вращения Земли направлена своим северным концом приблизительно на звезду

альфа Малой Медведица, которая поэтому называется Полярной звездой. Одна из

особенностей Земли - её магнитное поле, благодаря которому мы можем

пользоваться компасом. Магнитный полюс Земли, к которому притягивается

северный конец стрелки компаса, не совпадает с Северным географическим

полюсом. Под действием солнечного ветра магнитное поле Земли искажается и

приобретает "шлейф" в направлении от Солнца, который простирается на сотни

тысяч километров. Наша планета окружена обширной атмосферой. Основными

газами, входящими в состав нижних слоёв атмосферы являются азот (примерно

78%), кислород (около 21%) и аргон (около 1%). Других газов в

атмосфере Земли очень мало, например углекислого газа около 0,03%.

Атмосферное давление на уровне поверхности океана составляет при нормальных

условиях приблизительно 0,1МПа. Полагают, что земная атмосфера сильно

изменилась в процессе эволюции: обогатилась кислородом и приобрела

современный состав в результате длительного взаимодействия с горными

породами и при участии биосферы, т.е. растительных и животных организмов.

Доказательством того, что такие изменения действительно произошли, служат,

например, залежи каменного угля и мощные пласты отложений карбонатов в

осадочных породах. Они содержат громадное количество углерода, который

раньше входил в состав земной атмосферы в виде углекислого газа и окиси

углерода. Учёные считают, что древняя атмосфера произошла из газообразных

продуктов вулканических извержений; о её составе судят по химическому

анализу образцов газа, "замурованных" в полостях древних горных пород. В

исследованных образцах, возраст которых приблизительно 3,5 млрд. лет

содержится приблизительно 60% углекислого газа, а остальные 40% -

соединения серы, аммиак, хлористый и фтористый водород. А небольшом

количестве найдены азот и инертные газы. Весь кислород был химически

связанным. Одной из важнейших задач современной науки о Земле является

изучение эволюции атмосферы, поверхности и наружных слоёв Земли, а так же

внутреннее строение её недр. О внутреннем строении Земли прежде всего судят

по особенностям прохождения сквозь различные слои Земли механических

колебаний, возникающих при землетрясениях или взрывах. Ценные сведения дают

также измерения величины теплового потока, выходящего из недр, результаты

определений общей массы, момента инерции и полярного сжатия нашей планеты.

Масса Земли найдена из экспериментальных измерений физической постоянной

тяготения и ускорения силы тяжести. Для массы Земли получено значение

5,976*10 24 кг. Поток тепла из недр, различных в разных участках

поверхности Земли, в среднем близок к 1,6*10-6 кал*см-2.сек-1, что

соответствует суммарному выходу энергии 20 28 эрг в год. Поскольку тепло

может передаваться только от более нагретого к менее нагретому веществу,

температура вещества в недрах Земли должна быть выше, чем температура на её

поверхности. Действительно, согласно измерениям, проведённым в шахтах и

буровых скважинах температура повышается приблизительно на 20 0 на каждый

километр глубины. На основе всего комплекса современных научных данных

построена модель внутреннего строения Земли.

Твёрдую оболочку Земли называют литосфера. Её можно сравнить со

скорлупой, охватывающей всю поверхность Земли. Но эта "скорлупа" как бы

растрескалась на части состоит из нескольких крупных литосферных плит,

медленно перемещающихся одна относительно другой. По их границам

концентрируется подавляющее число землетрясений. Верхний слой литосферы -

это земная кора, минералы которой состоят преимущественно из оксидов

кремния и алюминия, оксидов железа и щелочных металлов. Земная кора имеет

неравномерную толщину: 35-65 км на континентах и 6-8 км подо дном океана.

Верхний слой земной коры состоит из осадочных пород, нижний из базальтов.

Между ними находится слой гранитов, характерный только для континентальной

коры. Под корой расположена так называемая мантия, имеющая иной химический

состав и большую плотность. Граница между корой и мантией называется

поверхностью Мохоровичича. В ней скачкообразно увеличивается скорость

распространения сейсмических волн. На глубине 120-250 км под материками и

60-400 км под океанами залегает слой мантии, называемый астеносферой. Здесь

вещество находится в близком к плавлению состоянии, вязкость его сильно

понижена. Все литосферные плиты как бы плавают в полужидкой астеносфере,

как льдины в воде. Более толстые участки земной коры, а так же участки,

состоящие из менее плотных пород, поднимаются по отношению к другим

участкам коры. В то же время дополнительная нагрузка на участок коры,

например, вследствие накопления толстого слоя материковых льдов, как это

происходит в Антарктиде, приводит к постепенному погружению участка. Такое

явление называется изостатическим выравнивание. Ниже астеносферы, начиная с

глубины около 410 км "упаковка" атомов в кристаллах минералов уплотнена под

влиянием большого давления. Резкий переход обнаружен сейсмическими методами

исследований на глубине около 2920 км. Здесь начинается земное ядро, или,

точнее говоря, внешнее ядро, так как в его центре находится ещё одно -

внутреннее ядро, радиус которого 1250 км. Внешнее ядро, очевидно, находится

в жидком состоянии, поскольку поперечные волны, не распространяющиеся в

жидкости, через него не проходят. С существованием жидкого внешнего ядра

связывают происхождение магнитного поля Земли. Внутреннее ядро, по-

видимому, твёрдое. У нижней границы мантии давление достигает 130ГПа,

температура там не выше 5000 К. В центре Земли температура, возможно

поднимается выше 10 000 К.

Земля имеет единственный естественный спутник - Луну.

Марс - четвёртая по расстоянию от Солнца планета Солнечной системы. На

звёздном небе она выглядит как немигающая точа красного цвета, которая

время от времени значительно превосходит по блеску звезды первой величины.

Марс периодически подходит к Земле на расстояние до 5 7 млн. км,

значительно ближе, чем любая планета, кроме Венеры. По основным физическим

характеристикам Марс относится к планетам земной группы. По диаметру он

почти вдвое меньше Земли и Венеры. Планета окутана газовой оболочкой -

атмосферой, которая имеет меньшую плотность, чем земная. Даже в глубоких

впадинах Марса, где давление атмосферы наибольшее, оно приблизительно в 100

раз меньше, чем у поверхности Земли, а на уровне марсианских горных вершин

- в 500-1000 раз меньше. Тем не менее в атмосфере Марса наблюдаются облака

и постоянно присутствует более или менее плотная дымка из мелких частиц

пыли и кристалликов льда. Как показали снимки с американских посадочных

станций "Викинг-1" и "Викинг-2" марсианское небо в ясную погоду имеет

розоватый цвет, что объясняется рассеянием солнечного света на пылинках и

подсветкой дымки оранжевой поверхностью планеты. По химическому составу

марсианская атмосфера отличается от земной и содержит 95,3% углекислого

газа с примесью 2,7% азота, 1,6% аргона, 00,7% окиси углерода, 0,13%

кислорода и приблизительно 0,03% водяного пара, содержание которого

изменяется, а также примеси неона, криптона, ксенона. При отсутствии

облаков газовая оболочка Марса значительно прозрачнее, чем земная, в том

числе и для ультрафиолетовых лучей, опасных для живых организмов. Солнечные

сутки на Марсе длятся 24ч 39 мин 35с. Значительный наклон экватора к

плоскости орбиты (25,2 50 0) приводит к тому, что на одних участках орбиты

освещаются и обогреваются Солнцем преимущественно северные широты Марса, на

других - южные, т.е. происходит смена сезонов. Марсианский год длится около

686,9 дней. Эллиптичность марсианской орбиты приводит к значительным

различиям климата северного и южного полушарий: в средних широтах зима

холоднее, а лето теплее, чем в южных, но короче, чем в северных.

Температурные условия на Марсе суровы с точки зрения жителя Земли. Наиболее

высокая температура поверхности 290К достигается в так называемой

подсолнечной точке. Наиболее низка температура поверхности в полярных

районах, где в зимний сезон она держится на отметке около 150К. Полученные

из наблюдений сведения о температуре явились ключом к объяснению природы

полярных шапок, которые при наблюдениях в телескоп видны как светлые, почти

белые пятно возле полюсов планеты. Когда в северном полушарии Марса

наступает лето, северная полярная шапка быстро уменьшается, но в это время

растёт другая - возле южного полюса, где наступает зима. В конце XIX -

начале XX века считали, что полярные шапки Марса - это ледники и снега. По

современным данным, обе полярные шапки Марса - северная и южная - состоят

из твёрдой двуокиси углерода, т.е. сухого льда, который образуется при

замерзании углекислого газа, входящего в состав марсианской атмосферы, и из

водяного льда с примесью минеральной пыли.

В 1975 году на основе материалов телевизионной съёмки всей поверхности

планеты с космических аппаратов была составлена карта деталей марсианского

рельефа, многие из которых уже получили названия, и на карте Марса

появились имена: кратер Ломоносов, Королёв, Фесенков и др. Нанесённые на

карты Марса ещё в XIX веке тёмные области в основном сохраняют свои

очертания, но в научной литературе указаны примеры местных изменений

отражательных свойств отдельных районов Марса. В течение многих лет

популярны были гипотезы, в основе которых лежит изменение оптических

свойств некоторых веществ под влиянием изменений на Марсе биосферы, т.е.

живых организмов. Задача поиска жизни на Марсе была одной из основных

программ американского "Викинга". Однако обнаружить какие-то следы жизни не

удалось. Не оказалось в образцах грунта и органических соединений. Были

проведены элементные исследования состава образцов марсианского грунта.

Найдено близкое сходство химического состава образцов в двух

взаимоудалённых местах посадки. В исследованных образцах обнаружено большое

содержание окислов кремния и железа. Содержание серы (в виде сульфатов) в

десятки раз больше, чем в земной коре. На снимках Марса найдены следы как

ударно-метеоритной, так и вулканической активности, а так же следы

движений, поднятий и растрескиваний марсианской коры и следы многих

процессов разрушения и сглаживания рельефа поверхности, перемещения и

отложения наносов. Перепад высоты между высочайшими вершинами и наиболее

глубокими впадинами на Марсе составляет около 20 км. Для марсианских гор

характерны многовершинные, в основном сглаженные формы. Кроме того,

обнаружены типичные вулканические конусы с кратерами на вершине. На снимках

поверхности Марса космическими аппаратами отчётливо видны детали, имеющие

большое сходство с руслами рек на Земле. Поскольку весь комплекс информации

противоречит возможности существования там рек, можно предположить, что

марсианские русла возникли в результате растапливания подповерхностного

водяного льда в зонах повышенного выделения тепла планеты. Некоторые

дополнительные сведения о Марсе удаётся получить косвенными методами на

основе исследований его природных спутников - Фобоса и Демоса.

Оба спутника Марса движутся почти точно в плоскости его экватора. С

помощью космических аппаратов установлено, что Фобос и Демос имеют

неправильную форму и в своём орбитальном положении остаются повёрнутыми к

планете всегда одной и той же стороной. Размеры Фобоса составляют около 27

км, а Демоса - около 15 км. Поверхность спутников Марса состоит из очень

тёмных минералов и покрыта многочисленными кратерами. Один из них - на

Фобосе имеет поперечник около 5,3 км. Кратеры, вероятно, рождены

метеоритной бомбардировкой, происхождение системы параллельных борозд

неизвестно. Угловая скорость орбитального движения Фобоса настолько велика,

что он, обгоняя осевое вращение планеты, восходит, в отличие от других

светил, на западе, а заходит на востоке.

Часть 3: Планеты-гиганты

Юпитер - пятая по расстоянию от Солнца и самая большая планета

Солнечной системы - отстоит от Солнца в 5,2 раза дальше, чем Земля, и

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8