Pitanje je Zemlja kao planeta u Sunčevom sistemu. Geografske posljedice godišnjeg kretanja Zemlje

Sadržaj

8. Naša galaksija

1. Struktura i sastav Sunčevog sistema. Dvije grupe planeta

Naša Zemlja je jedna od 8 velikih planeta koje se okreću oko Sunca. Na Suncu je koncentrisan glavni deo materije Sunčevog sistema. Masa Sunca je 750 puta veća od mase svih planeta i 330 000 puta od mase Zemlje. Pod uticajem sile njegovog privlačenja, planete i sva druga tela Sunčevog sistema kreću se oko Sunca.

Udaljenosti između Sunca i planeta su višestruko veća od njihove veličine i gotovo je nemoguće nacrtati takav dijagram koji bi promatrao jednu skalu za Sunce, planete i udaljenosti između njih. Prečnik Sunca je 109 puta veći od Zemlje, a udaljenost između njih je otprilike isto toliko puta veća od prečnika Sunca. Osim toga, udaljenost od Sunca do posljednje planete Sunčevog sistema (Neptuna) je 30 puta veća od udaljenosti do Zemlje. Ako našu planetu prikažemo kao krug prečnika 1 mm, tada će Sunce biti na udaljenosti od oko 11 m od Zemlje, a njegov prečnik će biti oko 11 cm. Orbita Neptuna će biti prikazana kao kružnica sa poluprečnikom od 330 m. Stoga obično daju ne savremeni dijagram Sunčevog sistema, već samo crtež iz Kopernikove knjige "O kruženju nebeskih krugova" sa drugim, vrlo približnim razmerama.

Tabela 1

Lokacija i fizičke karakteristike glavnih planeta

Do 2006. Pluton se smatrao najvećom planetom koja je udaljena od Sunca. Sada je, zajedno sa drugim objektima slične veličine – odavno poznatim velikim asteroidima (vidi § 4) i objektima otkrivenim na periferiji Sunčevog sistema – među patuljastim planetama.

Podjela planeta u grupe može se pratiti po tri karakteristike (masa, pritisak, rotacija), ali najjasnije prema gustoći. Planete koje pripadaju istoj grupi neznatno se razlikuju po gustini, dok je prosječna gustina zemaljskih planeta približno 5 puta veća od prosječne gustine džinovskih planeta (vidi tabelu 1).

Većina mase zemaljskih planeta je u čvrstoj materiji. Zemlja i druge planete zemaljske grupe sastoje se od oksida i drugih jedinjenja teških hemijskih elemenata: gvožđa, magnezijuma, aluminijuma i drugih metala, kao i silicija i drugih nemetala. Četiri najzastupljenija elementa u čvrstoj ljusci naše planete (litosfere) – gvožđe, kiseonik, silicijum i magnezijum – čine preko 90% njene mase.

Mala gustina gigantskih planeta (za Saturn je manja od gustine vode) objašnjava se činjenicom da se sastoje uglavnom od vodonika i helijuma, koji su pretežno u gasovitom i tekućem stanju. Atmosfere ovih planeta sadrže i jedinjenja vodonika - metan i amonijak. Razlike između planeta ove dvije grupe nastale su već u fazi njihovog formiranja (vidi § 5).

Od gigantskih planeta najbolje je proučavan Jupiter, na kojem su, čak i u malom školskom teleskopu, vidljive brojne tamne i svijetle pruge koje se protežu paralelno s ekvatorom planete. Ovako izgledaju formacije oblaka u njegovoj atmosferi, čija je temperatura samo -140°C, a pritisak je otprilike isti kao na površini Zemlje. Crvenkasto-smeđa boja traka je očigledno zbog činjenice da, pored kristala amonijaka koji čine osnovu oblaka, sadrže razne nečistoće. Slike koje su napravile svemirske letjelice pokazuju tragove intenzivnih i ponekad upornih atmosferskih procesa. Dakle, više od 350 godina, atmosferski vrtlog, nazvan Velika crvena mrlja, je uočen na Jupiteru. U Zemljinoj atmosferi cikloni i anticikloni postoje u prosjeku oko sedmicu dana. Atmosferske struje i oblaci zabilježeni su svemirskim brodovima na drugim džinovskim planetama, iako su manje razvijeni nego na Jupiteru.

Struktura. Pretpostavlja se da bi, kako se približava centru džinovskih planeta, zbog povećanja pritiska, vodonik trebao prijeći iz plinovitog u plinovito stanje, u kojem koegzistiraju njegova plinovita i tečna faza. U centru Jupitera, pritisak je milione puta veći od atmosferskog pritiska koji postoji na Zemlji, a vodonik dobija svojstva karakteristična za metale. U dubinama Jupitera, metalni vodonik, zajedno sa silikatima i metalima, formira jezgro koje je otprilike 1,5 puta veće i 10-15 puta veće od Zemljine mase.

Težina. Bilo koja od džinovskih planeta po masi premašuje sve zemaljske planete zajedno. Najveća planeta Sunčevog sistema - Jupiter, veća je od najveće planete zemaljske grupe - Zemlje za 11 puta u prečniku i više od 300 puta u masi.

Rotacija. Razlike između planeta ove dvije grupe očituju se i u tome što se džinovske planete brže rotiraju oko ose, te u broju satelita: za 4 zemaljske planete postoje samo 3 satelita, za 4 gigantske planete više od 120. Svi ovi sateliti sastoje se od istih supstanci, kao i planete zemaljske grupe - silikati, oksidi i sulfidi metala, itd., kao i od vodenog (ili vodeno-amonijačnog) leda. Pored brojnih kratera meteoritskog porijekla, na površini mnogih satelita pronađeni su tektonski rasjedi i pukotine u njihovoj kori ili ledenom pokrivaču. Najiznenađujućim se pokazalo otkriće desetak aktivnih vulkana na najbližem satelitu Jupiteru, Io. Ovo je prvo pouzdano zapažanje vulkanske aktivnosti zemaljskog tipa izvan naše planete.

Pored satelita, džinovske planete imaju i prstenove, koji su nakupine malih tijela. Toliko su male da se ne mogu vidjeti pojedinačno. Zbog njihovog kruženja oko planete, prstenovi izgledaju kao neprekidni, iako kroz prstenove Saturna, na primjer, sijaju i površina planete i zvijezde. Prstenovi se nalaze u neposrednoj blizini planete, gdje veliki sateliti ne mogu postojati.

2. Planete zemaljske grupe. Sistem Zemlja-Mjesec

Zbog prisustva satelita, Mjeseca, Zemlju se često naziva dvostrukom planetom. Ovo naglašava i zajedničko njihovo porijeklo i rijedak odnos masa planete i njenog satelita: Mjesec je samo 81 puta manji od Zemlje.

U narednim poglavljima udžbenika biće date dovoljno detaljne informacije o prirodi Zemlje. Stoga ćemo ovdje govoriti o ostalim planetama zemaljske grupe, upoređujući ih s našima, i o Mjesecu, koji, iako je samo satelit Zemlje, po svojoj prirodi pripada tijelima planetarnog tipa.

Uprkos zajedničkom porijeklu, priroda Mjeseca se značajno razlikuje od Zemlje, što je određeno njegovom masom i veličinom. Zbog činjenice da je sila gravitacije na površini Mjeseca 6 puta manja nego na površini Zemlje, molekulama plina je mnogo lakše da napuste Mjesec. Stoga je naš prirodni satelit lišen primjetne atmosfere i hidrosfere.

Odsustvo atmosfere i spora rotacija oko svoje ose (dan na Mesecu je jednak zemaljskom mesecu) dovode do činjenice da se tokom dana površina Meseca zagreva do 120°C, a hladi na -170°C. °C noću. Zbog odsustva atmosfere, mjesečeva površina je podložna stalnom “bombardiranju” meteoritima i manjim mikrometeoritima koji na nju padaju kosmičkim brzinama (desetine kilometara u sekundi). Kao rezultat toga, cijeli Mjesec je prekriven slojem fino usitnjene supstance - regolita. Kako su opisali američki astronauti koji su boravili na Mjesecu i kako pokazuju fotografije tragova lunarnih rovera, po svojim fizičkim i mehaničkim svojstvima (veličina čestica, čvrstoća, itd.), regolit je sličan mokrom pijesku.

Kada velika tijela padnu na površinu Mjeseca, formiraju se krateri prečnika do 200 km. Krateri prečnika metar, pa čak i centimetar jasno su vidljivi na panoramama površine Meseca dobijenim iz svemirskih letelica.

U laboratorijskim uslovima detaljno su proučavani uzorci stijena koje su dostavile naše automatske stanice "Luna" i američki astronauti koji su posjetili Mjesec na letjelici Apollo. To je omogućilo dobivanje potpunijih informacija nego u analizi stijena Marsa i Venere, koja je provedena direktno na površini ovih planeta. Mjesečeve stijene su po sastavu slične kopnenim stijenama kao što su bazalti, noriti i anortoziti. Skup minerala u lunarnim stijenama je siromašniji nego u zemaljskim, ali bogatiji nego u meteoritima. Naš satelit nema i nikada nije imao hidrosferu ili atmosferu istog sastava kao na Zemlji. Stoga ne postoje minerali koji se mogu formirati u vodenoj sredini iu prisustvu slobodnog kiseonika. Mjesečeve stijene su osiromašene hlapljivim elementima u odnosu na kopnene, ali se odlikuju visokim sadržajem željeznih i aluminijskih oksida, au nekim slučajevima i titana, kalija, rijetkih zemnih elemenata i fosfora. Na Mjesecu nisu pronađeni znakovi života, čak ni u obliku mikroorganizama ili organskih jedinjenja.

Svjetla područja Mjeseca - "kontinenti" i ona tamnija - "mora" razlikuju se ne samo po izgledu, već i po reljefu, geološkoj istoriji i hemijskom sastavu supstance koja ih pokriva. Na mlađoj površini "mora", prekrivenoj stvrdnutom lavom, manje je kratera nego na starijoj površini "kontinenata". U raznim dijelovima Mjeseca uočljivi su reljefni oblici kao što su pukotine, duž kojih se kora pomiče okomito i horizontalno. U ovom slučaju nastaju samo planine rasednog tipa, a na Mesecu nema naboranih planina, tako tipičnih za našu planetu.

Odsustvo procesa erozije i vremenskih prilika na Mjesecu omogućava nam da ga smatramo nekom vrstom geološkog rezervata, gdje su svi oblici reljefa koji su nastali tokom ovog vremena sačuvani milionima i milijardama godina. Dakle, proučavanje Mjeseca omogućava razumijevanje geoloških procesa koji su se odvijali na Zemlji u dalekoj prošlosti, od kojih na našoj planeti nema tragova.

3. Naši susjedi su Merkur, Venera i Mars

Školjke Zemlje - atmosfera, hidrosfera i litosfera - odgovaraju trima agregatnim stanjima materije - čvrstom, tečnom i gasovitom. Prisustvo litosfere karakteristično je za sve planete zemaljske grupe. Možete uporediti litosfere po strukturi koristeći Sliku 1, a atmosferu - koristeći Tablicu 2.

tabela 2

Karakteristike atmosfere zemaljskih planeta (Merkur nema atmosferu)

Rice. 1. Unutrašnja struktura zemaljskih planeta

Pretpostavlja se da su atmosfere Marsa i Venere uglavnom zadržale primarni hemijski sastav kakav je nekada imala Zemljina atmosfera. Tokom miliona godina, sadržaj ugljičnog dioksida u Zemljinoj atmosferi se u velikoj mjeri smanjio, a kisik se povećao. To je zbog rastvaranja ugljičnog dioksida u kopnenim vodenim tijelima, koja se, očito, nikada nisu smrznula, kao i oslobađanja kisika iz vegetacije koja se pojavila na Zemlji. Ni na Veneri ni na Marsu takvi procesi se nisu dešavali. Štaviše, moderne studije o karakteristikama izmjene ugljičnog dioksida između atmosfere i zemlje (uz učešće hidrosfere) mogu objasniti zašto je Venera izgubila vodu, Mars se smrznuo, a Zemlja je ostala pogodna za razvoj života. Dakle, postojanje života na našoj planeti vjerovatno se objašnjava ne samo njegovom lokacijom na povoljnoj udaljenosti od Sunca.

Prisustvo hidrosfere je jedinstvena karakteristika naše planete, koja joj je omogućila da formira savremeni sastav atmosfere i obezbedi uslove za nastanak i razvoj života na Zemlji.

Merkur. Ova planeta, najmanja i najbliža Suncu, po mnogo čemu je slična Mjesecu, čiji je Merkur tek nešto veći. Kao i na Mjesecu, najbrojniji i najkarakterističniji objekti su krateri meteoritskog porijekla, na površini planete postoje prilično ujednačene nizine - "mora" i neravna brda - "kontinenti". Struktura i svojstva površinskog sloja su također slične onima na Mjesecu.

Zbog skoro potpunog odsustva atmosfere, padovi temperature na površini planete tokom dugih "Merkurovih" dana (176 zemaljskih dana) čak su značajniji nego na Mjesecu: od 450 do -180 °C.

Venera. Dimenzije i masa ove planete su bliske Zemljinim, ali su karakteristike njihove prirode bitno različite. Proučavanje površine Venere, skrivene od posmatrača trajnim slojem oblaka, postalo je moguće tek posljednjih desetljeća zahvaljujući radarskoj i raketnoj i svemirskoj tehnologiji.

Po koncentraciji čestica, oblačni sloj Venere, čija se gornja granica nalazi na nadmorskoj visini od oko 65 km, podsjeća na zemaljsku maglu s vidljivošću od nekoliko kilometara. Oblaci se mogu sastojati od kapljica koncentrovane sumporne kiseline, njenih kristala i čestica sumpora. Za sunčevo zračenje, ovi oblaci su dovoljno providni, tako da je osvjetljenje na površini Venere otprilike isto kao na Zemlji po oblačnom danu.

Iznad nižih područja površine Venere, koji zauzimaju veći dio njene površine, uzdižu se ogromne visoravni u dužini od nekoliko kilometara, približno jednake veličine Tibetu. Planinski lanci koji se nalaze na njima imaju visinu od 7-8 km, a najviši do 12 km. Na ovim područjima postoje tragovi tektonske i vulkanske aktivnosti, najveći vulkanski krater ima prečnik nešto manji od 100 km. Na Veneri je otkriveno mnogo meteoritskih kratera prečnika od 10 do 80 km.

Na Veneri praktički nema dnevnih temperaturnih kolebanja, njena atmosfera dobro zadržava toplinu čak i u uslovima dugih dana (planeta napravi jednu rotaciju oko svoje ose za 240 dana). To je olakšano efektom staklene bašte: atmosfera, uprkos oblačnom sloju, propušta dovoljnu količinu sunčeve svjetlosti, a površina planete se zagrijava. Međutim, toplinsko (infracrveno) zračenje zagrijane površine u velikoj mjeri apsorbira ugljični dioksid koji se nalazi u atmosferi i oblacima. Zbog ovog posebnog termičkog režima, temperatura na površini Venere je viša nego na Merkuru, koji se nalazi bliže Suncu, i dostiže 470 °C. Manifestacije efekta staklene bašte, iako u manjoj mjeri, primjetne su i na Zemlji: noću po oblačnom vremenu tlo i zrak se ne hlade toliko intenzivno kao na vedrom nebu bez oblaka, kada može doći do noćnih mrazeva (Sl. 2 ).

Rice. 2. Šema efekta staklene bašte

Mars. Na površini ove planete mogu se razlikovati velike (prečnika više od 2000 km) depresije - "mora" i uzvišenja - "kontinenti". Na njihovoj površini, zajedno s brojnim kraterima meteoritskog porijekla, pronađeni su džinovski vulkanski stošci visoki 15-20 km, čiji osnovni promjer doseže 500-600 km. Vjeruje se da je aktivnost ovih vulkana prestala tek prije nekoliko stotina miliona godina. Od drugih oblika reljefa uočeni su planinski lanci, sistemi pukotina u kori, ogromni kanjoni, pa čak i objekti slični koritima presušenih rijeka. Na obroncima su vidljivi obronci, ima površina koje zauzimaju dine. Svi ovi i drugi tragovi atmosferske erozije potvrdili su pretpostavke o prašnim olujama na Marsu.

Studije hemijskog sastava tla Marsa, koje su sprovele automatske stanice Viking, pokazale su visok sadržaj silicijuma (do 20%) i gvožđa (do 14%) u ovim stenama. Konkretno, crvenkasta boja površine Marsa, kako se i očekivalo, posljedica je prisutnosti željeznih oksida u obliku tako dobro poznatog minerala na Zemlji kao što je limonit.

Prirodni uslovi na Marsu su veoma surovi: prosečna temperatura na njegovoj površini je samo -60°C i izuzetno je retko pozitivna. Na polovima Marsa temperatura pada na -125 ° C, pri čemu ne samo da se voda smrzava, već se čak i ugljični dioksid pretvara u suhi led. Navodno se polarne kape Marsa sastoje od mješavine običnog i suhog leda. Zbog promjene godišnjih doba, svako otprilike duplo duže nego na Zemlji, polarne kape se tope, ugljični dioksid se ispušta u atmosferu i tlak joj raste. Pad pritiska stvara uslove za jake vetrove, čija brzina može da pređe 100 m/s, i pojavu prašnih oluja. U atmosferi Marsa ima malo vode, ali je vjerovatno da su njene značajne rezerve koncentrisane u sloju permafrosta, sličnom onom koji postoji u hladnim dijelovima svijeta.

4. Mala tijela Sunčevog sistema

Pored velikih planeta, oko Sunca kruže i mala tijela Sunčevog sistema: mnoge male planete i komete.

Ukupno je do danas otkriveno više od 100 hiljada malih planeta, koje se nazivaju i asteroidima (zvjezdasti), jer su zbog svoje male veličine vidljive čak i kroz teleskop kao svjetleće tačke slične zvijezdama. Donedavno se vjerovalo da se svi oni kreću uglavnom između orbita Marsa i Jupitera, čineći takozvani asteroidni pojas. Najveći objekat među njima je Ceres, koji ima prečnik od oko 1000 km (slika 3). Vjeruje se da ukupan broj malih planeta većih od 1 km u ovom pojasu može dostići 1 milion, ali čak i u ovom slučaju njihova ukupna masa je 1000 puta manja od mase Zemlje.

Rice. 3. Uporedne veličine najvećih asteroida

Ne postoje fundamentalne razlike između asteroida koje promatramo u svemiru teleskopom i meteorita koji padnu u ljudske ruke nakon što padnu iz svemira na Zemlju. Meteoriti ne predstavljaju nikakvu posebnu klasu kosmičkih tijela - oni su fragmenti asteroida. Mogu se kretati stotinama miliona godina u svojim orbitama oko Sunca, kao i ostala, veća tijela Sunčevog sistema. Ali ako se njihove orbite ukrste sa orbitom Zemlje, padaju na našu planetu kao meteoriti.

Razvoj posmatračkih sredstava, posebno ugradnja instrumenata na svemirske letelice, omogućio je da se utvrdi da mnoga tijela veličine od 5 do 50 m (do 4 mjesečno) lete u blizini Zemlje. Do danas je poznato oko 20 tijela veličine asteroida (od 50 m do 5 km) čije orbite prolaze blizu naše planete. Zabrinutost oko mogućeg sudara takvih tijela sa Zemljom značajno je porasla nakon pada komete Shoemaker-Levy 9 na Jupiter u julu 1995. Vjerovatno još uvijek nema posebnog razloga vjerovati da se broj sudara sa Zemljom može primjetno povećati (nakon sve, "rezerve" meteoritske materije u međuplanetarnom prostoru se postepeno iscrpljuju). Od sudara koji su imali katastrofalne posljedice, može se navesti samo pad Tunguskog meteorita 1908. godine, objekta koji je, prema modernim shvatanjima, bio jezgro male komete.

Uz pomoć svemirskih letjelica bilo je moguće dobiti slike nekih malih planeta sa udaljenosti od nekoliko desetina hiljada kilometara. Kao što se i očekivalo, pokazalo se da su stijene koje čine njihovu površinu slične onima koje su uobičajene na Zemlji i Mjesecu, a posebno su pronađeni olivin i piroksen. Potvrđena je ideja da mali asteroidi imaju nepravilan oblik, a površina im je prošarana kraterima. Dakle, dimenzije Gaspre su 19x12x11 km. U blizini asteroida Ida (dimenzija 56x28x28 km) pronađen je satelit veličine oko 1,5 km na udaljenosti od oko 100 km od njegovog centra. Oko 50 asteroida se sumnjiči za takvu "dvojnost".

Istraživanja sprovedena u proteklih 10-15 godina potvrdila su ranije iznesene pretpostavke o postojanju još jednog pojasa malih tijela u Sunčevom sistemu. Ovdje, iza orbite Neptuna, već je otkriveno više od 800 objekata prečnika od 100 do 800 km, od kojih su neki veći od 2000 km. Nakon svih ovih otkrića, Pluton, čiji je prečnik 2400 km, lišen je statusa velike planete u Sunčevom sistemu. Pretpostavlja se da ukupna masa objekata "izvan Neptuna" može biti jednaka masi Zemlje. Ova tijela vjerovatno sadrže značajnu količinu leda u svom sastavu i više su nalik jezgri kometa nego asteroidima koji se nalaze između Marsa i Jupitera.

Komete, koje su zbog svog neobičnog izgleda (prisustva repa) od davnina privlačile pažnju svih ljudi, ne spadaju slučajno u mala tijela Sunčevog sistema. Uprkos impresivnoj veličini repa, koji može premašiti 100 miliona km u dužinu, i glave, koja u prečniku može premašiti Sunce, komete se s pravom nazivaju "ništa vidljivo". U kometi ima vrlo malo tvari, gotovo sva je koncentrisana u jezgru, koje je mali (po svemirskim standardima) snježno-ledeni blok prošaran malim čvrstim česticama različitog hemijskog sastava. Tako je jezgro jedne od najpoznatijih kometa, Halejeve komete, koju je 1986. godine snimila letelica Vega, dugačko samo 14 km, a njena širina i debljina su upola manja. Ovaj „prljavi martovski snježni nanos“, kako se često nazivaju jezgra kometa, sadrži otprilike onoliko smrznute vode koliko i snježni pokrivač koji je pao jedne zime na teritoriji Moskovske oblasti.

Komete se razlikuju od drugih tijela Sunčevog sistema prvenstveno po neočekivanosti njihovog pojavljivanja, o čemu je A. S. Puškin jednom napisao: „Poput ilegalne komete u krugu proračunatih svjetiljki ...“

U to su nas još jednom uvjerili događaji posljednjih godina, kada su 1996. i 1997. godine. pojavile su se dve veoma svetle komete, vidljive čak i golim okom. Po tradiciji su nazvani po imenima onih koji su ih otkrili - japanskog astronoma amatera Hyakutake i dvojice Amerikanaca - Halea i Boppa. Takve svijetle komete obično se pojavljuju svakih 10-15 godina (one koje su vidljive samo kroz teleskop posmatraju se godišnje 15-20). Pretpostavlja se da u Sunčevom sistemu postoji nekoliko desetina milijardi kometa i da je Sunčev sistem okružen jednim ili čak nekoliko oblaka kometa koji se kreću oko Sunca na udaljenostima hiljadama i desetinama hiljada puta većim od udaljenosti do najudaljenija planeta Neptun. Tamo, u ovom kosmičkom bezbednom frižideru, jezgra kometa su „pohranjene” milijardama godina od formiranja Sunčevog sistema.

Kako se jezgro komete približava Suncu, ono se zagrijava, gubi plinove i čvrste čestice. Postepeno, jezgro se raspada na sve manje i manje fragmente. Čestice koje su bile njegov dio počinju se okretati oko Sunca u svojim orbitama, blizu one duž koje se kretala kometa, što je dovelo do ove meteorske kiše. Kada se čestice ovog potoka sretnu na putu naše planete, tada, padajući u njenu atmosferu kosmičkom brzinom, buknu u obliku meteora. Prašina koja ostane nakon uništenja takve čestice postepeno se taloži na površinu Zemlje.

U sudaru sa Suncem ili velikim planetama, komete "umiru". Više puta su zabilježeni slučajevi kada su se jezgra kometa, prilikom kretanja u međuplanetarnom prostoru, podijelila na nekoliko dijelova. Očigledno, Halejeva kometa nije izbjegla ovu sudbinu.

Karakteristike fizičke prirode planeta, asteroida i kometa nalaze prilično dobro objašnjenje na osnovu modernih kosmogonijskih ideja, što nam omogućava da Sunčev sistem posmatramo kao kompleks tijela koja imaju zajedničko porijeklo.

5. Postanak Sunčevog sistema

Najstarije stijene pronađene u uzorcima lunarnog tla i meteoritima stare su oko 4,5 milijardi godina. Proračuni starosti Sunca dali su približnu vrijednost - 5 milijardi godina. Općenito je prihvaćeno da su sva tijela koja trenutno čine Sunčev sistem nastala prije otprilike 4,5-5 milijardi godina.

Prema najrazvijenijoj hipotezi, svi su nastali kao rezultat evolucije ogromnog hladnog oblaka plina i prašine. Ova hipoteza prilično dobro objašnjava mnoge karakteristike strukture Sunčevog sistema, posebno značajne razlike između dvije grupe planeta.

Tokom nekoliko milijardi godina, sam oblak i njegova sastavna materija su se značajno promijenili. Čestice koje su sačinjavale ovaj oblak kružile su oko Sunca u raznim orbitama.

Kao rezultat nekih sudara, čestice su uništene, dok su u drugim spojene u veće. Nastali su veći ugrušci materije - embrioni budućih planeta i drugih tijela.

Potvrdom ovih ideja može se smatrati i meteoritsko "bombardiranje" planeta - u stvari, to je nastavak procesa koji je doveo do njihovog formiranja u prošlosti. Trenutno, kada sve manje i manje meteoritske materije ostaje u međuplanetarnom prostoru, ovaj proces je mnogo manje intenzivan nego u početnim fazama formiranja planeta.

Istovremeno, u oblaku se odvijala preraspodjela materije i njena diferencijacija. Pod uticajem jakog zagrevanja, gasovi su izlazili iz blizine Sunca (uglavnom najčešći u Univerzumu - vodonik i helijum) i ostale su samo čvrste vatrostalne čestice. Od ove supstance nastala je Zemlja, njen satelit - Mjesec, kao i druge planete zemaljske grupe.

Tokom formiranja planeta, a kasnije i milijardama godina, u njihovim dubinama i na površini odvijali su se procesi topljenja, kristalizacije, oksidacije i drugi fizički i hemijski procesi. To je dovelo do značajne promjene u početnom sastavu i strukturi materije od koje se formiraju sva postojeća tijela Sunčevog sistema.

Daleko od Sunca, na periferiji oblaka, ove isparljive tvari su se smrznule na čestice prašine. Pokazalo se da je relativni sadržaj vodonika i helijuma povećan. Od ove supstance formirane su divovske planete čija veličina i masa znatno premašuju planete zemaljske grupe. Na kraju krajeva, volumen perifernih dijelova oblaka bio je veći, pa je stoga i masa tvari od koje su nastale planete udaljene od Sunca bila veća.

Podaci o prirodi i hemijskom sastavu satelita džinovskih planeta, dobijeni poslednjih godina uz pomoć svemirskih letelica, postali su još jedna potvrda validnosti savremenih ideja o nastanku tela Sunčevog sistema. U uslovima kada su vodonik i helijum, koji su otišli na periferiju protoplanetarnog oblaka, postali deo džinovskih planeta, ispostavilo se da su njihovi sateliti slični Mesecu i zemaljskim planetama.

Međutim, nije sva materija protoplanetarnog oblaka bila uključena u sastav planeta i njihovih satelita. Mnogi ugrušci njegove materije ostali su kako unutar planetarnog sistema u obliku asteroida i još manjih tijela, tako i izvan njega u obliku jezgara kometa.

Sunce – centralno tijelo Sunčevog sistema – tipičan je predstavnik zvijezda, najčešćih tijela u svemiru. Kao i mnoge druge zvijezde, Sunce je ogromna lopta plina koja je u ravnoteži u vlastitom gravitacijskom polju.

Sa Zemlje vidimo Sunce kao mali disk sa ugaonim prečnikom od približno 0,5°. Njegov rub prilično jasno definira granicu sloja iz kojeg dolazi svjetlost. Ovaj sloj Sunca naziva se fotosfera (u prijevodu s grčkog - sfera svjetlosti).

Sunce emituje u svemir kolosalan tok zračenja, koji u velikoj mjeri određuje uslove na površini planeta i u međuplanetarnom prostoru. Ukupna snaga zračenja Sunca, njegova luminoznost je 4 · 1023 kW. Zemlja prima samo jednu dvomilijardinu sunčevog zračenja. Međutim, to je dovoljno da pokrene ogromne mase zraka u zemljinoj atmosferi, da kontroliše vrijeme i klimu na zemaljskoj kugli.

Glavne fizičke karakteristike Sunca

Masa (M) = 2 1030 kg.

Radijus (R) = 7 108 m.

Prosječna gustina (p) = 1,4 103 kg/m3.

Ubrzanje gravitacije (g) = 2,7 102 m/s2.

Na osnovu ovih podataka, koristeći zakon univerzalne gravitacije i jednadžbu gasovitog stanja, moguće je izračunati uslove unutar Sunca. Ovakvi proračuni omogućavaju dobijanje modela "mirnog" Sunca. U ovom slučaju pretpostavlja se da se u svakom od njegovih slojeva uočava uvjet hidrostatičke ravnoteže: djelovanje unutrašnjih sila tlaka plina uravnoteženo je djelovanjem gravitacijskih sila. Prema savremenim podacima, pritisak u centru Sunca dostiže 2 x 108 N/m2, a gustina materije je mnogo veća od gustine čvrstih tela u zemaljskim uslovima: 1,5 x 105 kg/m3, tj. 13 puta gustina olova. Ipak, primjena zakona o plinu na materiju u ovom stanju opravdana je činjenicom da je ionizirana. Veličina atomskih jezgara koje su izgubile svoje elektrone je oko 10.000 puta manja od veličine samog atoma. Stoga su veličine samih čestica zanemarljivo male u odnosu na udaljenosti između njih. Ovaj uslov, koji mora da zadovolji idealan gas, za mešavinu jezgara i elektrona koji čine materiju unutar Sunca, je zadovoljen, uprkos njegovoj visokoj gustini. Ovo stanje materije naziva se plazma. Njegova temperatura u centru Sunca dostiže oko 15 miliona K.

Na tako visokoj temperaturi, protoni koji dominiraju sastavom solarne plazme imaju tako velike brzine da mogu savladati elektrostatičke odbojne sile i međusobno djelovati. Kao rezultat ove interakcije, dolazi do termonuklearne reakcije: četiri protona formiraju alfa česticu - jezgro helija. Reakcija je praćena oslobađanjem određenog dijela energije - gama kvanta. Ova energija se prenosi iz unutrašnjosti Sunca prema van na dva načina: zračenjem, odnosno samim kvantima, i konvekcijom, odnosno materijom.

Oslobađanje energije i njen prijenos određuju unutrašnju strukturu Sunca: jezgro je centralna zona u kojoj se odvijaju termonuklearne reakcije, zona prijenosa energije zračenjem i vanjska konvektivna zona. Svaka od ovih zona zauzima približno 1/3 sunčevog radijusa (slika 4).

Rice. 4. Struktura Sunca

Posljedica konvektivnog kretanja materije u gornjim slojevima Sunca je posebna vrsta fotosfere - granulacija. Fotosfera se, takoreći, sastoji od pojedinačnih zrna - granula, čija je veličina u prosjeku nekoliko stotina (do 1000) kilometara. Granule su mlaz vrućeg plina koji se diže prema gore. U tamnim prazninama između granula nalazi se hladniji gas koji tone. Svaka granula postoji samo 5-10 minuta, a zatim se na njenom mjestu pojavljuje nova, koja se razlikuje od prethodne po obliku i veličini. Međutim, ukupna posmatrana slika se ne mijenja.

Fotosfera je najniži sloj Sunčeve atmosfere. Zbog energije koja dolazi iz unutrašnjosti Sunca, supstanca fotosfere poprima temperaturu od oko 6000 K. Tanak (oko 10 000 km) sloj uz njega naziva se hromosfera, iznad koje se solarna korona prostire na desetine solarni radijusi (vidi sliku 4). Gustina materije u koroni postepeno opada sa udaljenosti od Sunca, ali tokovi plazme iz korone (sunčev vjetar) prolaze kroz cijeli planetarni sistem. Glavni sastojci solarnog vjetra su protoni i elektroni, koji su mnogo manji od alfa čestica (jezgra helijuma) i drugih jona.

Po pravilu se u solarnoj atmosferi uočavaju različite manifestacije solarne aktivnosti, čija je priroda određena ponašanjem solarne plazme u magnetskom polju – mrlje, baklje, prominencije itd. Najpoznatije od njih su otkrivene sunčeve pjege. već početkom 17. veka. prilikom prvih posmatranja teleskopom. Kasnije se pokazalo da se mrlje pojavljuju u onim relativno malim područjima Sunca koja se odlikuju vrlo jakim magnetnim poljima.

Pege se prvo primećuju kao male tamne mrlje prečnika 2000-3000 km. Većina njih nestane u roku od jednog dana, ali se neke povećaju deset puta. Takve mrlje mogu formirati velike grupe i postojati, mijenjajući oblik i veličinu, nekoliko mjeseci, odnosno nekoliko okretaja Sunca. Velike mrlje oko najtamnijeg središnjeg dijela (zvanog sjena) imaju manje tamnu polusjenu. U središtu mrlje temperatura tvari pada na 4300 K. Nesumnjivo je da je takvo smanjenje temperature povezano s djelovanjem magnetskog polja, koje narušava normalnu konvekciju i na taj način sprječava dotok energije odozdo.

Najmoćnije manifestacije solarne aktivnosti su baklje, tokom kojih se ponekad za nekoliko minuta oslobodi energija do 1025 J (to je energija oko milijardu atomskih bombi). Baklje se posmatraju kao nagli porast sjaja pojedinih delova Sunca u oblasti sunčeve pjege. U pogledu brzine, bljesak je sličan eksploziji. Trajanje jakih baklji u prosjeku dostiže 3 sata, dok slabe traju samo 20 minuta. Baklje su povezane i sa magnetnim poljima, koja se značajno menjaju u ovoj oblasti nakon baklje (po pravilu slabe). Zahvaljujući energiji magnetnog polja, plazma se može zagrijati do temperature od oko 10 miliona K. U tom slučaju se značajno povećava brzina njenih tokova, koja dostiže 1000–1500 km/s, a energija elektrona a protoni koji čine plazmu se povećavaju. Zbog ove dodatne energije nastaje optička, rendgenska, gama i radio emisija baklji.

Tokovi plazme nastali tokom baklje stižu do Zemljine okoline za dan ili dva, uzrokujući magnetne oluje i druge geofizičke fenomene. Na primjer, tokom jakih bljeskova, čujnost kratkotalasnih radio prijenosa preko cijele osvijetljene hemisfere naše planete praktički prestaje.

Najveće manifestacije solarne aktivnosti u smislu njihovog obima su istaknutosti uočene u solarnoj koroni (vidi sliku 4) - ogromni oblaci gasa u zapremini, čija masa može dostići milijarde tona. Neki od njih („mirni“) podsjećaju na džinovske zavjese debele 3–5 hiljada km, visoke oko 10 hiljada km i duge do 100 hiljada km, poduprte stubovima duž kojih se gas spušta iz korone. Polako mijenjaju svoj oblik i mogu postojati nekoliko mjeseci. U mnogim slučajevima, u prominencijama, uočeno je uređeno kretanje pojedinačnih snopova i mlazova duž krivolinijskih putanja, koje po obliku podsećaju na linije indukcije magnetnog polja. Tokom baklji, pojedini dijelovi prominence mogu se podići brzinom do nekoliko stotina kilometara u sekundi do ogromne visine - do 1 milion km, što premašuje radijus Sunca.

Broj sunčevih pjega i prominencija, učestalost i snaga sunčevih baklji mijenjaju se sa određenom, iako ne baš strogom periodičnošću - u prosjeku, ovaj period je otprilike 11,2 godine. Postoji određena veza između vitalnih procesa biljaka i životinja, stanja zdravlja ljudi, vremenskih i klimatskih anomalija i drugih geofizičkih pojava i nivoa sunčeve aktivnosti. Međutim, mehanizam utjecaja procesa sunčeve aktivnosti na kopnene fenomene još nije potpuno jasan.

7. Zvijezde

Naše Sunce se s pravom naziva tipičnom zvijezdom. Ali među ogromnom raznolikošću svijeta zvijezda, ima mnogo onih koji se po svojim fizičkim karakteristikama značajno razlikuju od njega. Stoga, potpunija slika zvijezda daje sljedeću definiciju:

Zvijezda je prostorno izolirana, gravitacijski vezana masa materije, neprozirna za zračenje, u kojoj su se dogodile, ili će se dogoditi u značajnom obimu termonuklearne reakcije pretvaranja vodika u helijum.

Svjetlost zvijezda. Sve informacije o zvijezdama možemo dobiti samo na osnovu proučavanja zračenja koje dolazi od njih. Najvažnije je da se zvijezde međusobno razlikuju po svom sjaju (snazi zračenja): neke emituju energiju nekoliko miliona puta više od Sunca, druge stotine hiljada puta manje.

Sunce nam se čini najsjajnijim objektom na nebu samo zato što je mnogo bliže od svih ostalih zvijezda. Najbliži od njih, Alpha Centauri, nalazi se 270 hiljada puta dalje od nas od Sunca. Ako ste na tolikoj udaljenosti od Sunca, onda će izgledati nešto poput najsjajnijih zvijezda u sazviježđu Velikog medvjeda.

Udaljenost zvijezda. Zbog činjenice da su zvezde veoma daleko od nas, tek u prvoj polovini XIX veka. uspjeli otkriti njihovu godišnju paralaksu i izračunati udaljenost. Čak su i Aristotel, a potom i Kopernik, znali koja zapažanja položaja zvijezda treba obaviti da bi se otkrilo njihovo pomicanje ako se Zemlja pomjeri. Da biste to učinili, potrebno je promatrati položaj bilo koje zvijezde iz dvije dijametralno suprotne točke njene orbite. Očigledno, smjer prema ovoj zvijezdi će se promijeniti tokom ovog vremena, i što više, to nam je zvijezda bliža. Dakle, ovo prividno (paralaktično) pomicanje zvijezde će poslužiti kao mjera njene udaljenosti.

Godišnja paralaksa (p) se obično naziva ugao pod kojim je poluprečnik (r) Zemljine orbite vidljiv od zvezde, okomito na liniju vida (slika 5). Ovaj ugao je toliko mali (manji od 1") da ga ni Aristotel ni Kopernik nisu mogli otkriti i izmjeriti, jer su promatrali bez optičkih instrumenata.

Rice. 5. Godišnja paralaksa zvijezda

Jedinice udaljenosti do zvijezda su parsek i svjetlosna godina.

Parsek je udaljenost na kojoj je paralaksa zvijezda 1". Otuda i naziv ove jedinice: par - od riječi "paralaksa", sec - od riječi "druga".

Svjetlosna godina je udaljenost koju svjetlost prijeđe brzinom od 300.000 km/s za 1 godinu.

1 kom (parsec) = 3,26 svjetlosnih godina.

Određivanjem udaljenosti do zvijezde i količine zračenja koje dolazi od nje, možete izračunati njenu svjetlost.

Ako zvijezde rasporedite na dijagramu u skladu sa njihovim sjajem i temperaturom, onda se ispostavlja da se prema ovim karakteristikama može razlikovati nekoliko tipova (sekvencija) zvijezda (slika 6): supergiganti, divovi, glavni niz, bijeli patuljci , itd. Naše Sunce zajedno sa mnogim drugim zvijezdama pripada zvijezdama glavnog niza.

Rice. 6. Dijagram "temperatura - luminoznost" za najbliže zvijezde

Temperatura zvijezda. Temperatura vanjskih slojeva zvijezde, iz kojih dolazi zračenje, može se odrediti iz spektra. Kao što znate, boja zagrijanog tijela ovisi o njegovoj temperaturi. Drugim riječima, pozicija talasne dužine, koja predstavlja maksimalno zračenje, pomiče se sa crvenog na ljubičasti kraj spektra sa povećanjem temperature. Posljedično, temperatura vanjskih slojeva zvijezde može se odrediti iz raspodjele energije u spektru. Kako se ispostavilo, ova temperatura za različite tipove zvijezda kreće se od 2500 do 50 000 K.

Iz poznatog sjaja i temperature zvijezde moguće je izračunati površinu njene svjetleće površine i na taj način odrediti njene dimenzije. Ispostavilo se da su džinovske zvijezde stotine puta veće od Sunca u prečniku, a patuljaste zvijezde desetine i stotine puta manje od njega.

masa zvijezda. Istovremeno, po masi, koja je najvažnija karakteristika zvijezda, one se neznatno razlikuju od Sunca. Među zvijezdama nema nijedne koja bi imala masu 100 puta veću od Sunca, i onih čija je masa 10 puta manja od Sunčeve.

U zavisnosti od mase i veličine zvijezda, one se razlikuju po svojoj unutrašnjoj strukturi, iako sve imaju približno isti hemijski sastav (95-98% njihove mase je vodonik i helijum).

Sunce postoji nekoliko milijardi godina i za to vrijeme se malo promijenilo, budući da se u njegovim dubinama još uvijek odvijaju termonuklearne reakcije, kao rezultat kojih se iz formira alfa čestica (jezgro helija koje se sastoji od dva protona i dva neutrona). četiri protona (jezgra vodonika). Masivnije zvijezde troše svoje rezerve vodonika mnogo brže (za desetine miliona godina). Nakon "sagorevanja" vodika, između jezgri helijuma počinju reakcije sa stvaranjem stabilnog izotopa ugljika-12, kao i druge reakcije čiji su produkti kisik i niz težih elemenata (natrijum, sumpor, magnezij, itd. .). Tako se u dubinama zvijezda formiraju jezgra mnogih kemijskih elemenata, sve do željeza.

Do stvaranja jezgara težih elemenata iz jezgara željeza može doći samo uz apsorpciju energije, pa se dalje termonuklearne reakcije zaustavljaju. Za najmasovnije zvijezde u ovom trenutku se događaju katastrofalne pojave: prvo brza kompresija (kolaps), a zatim snažna eksplozija. Kao rezultat, zvijezda se prvo značajno povećava u veličini, njezin sjaj se povećava za desetine miliona puta, a zatim odbacuje svoje vanjske slojeve u svemir. Ovaj fenomen se posmatra kao eksplozija supernove, na čijem se mjestu nalazi mala brzorotirajuća neutronska zvijezda - pulsar.

Dakle, sada znamo da su svi elementi koji čine našu planetu i sav život na njoj nastali kao rezultat termonuklearnih reakcija koje se odvijaju u zvijezdama. Stoga zvijezde nisu samo najčešći objekti u svemiru, već su i najvažniji za razumijevanje pojava i procesa koji se dešavaju na Zemlji i šire.

8. Naša galaksija

Gotovo svi objekti vidljivi golim okom na sjevernoj hemisferi zvjezdanog neba čine jedinstven sistem nebeskih tijela (uglavnom zvijezda) - našu Galaksiju (slika 7).

Njegov karakterističan detalj za zemaljskog posmatrača je Mliječni put, u kojem su već prva opažanja teleskopom omogućila razlikovanje mnogih slabih zvijezda. Kao što i sami možete vidjeti u svakoj vedroj noći bez mjeseca, proteže se nebom kao lagana bjelkasta traka neravnog oblika. Vjerovatno je nekoga podsjetio na trag prolivenog mlijeka, pa stoga, vjerovatno, nije slučajno što pojam "galaksija" potiče od grčke riječi galaxis, što znači "mliječno, mliječno".

U Galaksiju nije uključena samo slaba maglovita tačka, vidljiva u pravcu sazvežđa Andromeda i koja po obliku podseća na plamen sveće - Andromedina maglina. To je još jedan, sličan našem, zvezdani sistem, udaljen od nas na udaljenosti od 2,3 miliona svetlosnih godina.

Tek kada se 1923. godine u ovoj magli moglo razlikovati nekoliko najsjajnijih zvijezda, naučnici su se konačno uvjerili da to nije samo maglina, već još jedna galaksija. Ovaj događaj se takođe može smatrati "otkrićem" naše Galaksije. I u budućnosti, uspjeh u njegovom proučavanju uvelike je bio povezan s proučavanjem drugih galaksija.

Naše znanje o veličini, sastavu i strukturi Galaksije stečeno je uglavnom u poslednjih pola veka. Prečnik naše galaksije je oko 100 hiljada svetlosnih godina (oko 30 hiljada parseka). Broj zvijezda je oko 150 milijardi i one čine 98% njegove ukupne mase. Preostalih 2% je međuzvjezdana materija u obliku plina i prašine.

Zvijezde formiraju jata različitih oblika i broja objekata - sfernih i rasutih. U otvorenim jatima ima relativno malo zvijezda - od nekoliko desetina do nekoliko hiljada. Najpoznatije otvoreno jato su Plejade, vidljive u sazviježđu Bika. U istom sazvežđu su i Hijade, trougao slabih zvezda u blizini sjajnog Aldebarana. Neke od zvijezda koje pripadaju sazviježđu Velikog medvjeda također čine otvoreno jato. Gotovo svi klasteri ovog tipa vidljivi su u blizini Mliječnog puta.

Kuglasta zvjezdana jata sadrže stotine hiljada, pa čak i milione zvijezda. Samo dva od njih - u sazvežđima Strijelca i Herkula - teško se mogu vidjeti golim okom. Kuglasta jata su u Galaksiji raspoređena na drugačiji način: većina ih se nalazi blizu njenog centra, a kako se udaljavate od njega, njihova koncentracija u svemiru opada.

"Populacija" ova dva tipa klastera se takođe razlikuje. Sastav otvorenih jata uglavnom uključuje zvijezde povezane (poput Sunca) za glavni niz. Postoji mnogo crvenih divova i poddžinova u sfernim.

Ove razlike se trenutno objašnjavaju razlikom u starosti zvijezda koje čine jata različitih tipova, a samim tim i starosti samih klastera. Proračuni su pokazali da je starost mnogih otvorenih jata otprilike 2-3 Gyr, dok je starost kuglastih jata mnogo starija i može doseći 12-14 Gyr.

Pošto se distribucija u prostoru klastera pojedinih zvijezda različitih tipova i drugih objekata pokazala različitom, počeli su razlikovati pet podsistema koji čine jedan zvjezdani sistem - Galaksiju:

- ravan mladi;

- stan star;

- srednji podsistem "disk";

– srednje sferni;

- sferni.

Rice. 7. Struktura galaksije

Njihova lokacija je prikazana na dijagramu koji prikazuje strukturu Galaksije u ravni koja je okomita na ravan Mliječnog puta (vidi sliku 7). Na slici je prikazan i položaj Sunca i središnjeg dijela Galaksije - njenog jezgra, koje se nalazi u smjeru sazviježđa Strijelac.

Merenje relativnog položaja zvezda na nebu, astronomi početkom 18. veka. primijetio da su se koordinate nekih sjajnih zvijezda (Aldebaran, Arcturus i Sirius) promijenile u odnosu na one koje su dobijene u antici. Nakon toga je postalo očigledno da se brzine kretanja u svemiru za različite zvijezde prilično razlikuju. "Najbrža" od njih, nazvana "Barnardova leteća zvijezda", pomjeri se 10,8" po nebu za godinu dana. To znači da pređe 0,5° (ugaoni prečnik Sunca i Mjeseca) za manje od 200 godina. U ovom trenutku zvijezda (njena magnituda 9,7) nalazi se u sazviježđu Zmije.Većina od 300.000 zvijezda čije se vlastito kretanje mjeri mijenja svoj položaj mnogo sporije - pomak je samo stoti i hiljaditi dio lučne sekunde godišnje.Sve zvijezde se kreću oko centra galaksije, Sunce obavi jedan obrt za oko 220 miliona godina.

Značajne informacije o raspodjeli međuzvjezdane materije u Galaksiji dobivene su zahvaljujući razvoju radio astronomije. Prvo se ispostavilo da međuzvjezdani plin, čija je većina vodonik, formira grane oko središta Galaksije koje imaju spiralni oblik. Ista struktura se može pratiti kod nekih vrsta zvijezda.

Stoga naša galaksija pripada najčešćoj klasi spiralnih galaksija.

Treba napomenuti da međuzvjezdana materija značajno komplikuje proučavanje Galaksije optičkim metodama. Raspoređen je u volumenu prostora koji zauzimaju zvijezde prilično neravnomjerno. Glavna masa gasa i prašine nalazi se u blizini ravnine Mlečnog puta, gde formira ogromne (prečnika stotina svetlosnih godina) oblake zvane magline. U prostoru između oblaka ima i materije, iako u veoma razređenom stanju. Oblik Mliječnog puta, tamne praznine vidljive u njemu (najveći od njih uzrokuje njegovu bifurkaciju, koja se proteže od sazviježđa Aquila do sazviježđa Škorpion) objašnjavaju se činjenicom da međuzvjezdana prašina sprječava da vidimo svjetlost zvijezda koje se nalaze iza ovih oblaka. Upravo ovi oblaci nam ne daju priliku da vidimo jezgro Galaksije, koje se može proučavati samo primanjem infracrvenog zračenja i radio talasa koji dolaze iz njega.

U onim rijetkim slučajevima kada se vruća zvijezda nalazi u blizini oblaka plina i prašine, ova maglina postaje sjajna. Vidimo to jer prašina reflektuje svetlost sjajne zvezde.

U Galaksiji se opažaju različite vrste maglina čije je formiranje usko povezano s evolucijom zvijezda. To uključuje planetarne magline, koje su tako nazvane jer u slabim teleskopima izgledaju kao diskovi udaljenih planeta - Urana i Neptuna. To su vanjski slojevi zvijezda, odvojeni od njih tokom kompresije jezgra i transformacije zvijezde u bijelog patuljka. Ove školjke se šire i rasipaju u svemiru tokom nekoliko desetina hiljada godina.

Ostale magline su ostaci eksplozija supernove. Najpoznatija od njih je Rakova maglina u sazviježđu Bika, rezultat eksplozije supernove toliko sjajne da je 1054. godine viđena čak i danju 23 dana. Unutar ove magline uočen je pulsar u kojem se, s periodom njegove rotacije od 0,033 s, mijenja svjetlina u optičkom, rendgenskom i radio opsegu. Poznato je više od 500 takvih objekata.

Upravo u zvijezdama u procesu termonuklearnih reakcija nastaju mnogi hemijski elementi, a prilikom eksplozija supernove nastaju čak i jezgra teža od željeza. Gas koji gube zvijezde s visokim sadržajem teških kemijskih elemenata mijenja sastav međuzvjezdane materije iz koje se naknadno formiraju zvijezde. Stoga se hemijski sastav zvijezda "druge generacije", u koju vjerovatno spada i naše Sunce, donekle razlikuje od sastava starih zvijezda koje su nastale ranije.

9. Struktura i evolucija Univerzuma

Osim Andromedine magline, golim okom se mogu vidjeti još dvije galaksije: Veliki i Mali Magelanov oblak. Vidljive su samo na južnoj hemisferi, pa su Evropljani za njih saznali tek nakon Magelanovog putovanja oko svijeta. To su sateliti naše Galaksije, odvojeni od nje na udaljenosti od oko 150 hiljada svjetlosnih godina. Na takvoj udaljenosti zvijezde poput Sunca nisu vidljive ni kroz teleskop ni na fotografijama. Ali u velikom broju, uočavaju se vruće zvijezde velike svjetlosti - supergiganti.

Galaksije su džinovski zvjezdani sistemi, koji uključuju od nekoliko miliona do nekoliko biliona zvijezda. Osim toga, galaksije sadrže različite (ovisno o vrsti) količine međuzvjezdane materije (u obliku plina, prašine i kosmičkih zraka).

U središnjem dijelu mnogih galaksija nalazi se jato, koje se naziva jezgro, gdje se odvijaju aktivni procesi povezani s oslobađanjem energije i izbacivanjem materije.

Neke galaksije u radio opsegu imaju mnogo snažnije zračenje nego u vidljivom području spektra. Takvi objekti se nazivaju radio galaksije. Još snažniji izvori radio emisije su kvazari, koji također zrače više u optičkom rasponu od galaksija. Kvazari su najudaljeniji objekti poznati od nas u Univerzumu. Neki od njih nalaze se na ogromnim udaljenostima većim od 5 milijardi svjetlosnih godina.

Očigledno, kvazari su izuzetno aktivna galaktička jezgra. Zvijezde oko jezgra se ne mogu razlikovati, jer su kvazari veoma udaljeni, a njihov veliki sjaj ne dozvoljava otkrivanje slabe svjetlosti zvijezda.

Istraživanja galaksija su pokazala da su linije u njihovim spektrima obično pomjerene prema njenom crvenom kraju, odnosno prema dužim valnim dužinama. To znači da se gotovo sve galaksije (s izuzetkom nekoliko najbližih) udaljavaju od nas.

Međutim, postojanje ovog zakona uopšte ne znači da galaksije bježe od nas, od naše Galaksije kao od centra. Isti obrazac recesije će se primijetiti iz bilo koje druge galaksije. A to znači da se sve posmatrane galaksije udaljavaju jedna od druge.

Zamislite ogromnu loptu (Univerzum), koja se sastoji od odvojenih tačaka (galaksija), jednoliko raspoređenih unutar nje i međusobno djelujući prema zakonu univerzalne gravitacije. Ako zamislimo da su u nekom početnom trenutku galaksije nepomične jedna u odnosu na drugu, onda kao rezultat međusobnog privlačenja neće ostati nepomične u sljedećem trenutku i počet će se približavati jedna drugoj. Posljedično, Univerzum će se skupiti, a gustina materije u njemu će se povećati. Ako su se u ovom početnom trenutku galaksije udaljavale jedna od druge, odnosno svemir se širio, onda će gravitacija smanjiti brzinu njihovog međusobnog uklanjanja. Dalja sudbina galaksija koje se udaljavaju od centra lopte određenom brzinom ovisi o odnosu ove brzine prema "drugoj kosmičkoj" brzini za loptu datog polumjera i mase, koja se sastoji od pojedinačnih galaksija.

Ako su brzine galaksija veće od druge svemirske brzine, one će se udaljavati beskonačno - Univerzum će se beskonačno širiti. Ako su oni manji od drugog kosmičkog, onda bi širenje Univerzuma trebalo zamijeniti kontrakcijom.

Na osnovu dostupnih podataka, trenutno je nemoguće izvući definitivne zaključke o tome koja će od ovih opcija dovesti do evolucije Univerzuma. Međutim, sa sigurnošću se može reći da je u prošlosti gustoća materije u Univerzumu bila mnogo veća nego sada. Galaksije, zvijezde i planete nisu mogle postojati kao nezavisni objekti, a supstanca od koje se sada sastoje bila je kvalitativno drugačija i bila je homogena, vrlo vruća i gusta sredina. Njegova temperatura je premašila 10 milijardi stepeni, a gustina je bila veća od gustine atomskih jezgara, koja iznosi 1017 kg/m3. O tome svjedoče ne samo teorija, već i rezultati zapažanja. Kao što slijedi iz teorijskih proračuna, uz materiju, vrući Univerzum u ranim fazama svog postojanja bio je ispunjen kvantima elektromagnetnog zračenja visoke energije. U toku širenja Univerzuma, energija kvanta se smanjivala i trenutno bi trebala odgovarati 5-6 K. Ovo zračenje, nazvano relikt, zaista je otkriveno 1965. godine.

Tako je dobijena potvrda teorije o vrućem svemiru, čija se početna faza postojanja često naziva Veliki prasak. Trenutno je razvijena teorija koja opisuje procese koji su se odvijali u Univerzumu od prvih trenutaka njegovog širenja. U početku, u Univerzumu nisu mogli postojati ni atomi, pa čak ni složena atomska jezgra. U tim uslovima dolazi do međusobne transformacije neutrona i protona tokom njihove interakcije sa drugim elementarnim česticama: elektronima, pozitronima, neutrina i antineutrina. Nakon što je temperatura u Univerzumu pala na milijardu stepeni, energija kvanta i čestica postala je nedovoljna da spriječi stvaranje najjednostavnijih jezgara atoma deuterija, tricijuma, helijuma-3 i helijuma-4. Otprilike 3 minute nakon početka širenja Univerzuma u njemu je uspostavljen određeni odnos sadržaja jezgara vodonika (oko 70%) i jezgara helijuma (oko 30%). Taj se omjer potom održavao milijardama godina sve dok se od ove tvari nisu formirale galaksije i zvijezde, u čijim su dubinama, kao rezultat termonuklearnih reakcija, počele nastajati složenije atomske jezgre. U međuzvjezdanom mediju stvoreni su uslovi za formiranje neutralnih atoma, zatim molekula.

Slika evolucije Univerzuma koja se otvorila pred nama je nevjerovatna i nevjerovatna. Ne prestajući biti iznenađeni, ne treba zaboraviti da je sve ovo otkrila osoba - stanovnik male trunke prašine izgubljene u bezgraničnim prostranstvima svemira - stanovnik planete Zemlje.

Spisak korišćene literature

1. Arutsev A.A., Ermolaev B.V., Kutateladze I.O., Slutsky M. Koncepti moderne prirodne nauke. Sa vodičem za učenje. M. 1999

2. Petrosova R.A., Golov V.P., Sivoglazov V.I., Straut E.K. Prirodne nauke i osnove ekologije. Udžbenik za srednje pedagoške obrazovne ustanove. Moskva: Drfa, 2007, 303 str.

3. Savchenko V.N., Smagin V.P. POČECI SAVREMENIH PRIRODNONAUČNIH KONCEPCIJA I PRINCIPA. Tutorial. Rostov na Donu. 2006.

Četiri veka mukotrpnog rada naučnika – astronoma, matematičara, fizičara, koji su vršili najfinija posmatranja, duboka teorijska proučavanja, bila su potrebna da se otkriju karakteristike planetarnog sistema i donekle priroda planetarnih tela najbližih Zemlja.

Vidimo našu Zemlju među devet velikih planeta koje se okreću oko Sunca. Nalaze se po udaljenosti od Sunca sledećim redom: Merkur, Venera, Zemlja, Mars, Jupiter, Saturn, Uran, Neptun, Pluton. Prvih pet je poznato od davnina. Uran je "slučajno" otkrio Herschel 1781. Postojanje Neptuna otkriveno je 1846. (a prije toga je bilo teorijski predviđeno). Godine 1930. Pluton je također otkriven u blizini teorijski izračunatog mjesta.

Putevi planeta odstupaju od krugova - to su blago izdužene eliptične krivulje. Planete se kreću prema Keplerovim zakonima - brže blizu perihel- tačka orbite najbliža Suncu, sporija - blizu aphel. Periodi okretanja ovise o prosječnim udaljenostima - na poluosi orbite: P = a 3/2. Astronomi mjere udaljenosti u Sunčevom sistemu u astronomskim jedinicama. Astronomska jedinica je prosječna udaljenost Zemlje od Sunca. To je jednako 149,6 miliona km.

Izmjerene su veličine planeta, utvrđene su njihove mase. Za neke planete je utvrđeno kako se rotiraju oko svojih ose. Tabela 1 pruža neke važne informacije o planetama i pojedinačnim mjesecima.

Zemlja je, dakle, zaista prosječna planeta i po položaju u odnosu na sunce i po veličini. Venera je, na primjer, samo nešto manja. Rotacija Marsa oko njegove ose je vrlo slična rotaciji Zemlje; određuje smjenu godišnjih doba i položaj klimatskih zona na zemljinoj površini. Jupiter je džinovska planeta. Prečnik je 11 puta veći od Zemlje i 318 puta veći u masi. Zanimljiva anomalija je daleki Pluton, koji od svog otkrića nije prošao ni jednu osminu svoje orbite oko Sunca. Pluton je skoro iste veličine kao Merkur, a mnogi astronomi ga smatraju tijelom koje je pobjeglo nakon neke vrste katastrofe iz Neptunovog sistema.

Zanimljiv problem su sateliti planeta. Do sada je otkriven 31 satelit. Sedam od njih su velike. Takvi sateliti su Mjesec ili Ganimed (blizu Jupitera) ili Titan (blizu Saturna). Oni su skoro veličine Merkura i tek nešto manji od Plutona ili Marsa. Ostali sateliti su mali. Njihovi se promjeri mjere samo stotinama, desetinama ili čak nekoliko kilometara.

Saturn je okružen mnogim malim mjesecima i masama plina i leda, koji zajedno čine prsten vidljiv oko planete čak i malim teleskopima. Očigledno, sličan prsten, samo mnogo slabiji, nalazi se i na Jupiteru.

Mnogo kosmičkih gromada i kamenja čini porodicu asteroida i meteoroida. Astronomi već poznaju više od 1.600 malih planeta i bezbroj kamenja, koji, često susretajući se sa Zemljom, padaju na njenu površinu u obliku meteorita. Leteći kosmičkim brzinama od desetina kilometara u sekundi kroz Zemljinu atmosferu, formiraju fenomene vatrenih lopti i meteora. Proučavajući ove pojave, ispitujući meteorite u laboratorijama, naučnici utvrđuju prirodu i porijeklo brojnih malih tijela koja "začepljuju" međuplanetarni prostor. Njihov broj je veoma velik, a ukupna masa se očigledno približava masi Zemlje. Sve male planete i mnogi meteoroidi kreću se po eliptičnim orbitama i pripadaju Sunčevom sistemu.

U Sunčevom sistemu ima još više kometa koje se kreću u kratkim periodičnim i veoma izduženim orbitama. Potrebno je 30 miliona godina da kometa stigne do granica Sunčevog sistema (granice sfere delovanja Sunca), odnosno da prođe 150.000 astronomskih jedinica i ponovo se vrati na Sunce. Zamagljene glave i repovi kometa sastoje se od gasa i prašine nastalih isparavanjem "kontaminiranog" leda koji se nalazi u jezgri kometa. Komete su relativno nedavno formirana tijela koja još uvijek zadržavaju veliku količinu smrznutih plinova.

Sunce kontroliše, zahvaljujući sili svog privlačenja, kretanje planeta i kometa, kosmičkih gromada i beskonačnog broja čestica prašine - čestica meteora. Takođe ima i druge efekte na planete i mala tela Sunčevog sistema.

Sunce je zvezda poput „milijarde zvezda koje sijaju na noćnom nebu.

Odredivši udaljenost do Sunca, astronomi su se uvjerili da su njegove dimenzije zaista kolosalne. Iako je na nebu prividni prečnik Sunca jednak lunarnom ili čak nešto manji, udaljenost do Sunca (149,6 miliona km, ili 1 astronomska jedinica) je 400 puta veća od udaljenosti Meseca od Zemlje; dakle, isti broj puta Sunce mora biti veće od Mjeseca. Ako je lunarni prečnik 3,5 hiljada km, tada je veličina Sunca 1400 hiljada km, 109 puta veća od Zemlje.

Mjereći količinu energije koja dolazi od Sunca i jačinu njegove svjetlosti, naučnici su pronašli temperaturu njegove površine, koja je dostigla 6000°, i uvjerili se da je Sunce ogromna vruća plinska lopta, u masi (tj. materija) 330 000 puta veća od Zemlje i skoro 7/10 puta veća od ukupne mase svih velikih planeta.

Sunce ima odlučujuću ulogu u svim procesima na Zemlji, te stoga njegovo proučavanje nije samo od teorijske, već i od velike praktične važnosti.

Stvoren je kontinuirani servis Sunca koji uz pomoć optičkih solarnih teleskopa, kao i radio-teleskopa, vrši osmatranja procesa na površini Sunca. U toku je registracija i proučavanje sunčevih pjega – džinovskih elektromagnetnih vrtloga u sunčevoj atmosferi. Njihove dimenzije ponekad prelaze desetine i stotine hiljada kilometara; intenzitet magnetnih polja u tačkama, koje su astronomi naučili da mere, često prelazi hiljade gausa (Gaus je jedinica jačine magnetnog polja). Iznad sjajne površine Sunca - fotosfera- nalaze se slojevi razrijeđenijih, vrućih plinova hromosfera. Često se uzdižu s površine u obliku istaknutosti do visine od stotine hiljada kilometara. U hromosferi, pa čak iu gornjim delovima Sunčeve atmosfere - solarna korona, jasno vidljivo tokom potpunih pomračenja Sunca, odigravaju se grandiozni vihori i oluje.

Ovim procesima upravljaju moćne elektromagnetne sile koje nastaju u jonizovanoj sunčevoj materiji – u solarnoj plazmi.

Zraci solarne korone su tokovi solarne materije - korpuskularni tokovi, koji se uglavnom sastoje od jezgara atoma (uglavnom od jezgara atoma vodika - protona) i elektrona.

Eksplozije na Suncu se proučavaju s posebnom pažnjom, koje dovode do bljeskova ultraljubičastog i rendgenskog zračenja, do izbacivanja solarnih čestica i ogromne količine tvrdih kosmičkih čestica. Prije otprilike 30 godina, naučnici su otkrili da je Sunce izvor radio talasa. Sada, u mnogim opservatorijama u svijetu, specijalni radio teleskopi kontinuirano prate Sunce i registriraju njegovo zračenje na metarskim, centimetarskim i milimetarskim talasima. Podaci dobijeni u obliku zapisa otkrivaju sliku moćnih procesa koji se odvijaju na površini Sunca. Kada se u područjima sunčevih pjega dogode džinovske eksplozije, astronomi mogu odrediti brzine sunčeve materije iz rafala radio-emisije, dostižući desetine pa čak i stotine hiljada kilometara u sekundi. Brzinom bliskom brzini svjetlosti, čestice kosmičkih zraka jure. Nastale od solarnih eksplozija, brze kosmičke čestice prožimaju međuplanetarni prostor.

Osnovni uzrok sunčevog zračenja i svih procesa na Suncu, očigledno je atomska (termonuklearna) energija generisana unutar Sunca. Na temperaturi od 13-20 miliona stepeni u utrobi Sunca, vodonik se pretvara u helijum, a dio intra-atomske energije se oslobađa. Ispostavilo se da je to dovoljno za održavanje visoke temperature zvijezda milionima i milijardama godina.

Astronomi i fizičari naporno rade na otkrivanju prirode sunčevih baklji. Neki istraživači vjeruju da kretanje nabijene sunčeve materije (joniziranog plina) u magnetskom polju može uzrokovati kompresiju tokova, što dovodi do eksplozija. Akademik V. A. Ambartsumyan priznaje da se eksplozije dešavaju kao rezultat oslobađanja materije iz centralnih područja, koja je u supergustom "predzvjezdanom" stanju, na površinu Sunca. Prijelaz iz supergustog stanja u stanje običnog razrijeđenog, zagrijanog plina trebao bi dovesti do eksplozija. Kod nekih zvijezda ove eksplozije poprimaju razmjere grandioznih kosmičkih katastrofa.

Bez razjašnjenja prirode solarnih procesa, nemoguće je razumjeti karakteristike Zemlje, jer Sunce igra odlučujuću ulogu u životu Zemlje i drugih planeta koje su nam najbliže. Sunce emituje ogromnu količinu svetlosti, toplote, radio talasa, naelektrisanih čestica. U sekundi Sunce troši energiju koja dostiže stotine milijardi milijardi kilovata, odnosno više od hiljadu puta više od onoga što bi se moglo dobiti sagorevanjem svih rezervi uglja koje se nalaze na Zemlji. Od te energije, Zemlja prima samo jedan dvomilijardini dio, ali i ona iznosi desetine hiljada miliona kilovata.

Život biljaka i životinja podržava i razvija energija Sunca. Istovremeno, procesi sunčeve aktivnosti – ultraljubičasto zračenje Sunca, korpuskularni tokovi koji izlaze sa sunčeve površine – određuju mnoge karakteristike pojava na Zemlji. Od njih zavisi stanje radijacionih pojaseva oko Zemlje i fluktuacije Zemljinog magnetnog polja. Tokovi tvrdog ultraljubičastog zračenja i naelektrisanih čestica jonizuju gornje slojeve naše atmosfere i određuju uslove za širenje radio talasa, uslove za radio komunikaciju na površini zemlje.

Ekscitacija u gornjoj atmosferi (jonosfera) prenosi se u niže slojeve, u troposferu, gdje se odigravaju sve vremenske pojave.

Gigantski ciklus vode uzrokovan sunčevom energijom - isparavanje okeanske vode i transport vodene pare i vodenih kapljica vjetrovima - ovisi u određenoj mjeri o ritmu sunčeve aktivnosti. Zato 11-godišnji ciklus sunčeve aktivnosti utiče na rast drveća i biljaka. Međutim, daleko od toga da su razjašnjeni svi aspekti ove veze između solarnih procesa i pojava na Zemlji. I ne samo astronomi, već i geofizičari, stručnjaci za atmosferu i hidrosferu, led, zemaljske struje i druge pojave, kao i biolozi, fizičari, radiofizičari i istraživači svemira intenzivno proučavaju sve manifestacije sunčevih utjecaja.

Naša planeta Zemlja je neponovljiva i jedinstvena, uprkos činjenici da su planete otkrivene i oko niza drugih zvijezda. Kao i druge planete u Sunčevom sistemu, Zemlja nastala od međuzvjezdane prašine i plinova. Njegova geološka starost je 4,5-5 milijardi godina. Od početka geološke faze, površina Zemlje je podijeljena na kopnene izbočine i okeanski rovovi. U zemljinoj kori formiran je poseban granitno-metamorfni sloj. Kada su gasovi ispušteni iz plašta, formirana je primarna atmosfera i hidrosfera.

Prirodni uslovi na Zemlji pokazali su se toliko povoljnim da s milijardu godina od formiranja planete na njemu život se pojavio. Pojava života je posljedica ne samo posebnosti Zemlje kao planete, već i njene optimalne udaljenosti od Sunca ( oko 150 miliona km). Za planete bliže Suncu, protok sunčeve toplote i svetlosti je prevelik i zagreva njihove površine iznad tačke ključanja vode. Planete udaljenije od Zemlje primaju premalo sunčeve topline i previše su hladne. Na planetama, čija je masa mnogo manja od Zemlje, sila gravitacije je toliko mala da ne pruža mogućnost da zadrži dovoljno moćnu i gustu atmosferu.

Tokom postojanja planete, njegova priroda se značajno promijenila. Tektonska aktivnost povremeno se intenzivirala, veličina i oblik kopna i okeana su se mijenjali, kosmička tijela su padala na površinu planete, a ledeni pokrivači su se stalno pojavljivali i nestajali. Međutim, ove promjene, iako su uticale na razvoj organskog života, nisu ga bitno poremetile.

Jedinstvenost Zemlje povezana je s prisustvom geografske ljuske koja je nastala kao rezultat interakcije litosfere, hidrosfere, atmosfere i živih organizama.

U vidljivom dijelu svemira još nije otkriveno drugo nebesko tijelo slično Zemlji.

Zemlja, kao i druge planete u Sunčevom sistemu, jeste sferni oblik. Stari Grci su prvi govorili o sferičnosti ( Pitagora ). Aristotel , posmatrajući pomračenja Meseca, primetio je da senka koju baca Zemlja na Mesec uvek ima zaobljen oblik, što je naučnika navelo da razmišlja o sferičnosti Zemlje. Vremenom je ova ideja potkrijepljena ne samo zapažanjima, već i preciznim proračunima.

Na kraju Njutn iz 17. veka predložio polarnu kompresiju Zemlje zbog njene aksijalne rotacije. Mjerenja dužina meridijanskih segmenata u blizini polova i ekvatora, obavljena u sredini XVIII vijek dokazao "spregnutost" planete na polovima. Utvrđeno je da Ekvatorijalni radijus Zemlje je 21 km duži od njenog polarnog radijusa. Dakle, od geometrijskih tijela, lik Zemlje najviše liči elipsoid revolucije , ne loptu.

Kao dokaz sferičnosti Zemlje često se navode obilaženja oko svijeta, povećanje raspona vidljivog horizonta sa visinom i sl. Strogo govoreći, ovo su samo dokazi ispupčenja Zemlje, a ne njene sferičnosti .

Naučni dokaz sferičnosti su slike Zemlje iz svemira, geodetska mjerenja na površini Zemlje i pomračenja Mjeseca.

Kao rezultat promjena provedenih na različite načine, određeni su glavni parametri Zemlje:

srednji radijus - 6371 km;

ekvatorijalni radijus - 6378 km;

polarni radijus - 6357 km;

obim ekvatora 40.076 km;

površina - 510 miliona km 2;

težina - 5976 ∙ 10 21 kg.

zemlja- treća planeta od Sunca (posle Merkura i Venere) i peta po veličini među ostalim planetama Sunčevog sistema (Merkur je oko 3 puta manji od Zemlje, a Jupiter 11 puta veći). Zemljina orbita je u obliku elipse. Maksimalna udaljenost između Zemlje i Sunca je 152 miliona km, minimum - 147 miliona km.

blog.site, uz potpuno ili djelomično kopiranje materijala, obavezan je link na izvor.

Sažetak na temu

"Zemlja je planeta u Sunčevom sistemu"

Struktura i sastav Sunčevog sistema. Dvije grupe planeta

Zemaljske planete. Sistem Zemlja-Mjesec

zemlja

Drevna i savremena istraživanja Zemlje

Istraživanje Zemlje iz svemira

Poreklo života na zemlji

Jedini Zemljin satelit je Mjesec

Zaključak

Struktura i sastav Sunčevog sistema. dve grupe planeta.

Prema fizičkim karakteristikama, velike planete se dijele u dvije grupe. Jedna od njih - planete zemaljske grupe - je Zemlja i slični Merkur, Venera i Mars. Drugi uključuje džinovske planete: Jupiter, Saturn, Uran i Neptun. Do 2006. Pluton se smatrao najvećom planetom koja je udaljena od Sunca. Sada je, zajedno sa drugim objektima slične veličine – odavno poznatim velikim asteroidima (vidi § 4) i objektima otkrivenim na periferiji Sunčevog sistema – među patuljastim planetama.

2. Planete zemaljske grupe. Sistem Zemlja-Mjesec

3. Zemlja.

Zemlja je treća planeta od Sunca u Sunčevom sistemu. Okreće se oko zvijezde na prosječnoj udaljenosti od 149,6 miliona km u periodu od 365,24 dana.

Zemlja ima satelit - Mjesec, koji se okreće oko Sunca na prosječnoj udaljenosti od 384.400 km. Nagib Zemljine ose prema ravni ekliptike je 66033`22``. Period rotacije planete oko svoje ose je 23 sata 56 minuta 4,1 sekundu. Rotacija oko svoje ose izaziva smjenu dana i noći, a nagib ose i kruženje oko Sunca - promjenu godišnjih doba. Oblik Zemlje je geoid, otprilike troaksijalni elipsoid, sferoid. Prosječni polumjer Zemlje je 6371,032 km, ekvatorijalni - 6378,16 km, polarni - 6356,777 km. Površina globusa je 510 miliona km², zapremina je 1.083 * 1012 km², prosječna gustina je 5518 kg / m³. Masa Zemlje je 5976 * 1021 kg.

Zemlja ima magnetna i električna polja. Gravitaciono polje Zemlje određuje njen sferni oblik i postojanje atmosfere. Prema modernim kosmogonijskim konceptima, Zemlja je nastala prije oko 4,7 milijardi godina od plinovite tvari rasute u protosolarnom sistemu. Kao rezultat diferencijacije materije, Zemlja je pod uticajem svog gravitacionog polja, u uslovima zagrevanja zemljine unutrašnjosti, nastala i razvila se različite po hemijskom sastavu, stanju agregacije i fizičkim svojstvima ljuske - geosfere. : jezgro (u centru), plašt, zemljina kora, hidrosfera, atmosfera, magnetosfera. U sastavu Zemlje dominiraju gvožđe (34,6%), kiseonik (29,5%), silicijum (15,2%), magnezijum (12,7%). Zemljina kora, plašt i unutrašnji dio jezgra su čvrsti (spoljni dio jezgra se smatra tekućim). Od površine Zemlje do centra raste pritisak, gustina i temperatura.

Pritisak u centru planete je 3,6 * 1011 Pa, gustina je oko 12,5 * 103 kg / m³, temperatura se kreće od 50000ºS do 60000ºS.

Glavni tipovi zemljine kore su kontinentalni i okeanski; u prijelaznoj zoni od kopna do okeana razvija se srednja kora.

Veći dio Zemlje zauzima Svjetski okean (361,1 milion km²; 70,8%), kopno je 149,1 milion km² (29,2%) i čini šest kontinenata i ostrva. Izdiže se iznad nivoa svetskog okeana u proseku za 875 m (najviša visina je 8848 m - Mount Chomolungma), planine zauzimaju više od 1/3 površine kopna. Pustinje pokrivaju oko 20% kopnene površine, šume - oko 30%, glečeri - preko 10%. Prosječna dubina svjetskog okeana je oko 3800 m (najveća dubina je 11020 m - Marijanski rov (korito) u Tihom okeanu). Količina vode na planeti je 1370 miliona km³, prosječni salinitet je 35 g/l. Atmosfera Zemlje, čija je ukupna masa 5,15 * 1015 tona, sastoji se od vazduha - mešavine uglavnom azota (78,08%) i kiseonika (20,95%), ostatak je vodena para, ugljen-dioksid, kao i inertni i drugih gasova. Maksimalna temperatura površine kopna je 570º-580º C (u tropskim pustinjama Afrike i Sjeverne Amerike), minimalna je oko -900º C (u centralnim regijama Antarktika). Formiranje Zemlje i početna faza njenog razvoja pripadaju predgeološkoj istoriji. Apsolutna starost najstarijih stijena je preko 3,5 milijardi godina. Geološka istorija Zemlje podijeljena je na dvije nejednake faze: prekambrij, koji zauzima otprilike 5/6 cjelokupne geološke hronologije (oko 3 milijarde godina) i fanerozoik, koji pokriva posljednjih 570 miliona godina.

Prije otprilike 3-3,5 milijardi godina, kao rezultat prirodne evolucije materije, na Zemlji je nastao život i započeo je razvoj biosfere. Ukupnost svih živih organizama koji ga nastanjuju, takozvana živa materija Zemlje, imala je značajan uticaj na razvoj atmosfere, hidrosfere i sedimentne ljuske. Novi faktor koji ima snažan uticaj na biosferu je proizvodna aktivnost čoveka, koji se pojavio na Zemlji pre manje od 3 miliona godina. Visoka stopa rasta stanovništva Zemlje (275 miliona ljudi na 1000, 1,6 milijardi ljudi 1900. i oko 6,3 milijarde ljudi 1995. godine) i sve veći uticaj ljudskog društva na prirodnu sredinu postavili su problem racionalnog korišćenja svih prirodnih resursa i zaštite prirode.

Osam velikih planeta sa satelitima kruže oko Sunca. Zemlja se nalazi na prosječnoj udaljenosti od 150 miliona km. od sunca. Sunce nam je najbliža zvezda.

Planeta najbliža Suncu je 2,5 puta bliža njemu od Zemlje, a najudaljenija je 40 puta udaljenija od nje.

Zajedno sa Merkurom, Venerom i Zemljom, dio je unutrašnje (zemaljske) grupe planeta. Vanjska grupa - džinovske planete: Jupiter,. Ove planete su ogromna sferna tijela sastavljena gotovo u potpunosti od vodonika i helijuma. Pluton (otkriven 1930.) ne može se pripisati nijednoj grupi.

Zauzima 5. mjesto među svim satelitima po veličini i prvo po omjeru svoje mase i mase planete. Masa Mjeseca je samo 81,3 puta manja od mase Zemlje.

Zemlja ima sferni oblik. Kao rezultat rotacije oko ose, blago je spljošten ("geoid"). Ako se Zemlja uzme kao sfera, tada je njen polumjer 6371 km. U stvari, polarna poluos je 6356 m, a ekvatorijalna - 6379 km. Dužina ekvatora je 40.000 km.

Zemlja se okreće oko Sunca po kružnoj orbiti, prolazeći ga za 365 dana - u godini. U januaru je bliže Suncu nego u julu. Brzina Zemljine revolucije: što je dalje od Sunca, to je brzina sporija. Stoga je na sjevernoj hemisferi zima kraća od ljeta, i obrnuto, na južnoj hemisferi ljeto je kraće.

Oko zamišljene ose (aksijalno kretanje) od zapada ka istoku, (u istom smeru u kome se kreće u orbiti), praveći potpuni obrt za 24 sata - dnevno. Osa rotacije je nagnuta prema ravni orbite za 66,5 stepeni. Glavne posljedice orbitalnog i aksijalnog kretanja Zemlje su smjena dana i noći i promjena godišnjih doba.

Sjeverno od arktičkog kruga (66,5 stepeni sjeverne geografske širine) - polarni dan koji traje od 24 na polarnom krugu do šest mjeseci na sjevernom polu. Na južnoj hemisferi 22. juna na svim geografskim širinama dan je kraći od noći, a južno od antarktičkog kruga (66,5 stepeni J) - polarna noć. Shodno tome, na sjevernoj hemisferi - ljeto, na južnoj - zima.

Nakon ljetnog (22. juna) solsticija, zbog kretanja Zemlje po orbiti, na sjevernoj hemisferi, visina Sunca se postepeno smanjuje, dani postaju kraći, a noći duže. Na južnoj hemisferi, naprotiv, Sunce izlazi više, dani se produžuju, noći postaju kraće. 22. septembar je dan jesenjeg ekvinocija, nakon kojeg južna hemisfera dobija sve više sunčeve toplote, a severna sve manje. 22. decembar je zimski solsticij. Ljeto na južnoj hemisferi, zima na sjevernoj hemisferi.

Na ekvatoru je dan uvijek jednak noći. Ugao upada sunčevih zraka na površinu (visina Sunca) se veoma malo menja tokom godine - promena godišnjih doba nije izražena.

Smjena dana i noći, smjena godišnjih doba određuju dnevne i godišnje ritmove u prirodi.