедляться и выходить на более округлую орбиту.
Протосолнечная туманность начала концентрироваться (сжиматься под действием сил гравитации). В итоге бесформенное облако стало превращаться в высокий, плоский диск. Появилось 2 противоборствующие силы: центробежная и центростремительная. Солнце, стабилизировавшее свои размеры, удерживаемые силами гравитации, начало разогреваться. Температура достигла нескольких тысяч градусов, а его нынешняя температура равна 10-15 млн. градусов. Прежнее газообразное вещество, представленное водородом и гелием, стало распадаться на части и превратилось в плазму.
Колоссальная энергия превратила протосолнце в солнце, которое может работать как реактор 10 млрд. лет (сейчас ему 4.5 – 5 млрд. лет).