Το ερώτημα είναι η γη ως πλανήτης στο ηλιακό σύστημα. Γεωγραφικές συνέπειες της ετήσιας κίνησης της γης

Περιεχόμενο

8. Ο Γαλαξίας μας

1. Δομή και σύνθεση του ηλιακού συστήματος. Δύο ομάδες πλανητών

Η Γη μας είναι ένας από τους 8 μεγάλους πλανήτες που περιστρέφονται γύρω από τον Ήλιο. Είναι στον Ήλιο που συγκεντρώνεται το κύριο μέρος της ύλης του ηλιακού συστήματος. Η μάζα του Ήλιου είναι 750 φορές η μάζα όλων των πλανητών και 330.000 φορές η μάζα της Γης. Υπό την επίδραση της δύναμης έλξης του, οι πλανήτες και όλα τα άλλα σώματα του ηλιακού συστήματος κινούνται γύρω από τον ήλιο.

Οι αποστάσεις μεταξύ του Ήλιου και των πλανητών είναι πολλές φορές μεγαλύτερες από το μέγεθός τους και είναι σχεδόν αδύνατο να σχεδιάσουμε ένα τέτοιο διάγραμμα που θα παρατηρούσε μια ενιαία κλίμακα για τον Ήλιο, τους πλανήτες και τις αποστάσεις μεταξύ τους. Η διάμετρος του Ήλιου είναι 109 φορές μεγαλύτερη από τη Γη και η απόσταση μεταξύ τους είναι περίπου ίσες φορές η διάμετρος του Ήλιου. Επιπλέον, η απόσταση από τον Ήλιο μέχρι τον τελευταίο πλανήτη του ηλιακού συστήματος (Ποσειδώνας) είναι 30 φορές μεγαλύτερη από την απόσταση από τη Γη. Αν απεικονίσουμε τον πλανήτη μας ως κύκλο με διάμετρο 1 mm, τότε ο Ήλιος θα βρίσκεται σε απόσταση περίπου 11 m από τη Γη και η διάμετρός του θα είναι περίπου 11 εκ. Η τροχιά του Ποσειδώνα θα φαίνεται ως κύκλος με ακτίνα 330 μ. Ως εκ τούτου, συνήθως δεν δίνουν ένα σύγχρονο διάγραμμα του ηλιακού συστήματος, αλλά μόνο αντλώντας από το βιβλίο του Κοπέρνικου «Περί της κυκλοφορίας των ουράνιων κύκλων» με άλλες, πολύ κατά προσέγγιση αναλογίες.

Τραπέζι 1

Θέση και φυσικά χαρακτηριστικά των μεγάλων πλανητών

Μέχρι το 2006, ο Πλούτωνας θεωρούνταν ο μεγαλύτερος πλανήτης που απέχει περισσότερο από τον Ήλιο. Τώρα, μαζί με άλλα αντικείμενα παρόμοιου μεγέθους - γνωστούς από καιρό μεγάλους αστεροειδείς (βλ. § 4) και αντικείμενα που ανακαλύφθηκαν στα περίχωρα του ηλιακού συστήματος - συγκαταλέγεται στους νάνους πλανήτες.

Η διαίρεση των πλανητών σε ομάδες μπορεί να εντοπιστεί από τρία χαρακτηριστικά (μάζα, πίεση, περιστροφή), αλλά πιο ξεκάθαρα από την πυκνότητα. Οι πλανήτες που ανήκουν στην ίδια ομάδα διαφέρουν ασήμαντα ως προς την πυκνότητα, ενώ η μέση πυκνότητα των επίγειων πλανητών είναι περίπου 5 φορές μεγαλύτερη από τη μέση πυκνότητα των γιγάντιων πλανητών (βλ. Πίνακα 1).

Το μεγαλύτερο μέρος της μάζας των επίγειων πλανητών βρίσκεται σε στερεή ύλη. Η Γη και άλλοι πλανήτες της γήινης ομάδας αποτελούνται από οξείδια και άλλες ενώσεις βαρέων χημικών στοιχείων: σίδηρο, μαγνήσιο, αλουμίνιο και άλλα μέταλλα, καθώς και πυρίτιο και άλλα αμέταλλα. Τα τέσσερα πιο άφθονα στοιχεία στο στερεό κέλυφος του πλανήτη μας (λιθόσφαιρα) - σίδηρος, οξυγόνο, πυρίτιο και μαγνήσιο - αντιπροσωπεύουν πάνω από το 90% της μάζας του.

Η χαμηλή πυκνότητα των γιγάντιων πλανητών (για τον Κρόνο είναι μικρότερη από την πυκνότητα του νερού) εξηγείται από το γεγονός ότι αποτελούνται κυρίως από υδρογόνο και ήλιο, τα οποία βρίσκονται κυρίως σε αέρια και υγρή κατάσταση. Οι ατμόσφαιρες αυτών των πλανητών περιέχουν επίσης ενώσεις υδρογόνου - μεθάνιο και αμμωνία. Οι διαφορές μεταξύ των πλανητών των δύο ομάδων προέκυψαν ήδη στο στάδιο του σχηματισμού τους (βλ. § 5).

Από τους γιγάντιους πλανήτες, ο Δίας μελετάται καλύτερα, στον οποίο, ακόμη και σε ένα μικρό σχολικό τηλεσκόπιο, είναι ορατές πολυάριθμες σκοτεινές και φωτεινές λωρίδες, που εκτείνονται παράλληλα με τον ισημερινό του πλανήτη. Έτσι μοιάζουν οι σχηματισμοί νεφών στην ατμόσφαιρά του, η θερμοκρασία των οποίων είναι μόνο -140 ° C και η πίεση είναι περίπου η ίδια όπως στην επιφάνεια της Γης. Το κοκκινοκαφέ χρώμα των λωρίδων οφείλεται προφανώς στο γεγονός ότι, εκτός από τους κρυστάλλους αμμωνίας που αποτελούν τη βάση των νεφών, περιέχουν διάφορες ακαθαρσίες. Οι εικόνες που τραβήχτηκαν από διαστημόπλοια δείχνουν ίχνη από έντονες και μερικές φορές επίμονες ατμοσφαιρικές διεργασίες. Έτσι, για περισσότερα από 350 χρόνια, μια ατμοσφαιρική δίνη, που ονομάζεται Μεγάλη Ερυθρά Κηλίδα, έχει παρατηρηθεί στον Δία. Στην ατμόσφαιρα της γης, κυκλώνες και αντικυκλώνες υπάρχουν κατά μέσο όρο για περίπου μία εβδομάδα. Τα ατμοσφαιρικά ρεύματα και τα σύννεφα έχουν καταγραφεί από διαστημόπλοια σε άλλους γιγάντιους πλανήτες, αν και είναι λιγότερο ανεπτυγμένα από ό,τι στον Δία.

Δομή. Υποτίθεται ότι καθώς πλησιάζει το κέντρο των γιγάντιων πλανητών, λόγω αύξησης της πίεσης, το υδρογόνο πρέπει να περάσει από αέρια σε αέρια κατάσταση, στην οποία συνυπάρχουν η αέρια και η υγρή του φάση. Στο κέντρο του Δία, η πίεση είναι εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από την ατμοσφαιρική πίεση που υπάρχει στη Γη και το υδρογόνο αποκτά τις ιδιότητες που χαρακτηρίζουν τα μέταλλα. Στα βάθη του Δία, το μεταλλικό υδρογόνο, μαζί με τα πυριτικά και τα μέταλλα, σχηματίζουν έναν πυρήνα, ο οποίος είναι περίπου 1,5 φορές μεγαλύτερος σε μέγεθος και 10-15 φορές μεγαλύτερος σε μάζα από τη Γη.

Βάρος. Οποιοσδήποτε από τους γιγάντιους πλανήτες υπερβαίνει σε μάζα όλους τους επίγειους πλανήτες μαζί. Ο μεγαλύτερος πλανήτης του ηλιακού συστήματος - ο Δίας είναι μεγαλύτερος από τον μεγαλύτερο πλανήτη της χερσαίας ομάδας - η Γη κατά 11 φορές σε διάμετρο και περισσότερο από 300 φορές σε μάζα.

Περιστροφή. Οι διαφορές μεταξύ των πλανητών των δύο ομάδων εκδηλώνονται επίσης στο γεγονός ότι οι γιγάντιοι πλανήτες περιστρέφονται πιο γρήγορα γύρω από τον άξονα και στον αριθμό των δορυφόρων: υπάρχουν μόνο 3 δορυφόροι για 4 επίγειους πλανήτες, περισσότεροι από 120 για 4 γιγάντιους πλανήτες. Όλοι αυτοί οι δορυφόροι αποτελούνται από τις ίδιες ουσίες, όπως οι πλανήτες της επίγειας ομάδας - πυριτικά άλατα, οξείδια και σουλφίδια μετάλλων κ.λπ., καθώς και πάγος από νερό (ή νερό-αμμωνία). Εκτός από πολυάριθμους κρατήρες μετεωριτικής προέλευσης, τεκτονικά ρήγματα και ρωγμές στον φλοιό τους ή στο πάγο έχουν βρεθεί στην επιφάνεια πολλών δορυφόρων. Η ανακάλυψη περίπου δώδεκα ενεργών ηφαιστείων στον πλησιέστερο δορυφόρο στον Δία, την Ιώ, αποδείχθηκε ότι ήταν η πιο εκπληκτική. Αυτή είναι η πρώτη αξιόπιστη παρατήρηση ηφαιστειακής δραστηριότητας επίγειου τύπου εκτός του πλανήτη μας.

Εκτός από δορυφόρους, οι γιγάντιοι πλανήτες έχουν και δακτυλίους, οι οποίοι είναι σμήνη μικρών σωμάτων. Είναι τόσο μικρά που δεν φαίνονται μεμονωμένα. Λόγω της κυκλοφορίας τους γύρω από τον πλανήτη, οι δακτύλιοι φαίνεται να είναι συνεχείς, αν και τόσο η επιφάνεια του πλανήτη όσο και τα αστέρια λάμπουν μέσα από τους δακτυλίους του Κρόνου, για παράδειγμα. Οι δακτύλιοι βρίσκονται σε κοντινή απόσταση από τον πλανήτη, όπου δεν μπορούν να υπάρχουν μεγάλοι δορυφόροι.

2. Πλανήτες της γήινης ομάδας. Σύστημα Γης-Σελήνης

Λόγω της παρουσίας ενός δορυφόρου, της Σελήνης, η Γη αποκαλείται συχνά διπλός πλανήτης. Αυτό τονίζει τόσο την κοινότητα της προέλευσής τους όσο και τη σπάνια αναλογία των μαζών του πλανήτη και του δορυφόρου του: η Σελήνη είναι μόνο 81 φορές μικρότερη από τη Γη.

Επαρκώς λεπτομερείς πληροφορίες θα δοθούν για τη φύση της Γης στα επόμενα κεφάλαια του σχολικού βιβλίου. Επομένως, εδώ θα μιλήσουμε για τους υπόλοιπους πλανήτες της γήινης ομάδας, συγκρίνοντάς τους με τους δικούς μας, και για τη Σελήνη, η οποία, αν και είναι μόνο δορυφόρος της Γης, από τη φύση της ανήκει σε σώματα πλανητικού τύπου.

Παρά την κοινή προέλευση, η φύση της σελήνης διαφέρει σημαντικά από τη γη, η οποία καθορίζεται από τη μάζα και το μέγεθός της. Λόγω του γεγονότος ότι η δύναμη της βαρύτητας στην επιφάνεια της Σελήνης είναι 6 φορές μικρότερη από ό,τι στην επιφάνεια της Γης, είναι πολύ πιο εύκολο για τα μόρια αερίου να φύγουν από τη Σελήνη. Επομένως, ο φυσικός μας δορυφόρος στερείται αισθητή ατμόσφαιρα και υδρόσφαιρα.

Η απουσία ατμόσφαιρας και η αργή περιστροφή γύρω από τον άξονα (μια ημέρα στη Σελήνη είναι ίση με έναν μήνα της Γης) οδηγούν στο γεγονός ότι κατά τη διάρκεια της ημέρας η επιφάνεια της Σελήνης θερμαίνεται στους 120 ° C και ψύχεται στους -170 ° C τη νύχτα. Λόγω της απουσίας ατμόσφαιρας, η επιφάνεια της Σελήνης υπόκειται σε συνεχή «βομβαρδισμό» από μετεωρίτες και μικρότερους μικρομετεωρίτες που πέφτουν πάνω της με κοσμικές ταχύτητες (δεκάδες χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο). Ως αποτέλεσμα, ολόκληρη η Σελήνη καλύπτεται με ένα στρώμα λεπτώς διαιρεμένης ουσίας - ρεγολίθου. Όπως περιγράφεται από Αμερικανούς αστροναύτες που έχουν βρεθεί στη Σελήνη, και όπως δείχνουν οι φωτογραφίες των ιχνών των σεληνιακών ρόβερ, όσον αφορά τις φυσικές και μηχανικές του ιδιότητες (μεγέθη σωματιδίων, δύναμη, κ.λπ.), ο ρεγόλιθος είναι παρόμοιος με την υγρή άμμο.

Όταν μεγάλα σώματα πέφτουν στην επιφάνεια της Σελήνης, σχηματίζονται κρατήρες διαμέτρου έως 200 km. Στα πανοράματα της σεληνιακής επιφάνειας που λαμβάνονται από το διαστημόπλοιο είναι καθαρά ορατοί κρατήρες διαμέτρου μέτρου και ακόμη εκατοστών.

Υπό εργαστηριακές συνθήκες, μελετήθηκαν λεπτομερώς δείγματα πετρωμάτων που παραδόθηκαν από τους αυτόματους σταθμούς μας «Luna» και Αμερικανούς αστροναύτες που επισκέφθηκαν τη Σελήνη στο διαστημόπλοιο Apollo. Αυτό κατέστησε δυνατή τη λήψη πληρέστερων πληροφοριών από ό,τι στην ανάλυση των πετρωμάτων του Άρη και της Αφροδίτης, η οποία πραγματοποιήθηκε απευθείας στην επιφάνεια αυτών των πλανητών. Τα σεληνιακά πετρώματα είναι παρόμοια σε σύσταση με τα χερσαία πετρώματα όπως οι βασάλτες, οι νορίτες και οι ανορθοσίτες. Το σύνολο των ορυκτών στα σεληνιακά πετρώματα είναι φτωχότερο από ό,τι στους επίγειους, αλλά πλουσιότερο από ό,τι στους μετεωρίτες. Ο δορυφόρος μας δεν έχει και δεν είχε ποτέ υδρόσφαιρα ή ατμόσφαιρα ίδιας σύνθεσης όπως στη Γη. Επομένως, δεν υπάρχουν ορυκτά που μπορούν να σχηματιστούν στο υδάτινο περιβάλλον και παρουσία ελεύθερου οξυγόνου. Τα σεληνιακά πετρώματα εξαντλούνται σε πτητικά στοιχεία σε σύγκριση με τα επίγεια, αλλά διακρίνονται από αυξημένη περιεκτικότητα σε οξείδια σιδήρου και αλουμινίου και σε ορισμένες περιπτώσεις τιτάνιο, κάλιο, στοιχεία σπάνιων γαιών και φώσφορο. Δεν έχουν βρεθεί σημάδια ζωής, ακόμη και με τη μορφή μικροοργανισμών ή οργανικών ενώσεων, στη Σελήνη.

Οι φωτεινές περιοχές της Σελήνης -οι «ήπειροι» και οι πιο σκοτεινές- οι «θάλασσες» διαφέρουν όχι μόνο ως προς την εμφάνιση, αλλά και ως προς το ανάγλυφο, τη γεωλογική ιστορία και τη χημική σύνθεση της ουσίας που τις καλύπτει. Στη νεότερη επιφάνεια των «θαλασσών», καλυμμένη με στερεοποιημένη λάβα, υπάρχουν λιγότεροι κρατήρες από ό,τι στην παλαιότερη επιφάνεια των «ηπείρων». Σε διάφορα μέρη της Σελήνης, παρατηρούνται ανάγλυφες μορφές όπως ρωγμές, κατά μήκος των οποίων ο φλοιός μετατοπίζεται κατακόρυφα και οριζόντια. Σε αυτή την περίπτωση, σχηματίζονται μόνο βουνά τύπου ρήγματος και δεν υπάρχουν διπλωμένα βουνά, τόσο τυπικά για τον πλανήτη μας, στη Σελήνη.

Η απουσία διεργασιών διάβρωσης και καιρικών συνθηκών στη Σελήνη μας επιτρέπει να τη θεωρήσουμε ένα είδος γεωλογικού αποθέματος, όπου όλες οι μορφές εδάφους που έχουν προκύψει κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου έχουν διατηρηθεί για εκατομμύρια και δισεκατομμύρια χρόνια. Έτσι, η μελέτη της Σελήνης καθιστά δυνατή την κατανόηση των γεωλογικών διεργασιών που έλαβαν χώρα στη Γη στο μακρινό παρελθόν, από τις οποίες δεν υπάρχουν ίχνη στον πλανήτη μας.

3. Γείτονές μας είναι ο Ερμής, η Αφροδίτη και ο Άρης

Τα κελύφη της Γης - η ατμόσφαιρα, η υδρόσφαιρα και η λιθόσφαιρα - αντιστοιχούν σε τρεις αθροιστικές καταστάσεις της ύλης - στερεά, υγρή και αέρια. Η παρουσία μιας λιθόσφαιρας είναι ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα όλων των πλανητών της γήινης ομάδας. Μπορείτε να συγκρίνετε τις λιθόσφαιρες ανά δομή χρησιμοποιώντας το Σχήμα 1 και την ατμόσφαιρα - χρησιμοποιώντας τον Πίνακα 2.

πίνακας 2

Χαρακτηριστικά της ατμόσφαιρας των επίγειων πλανητών (ο Ερμής δεν έχει ατμόσφαιρα)

Ρύζι. 1. Η εσωτερική δομή των επίγειων πλανητών

Υποτίθεται ότι οι ατμόσφαιρες του Άρη και της Αφροδίτης έχουν διατηρήσει σε μεγάλο βαθμό την πρωταρχική χημική σύνθεση που είχε κάποτε η ατμόσφαιρα της Γης. Κατά τη διάρκεια εκατομμυρίων ετών, η περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα της γης έχει μειωθεί σε μεγάλο βαθμό και το οξυγόνο έχει αυξηθεί. Αυτό οφείλεται στη διάλυση του διοξειδίου του άνθρακα σε επίγεια υδάτινα σώματα, τα οποία, προφανώς, δεν πάγωσαν ποτέ, καθώς και στην απελευθέρωση οξυγόνου από τη βλάστηση που εμφανίστηκε στη Γη. Ούτε στην Αφροδίτη ούτε στον Άρη συνέβησαν τέτοιες διεργασίες. Επιπλέον, οι σύγχρονες μελέτες των χαρακτηριστικών της ανταλλαγής διοξειδίου του άνθρακα μεταξύ της ατμόσφαιρας και της γης (με τη συμμετοχή της υδρόσφαιρας) μπορούν να εξηγήσουν γιατί η Αφροδίτη έχασε το νερό της, ο Άρης πάγωσε και η Γη παρέμεινε κατάλληλη για την ανάπτυξη ζωής. Άρα η ύπαρξη ζωής στον πλανήτη μας πιθανότατα δεν εξηγείται μόνο από τη θέση της σε ευνοϊκή απόσταση από τον Ήλιο.

Η παρουσία της υδρόσφαιρας είναι ένα μοναδικό χαρακτηριστικό του πλανήτη μας, το οποίο του επέτρεψε να σχηματίσει τη σύγχρονη σύνθεση της ατμόσφαιρας και να παρέχει συνθήκες για την εμφάνιση και την ανάπτυξη της ζωής στη Γη.

Ερμής. Αυτός ο πλανήτης, ο μικρότερος και ο πλησιέστερος στον Ήλιο, είναι από πολλές απόψεις παρόμοιος με τη Σελήνη, την οποία ο Ερμής είναι ελαφρώς μεγαλύτερος σε μέγεθος. Όπως και στη Σελήνη, τα πιο πολυάριθμα και χαρακτηριστικά αντικείμενα είναι κρατήρες μετεωριτικής προέλευσης, στην επιφάνεια του πλανήτη υπάρχουν αρκετά ακόμη πεδιάδες - "θάλασσες" και ανώμαλοι λόφοι - "ήπειροι". Η δομή και οι ιδιότητες του επιφανειακού στρώματος είναι επίσης παρόμοιες με εκείνες του φεγγαριού.

Λόγω της σχεδόν παντελούς απουσίας ατμόσφαιρας, οι πτώσεις της θερμοκρασίας στην επιφάνεια του πλανήτη κατά τη διάρκεια μεγάλων ημερών «Ερμή» (176 γήινες ημέρες) είναι ακόμη πιο σημαντικές από ό,τι στη Σελήνη: από 450 έως -180 ° C.

Αφροδίτη. Οι διαστάσεις και η μάζα αυτού του πλανήτη είναι κοντά σε αυτές της γης, αλλά τα χαρακτηριστικά της φύσης τους είναι σημαντικά διαφορετικά. Η μελέτη της επιφάνειας της Αφροδίτης, που κρύβεται από τον παρατηρητή από ένα μόνιμο στρώμα νεφών, κατέστη δυνατή μόνο τις τελευταίες δεκαετίες χάρη στα ραντάρ και την πυραυλική και διαστημική τεχνολογία.

Όσον αφορά τη συγκέντρωση σωματιδίων, το στρώμα νέφους της Αφροδίτης, του οποίου το ανώτερο όριο βρίσκεται σε υψόμετρο περίπου 65 km, μοιάζει με γήινη ομίχλη με ορατότητα πολλών χιλιομέτρων. Τα σύννεφα μπορεί να αποτελούνται από σταγονίδια πυκνού θειικού οξέος, τους κρυστάλλους του και τα σωματίδια θείου. Για την ηλιακή ακτινοβολία, αυτά τα σύννεφα είναι αρκετά διαφανή, έτσι ώστε ο φωτισμός στην επιφάνεια της Αφροδίτης να είναι περίπου ο ίδιος όπως στη Γη σε μια συννεφιασμένη μέρα.

Πάνω από τις χαμηλές περιοχές της επιφάνειας της Αφροδίτης, που καταλαμβάνουν το μεγαλύτερο μέρος της έκτασής της, υψώνονται τεράστια οροπέδια για αρκετά χιλιόμετρα, περίπου ίσα σε μέγεθος με το Θιβέτ. Οι οροσειρές που βρίσκονται πάνω τους έχουν ύψος 7–8 km και οι υψηλότερες είναι μέχρι 12 km. Σε αυτές τις περιοχές υπάρχουν ίχνη τεκτονικής και ηφαιστειακής δραστηριότητας, ο μεγαλύτερος ηφαιστειακός κρατήρας έχει διάμετρο λίγο μικρότερη από 100 km. Πολλοί κρατήρες μετεωριτών με διάμετρο 10 έως 80 km έχουν ανακαλυφθεί στην Αφροδίτη.

Δεν υπάρχουν πρακτικά ημερήσιες διακυμάνσεις της θερμοκρασίας στην Αφροδίτη, η ατμόσφαιρά της διατηρεί τη θερμότητα καλά ακόμη και υπό συνθήκες μακράς διάρκειας ημερών (ο πλανήτης κάνει μία περιστροφή γύρω από τον άξονά του σε 240 ημέρες). Αυτό διευκολύνεται από το φαινόμενο του θερμοκηπίου: η ατμόσφαιρα, παρά το θολό στρώμα, περνά αρκετή ποσότητα ηλιακού φωτός και η επιφάνεια του πλανήτη θερμαίνεται. Ωστόσο, η θερμική (υπέρυθρη) ακτινοβολία μιας θερμαινόμενης επιφάνειας απορροφάται σε μεγάλο βαθμό από το διοξείδιο του άνθρακα που περιέχεται στην ατμόσφαιρα και τα σύννεφα. Λόγω αυτού του ιδιότυπου θερμικού καθεστώτος, η θερμοκρασία στην επιφάνεια της Αφροδίτης είναι υψηλότερη από ό,τι στον Ερμή, ο οποίος βρίσκεται πιο κοντά στον Ήλιο, και φτάνει τους 470 ° C. Οι εκδηλώσεις του φαινομένου του θερμοκηπίου, αν και σε μικρότερο βαθμό, είναι επίσης εμφανείς στη Γη: σε συννεφιασμένο καιρό το βράδυ, το έδαφος και ο αέρας δεν ψύχονται τόσο έντονα όσο σε έναν καθαρό, χωρίς σύννεφα ουρανό, όταν μπορεί να εμφανιστούν νυχτερινοί παγετοί (Εικ. 2 ).

Ρύζι. 2. Σχέδιο του φαινομένου του θερμοκηπίου

Αρης. Στην επιφάνεια αυτού του πλανήτη διακρίνονται μεγάλες (διαμέτρου άνω των 2000 χλμ.) βαθουλώματα - «θάλασσες» και υπερυψωμένες περιοχές - «ήπειροι». Στην επιφάνειά τους, μαζί με πολυάριθμους κρατήρες μετεωριτικής προέλευσης, βρέθηκαν γιγάντιοι ηφαιστειογενείς κώνοι ύψους 15–20 km, η διάμετρος της βάσης των οποίων φτάνει τα 500–600 km. Πιστεύεται ότι η δραστηριότητα αυτών των ηφαιστείων σταμάτησε μόνο πριν από μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια. Από άλλες μορφές αναγλύφου, παρατηρήθηκαν οροσειρές, συστήματα ρωγμών στον φλοιό, τεράστια φαράγγια, ακόμη και αντικείμενα παρόμοια με τις κοίτες ξεραμένων ποταμών. Στις πλαγιές είναι ορατές σίτες, υπάρχουν περιοχές που καταλαμβάνονται από αμμόλοφους. Όλα αυτά και άλλα ίχνη ατμοσφαιρικής διάβρωσης επιβεβαίωσαν τις υποθέσεις για καταιγίδες σκόνης στον Άρη.

Μελέτες της χημικής σύστασης του εδάφους του Άρη, που πραγματοποιήθηκαν από τους αυτόματους σταθμούς Βίκινγκ, έδειξαν υψηλή περιεκτικότητα σε πυρίτιο (έως 20%) και σίδηρο (έως 14%) σε αυτά τα πετρώματα. Συγκεκριμένα, το κοκκινωπό χρώμα της επιφάνειας του Άρη, όπως ήταν αναμενόμενο, οφείλεται στην παρουσία οξειδίων του σιδήρου με τη μορφή ενός τόσο γνωστού ορυκτού στη Γη όπως ο λιμονίτης.

Οι φυσικές συνθήκες στον Άρη είναι πολύ σκληρές: η μέση θερμοκρασία στην επιφάνειά του είναι μόνο -60 ° C και είναι εξαιρετικά σπάνια θετική. Στους πόλους του Άρη, η θερμοκρασία πέφτει στους -125 ° C, στους οποίους όχι μόνο το νερό παγώνει, αλλά ακόμη και το διοξείδιο του άνθρακα μετατρέπεται σε ξηρό πάγο. Προφανώς, τα πολικά καπάκια του Άρη αποτελούνται από ένα μείγμα συνηθισμένου και ξηρού πάγου. Λόγω των μεταβαλλόμενων εποχών, η καθεμία περίπου διπλάσια από τη Γη, τα πολικά καπάκια λιώνουν, διοξείδιο του άνθρακα απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα και η πίεσή του αυξάνεται. Η πτώση πίεσης δημιουργεί συνθήκες για ισχυρούς ανέμους, η ταχύτητα των οποίων μπορεί να ξεπεράσει τα 100 m/s, και την εμφάνιση καταιγίδων σκόνης. Υπάρχει λίγο νερό στην ατμόσφαιρα του Άρη, αλλά είναι πιθανό τα σημαντικά αποθέματά του να είναι συγκεντρωμένα σε ένα στρώμα μόνιμου παγετού, παρόμοιο με αυτό που υπάρχει σε ψυχρές περιοχές του πλανήτη.

4. Μικρά σώματα του ηλιακού συστήματος

Εκτός από τους μεγάλους πλανήτες, γύρω από τον Ήλιο κυκλοφορούν και μικρά σώματα του ηλιακού συστήματος: πολλοί μικροί πλανήτες και κομήτες.

Συνολικά, μέχρι σήμερα έχουν ανακαλυφθεί περισσότεροι από 100 χιλιάδες μικροί πλανήτες, οι οποίοι ονομάζονται και αστεροειδείς (αστεροειδείς), επειδή λόγω του μικρού τους μεγέθους είναι ορατοί ακόμη και μέσω τηλεσκοπίου ως φωτεινές κουκκίδες παρόμοιες με τα αστέρια. Μέχρι πρόσφατα, πίστευαν ότι όλοι κινούνται κυρίως μεταξύ των τροχιών του Άρη και του Δία, αποτελώντας τη λεγόμενη ζώνη αστεροειδών. Το μεγαλύτερο αντικείμενο ανάμεσά τους είναι η Ceres, η οποία έχει διάμετρο περίπου 1000 km (Εικ. 3). Πιστεύεται ότι ο συνολικός αριθμός μικρών πλανητών μεγαλύτερων από 1 km σε αυτή τη ζώνη μπορεί να φτάσει το 1 εκατομμύριο. Αλλά ακόμα και σε αυτήν την περίπτωση, η συνολική μάζα τους είναι 1000 φορές μικρότερη από τη μάζα της Γης.

Ρύζι. 3. Συγκριτικά μεγέθη των μεγαλύτερων αστεροειδών

Δεν υπάρχουν θεμελιώδεις διαφορές μεταξύ των αστεροειδών που παρατηρούμε στο διάστημα με τηλεσκόπιο και των μετεωριτών που πέφτουν στα ανθρώπινα χέρια αφού πέσουν από το διάστημα στη Γη. Οι μετεωρίτες δεν αντιπροσωπεύουν κάποια ειδική κατηγορία κοσμικών σωμάτων - είναι θραύσματα αστεροειδών. Μπορούν να κινούνται για εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια στις τροχιές τους γύρω από τον Ήλιο, όπως τα υπόλοιπα, μεγαλύτερα σώματα του ηλιακού συστήματος. Αν όμως οι τροχιές τους τέμνονται με την τροχιά της Γης, πέφτουν στον πλανήτη μας ως μετεωρίτες.

Η ανάπτυξη μέσων παρατήρησης, ιδίως η εγκατάσταση οργάνων σε διαστημόπλοια, κατέστησε δυνατό να διαπιστωθεί ότι πολλά σώματα με μέγεθος από 5 έως 50 m (έως 4 το μήνα) πετούν κοντά στη Γη. Μέχρι σήμερα είναι γνωστά περίπου 20 σώματα μεγέθους αστεροειδών (από 50 m έως 5 km), των οποίων οι τροχιές περνούν κοντά στον πλανήτη μας. Οι ανησυχίες για πιθανή σύγκρουση τέτοιων σωμάτων με τη Γη αυξήθηκαν σημαντικά μετά την πτώση του κομήτη Shoemaker-Levy 9 στον Δία τον Ιούλιο του 1995. Πιθανώς δεν υπάρχει ακόμη ιδιαίτερος λόγος να πιστεύουμε ότι ο αριθμός των συγκρούσεων με τη Γη μπορεί να αυξηθεί αισθητά (μετά όλα, τα «αποθέματα» μετεωριτικής ύλης στον διαπλανητικό χώρο εξαντλούνται σταδιακά). Από τις συγκρούσεις που είχαν καταστροφικές συνέπειες, μπορεί κανείς να ονομάσει μόνο την πτώση το 1908 του μετεωρίτη Tunguska, ενός αντικειμένου που, σύμφωνα με τις σύγχρονες αντιλήψεις, ήταν ο πυρήνας ενός μικρού κομήτη.

Με τη βοήθεια διαστημικών οχημάτων κατέστη δυνατό να ληφθούν εικόνες ορισμένων δευτερευόντων πλανητών από απόσταση πολλών δεκάδων χιλιάδων χιλιομέτρων. Όπως ήταν αναμενόμενο, τα πετρώματα που αποτελούν την επιφάνειά τους αποδείχθηκαν παρόμοια με αυτά που είναι κοινά στη Γη και τη Σελήνη, και συγκεκριμένα, βρέθηκαν ολιβίνη και πυροξένιο. Η ιδέα ότι οι μικροί αστεροειδείς έχουν ακανόνιστο σχήμα και η επιφάνειά τους είναι διάστικτη με κρατήρες, έχει επιβεβαιωθεί. Έτσι, οι διαστάσεις του Gaspra είναι 19x12x11 km. Κοντά στον αστεροειδή Ίντα (διαστάσεις 56x28x28 km), βρέθηκε ένας δορυφόρος μεγέθους περίπου 1,5 km σε απόσταση περίπου 100 km από το κέντρο του. Περίπου 50 αστεροειδείς είναι ύποπτοι για τέτοια «δυαδικότητα».

Μελέτες που πραγματοποιήθηκαν τα τελευταία 10-15 χρόνια έχουν επιβεβαιώσει τις υποθέσεις που έγιναν νωρίτερα σχετικά με την ύπαρξη μιας άλλης ζώνης μικρών σωμάτων στο ηλιακό σύστημα. Εδώ, πέρα από την τροχιά του Ποσειδώνα, έχουν ήδη ανακαλυφθεί περισσότερα από 800 αντικείμενα με διάμετρο 100 έως 800 km, μερικά από αυτά μεγαλύτερα από 2000 km. Μετά από όλες αυτές τις ανακαλύψεις, ο Πλούτωνας, του οποίου η διάμετρος είναι 2400 km, στερήθηκε την ιδιότητα του μεγάλου πλανήτη στο ηλιακό σύστημα. Υποτίθεται ότι η συνολική μάζα των αντικειμένων «πέρα από τον Ποσειδώνα» μπορεί να είναι ίση με τη μάζα της Γης. Αυτά τα σώματα πιθανότατα περιέχουν σημαντική ποσότητα πάγου στη σύνθεσή τους και μοιάζουν περισσότερο με πυρήνες κομητών παρά με αστεροειδείς που βρίσκονται μεταξύ του Άρη και του Δία.

Οι κομήτες, που λόγω της ασυνήθιστης εμφάνισής τους (παρουσία ουράς) έχουν τραβήξει την προσοχή όλων των ανθρώπων από την αρχαιότητα, δεν ανήκουν κατά λάθος στα μικρά σώματα του ηλιακού συστήματος. Παρά το εντυπωσιακό μέγεθος της ουράς, που μπορεί να ξεπεράσει τα 100 εκατομμύρια χιλιόμετρα σε μήκος, και το κεφάλι, που μπορεί να ξεπεράσει σε διάμετρο τον Ήλιο, οι κομήτες δικαίως αποκαλούνται «ορατό τίποτα». Υπάρχει πολύ λίγη ουσία στον κομήτη, σχεδόν όλη είναι συγκεντρωμένη στον πυρήνα, ο οποίος είναι ένα μικρό (σύμφωνα με τα διαστημικά πρότυπα) μπλοκ χιονιού-πάγου διάσπαρτο με μικρά στερεά σωματίδια διαφορετικής χημικής σύνθεσης. Έτσι, ο πυρήνας ενός από τους πιο διάσημους κομήτες, του κομήτη του Halley, που απεικονίστηκε το 1986 από το διαστημόπλοιο Vega, έχει μήκος μόλις 14 χιλιόμετρα και το πλάτος και το πάχος του είναι το μισό. Αυτό το "βρώμικο χιονοστιβάδα του Μαρτίου", όπως αποκαλούνται συχνά οι πυρήνες των κομητών, περιέχει περίπου τόσο παγωμένο νερό όσο και χιονοκάλυψη που έπεσε έναν χειμώνα στην περιοχή της Μόσχας.

Οι κομήτες διακρίνονται από άλλα σώματα του ηλιακού συστήματος κυρίως από το απροσδόκητο της εμφάνισής τους, για το οποίο ο A. S. Pushkin έγραψε κάποτε: "Σαν παράνομος κομήτης στον κύκλο των υπολογισμένων φωτιστικών ..."

Για άλλη μια φορά πειστήκαμε γι' αυτό τα γεγονότα των τελευταίων ετών, όταν το 1996 και το 1997. εμφανίστηκαν δύο πολύ φωτεινοί κομήτες, ορατοί ακόμη και με γυμνό μάτι. Κατά την παράδοση, ονομάζονται από τα ονόματα εκείνων που τα ανακάλυψαν - του Ιάπωνα ερασιτέχνη αστρονόμου Hyakutaka και δύο Αμερικανών - Hale και Bopp. Τέτοιοι φωτεινοί κομήτες εμφανίζονται συνήθως μία φορά κάθε 10-15 χρόνια (αυτοί που είναι ορατοί μόνο μέσω τηλεσκοπίου παρατηρούνται ετησίως 15-20). Υποτίθεται ότι υπάρχουν αρκετές δεκάδες δισεκατομμύρια κομήτες στο ηλιακό σύστημα και ότι το ηλιακό σύστημα περιβάλλεται από ένα ή και πολλά σύννεφα κομητών που κινούνται γύρω από τον ήλιο σε αποστάσεις χιλιάδες και δεκάδες χιλιάδες φορές μεγαλύτερες από την απόσταση ο πιο μακρινός πλανήτης Ποσειδώνας. Εκεί, σε αυτό το κοσμικό ασφαλές ψυγείο, πυρήνες κομητών έχουν «αποθηκευτεί» για δισεκατομμύρια χρόνια από το σχηματισμό του ηλιακού συστήματος.

Καθώς ο πυρήνας του κομήτη πλησιάζει τον Ήλιο, θερμαίνεται, χάνοντας αέρια και στερεά σωματίδια. Σταδιακά, ο πυρήνας διασπάται σε όλο και μικρότερα θραύσματα. Τα σωματίδια που ήταν μέρος του αρχίζουν να περιστρέφονται γύρω από τον Ήλιο στις τροχιές τους, κοντά σε αυτόν κατά μήκος του οποίου κινήθηκε ο κομήτης, που οδήγησε σε αυτή τη βροχή μετεωριτών. Όταν τα σωματίδια αυτού του ρεύματος συναντώνται στο μονοπάτι του πλανήτη μας, τότε, πέφτοντας στην ατμόσφαιρά του με κοσμική ταχύτητα, φουντώνουν με τη μορφή μετεωριτών. Η σκόνη που απομένει μετά την καταστροφή ενός τέτοιου σωματιδίου κατακάθεται σταδιακά στην επιφάνεια της Γης.

Σε σύγκρουση με τον Ήλιο ή τους μεγάλους πλανήτες, οι κομήτες «πεθαίνουν». Παρατηρήθηκαν επανειλημμένα περιπτώσεις όταν, όταν κινούνταν σε διαπλανητικό χώρο, οι πυρήνες των κομητών χωρίστηκαν σε πολλά μέρη. Προφανώς, ο κομήτης του Χάλεϋ δεν γλίτωσε από αυτή τη μοίρα.

Τα χαρακτηριστικά της φυσικής φύσης των πλανητών, των αστεροειδών και των κομητών βρίσκουν μια αρκετά καλή εξήγηση με βάση τις σύγχρονες κοσμογονικές ιδέες, γεγονός που μας επιτρέπει να θεωρήσουμε το ηλιακό σύστημα ως ένα σύμπλεγμα σωμάτων που έχουν κοινή προέλευση.

5. Προέλευση του ηλιακού συστήματος

Οι παλαιότεροι βράχοι που βρέθηκαν σε δείγματα σεληνιακού εδάφους και μετεωρίτες είναι περίπου 4,5 δισεκατομμυρίων ετών. Οι υπολογισμοί της ηλικίας του Ήλιου έδωσαν μια κοντινή τιμή - 5 δισεκατομμύρια χρόνια. Είναι γενικά αποδεκτό ότι όλα τα σώματα που αποτελούν σήμερα το ηλιακό σύστημα σχηματίστηκαν πριν από περίπου 4,5-5 δισεκατομμύρια χρόνια.

Σύμφωνα με την πιο ανεπτυγμένη υπόθεση, όλα σχηματίστηκαν ως αποτέλεσμα της εξέλιξης ενός τεράστιου νέφους ψυχρού αερίου και σκόνης. Αυτή η υπόθεση εξηγεί αρκετά καλά πολλά χαρακτηριστικά της δομής του ηλιακού συστήματος, ιδίως τις σημαντικές διαφορές μεταξύ των δύο ομάδων πλανητών.

Κατά τη διάρκεια πολλών δισεκατομμυρίων ετών, το ίδιο το σύννεφο και η συστατική του ύλη άλλαξαν σημαντικά. Τα σωματίδια που αποτελούσαν αυτό το σύννεφο περιστρέφονταν γύρω από τον Ήλιο σε διάφορες τροχιές.

Ως αποτέλεσμα ορισμένων συγκρούσεων, τα σωματίδια καταστράφηκαν, ενώ σε άλλες συνδυάστηκαν σε μεγαλύτερα. Προέκυψαν μεγαλύτεροι θρόμβοι ύλης - τα έμβρυα μελλοντικών πλανητών και άλλων σωμάτων.

Ο μετεωρίτης «βομβαρδισμός» πλανητών μπορεί επίσης να θεωρηθεί επιβεβαίωση αυτών των ιδεών - στην πραγματικότητα, είναι μια συνέχεια της διαδικασίας που οδήγησε στο σχηματισμό τους στο παρελθόν. Προς το παρόν, όταν όλο και λιγότερη ύλη μετεωρίτη παραμένει στον διαπλανητικό χώρο, αυτή η διαδικασία είναι πολύ λιγότερο έντονη από ό,τι στα αρχικά στάδια του σχηματισμού των πλανητών.

Ταυτόχρονα, έγινε ανακατανομή της ύλης και η διαφοροποίησή της στο νέφος. Υπό την επίδραση ισχυρής θέρμανσης, αέρια διέφυγαν από την περιοχή του Ήλιου (κυρίως τα πιο κοινά στο Σύμπαν - υδρογόνο και ήλιο) και παρέμειναν μόνο στερεά πυρίμαχα σωματίδια. Από αυτή την ουσία σχηματίστηκαν η Γη, ο δορυφόρος της - η Σελήνη, καθώς και άλλοι πλανήτες της επίγειας ομάδας.

Κατά τη διάρκεια του σχηματισμού των πλανητών και αργότερα για δισεκατομμύρια χρόνια, διεργασίες τήξης, κρυστάλλωσης, οξείδωσης και άλλες φυσικές και χημικές διεργασίες έλαβαν χώρα στα βάθη και στην επιφάνειά τους. Αυτό οδήγησε σε μια σημαντική αλλαγή στην αρχική σύνθεση και δομή της ύλης από την οποία σχηματίζονται όλα τα υπάρχοντα σήμερα σώματα του ηλιακού συστήματος.

Μακριά από τον Ήλιο, στην περιφέρεια του σύννεφου, αυτά τα πτητικά πάγωσαν πάνω σε σωματίδια σκόνης. Η σχετική περιεκτικότητα σε υδρογόνο και ήλιο αποδείχθηκε αυξημένη. Από αυτή την ουσία σχηματίστηκαν γιγάντιοι πλανήτες, το μέγεθος και η μάζα των οποίων ξεπερνούν σημαντικά τους πλανήτες της γήινης ομάδας. Άλλωστε, ο όγκος των περιφερειακών τμημάτων του νέφους ήταν μεγαλύτερος, και επομένως, μεγαλύτερη ήταν και η μάζα της ουσίας από την οποία σχηματίστηκαν οι πλανήτες μακριά από τον Ήλιο.

Τα δεδομένα για τη φύση και τη χημική σύνθεση των δορυφόρων των γιγάντιων πλανητών, που ελήφθησαν τα τελευταία χρόνια με τη βοήθεια διαστημικών σκαφών, έχουν γίνει μια ακόμη επιβεβαίωση της εγκυρότητας των σύγχρονων ιδεών για την προέλευση των σωμάτων του ηλιακού συστήματος. Κάτω από συνθήκες όπου το υδρογόνο και το ήλιο, που είχαν πάει στην περιφέρεια του πρωτοπλανητικού νέφους, έγιναν μέρος των γιγάντιων πλανητών, οι δορυφόροι τους αποδείχτηκαν παρόμοιοι με τη Σελήνη και τους επίγειους πλανήτες.

Ωστόσο, δεν συμπεριλήφθηκε όλη η ύλη του πρωτοπλανητικού νέφους στη σύνθεση των πλανητών και των δορυφόρων τους. Πολλοί θρόμβοι της ύλης του παρέμειναν τόσο μέσα στο πλανητικό σύστημα με τη μορφή αστεροειδών και ακόμη μικρότερων σωμάτων, όσο και έξω από αυτό με τη μορφή πυρήνων κομητών.

Ο Ήλιος - το κεντρικό σώμα του ηλιακού συστήματος - είναι τυπικός εκπρόσωπος των άστρων, των πιο κοινών σωμάτων στο σύμπαν. Όπως πολλά άλλα αστέρια, ο Ήλιος είναι μια τεράστια μπάλα αερίου που βρίσκεται σε ισορροπία στο δικό του βαρυτικό πεδίο.

Από τη Γη, βλέπουμε τον Ήλιο ως ένα μικρό δίσκο με γωνιακή διάμετρο περίπου 0,5°. Η άκρη του ορίζει αρκετά καθαρά το όριο του στρώματος από το οποίο προέρχεται το φως. Αυτό το στρώμα του Ήλιου ονομάζεται φωτόσφαιρα (μετάφραση από τα ελληνικά - η σφαίρα του φωτός).

Ο ήλιος εκπέμπει στο διάστημα μια κολοσσιαία ροή ακτινοβολίας, η οποία καθορίζει σε μεγάλο βαθμό τις συνθήκες στην επιφάνεια των πλανητών και στο διαπλανητικό διάστημα. Η συνολική ισχύς ακτινοβολίας του Ήλιου, η φωτεινότητά του είναι 4 · 1023 kW. Η γη δέχεται μόνο το ένα δύο δισεκατομμυριοστό της ακτινοβολίας του ήλιου. Ωστόσο, αυτό είναι αρκετό για να τεθούν σε κίνηση τεράστιες μάζες αέρα στην ατμόσφαιρα της γης, για να ελέγξουν τον καιρό και το κλίμα στον πλανήτη.

Τα κύρια φυσικά χαρακτηριστικά του Ήλιου

Μάζα (M) = 2 1030 kg.

Ακτίνα (R) = 7 108m.

Μέση πυκνότητα (p) = 1,4 103 kg/m3.

Επιτάχυνση βαρύτητας (g) = 2,7 102 m/s2.

Με βάση αυτά τα δεδομένα, χρησιμοποιώντας το νόμο της παγκόσμιας βαρύτητας και την εξίσωση της αέριας κατάστασης, είναι δυνατός ο υπολογισμός των συνθηκών μέσα στον Ήλιο. Τέτοιοι υπολογισμοί καθιστούν δυνατή την απόκτηση ενός μοντέλου ενός "ήρεμου" Ήλιου. Σε αυτή την περίπτωση, θεωρείται ότι σε κάθε στρώμα του παρατηρείται η συνθήκη της υδροστατικής ισορροπίας: η δράση των δυνάμεων εσωτερικής πίεσης του αερίου εξισορροπείται από τη δράση των βαρυτικών δυνάμεων. Σύμφωνα με σύγχρονα δεδομένα, η πίεση στο κέντρο του Ήλιου φτάνει τα 2 x 108 N/m2 και η πυκνότητα της ύλης είναι πολύ μεγαλύτερη από την πυκνότητα των στερεών υπό γήινες συνθήκες: 1,5 x 105 kg/m3, δηλαδή 13 φορές πυκνότητα μολύβδου. Ωστόσο, η εφαρμογή των νόμων του αερίου στην ύλη σε αυτή την κατάσταση δικαιολογείται από το γεγονός ότι είναι ιονισμένη. Το μέγεθος των ατομικών πυρήνων που έχουν χάσει τα ηλεκτρόνια τους είναι περίπου 10.000 φορές μικρότερο από το μέγεθος του ίδιου του ατόμου. Επομένως, τα μεγέθη των ίδιων των σωματιδίων είναι αμελητέα μικρά σε σύγκριση με τις μεταξύ τους αποστάσεις. Αυτή η συνθήκη, την οποία πρέπει να ικανοποιεί ένα ιδανικό αέριο, για το μείγμα πυρήνων και ηλεκτρονίων που αποτελούν την ύλη μέσα στον Ήλιο, ικανοποιείται, παρά την υψηλή πυκνότητά του. Αυτή η κατάσταση της ύλης ονομάζεται πλάσμα. Η θερμοκρασία του στο κέντρο του Ήλιου φτάνει περίπου τα 15 εκατομμύρια Κ.

Σε τόσο υψηλή θερμοκρασία, τα πρωτόνια που κυριαρχούν στη σύνθεση του ηλιακού πλάσματος έχουν τόσο υψηλές ταχύτητες που μπορούν να ξεπεράσουν τις ηλεκτροστατικές απωστικές δυνάμεις και να αλληλεπιδράσουν μεταξύ τους. Ως αποτέλεσμα αυτής της αλληλεπίδρασης, εμφανίζεται μια θερμοπυρηνική αντίδραση: τέσσερα πρωτόνια σχηματίζουν ένα σωματίδιο άλφα - έναν πυρήνα ηλίου. Η αντίδραση συνοδεύεται από την απελευθέρωση ενός συγκεκριμένου μέρους της ενέργειας - ενός γάμμα κβαντικού. Αυτή η ενέργεια μεταφέρεται από το εσωτερικό του Ήλιου προς τα έξω με δύο τρόπους: με ακτινοβολία, δηλαδή από τα ίδια τα κβάντα και με συναγωγή, δηλαδή με ύλη.

Η απελευθέρωση ενέργειας και η μεταφορά της καθορίζουν την εσωτερική δομή του Ήλιου: ο πυρήνας είναι η κεντρική ζώνη όπου συμβαίνουν οι θερμοπυρηνικές αντιδράσεις, η ζώνη μεταφοράς ενέργειας με ακτινοβολία και η εξωτερική ζώνη μεταφοράς. Κάθε μία από αυτές τις ζώνες καταλαμβάνει περίπου το 1/3 της ηλιακής ακτίνας (Εικ. 4).

Ρύζι. 4. Δομή του Ήλιου

Συνέπεια της συναγωγικής κίνησης της ύλης στα ανώτερα στρώματα του Ήλιου είναι ένα ιδιόμορφο είδος φωτόσφαιρας - κοκκοποίησης. Η φωτόσφαιρα, όπως ήταν, αποτελείται από μεμονωμένους κόκκους - κόκκους, το μέγεθος των οποίων είναι κατά μέσο όρο αρκετές εκατοντάδες (έως 1000) χιλιόμετρα. Ο κόκκος είναι ένα ρεύμα θερμού αερίου που ανεβαίνει. Στα σκοτεινά κενά μεταξύ των κόκκων, υπάρχει ένα πιο ψυχρό αέριο που βυθίζεται. Κάθε κόκκος υπάρχει μόνο για 5-10 λεπτά, στη συνέχεια εμφανίζεται ένας νέος στη θέση του, ο οποίος διαφέρει από τον προηγούμενο σε σχήμα και μέγεθος. Ωστόσο, η συνολική εικόνα που παρατηρείται δεν αλλάζει.

Η φωτόσφαιρα είναι το χαμηλότερο στρώμα της ατμόσφαιρας του Ήλιου. Λόγω της ενέργειας που προέρχεται από το εσωτερικό του Ήλιου, η ουσία της φωτόσφαιρας αποκτά θερμοκρασία περίπου 6000 Κ. Το λεπτό (περίπου 10.000 km) στρώμα που βρίσκεται δίπλα του ονομάζεται χρωμόσφαιρα, πάνω από την οποία εκτείνεται το ηλιακό στέμμα για δεκάδες ηλιακές ακτίνες (βλ. Εικ. 4). Η πυκνότητα της ύλης στο στέμμα μειώνεται σταδιακά με την απόσταση από τον Ήλιο, αλλά οι ροές πλάσματος από το στέμμα (ηλιακός άνεμος) διέρχονται από ολόκληρο το πλανητικό σύστημα. Τα κύρια συστατικά του ηλιακού ανέμου είναι πρωτόνια και ηλεκτρόνια, τα οποία είναι πολύ μικρότερα από τα σωματίδια άλφα (πυρήνες ηλίου) και άλλα ιόντα.

Κατά κανόνα, στην ηλιακή ατμόσφαιρα παρατηρούνται διάφορες εκδηλώσεις ηλιακής δραστηριότητας, η φύση των οποίων καθορίζεται από τη συμπεριφορά του ηλιακού πλάσματος σε ένα μαγνητικό πεδίο - κηλίδες, εκλάμψεις, προεξοχές κ.λπ. Οι πιο διάσημες από αυτές είναι οι ηλιακές κηλίδες που ανακαλύφθηκαν ήδη από τις αρχές του 17ου αιώνα. κατά τις πρώτες παρατηρήσεις με τηλεσκόπιο. Στη συνέχεια, αποδείχθηκε ότι εμφανίζονται κηλίδες σε εκείνες τις σχετικά μικρές περιοχές του Ήλιου που διακρίνονται από πολύ ισχυρά μαγνητικά πεδία.

Οι κηλίδες παρατηρούνται αρχικά ως μικρές σκούρες κηλίδες διαμέτρου 2000–3000 km. Τα περισσότερα από αυτά εξαφανίζονται μέσα σε μια μέρα, αλλά μερικά δεκαπλασιάζονται. Τέτοιες κηλίδες μπορούν να σχηματίσουν μεγάλες ομάδες και να υπάρχουν, αλλάζοντας σχήμα και μέγεθος, για αρκετούς μήνες, δηλαδή αρκετές περιστροφές του Ήλιου. Μεγάλες κηλίδες γύρω από το πιο σκοτεινό κεντρικό τμήμα (που ονομάζεται σκιά) έχουν λιγότερο σκοτεινό μισοφέγγαρο. Στο κέντρο του σημείου, η θερμοκρασία της ουσίας πέφτει στους 4300 Κ. Αναμφίβολα, μια τέτοια μείωση της θερμοκρασίας συνδέεται με τη δράση ενός μαγνητικού πεδίου, το οποίο διαταράσσει την κανονική μεταφορά και έτσι εμποδίζει την εισροή ενέργειας από κάτω.

Οι πιο ισχυρές εκδηλώσεις της ηλιακής δραστηριότητας είναι οι εκλάμψεις, κατά τις οποίες μερικές φορές απελευθερώνεται ενέργεια έως και 1025 J σε λίγα λεπτά (όπως είναι η ενέργεια περίπου ενός δισεκατομμυρίου ατομικών βομβών). Οι εκλάμψεις παρατηρούνται ως ξαφνικές αυξήσεις στη φωτεινότητα μεμονωμένων τμημάτων του Ήλιου στην περιοχή της ηλιακής κηλίδας. Όσον αφορά την ταχύτητα, ένα φλας είναι παρόμοιο με μια έκρηξη. Η διάρκεια των ισχυρών φωτοβολίδων φτάνει κατά μέσο όρο τις 3 ώρες, ενώ οι αδύναμες φωτοβολίδες διαρκούν μόνο 20 λεπτά. Οι εκλάμψεις συνδέονται επίσης με μαγνητικά πεδία, τα οποία αλλάζουν σημαντικά σε αυτή την περιοχή μετά την έκλαμψη (κατά κανόνα εξασθενούν). Λόγω της ενέργειας του μαγνητικού πεδίου, το πλάσμα μπορεί να θερμανθεί σε θερμοκρασία περίπου 10 εκατομμυρίων Κ. Σε αυτή την περίπτωση, η ταχύτητα των ροών του αυξάνεται σημαντικά, η οποία φτάνει τα 1000–1500 km/s και η ενέργεια των ηλεκτρονίων και τα πρωτόνια που αποτελούν το πλάσμα αυξάνονται. Λόγω αυτής της πρόσθετης ενέργειας, προκύπτουν οπτικές, ακτίνες Χ, γάμμα και ραδιοφωνικές εκλάμψεις.

Ρεύματα πλάσματος που σχηματίζονται κατά τη διάρκεια μιας έκλαμψης φτάνουν στα περιβάλλοντα της Γης σε μία ή δύο ημέρες, προκαλώντας μαγνητικές καταιγίδες και άλλα γεωφυσικά φαινόμενα. Για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια ισχυρών αναλαμπές, η ακρόαση των ραδιοεκπομπών βραχέων κυμάτων σε ολόκληρο το φωτισμένο ημισφαίριο του πλανήτη μας ουσιαστικά σταματά.

Οι μεγαλύτερες εκδηλώσεις ηλιακής δραστηριότητας ως προς την κλίμακα τους είναι οι προεξοχές που παρατηρούνται στο ηλιακό στέμμα (βλ. Εικ. 4) - τεράστια σύννεφα αερίου σε όγκο, η μάζα των οποίων μπορεί να φτάσει τα δισεκατομμύρια τόνους. Μερικά από αυτά ("ήρεμα") μοιάζουν με γιγάντιες κουρτίνες πάχους 3-5 χιλιομέτρων, ύψους περίπου 10 χιλιάδων χιλιομέτρων και μήκους έως 100 χιλιάδων χιλιομέτρων, που υποστηρίζονται από στήλες κατά μήκος των οποίων ρέει αέριο από το στέμμα. Αλλάζουν σιγά σιγά το σχήμα τους και μπορούν να υπάρχουν για αρκετούς μήνες. Σε πολλές περιπτώσεις, σε προεξοχές, παρατηρείται μια διατεταγμένη κίνηση μεμονωμένων δεσμίδων και πίδακες κατά μήκος καμπυλόγραμμων τροχιών, που μοιάζουν σε σχήματα με γραμμές επαγωγής μαγνητικού πεδίου. Κατά τη διάρκεια των εκλάμψεων, μεμονωμένα τμήματα προεξοχών μπορούν να ανέβουν με ταχύτητα έως και αρκετές εκατοντάδες χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο σε τεράστιο ύψος - έως και 1 εκατομμύριο χλμ, που υπερβαίνει την ακτίνα του Ήλιου.

Ο αριθμός των κηλίδων και των προεξοχών, η συχνότητα και η ισχύς των εκλάμψεων στον Ήλιο αλλάζουν με μια ορισμένη, αν και όχι πολύ αυστηρή, περιοδικότητα - κατά μέσο όρο, αυτή η περίοδος είναι περίπου 11,2 χρόνια. Υπάρχει μια ορισμένη σύνδεση μεταξύ των ζωτικών διεργασιών των φυτών και των ζώων, της κατάστασης της ανθρώπινης υγείας, των καιρικών και κλιματικών ανωμαλιών και άλλων γεωφυσικών φαινομένων και του επιπέδου της ηλιακής δραστηριότητας. Ωστόσο, ο μηχανισμός της επίδρασης των διεργασιών της ηλιακής δραστηριότητας στα χερσαία φαινόμενα δεν είναι ακόμη απολύτως σαφής.

7. Αστέρια

Ο Ήλιος μας δικαίως αποκαλείται τυπικό αστέρι. Αλλά ανάμεσα στην τεράστια ποικιλία του κόσμου των αστεριών, υπάρχουν πολλά που διαφέρουν πολύ σημαντικά από αυτόν στα φυσικά τους χαρακτηριστικά. Επομένως, μια πιο ολοκληρωμένη εικόνα των αστεριών δίνει τον ακόλουθο ορισμό:

Ένα αστέρι είναι μια χωρικά απομονωμένη, βαρυτικά δεσμευμένη μάζα ύλης, αδιαφανής στην ακτινοβολία, στην οποία έχουν συμβεί, συμβαίνουν ή θα συμβούν σε σημαντική κλίμακα θερμοπυρηνικές αντιδράσεις της μετατροπής του υδρογόνου σε ήλιο.

Η φωτεινότητα των αστεριών. Μπορούμε να λάβουμε όλες τις πληροφορίες για τα αστέρια μόνο με βάση τη μελέτη της ακτινοβολίας που προέρχεται από αυτά. Το πιο σημαντικό είναι ότι τα αστέρια διαφέρουν μεταξύ τους ως προς τη φωτεινότητά τους (ισχύς ακτινοβολίας): μερικά εκπέμπουν ενέργειες αρκετά εκατομμύρια φορές περισσότερες από τον Ήλιο, άλλα εκατοντάδες χιλιάδες φορές λιγότερες.

Ο ήλιος μας φαίνεται το πιο φωτεινό αντικείμενο στον ουρανό μόνο και μόνο επειδή είναι πολύ πιο κοντά από όλα τα άλλα αστέρια. Το πιο κοντινό από αυτά, το Άλφα Κενταύρου, βρίσκεται 270 χιλιάδες φορές πιο μακριά από εμάς από τον Ήλιο. Εάν βρίσκεστε σε τέτοια απόσταση από τον Ήλιο, τότε θα μοιάζει με τα φωτεινότερα αστέρια στον αστερισμό της Μεγάλης Άρκτου.

Η απόσταση των αστεριών. Λόγω του γεγονότος ότι τα αστέρια είναι πολύ μακριά από εμάς, μόνο στο πρώτο μισό του XIX αιώνα. κατάφερε να ανιχνεύσει την ετήσια παράλλαξή τους και να υπολογίσει την απόσταση. Ακόμη και ο Αριστοτέλης, και μετά ο Κοπέρνικος, γνώριζαν ποιες παρατηρήσεις για τη θέση των αστεριών έπρεπε να γίνουν προκειμένου να ανιχνευθεί η μετατόπισή τους εάν η Γη κινηθεί. Για να γίνει αυτό, είναι απαραίτητο να παρατηρήσουμε τη θέση οποιουδήποτε αστέρα από δύο διαμετρικά αντίθετα σημεία της τροχιάς του. Προφανώς, η κατεύθυνση προς αυτό το αστέρι θα αλλάξει κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, και όσο περισσότερο, τόσο πιο κοντά μας είναι το αστέρι. Άρα αυτή η φαινομενική (παραλλακτική) μετατόπιση ενός άστρου θα χρησιμεύσει ως μέτρο της απόστασής του.

Η ετήσια παράλλαξη (p) ονομάζεται συνήθως η γωνία στην οποία η ακτίνα (r) της τροχιάς της Γης είναι ορατή από το αστέρι, κάθετη στη γραμμή όρασης (Εικ. 5). Αυτή η γωνία είναι τόσο μικρή (μικρότερη από 1 ") που ούτε ο Αριστοτέλης ούτε ο Κοπέρνικος μπορούσαν να την ανιχνεύσουν και να την μετρήσουν, αφού παρατηρούσαν χωρίς οπτικά όργανα.

Ρύζι. 5. Ετήσια παράλλαξη αστεριών

Οι μονάδες απόστασης από τα αστέρια είναι το παρσέκ και το έτος φωτός.

Parsec είναι η απόσταση στην οποία η παράλλαξη των αστεριών είναι 1 ". Εξ ου και το όνομα αυτής της μονάδας: par - από τη λέξη "parallax", sec - από τη λέξη "second".

Έτος φωτός είναι η απόσταση που διανύει το φως με ταχύτητα 300.000 km/s σε 1 χρόνο.

1 τμχ (parsec) = 3,26 έτη φωτός.

Προσδιορίζοντας την απόσταση από το αστέρι και την ποσότητα της ακτινοβολίας που προέρχεται από αυτό, μπορείτε να υπολογίσετε τη φωτεινότητά του.

Εάν τακτοποιήσετε τα αστέρια στο διάγραμμα σύμφωνα με τη φωτεινότητα και τη θερμοκρασία τους, τότε αποδεικνύεται ότι αρκετοί τύποι (ακολουθίες) αστεριών μπορούν να διακριθούν σύμφωνα με αυτά τα χαρακτηριστικά (Εικ. 6): υπεργίγαντες, γίγαντες, κύρια ακολουθία, λευκοί νάνοι , κλπ. Ο Ήλιος μας μαζί με πολλά άλλα αστέρια, ανήκει στα αστέρια της κύριας ακολουθίας.

Ρύζι. 6. Διάγραμμα «θερμοκρασία – φωτεινότητα» για τα πλησιέστερα αστέρια

Η θερμοκρασία των αστεριών. Η θερμοκρασία των εξωτερικών στρωμάτων του άστρου, από τα οποία προέρχεται η ακτινοβολία, μπορεί να προσδιοριστεί από το φάσμα. Όπως γνωρίζετε, το χρώμα ενός θερμαινόμενου σώματος εξαρτάται από τη θερμοκρασία του. Με άλλα λόγια, η θέση του μήκους κύματος, που αντιπροσωπεύει τη μέγιστη ακτινοβολία, μετατοπίζεται από το κόκκινο στο ιώδες άκρο του φάσματος με την αύξηση της θερμοκρασίας. Κατά συνέπεια, η θερμοκρασία των εξωτερικών στρωμάτων του άστρου μπορεί να προσδιοριστεί από την κατανομή της ενέργειας στο φάσμα. Όπως αποδείχθηκε, αυτή η θερμοκρασία για διάφορους τύπους αστεριών κυμαίνεται από 2500 έως 50.000 Κ.

Από τη γνωστή φωτεινότητα και θερμοκρασία ενός αστεριού, είναι δυνατό να υπολογιστεί το εμβαδόν της φωτεινής του επιφάνειας και έτσι να προσδιοριστούν οι διαστάσεις του. Αποδείχθηκε ότι τα γιγάντια αστέρια είναι εκατοντάδες φορές μεγαλύτερα από τον Ήλιο σε διάμετρο και τα αστέρια νάνοι είναι δεκάδες και εκατοντάδες φορές μικρότερα από αυτόν.

μάζα αστεριών. Ταυτόχρονα, ως προς τη μάζα, που είναι το σημαντικότερο χαρακτηριστικό των άστρων, διαφέρουν ελαφρώς από τον Ήλιο. Ανάμεσα στα αστέρια δεν υπάρχει κανένα που θα είχε μάζα 100 φορές μεγαλύτερη από τον Ήλιο, και αυτά των οποίων η μάζα είναι 10 φορές μικρότερη από αυτή του Ήλιου.

Ανάλογα με τη μάζα και το μέγεθος των αστεριών, διαφέρουν στην εσωτερική τους δομή, αν και όλα έχουν περίπου την ίδια χημική σύσταση (95–98% της μάζας τους είναι υδρογόνο και ήλιο).

Ο ήλιος υπάρχει εδώ και αρκετά δισεκατομμύρια χρόνια και έχει αλλάξει ελάχιστα κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, καθώς οι θερμοπυρηνικές αντιδράσεις γίνονται ακόμη στα βάθη του, με αποτέλεσμα να σχηματίζεται ένα σωματίδιο άλφα (πυρήνας ηλίου που αποτελείται από δύο πρωτόνια και δύο νετρόνια). τέσσερα πρωτόνια (πυρήνες υδρογόνου). Αστέρια με μεγαλύτερη μάζα καταναλώνουν τα αποθέματα υδρογόνου τους πολύ πιο γρήγορα (σε δεκάδες εκατομμύρια χρόνια). Μετά την «καύση» του υδρογόνου, αρχίζουν αντιδράσεις μεταξύ πυρήνων ηλίου με σχηματισμό σταθερού ισοτόπου άνθρακα-12, καθώς και άλλες αντιδράσεις, προϊόντα των οποίων είναι το οξυγόνο και μια σειρά από βαρύτερα στοιχεία (νάτριο, θείο, μαγνήσιο κ.λπ. .). Έτσι, στα βάθη των άστρων σχηματίζονται οι πυρήνες πολλών χημικών στοιχείων, μέχρι και σιδήρου.

Ο σχηματισμός πυρήνων βαρύτερων στοιχείων από πυρήνες σιδήρου μπορεί να συμβεί μόνο με την απορρόφηση ενέργειας, επομένως, περαιτέρω θερμοπυρηνικές αντιδράσεις σταματούν. Για τα πιο ογκώδη αστέρια, αυτή τη στιγμή συμβαίνουν καταστροφικά φαινόμενα: πρώτα, μια γρήγορη συμπίεση (κατάρρευση) και μετά μια ισχυρή έκρηξη. Ως αποτέλεσμα, το αστέρι αρχικά αυξάνεται σημαντικά σε μέγεθος, η φωτεινότητά του αυξάνεται κατά δεκάδες εκατομμύρια φορές και στη συνέχεια ρίχνει τα εξωτερικά του στρώματα στο διάστημα. Αυτό το φαινόμενο παρατηρείται ως μια έκρηξη σουπερνόβα, στη θέση της οποίας υπάρχει ένα μικρό ταχέως περιστρεφόμενο αστέρι νετρονίων - ένα πάλσαρ.

Έτσι, γνωρίζουμε τώρα ότι όλα τα στοιχεία που αποτελούν τον πλανήτη μας και όλη η ζωή σε αυτόν σχηματίστηκαν ως αποτέλεσμα θερμοπυρηνικών αντιδράσεων που λαμβάνουν χώρα στα αστέρια. Επομένως, τα αστέρια δεν είναι μόνο τα πιο κοινά αντικείμενα στο Σύμπαν, αλλά και τα πιο σημαντικά για την κατανόηση των φαινομένων και των διεργασιών που συμβαίνουν στη Γη και πέρα από αυτήν.

8. Ο Γαλαξίας μας

Σχεδόν όλα τα αντικείμενα ορατά με γυμνό μάτι στο βόρειο ημισφαίριο του έναστρου ουρανού αποτελούν ένα ενιαίο σύστημα ουράνιων σωμάτων (κυρίως αστέρια) - τον Γαλαξία μας (Εικ. 7).

Η χαρακτηριστική του λεπτομέρεια για έναν γήινο παρατηρητή είναι ο Γαλαξίας, στον οποίο ακόμη και οι πρώτες παρατηρήσεις με τηλεσκόπιο κατέστησαν δυνατή τη διάκριση πολλών αμυδρών αστεριών. Όπως μπορείτε να δείτε μόνοι σας σε κάθε καθαρή, χωρίς φεγγάρι νύχτα, απλώνεται στον ουρανό ως μια ελαφριά λευκή λωρίδα με κουρελιασμένο σχήμα. Πιθανότατα, θύμισε σε κάποιον ένα ίχνος χυμένου γάλακτος και επομένως, μάλλον, δεν είναι τυχαίο ότι ο όρος «γαλαξίας» προέρχεται από την ελληνική λέξη galaxis, που σημαίνει «γαλακτώδες, γαλακτώδες».

Δεν περιλαμβάνεται στον Γαλαξία μόνο ένα αχνό ομιχλώδες σημείο, ορατό προς την κατεύθυνση του αστερισμού της Ανδρομέδας και μοιάζει σε σχήμα φλόγας κεριού - το νεφέλωμα της Ανδρομέδας. Είναι ένα άλλο, παρόμοιο με το δικό μας, αστρικό σύστημα, που απέχει από εμάς σε απόσταση 2,3 εκατομμυρίων ετών φωτός.

Μόνο όταν, το 1923, πολλά από τα φωτεινότερα αστέρια μπορούσαν να διακριθούν σε αυτό το νεφέλωμα, οι επιστήμονες τελικά πείστηκαν ότι αυτό δεν ήταν απλώς ένα νεφέλωμα, αλλά ένας άλλος γαλαξίας. Αυτό το γεγονός μπορεί να θεωρηθεί και η «ανακάλυψη» του Γαλαξία μας. Και στο μέλλον, η επιτυχία στη μελέτη του συνδέθηκε σε μεγάλο βαθμό με τη μελέτη άλλων γαλαξιών.

Οι γνώσεις μας για το μέγεθος, τη σύνθεση και τη δομή του Γαλαξία έχουν αποκτηθεί κυρίως τον τελευταίο μισό αιώνα. Η διάμετρος του Γαλαξία μας είναι περίπου 100 χιλιάδες έτη φωτός (περίπου 30 χιλιάδες parsecs). Ο αριθμός των αστεριών είναι περίπου 150 δισεκατομμύρια και αποτελούν το 98% της συνολικής μάζας του. Το υπόλοιπο 2% είναι διαστρική ύλη με τη μορφή αερίου και σκόνης.

Τα αστέρια σχηματίζουν σμήνη με διάφορα σχήματα και αριθμούς αντικειμένων - σφαιρικά και διάσπαρτα. Υπάρχουν σχετικά λίγα αστέρια σε ανοιχτά σμήνη - από αρκετές δεκάδες έως αρκετές χιλιάδες. Το πιο διάσημο ανοιχτό σμήνος είναι οι Πλειάδες, ορατές στον αστερισμό του Ταύρου. Στον ίδιο αστερισμό βρίσκονται οι Υάδες, ένα τρίγωνο αμυδρά αστέρια κοντά στο φωτεινό Aldebaran. Μερικά από τα αστέρια που ανήκουν στον αστερισμό της Μεγάλης Άρκτου αποτελούν επίσης ένα ανοιχτό σμήνος. Σχεδόν όλα τα σμήνη αυτού του τύπου είναι ορατά κοντά στον Γαλαξία.

Τα σφαιρικά αστρικά σμήνη περιέχουν εκατοντάδες χιλιάδες, ακόμη και εκατομμύρια αστέρια. Μόνο δύο από αυτούς - στους αστερισμούς του Τοξότη και του Ηρακλή - δύσκολα φαίνονται με γυμνό μάτι. Τα σφαιρικά σμήνη κατανέμονται στον Γαλαξία με διαφορετικό τρόπο: τα περισσότερα από αυτά βρίσκονται κοντά στο κέντρο του και καθώς απομακρύνεστε από αυτόν, η συγκέντρωσή τους στο διάστημα μειώνεται.

Ο «πληθυσμός» αυτών των δύο τύπων συστάδων διαφέρει επίσης. Η σύνθεση των ανοιχτών σμηνών περιλαμβάνει κυρίως αστέρια που σχετίζονται (όπως ο Ήλιος) με την κύρια ακολουθία. Υπάρχουν πολλοί κόκκινοι γίγαντες και υπογίγαντες σε σφαιρικούς.

Αυτές οι διαφορές εξηγούνται επί του παρόντος από τη διαφορά στην ηλικία των αστεριών που αποτελούν σμήνη διαφορετικών τύπων, και, κατά συνέπεια, από την ηλικία των ίδιων των σμηνών. Οι υπολογισμοί έχουν δείξει ότι η ηλικία πολλών ανοιχτών σμηνών είναι περίπου 2–3 Gyr, ενώ η ηλικία των σφαιρικών σμηνών είναι πολύ μεγαλύτερη και μπορεί να φτάσει τα 12–14 Gyr.

Δεδομένου ότι η κατανομή στο χώρο των σμηνών μεμονωμένων αστεριών διαφορετικών τύπων και άλλων αντικειμένων αποδείχθηκε διαφορετική, άρχισαν να διακρίνουν πέντε υποσυστήματα που σχηματίζουν ένα ενιαίο αστρικό σύστημα - τον Γαλαξία:

- επίπεδη νεαρή?

- Επίπεδη παλιά?

- ενδιάμεσο υποσύστημα "δίσκος"

– ενδιάμεσο σφαιρικό.

- σφαιρικό.

Ρύζι. 7. Δομή του Γαλαξία

Η θέση τους φαίνεται σε ένα διάγραμμα που δείχνει τη δομή του Γαλαξία σε ένα επίπεδο κάθετο στο επίπεδο του Γαλαξία (βλ. Εικ. 7). Το σχήμα δείχνει επίσης τη θέση του Ήλιου και το κεντρικό τμήμα του Γαλαξία - τον πυρήνα του, ο οποίος βρίσκεται προς την κατεύθυνση του αστερισμού του Τοξότη.

Μετρώντας τη σχετική θέση των αστεριών στον ουρανό, οι αστρονόμοι στις αρχές του 18ου αιώνα. παρατήρησε ότι οι συντεταγμένες ορισμένων φωτεινών αστεριών (Aldebaran, Arcturus και Sirius) έχουν αλλάξει σε σύγκριση με εκείνες που λαμβάνονταν στην αρχαιότητα. Στη συνέχεια, έγινε φανερό ότι οι ταχύτητες κίνησης στο διάστημα για διαφορετικά αστέρια διαφέρουν αρκετά σημαντικά. Το "γρηγορότερο" από αυτά, που ονομάζεται "Barnard's Flying Star", κινείται κατά 10,8" στον ουρανό σε ένα χρόνο. Αυτό σημαίνει ότι περνάει 0,5 ° (τη γωνιακή διάμετρο του Ήλιου και της Σελήνης) σε λιγότερο από 200 χρόνια. Επί του παρόντος αυτό το αστέρι (το μέγεθός του 9,7) βρίσκεται στον αστερισμό Ophiuchus. Τα περισσότερα από τα 300.000 αστέρια των οποίων η κίνηση μετριέται αλλάζουν τη θέση τους πολύ πιο αργά - η μετατόπιση είναι μόνο εκατοστά και χιλιοστά του τόξου ανά έτος. Όλα τα αστέρια κινούνται γύρω από το κέντρο του γαλαξία, ο ήλιος ολοκληρώνει μια περιστροφή σε περίπου 220 εκατομμύρια χρόνια.

Σημαντικές πληροφορίες σχετικά με την κατανομή της διαστρικής ύλης στον Γαλαξία έχουν ληφθεί χάρη στην ανάπτυξη της ραδιοαστρονομίας. Πρώτον, αποδείχθηκε ότι το διαστρικό αέριο, η κύρια μάζα του οποίου είναι το υδρογόνο, σχηματίζει κλάδους γύρω από το κέντρο του Γαλαξία που έχουν σπειροειδές σχήμα. Η ίδια δομή μπορεί να εντοπιστεί σε ορισμένους τύπους αστεριών.

Επομένως, ο Γαλαξίας μας ανήκει στην πιο κοινή κατηγορία σπειροειδών γαλαξιών.

Πρέπει να σημειωθεί ότι η διαστρική ύλη περιπλέκει σημαντικά τη μελέτη του Γαλαξία με οπτικές μεθόδους. Κατανέμεται στον όγκο του χώρου που καταλαμβάνουν τα αστέρια μάλλον άνισα. Η κύρια μάζα αερίου και σκόνης βρίσκεται κοντά στο επίπεδο του Γαλαξία, όπου σχηματίζει τεράστια (διαμέτρου εκατοντάδων ετών φωτός) σύννεφα που ονομάζονται νεφελώματα. Υπάρχει επίσης ύλη στο χώρο μεταξύ των νεφών, αν και σε πολύ σπάνια κατάσταση. Το σχήμα του Γαλαξία, τα σκοτεινά κενά που είναι ορατά σε αυτόν (το μεγαλύτερο από αυτά προκαλεί τη διακλάδωσή του, η οποία εκτείνεται από τον αστερισμό Aquila στον αστερισμό του Σκορπιού) εξηγούνται από το γεγονός ότι η διαστρική σκόνη μας εμποδίζει να δούμε το φως των αστεριών που βρίσκονται πίσω από αυτά τα σύννεφα. Αυτά τα σύννεφα είναι που δεν μας δίνουν την ευκαιρία να δούμε τον πυρήνα του Γαλαξία, ο οποίος μπορεί να μελετηθεί μόνο λαμβάνοντας υπέρυθρη ακτινοβολία και ραδιοκύματα που προέρχονται από αυτόν.

Σε εκείνες τις σπάνιες περιπτώσεις, όταν ένα καυτό αστέρι βρίσκεται κοντά στο σύννεφο αερίων και σκόνης, αυτό το νεφέλωμα γίνεται φωτεινό. Το βλέπουμε γιατί η σκόνη αντανακλά το φως ενός λαμπερού αστεριού.

Στον Γαλαξία παρατηρούνται διάφορα είδη νεφελωμάτων, ο σχηματισμός των οποίων σχετίζεται στενά με την εξέλιξη των άστρων. Αυτά περιλαμβάνουν πλανητικά νεφελώματα, τα οποία ονομάστηκαν έτσι επειδή στα αδύναμα τηλεσκόπια μοιάζουν με τους δίσκους μακρινών πλανητών - Ουρανού και Ποσειδώνα. Αυτά είναι τα εξωτερικά στρώματα των αστεριών, που χωρίζονται από αυτά κατά τη συμπίεση του πυρήνα και τη μετατροπή του αστεριού σε λευκό νάνο. Αυτά τα κελύφη διαστέλλονται και διαλύονται στο διάστημα για αρκετές δεκάδες χιλιάδες χρόνια.

Άλλα νεφελώματα είναι υπολείμματα εκρήξεων σουπερνόβα. Το πιο διάσημο από αυτά είναι το Νεφέλωμα του Καβουριού στον αστερισμό του Ταύρου, το αποτέλεσμα μιας έκρηξης σουπερνόβα τόσο φωτεινής που το 1054 φαινόταν ακόμη και κατά τη διάρκεια της ημέρας για 23 ημέρες. Μέσα σε αυτό το νεφέλωμα, παρατηρείται ένα πάλσαρ, στο οποίο, με περίοδο περιστροφής του ίση με 0,033 s, η φωτεινότητα αλλάζει στο εύρος των οπτικών, των ακτίνων Χ και του ραδιοφώνου. Περισσότερα από 500 τέτοια αντικείμενα είναι γνωστά.

Είναι στα αστέρια στη διαδικασία των θερμοπυρηνικών αντιδράσεων που σχηματίζονται πολλά χημικά στοιχεία και κατά τη διάρκεια των σουπερνόβα σχηματίζονται ακόμη και πυρήνες βαρύτεροι από τον σίδηρο. Το αέριο που χάνεται από αστέρια με υψηλή περιεκτικότητα σε βαρέα χημικά στοιχεία αλλάζει τη σύνθεση της διαστρικής ύλης, από την οποία στη συνέχεια σχηματίζονται αστέρια. Επομένως, η χημική σύσταση των αστεριών «δεύτερης γενιάς», που πιθανώς περιλαμβάνει τον Ήλιο μας, είναι κάπως διαφορετική από τη σύνθεση των παλαιών αστεριών που σχηματίστηκαν νωρίτερα.

9. Δομή και εξέλιξη του Σύμπαντος

Εκτός από το νεφέλωμα της Ανδρομέδας, δύο ακόμη γαλαξίες μπορούν να φανούν με γυμνό μάτι: τα Μεγάλα και τα Μικρά Νέφη του Μαγγελάνου. Είναι ορατά μόνο στο νότιο ημισφαίριο, έτσι οι Ευρωπαίοι τα έμαθαν μόνο μετά το ταξίδι του Μαγγελάνου σε όλο τον κόσμο. Αυτοί είναι δορυφόροι του Γαλαξία μας, χωρισμένοι από αυτόν σε απόσταση περίπου 150 χιλιάδων ετών φωτός. Σε τέτοια απόσταση, αστέρια όπως ο Ήλιος δεν είναι ορατά ούτε μέσω τηλεσκοπίου ούτε σε φωτογραφίες. Αλλά σε μεγάλους αριθμούς, παρατηρούνται καυτά αστέρια υψηλής φωτεινότητας - υπεργίγαντες.

Οι γαλαξίες είναι γιγάντια αστρικά συστήματα, που περιλαμβάνουν από πολλά εκατομμύρια έως πολλά τρισεκατομμύρια αστέρια. Επιπλέον, οι γαλαξίες περιέχουν διαφορετική (ανάλογα με τον τύπο) ποσότητα διαστρικής ύλης (με τη μορφή αερίου, σκόνης και κοσμικών ακτίνων).

Στο κεντρικό τμήμα πολλών γαλαξιών υπάρχει ένα σμήνος, το οποίο ονομάζεται πυρήνας, όπου λαμβάνουν χώρα ενεργές διεργασίες που σχετίζονται με την απελευθέρωση ενέργειας και την απελευθέρωση ύλης.

Μερικοί γαλαξίες στην περιοχή ραδιοφώνου έχουν πολύ πιο ισχυρή ακτινοβολία από ό,τι στην ορατή περιοχή του φάσματος. Τέτοια αντικείμενα ονομάζονται ραδιογαλαξίες. Ακόμη πιο ισχυρές πηγές ραδιοεκπομπών είναι τα κβάζαρ, τα οποία επίσης ακτινοβολούν περισσότερο στο οπτικό εύρος από τους γαλαξίες. Τα κβάζαρ είναι τα πιο μακρινά αντικείμενα που είναι γνωστά από εμάς στο σύμπαν. Μερικά από αυτά βρίσκονται σε τεράστιες αποστάσεις που ξεπερνούν τα 5 δισεκατομμύρια έτη φωτός.

Προφανώς, τα κβάζαρ είναι εξαιρετικά ενεργοί γαλαξιακές πυρήνες. Τα αστέρια γύρω από τον πυρήνα είναι δυσδιάκριτα, επειδή τα κβάζαρ είναι πολύ μακριά και η μεγάλη φωτεινότητά τους δεν επιτρέπει την ανίχνευση του ασθενούς φωτός των αστεριών.

Μελέτες γαλαξιών έχουν δείξει ότι στα φάσματα τους οι γραμμές συνήθως μετατοπίζονται προς το κόκκινο άκρο του, δηλαδή προς μεγαλύτερα μήκη κύματος. Αυτό σημαίνει ότι σχεδόν όλοι οι γαλαξίες (με εξαίρεση μερικούς από τους πιο κοντινούς) απομακρύνονται από εμάς.

Ωστόσο, η ύπαρξη αυτού του νόμου δεν σημαίνει καθόλου ότι οι γαλαξίες τρέχουν μακριά από εμάς, από τον Γαλαξία μας όπως από το κέντρο. Το ίδιο μοτίβο ύφεσης θα παρατηρηθεί από οποιονδήποτε άλλο γαλαξία. Και αυτό σημαίνει ότι όλοι οι παρατηρούμενοι γαλαξίες απομακρύνονται ο ένας από τον άλλο.

Σκεφτείτε μια τεράστια μπάλα (το Σύμπαν), που αποτελείται από ξεχωριστά σημεία (γαλαξίες), ομοιόμορφα κατανεμημένα μέσα της και αλληλεπιδρούν σύμφωνα με το νόμο της παγκόσμιας βαρύτητας. Αν φανταστούμε ότι σε κάποια αρχική στιγμή οι γαλαξίες είναι ακίνητοι μεταξύ τους, τότε ως αποτέλεσμα της αμοιβαίας έλξης δεν θα παραμείνουν ακίνητοι την επόμενη στιγμή και θα αρχίσουν να πλησιάζουν ο ένας τον άλλον. Κατά συνέπεια, το Σύμπαν θα συστέλλεται και η πυκνότητα της ύλης σε αυτό θα αυξηθεί. Εάν αυτή την αρχική στιγμή οι γαλαξίες απομακρύνονταν ο ένας από τον άλλο, δηλαδή το Σύμπαν διαστέλλονταν, τότε η βαρύτητα θα μειώσει την ταχύτητα της αμοιβαίας απομάκρυνσής τους. Η περαιτέρω μοίρα των γαλαξιών που απομακρύνονται από το κέντρο της μπάλας με μια ορισμένη ταχύτητα εξαρτάται από την αναλογία αυτής της ταχύτητας προς τη "δεύτερη κοσμική" ταχύτητα για μια μπάλα δεδομένης ακτίνας και μάζας, η οποία αποτελείται από μεμονωμένους γαλαξίες.

Εάν οι ταχύτητες των γαλαξιών είναι μεγαλύτερες από τη δεύτερη διαστημική ταχύτητα, τότε θα απομακρύνονται επ' αόριστον - το Σύμπαν θα διαστέλλεται επ 'αόριστον. Αν είναι λιγότερα από το δεύτερο κοσμικό, τότε η διαστολή του Σύμπαντος θα πρέπει να αντικατασταθεί από συστολή.

Με βάση τα διαθέσιμα δεδομένα, είναι προς το παρόν αδύνατο να εξαχθούν ασφαλή συμπεράσματα για το ποια από αυτές τις επιλογές θα οδηγήσει στην εξέλιξη του Σύμπαντος. Ωστόσο, μπορεί να ειπωθεί με βεβαιότητα ότι στο παρελθόν η πυκνότητα της ύλης στο Σύμπαν ήταν πολύ μεγαλύτερη από ό,τι σήμερα. Οι γαλαξίες, τα αστέρια και οι πλανήτες δεν μπορούσαν να υπάρχουν ως ανεξάρτητα αντικείμενα και η ουσία από την οποία αποτελούνται τώρα ήταν ποιοτικά διαφορετική και ήταν ένα ομοιογενές, πολύ θερμό και πυκνό μέσο. Η θερμοκρασία του ξεπέρασε τους 10 δισεκατομμύρια βαθμούς και η πυκνότητα ήταν μεγαλύτερη από την πυκνότητα των ατομικών πυρήνων, που είναι 1017 kg/m3. Αυτό αποδεικνύεται όχι μόνο από τη θεωρία, αλλά και από τα αποτελέσματα των παρατηρήσεων. Όπως προκύπτει από τους θεωρητικούς υπολογισμούς, μαζί με την ύλη, το καυτό Σύμπαν στα πρώτα στάδια της ύπαρξής του ήταν γεμάτο με κβάντα ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας υψηλής ενέργειας. Κατά τη διάρκεια της διαστολής του Σύμπαντος, η ενέργεια των κβαντών μειώθηκε και προς το παρόν πρέπει να αντιστοιχεί σε 5-6 Κ. Αυτή η ακτινοβολία, που ονομάζεται λείψανο, ανακαλύφθηκε πράγματι το 1965.

Έτσι, επιβεβαιώθηκε η θεωρία του θερμού Σύμπαντος, το αρχικό στάδιο της ύπαρξης του οποίου ονομάζεται συχνά Big Bang. Προς το παρόν, έχει αναπτυχθεί μια θεωρία που περιγράφει τις διεργασίες που έχουν λάβει χώρα στο Σύμπαν από τις πρώτες στιγμές της διαστολής του. Αρχικά, ούτε άτομα ούτε καν σύνθετοι ατομικοί πυρήνες μπορούσαν να υπάρχουν στο Σύμπαν. Κάτω από αυτές τις συνθήκες, έλαβαν χώρα αμοιβαίοι μετασχηματισμοί νετρονίων και πρωτονίων κατά την αλληλεπίδρασή τους με άλλα στοιχειώδη σωματίδια: ηλεκτρόνια, ποζιτρόνια, νετρίνα και αντινετρίνα. Αφού η θερμοκρασία στο Σύμπαν έπεσε στους 1 δισεκατομμύριο βαθμούς, η ενέργεια των κβαντών και των σωματιδίων έγινε ανεπαρκής για να αποτρέψει το σχηματισμό των απλούστερων πυρήνων ατόμων δευτερίου, τριτίου, ηλίου-3 και ηλίου-4. Περίπου 3 λεπτά μετά την έναρξη της διαστολής του Σύμπαντος, καθιερώθηκε σε αυτό μια ορισμένη αναλογία της περιεκτικότητας σε πυρήνες υδρογόνου (περίπου 70%) και πυρήνες ηλίου (περίπου 30%). Αυτή η αναλογία διατηρήθηκε στη συνέχεια για δισεκατομμύρια χρόνια έως ότου σχηματίστηκαν γαλαξίες και αστέρια από αυτήν την ουσία, στα βάθη της οποίας, ως αποτέλεσμα θερμοπυρηνικών αντιδράσεων, άρχισαν να σχηματίζονται πιο πολύπλοκοι ατομικοί πυρήνες. Στο διαστρικό μέσο δημιουργήθηκαν συνθήκες για το σχηματισμό ουδέτερων ατόμων και μετά μορίων.

Η εικόνα της εξέλιξης του Σύμπαντος που έχει ανοίξει μπροστά μας είναι καταπληκτική και εκπληκτική. Χωρίς να σταματήσει να εκπλήσσεται, δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι όλα αυτά ανακαλύφθηκαν από έναν άνθρωπο - κάτοικο ενός μικρού κουκκιού σκόνης που χάνεται στις απεριόριστες εκτάσεις του Σύμπαντος - κάτοικος του πλανήτη Γη.

Κατάλογος χρησιμοποιημένης βιβλιογραφίας

1. Arutsev A.A., Ermolaev B.V., Kutateladze I.O., Slutsky M. Concepts of modern natural science. Με οδηγό μελέτης. Μ. 1999

2. Petrosova R.A., Golov V.P., Sivoglazov V.I., Straut E.K. Φυσικές επιστήμες και βασικές αρχές της οικολογίας. Εγχειρίδιο για παιδαγωγικά εκπαιδευτικά ιδρύματα δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης. Μόσχα: Bustard, 2007, 303 σελίδες.

3. Savchenko V.N., Smagin V.P. Η ΑΡΧΗ ΤΗΣ ΣΥΓΧΡΟΝΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΚΑΙ ΑΡΧΕΣ. Φροντιστήριο. Ροστόφ-ον-Ντον. 2006.

Τέσσερις αιώνες σκληρής δουλειάς επιστημόνων - αστρονόμων, μαθηματικών, φυσικών, που έκαναν τις καλύτερες παρατηρήσεις, βαθιές θεωρητικές μελέτες, χρειάστηκαν για να ανακαλύψουν τα χαρακτηριστικά του πλανητικού συστήματος και, σε κάποιο βαθμό, τη φύση των πλανητών σωμάτων που βρίσκονται πιο κοντά στο Γη.

Βλέπουμε τη Γη μας ανάμεσα σε εννέα μεγάλους πλανήτες που περιστρέφονται γύρω από τον Ήλιο. Βρίσκονται σε απόσταση από τον Ήλιο με την εξής σειρά: Ερμής, Αφροδίτη, Γη, Άρης, Δίας, Κρόνος, Ουρανός, Ποσειδώνας, Πλούτωνας. Τα πρώτα πέντε ήταν γνωστά από την αρχαιότητα. Ο Ουρανός ανακαλύφθηκε «τυχαία» από τον Χέρσελ το 1781. Η ύπαρξη του Ποσειδώνα ανακαλύφθηκε το 1846 (και πριν από αυτό είχε προβλεφθεί θεωρητικά). Το 1930, ο Πλούτωνας ανακαλύφθηκε επίσης κοντά στο θεωρητικά υπολογισμένο μέρος.

Τα μονοπάτια των πλανητών αποκλίνουν από τους κύκλους - πρόκειται για ελαφρώς επιμήκεις ελλειπτικές καμπύλες. Οι πλανήτες κινούνται σύμφωνα με τους νόμους του Κέπλερ - πιο γρήγορα κοντά περιήλιο- το σημείο της τροχιάς που βρίσκεται πιο κοντά στον Ήλιο, πιο αργό - κοντά αφήλιο. Οι περίοδοι περιστροφής εξαρτώνται από τις μέσες αποστάσεις - στον ημιάξονα της τροχιάς: P = a 3/2. Οι αστρονόμοι μετρούν τις αποστάσεις στο ηλιακό σύστημα σε αστρονομικές μονάδες. Η αστρονομική μονάδα είναι η μέση απόσταση της Γης από τον Ήλιο. Είναι ίσο με 149,6 εκατομμύρια χλμ.

Τα μεγέθη των πλανητών έχουν μετρηθεί, οι μάζες τους έχουν προσδιοριστεί. Για ορισμένους πλανήτες, είναι αποδεδειγμένο πώς περιστρέφονται γύρω από τους άξονές τους. Ο Πίνακας 1 παρέχει μερικές σημαντικές πληροφορίες για τους πλανήτες και τα μεμονωμένα φεγγάρια.

Η γη, επομένως, είναι πράγματι ένας μέσος πλανήτης και σε θέση σε σχέση με τον ήλιο και σε μέγεθος. Η Αφροδίτη, για παράδειγμα, είναι ελαφρώς μικρότερη. Η περιστροφή του Άρη στον άξονά του μοιάζει πολύ με την περιστροφή της Γης. καθορίζει την αλλαγή των εποχών του έτους και τη θέση των κλιματικών ζωνών στην επιφάνεια της γης. Ο Δίας είναι ένας γιγάντιος πλανήτης. Είναι 11 φορές μεγαλύτερη από τη Γη σε διάμετρο και 318 φορές μεγαλύτερη σε μάζα. Μια περίεργη ανωμαλία είναι ο μακρινός Πλούτωνας, ο οποίος δεν έχει περάσει ούτε το ένα όγδοο της τροχιάς του γύρω από τον Ήλιο από την ανακάλυψή του. Ο Πλούτωνας έχει σχεδόν το ίδιο μέγεθος με τον Ερμή και πολλοί αστρονόμοι τον θεωρούν σώμα που διέφυγε μετά από κάποιο είδος καταστροφής από το σύστημα του Ποσειδώνα.

Ένα ενδιαφέρον πρόβλημα είναι οι δορυφόροι των πλανητών. Μέχρι στιγμής έχουν ανακαλυφθεί 31 δορυφόροι. Τα επτά από αυτά είναι μεγάλα. Τέτοιοι δορυφόροι είναι η Σελήνη ή ο Γανυμήδης (κοντά στον Δία) ή ο Τιτάνας (κοντά στον Κρόνο). Έχουν σχεδόν το μέγεθος του Ερμή και μόνο ελαφρώς μικρότερα από τον Πλούτωνα ή τον Άρη. Οι υπόλοιποι δορυφόροι είναι μικροί. Οι διάμετροί τους μετρώνται μόνο σε εκατοντάδες, δεκάδες ή και αρκετά χιλιόμετρα.

Ο Κρόνος περιβάλλεται από πολλά μικρά φεγγάρια και μάζες αερίων και πάγου, που μαζί σχηματίζουν έναν δακτύλιο ορατό γύρω από τον πλανήτη ακόμη και με μικρά τηλεσκόπια. Προφανώς, ένας παρόμοιος δακτύλιος, πολύ πιο αδύναμος, υπάρχει και στον Δία.

Πολλοί κοσμικοί ογκόλιθοι και πέτρες αποτελούν την οικογένεια των αστεροειδών και των μετεωροειδών. Οι αστρονόμοι γνωρίζουν ήδη περισσότερους από 1.600 δευτερεύοντες πλανήτες και αμέτρητες πέτρες, οι οποίοι, συναντώντας συχνά τη Γη, πέφτουν στην επιφάνειά της με τη μορφή μετεωριτών. Πετώντας με κοσμικές ταχύτητες δεκάδων χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο μέσα από την ατμόσφαιρα της γης, σχηματίζουν τα φαινόμενα των βολίδων και των μετεωριτών. Μελετώντας αυτά τα φαινόμενα, εξετάζοντας μετεωρίτες σε εργαστήρια, οι επιστήμονες διαπιστώνουν τη φύση και την προέλευση πολυάριθμων μικρών σωμάτων που «φράζουν» τον διαπλανητικό χώρο. Ο αριθμός τους είναι πολύ μεγάλος και η συνολική μάζα προφανώς πλησιάζει τη μάζα της Γης. Όλοι οι μικρότεροι πλανήτες και πολλά μετεωροειδή κινούνται σε ελλειπτικές τροχιές και ανήκουν στο ηλιακό σύστημα.

Υπάρχουν ακόμη περισσότεροι κομήτες στο ηλιακό σύστημα που κινούνται τόσο σε σύντομες περιοδικές όσο και σε πολύ επιμήκεις τροχιές. Χρειάζονται 30 εκατομμύρια χρόνια για να φτάσει ο κομήτης στα όρια του ηλιακού συστήματος (τα όρια της σφαίρας δράσης του Ήλιου), δηλαδή να περάσει 150.000 αστρονομικές μονάδες και να επιστρέψει ξανά στον Ήλιο. Τα θολά κεφάλια και οι ουρές των κομητών αποτελούνται από αέριο και σκόνη που παράγονται από την εξάτμιση των «μολυσμένων» πάγων που βρίσκονται στους πυρήνες των κομητών. Οι κομήτες είναι σχετικά πρόσφατα σχηματισμένα σώματα που διατηρούν ακόμη μεγάλη ποσότητα παγωμένων αερίων.

Ο ήλιος ελέγχει, χάρη στη δύναμη της έλξης του, την κίνηση πλανητών και κομητών, κοσμικούς ογκόλιθους και έναν άπειρο αριθμό σωματιδίων σκόνης - σωματίδια μετεωριτών. Έχει επίσης άλλες επιπτώσεις στους πλανήτες και τα μικρά σώματα του ηλιακού συστήματος.

Ο ήλιος είναι ένα αστέρι σαν «δισεκατομμύρια αστέρια που λάμπουν στον νυχτερινό ουρανό.

Έχοντας καθορίσει την απόσταση από τον Ήλιο, οι αστρονόμοι ήταν πεπεισμένοι ότι οι διαστάσεις του είναι πράγματι κολοσσιαίες. Αν και στον ουρανό η φαινόμενη διάμετρος του Ήλιου είναι ίση με τη σεληνιακή ή και ελαφρώς μικρότερη, η απόσταση από τον Ήλιο (149,6 εκατομμύρια km, ή 1 αστρονομική μονάδα) είναι 400 φορές η απόσταση της Σελήνης από τη Γη. Επομένως, όσες φορές ο Ήλιος πρέπει να είναι μεγαλύτερος από τη Σελήνη. Αν η σεληνιακή διάμετρος είναι 3,5 χιλιάδες χιλιόμετρα, τότε το μέγεθος του Ήλιου είναι 1400 χιλιάδες χιλιόμετρα, 109 φορές μεγαλύτερο από αυτό της Γης.

Μετρώντας την ποσότητα της ενέργειας που προέρχεται από τον Ήλιο και τη δύναμη του φωτός του, οι επιστήμονες βρήκαν τη θερμοκρασία της επιφάνειάς του, φτάνοντας τους 6000 °, και βεβαιώθηκαν ότι ο Ήλιος είναι μια γιγάντια μπάλα θερμού αερίου, σε μάζα (δηλ. ύλη) 330.000 φορές μεγαλύτερη από τη Γη και σχεδόν 7/10 φορές τη συνολική μάζα όλων των μεγάλων πλανητών.

Ο ήλιος παίζει καθοριστικό ρόλο σε όλες τις διεργασίες στη Γη και ως εκ τούτου η μελέτη του δεν είναι μόνο θεωρητική, αλλά και μεγάλης πρακτικής σημασίας.

Έχει δημιουργηθεί μια συνεχής υπηρεσία του Ήλιου, η οποία με τη βοήθεια οπτικών ηλιακών τηλεσκοπίων, καθώς και ραδιοτηλεσκοπίων, πραγματοποιεί παρατηρήσεις διεργασιών στην ηλιακή επιφάνεια. Σε εξέλιξη βρίσκεται η καταγραφή και η μελέτη ηλιακών κηλίδων – γιγάντων ηλεκτρομαγνητικών δίνων στην ηλιακή ατμόσφαιρα. Οι διαστάσεις τους μερικές φορές ξεπερνούν τις δεκάδες και εκατοντάδες χιλιάδες χιλιόμετρα. η ένταση των μαγνητικών πεδίων σε κηλίδες, που οι αστρονόμοι έχουν μάθει να μετρούν, συχνά ξεπερνά τις χιλιάδες gauss (το Gauss είναι μια μονάδα ισχύος του μαγνητικού πεδίου). Πάνω από τη φωτεινή επιφάνεια του Ήλιου - φωτόσφαιρα- Εντοπίζονται στρώματα από πιο σπάνια, θερμά αέρια χρωμόσφαιρα. Συχνά ανεβαίνουν από την επιφάνεια με τη μορφή προεξοχέςσε ύψος εκατοντάδων χιλιάδων χιλιομέτρων. Στη χρωμόσφαιρα και ακόμη και στα ανώτερα μέρη της ατμόσφαιρας του Ήλιου - ηλιακό στέμμα, καθαρά ορατή κατά τη διάρκεια ολικών εκλείψεων ηλίου, παίζουν μεγαλειώδεις ανεμοστρόβιλοι και καταιγίδες.

Αυτές οι διεργασίες ελέγχονται από ισχυρές ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις που προκύπτουν στην ιονισμένη ηλιακή ύλη - στο ηλιακό πλάσμα.

Οι ακτίνες του ηλιακού στέμματος είναι ρεύματα ηλιακής ύλης - σωματιδιακά ρεύματα, που αποτελούνται κυρίως από πυρήνες ατόμων (κυρίως από πυρήνες ατόμων υδρογόνου - πρωτόνια) και ηλεκτρονίων.

Οι εκρήξεις στον Ήλιο μελετώνται με ιδιαίτερη προσοχή, οδηγώντας σε εκλάμψεις υπεριώδους και ακτινοβολίας ακτίνων Χ, στην εκτίναξη ηλιακών σωματιδίων και τεράστιας ποσότητας σκληρών κοσμικών σωματιδίων. Πριν από περίπου 30 χρόνια, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι ο Ήλιος είναι πηγή ραδιοκυμάτων. Τώρα, σε πολλά παρατηρητήρια σε όλο τον κόσμο, ειδικά ραδιοτηλεσκόπια παρακολουθούν συνεχώς τον Ήλιο και καταγράφουν την ακτινοβολία του σε κύματα μέτρου, εκατοστών και χιλιοστών. Τα δεδομένα που λαμβάνονται με τη μορφή αρχείων αποκαλύπτουν μια εικόνα ισχυρών διεργασιών που λαμβάνουν χώρα στην ηλιακή επιφάνεια. Όταν συμβαίνουν γιγαντιαίες εκρήξεις σε περιοχές ηλιακών κηλίδων, οι αστρονόμοι μπορούν να προσδιορίσουν τις ταχύτητες της ηλιακής ύλης από εκρήξεις ραδιοεκπομπών, που φτάνουν δεκάδες, ακόμη και εκατοντάδες χιλιάδες χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο. Με ταχύτητα κοντά στην ταχύτητα του φωτός, τα σωματίδια των κοσμικών ακτίνων ορμούν. Προερχόμενα από ηλιακές εκρήξεις, γρήγορα κοσμικά σωματίδια διαπερνούν τον διαπλανητικό χώρο.

Η βασική αιτία της ηλιακής ακτινοβολίας και όλων των διεργασιών στον Ήλιο, προφανώς, είναι η ατομική (θερμοπυρηνική) ενέργεια που παράγεται μέσα στον Ήλιο. Σε θερμοκρασία 13-20 εκατομμυρίων βαθμών στα έγκατα του Ήλιου, το υδρογόνο μετατρέπεται σε ήλιο και απελευθερώνεται μέρος της ενδοατομικής ενέργειας. Αποδεικνύεται ότι είναι αρκετό για να διατηρήσει την υψηλή θερμοκρασία των αστεριών για εκατομμύρια και δισεκατομμύρια χρόνια.

Οι αστρονόμοι και οι φυσικοί εργάζονται σκληρά για να αποκαλύψουν τη φύση των ηλιακών εκλάμψεων. Μερικοί ερευνητές πιστεύουν ότι όταν η φορτισμένη ηλιακή ύλη (ιονισμένο αέριο) κινείται σε ένα μαγνητικό πεδίο, τα ρεύματα μπορούν να συμπιεστούν, οδηγώντας σε εκρήξεις. Ο ακαδημαϊκός V. A. Ambartsumyan παραδέχεται ότι οι εκρήξεις συμβαίνουν ως αποτέλεσμα της απελευθέρωσης ύλης από τις κεντρικές περιοχές, η οποία βρίσκεται σε υπερπυκνή «προαστρική» κατάσταση, στην επιφάνεια του Ήλιου. Η μετάβαση από μια κατάσταση υπερπυκνότητας σε μια κατάσταση συνηθισμένου αραιωμένου, θερμαινόμενου αερίου θα πρέπει να οδηγήσει σε εκρήξεις. Σε ορισμένα αστέρια, αυτές οι εκρήξεις παίρνουν την κλίμακα μεγαλεπήβολων κοσμικών καταστροφών.

Χωρίς να διευκρινίσουμε τη φύση των ηλιακών διεργασιών, είναι αδύνατο να κατανοήσουμε τα χαρακτηριστικά της Γης, καθώς ο Ήλιος παίζει καθοριστικό ρόλο στη ζωή της Γης και άλλων πλανητών που βρίσκονται πιο κοντά μας. Ο ήλιος εκπέμπει τεράστια ποσότητα φωτός, θερμότητα, ραδιοκύματα, φορτισμένα σωματίδια. Σε ένα δευτερόλεπτο, ο Ήλιος σπαταλά ενέργεια φτάνοντας τα εκατοντάδες δισεκατομμύρια δισεκατομμύρια κιλοβάτ, δηλαδή περισσότερο από χίλιες φορές περισσότερο από ό,τι θα μπορούσε να ληφθεί με την καύση όλων των αποθεμάτων άνθρακα που υπάρχουν στη Γη. Από αυτήν την ενέργεια, η Γη λαμβάνει μόνο ένα δύο δισεκατομμύριο μέρος, αλλά ακόμη και αυτό ανέρχεται σε δεκάδες χιλιάδες εκατομμύρια κιλοβάτ.

Η ζωή των φυτών και των ζώων υποστηρίζεται και αναπτύσσεται από την ενέργεια του Ήλιου. Ταυτόχρονα, οι διαδικασίες της ηλιακής δραστηριότητας - υπεριώδης ακτινοβολία από τον Ήλιο, σωματιδιακά ρεύματα που διαφεύγουν από την ηλιακή επιφάνεια - καθορίζουν πολλά χαρακτηριστικά φαινομένων στη Γη. Η κατάσταση των ζωνών ακτινοβολίας γύρω από τη Γη και οι διακυμάνσεις του μαγνητικού πεδίου της γης εξαρτώνται από αυτές. Ρεύματα σκληρής υπεριώδους ακτινοβολίας και φορτισμένων σωματιδίων ιονίζουν τα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιράς μας και καθορίζουν τις συνθήκες για τη διάδοση των ραδιοκυμάτων, τις συνθήκες για ραδιοεπικοινωνία στην επιφάνεια της γης.

Η διέγερση στην ανώτερη ατμόσφαιρα (ιονόσφαιρα) μεταδίδεται στα κατώτερα στρώματα, στην τροπόσφαιρα, όπου παίζονται όλα τα καιρικά φαινόμενα.

Ο γιγαντιαίος κύκλος του νερού που προκαλείται από την ηλιακή ενέργεια - η εξάτμιση των νερών των ωκεανών και η μεταφορά υδρατμών και σταγονιδίων νερού από τους ανέμους - εξαρτάται σε κάποιο βαθμό από τον ρυθμό της ηλιακής δραστηριότητας. Γι' αυτό ο 11ετής κύκλος της ηλιακής δραστηριότητας επηρεάζει την ανάπτυξη των δέντρων και των φυτών. Ωστόσο, δεν έχουν αποσαφηνιστεί όλες οι πτυχές αυτής της σύνδεσης μεταξύ των ηλιακών διεργασιών και των φαινομένων στη Γη. Και όχι μόνο αστρονόμοι, αλλά και γεωφυσικοί, ειδικοί στην ατμόσφαιρα και την υδρόσφαιρα, τον πάγο, τα επίγεια ρεύματα και άλλα φαινόμενα, καθώς και βιολόγοι, φυσικοί, ραδιοφυσικοί και εξερευνητές του διαστήματος μελετούν εντατικά όλες τις εκδηλώσεις ηλιακών επιρροών.

Ο πλανήτης μας Γη είναι αμίμητος και μοναδικός, παρά το γεγονός ότι πλανήτες έχουν επίσης ανακαλυφθεί γύρω από μια σειρά από άλλα αστέρια. Όπως και άλλοι πλανήτες στο ηλιακό σύστημα, η Γη που σχηματίζεται από διαστρική σκόνη και αέρια. Η γεωλογική του ηλικία είναι 4,5-5 δισεκατομμύρια χρόνια.Από την αρχή του γεωλογικού σταδίου, η επιφάνεια της Γης έχει χωριστεί σε προεξοχές της ηπειρωτικής χώραςκαι ωκεάνια χαρακώματα. Στο φλοιό της γης σχηματίστηκε ένα ειδικό γρανιτικό-μεταμορφωμένο στρώμα. Όταν απελευθερώθηκαν αέρια από τον μανδύα, σχηματίστηκε η πρωτογενής ατμόσφαιρα και η υδρόσφαιρα.

Οι φυσικές συνθήκες στη Γη αποδείχθηκαν τόσο ευνοϊκές ώστε με ένα δισεκατομμύριο χρόνιααπό το σχηματισμό του πλανήτη σε αυτόν εμφανίστηκε η ζωή.Η εμφάνιση της ζωής οφείλεται όχι μόνο στις ιδιαιτερότητες της Γης ως πλανήτη, αλλά και στη βέλτιστη απόστασή της από τον Ήλιο ( περίπου 150 εκατομμύρια km). Για πλανήτες πιο κοντά στον Ήλιο, η ροή της ηλιακής θερμότητας και του φωτός είναι πολύ μεγάλη και θερμαίνει τις επιφάνειές τους πάνω από το σημείο βρασμού του νερού. Πλανήτες πιο απομακρυσμένοι από τη Γη λαμβάνουν πολύ λίγη ηλιακή θερμότητα και είναι πολύ δροσεροί. Οι πλανήτες, των οποίων η μάζα είναι πολύ μικρότερη από τη γη, η δύναμη της βαρύτητας είναι τόσο μικρή που δεν παρέχει την ικανότητα να κρατήσει μια αρκετά ισχυρή και πυκνή ατμόσφαιρα.

Κατά τη διάρκεια της ύπαρξης του πλανήτη, η φύση του έχει αλλάξει σημαντικά. Η τεκτονική δραστηριότητα περιοδικά εντάθηκε, το μέγεθος και το σχήμα της γης και των ωκεανών άλλαζαν, κοσμικά σώματα έπεσαν στην επιφάνεια του πλανήτη και φύλλα πάγου επανειλημμένα εμφανίστηκαν και εξαφανίστηκαν. Ωστόσο, αυτές οι αλλαγές, αν και επηρέασαν την ανάπτυξη της οργανικής ζωής, δεν την διατάραξαν σημαντικά.

Η μοναδικότητα της Γης συνδέεται με την παρουσία ενός γεωγραφικού κελύφους που προέκυψε ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης της λιθόσφαιρας, της υδρόσφαιρας, της ατμόσφαιρας και των ζωντανών οργανισμών.

Στο παρατηρήσιμο τμήμα του διαστήματος, δεν έχει ανακαλυφθεί ακόμη ένα άλλο ουράνιο σώμα παρόμοιο με τη Γη.

Η Γη, όπως και άλλοι πλανήτες του ηλιακού συστήματος, έχει σφαιρικό σχήμα.Οι αρχαίοι Έλληνες ήταν οι πρώτοι που μίλησαν για τη σφαιρικότητα ( Πυθαγόρας ). Αριστοτέλης , παρατηρώντας τις σεληνιακές εκλείψεις, σημείωσε ότι η σκιά που ρίχνει η Γη στη Σελήνη έχει πάντα ένα στρογγυλεμένο σχήμα, το οποίο ώθησε τον επιστήμονα να σκεφτεί τη σφαιρικότητα της Γης. Με την πάροδο του χρόνου, αυτή η ιδέα τεκμηριώθηκε όχι μόνο από παρατηρήσεις, αλλά και από ακριβείς υπολογισμούς.

Στο τέλος 17ος αιώνας Νεύτωνας πρότεινε την πολική συμπίεση της Γης λόγω της αξονικής περιστροφής της. Μετρήσεις των μηκών των τμημάτων του μεσημβρινού κοντά στους πόλους και τον ισημερινό, που πραγματοποιήθηκαν στη μέση XVIII αιώνααπέδειξε την «απλότητα» του πλανήτη στους πόλους. Καθορίστηκε ότι Η ισημερινή ακτίνα της Γης είναι 21 km μεγαλύτερη από την πολική της ακτίνα.Έτσι, από τα γεωμετρικά σώματα, η μορφή της Γης μοιάζει περισσότερο από όλα ελλειψοειδές της επανάστασης , όχι μπάλα.

Ως απόδειξη της σφαιρικότητας της Γης αναφέρονται συχνά οι περίπλουτοι σε όλο τον κόσμο, η αύξηση της εμβέλειας του ορατού ορίζοντα με το ύψος κ.λπ. Αυστηρά μιλώντας, αυτά είναι μόνο αποδείξεις της διόγκωσης της Γης και όχι της σφαιρικότητας της .

Η επιστημονική απόδειξη της σφαιρικότητας είναι οι εικόνες της Γης από το διάστημα, οι γεωδαιτικές μετρήσεις στην επιφάνεια της Γης και οι σεληνιακές εκλείψεις.

Ως αποτέλεσμα των αλλαγών που πραγματοποιήθηκαν με διάφορους τρόπους, καθορίστηκαν οι κύριες παράμετροι της Γης:

μεσαία ακτίνα - 6371 χλμ.

ισημερινή ακτίνα - 6378 χλμ.

πολική ακτίνα - 6357 χλμ.

περιφέρεια του ισημερινού 40.076 χλμ.

επιφάνεια - 510 εκατομμύρια km 2;

βάρος - 5976 ∙ 10 21 κιλά.

Γη- ο τρίτος πλανήτης από τον Ήλιο (μετά τον Ερμή και την Αφροδίτη) και ο πέμπτος μεγαλύτερος μεταξύ των άλλων πλανητών του ηλιακού συστήματος (ο Ερμής είναι περίπου 3 φορές μικρότερος από τη Γη και ο Δίας είναι 11 φορές μεγαλύτερος). Η τροχιά της Γης έχει σχήμα έλλειψης. Η μέγιστη απόσταση μεταξύ της γης και του ήλιου είναι 152 εκατομμύρια χιλιόμετρα,ελάχιστο - 147 εκατομμύρια χλμ.

blog.site, με πλήρη ή μερική αντιγραφή του υλικού, απαιτείται σύνδεσμος προς την πηγή.

Περίληψη για το θέμα

"Η Γη είναι ένας πλανήτης στο ηλιακό σύστημα"

Η δομή και η σύνθεση του ηλιακού συστήματος. Δύο ομάδες πλανητών

Επίγειοι πλανήτες. Σύστημα Γης-Σελήνης

Γη

Αρχαίες και σύγχρονες εξερευνήσεις της Γης

Εξερευνώντας τη Γη από το διάστημα

Προέλευση της ζωής στη γη

Ο μόνος δορυφόρος της Γης είναι η Σελήνη

συμπέρασμα

Η δομή και η σύνθεση του ηλιακού συστήματος. δύο ομάδες πλανητών.

Σύμφωνα με τα φυσικά χαρακτηριστικά, οι μεγάλοι πλανήτες χωρίζονται σε δύο ομάδες. Ένας από αυτούς -οι πλανήτες της επίγειας ομάδας- είναι η Γη και παρόμοιοι Ερμής, η Αφροδίτη και ο Άρης. Ο δεύτερος περιλαμβάνει τους γιγάντιους πλανήτες: Δία, Κρόνο, Ουρανό και Ποσειδώνα. Μέχρι το 2006, ο Πλούτωνας θεωρούνταν ο μεγαλύτερος πλανήτης που απέχει περισσότερο από τον Ήλιο. Τώρα, μαζί με άλλα αντικείμενα παρόμοιου μεγέθους - γνωστούς από καιρό μεγάλους αστεροειδείς (βλ. § 4) και αντικείμενα που ανακαλύφθηκαν στα περίχωρα του ηλιακού συστήματος - συγκαταλέγεται στους νάνους πλανήτες.

2. Πλανήτες της γήινης ομάδας. Σύστημα Γης-Σελήνης

3. Γη.

Η Γη είναι ο τρίτος πλανήτης από τον Ήλιο στο ηλιακό σύστημα. Περιστρέφεται γύρω από το αστέρι σε μια μέση απόσταση 149,6 εκατομμυρίων km σε μια περίοδο 365,24 ημερών.

Η Γη έχει έναν δορυφόρο - τη Σελήνη, που περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο σε μέση απόσταση 384.400 km. Η κλίση του άξονα της γης προς το επίπεδο της εκλειπτικής είναι 66033`22``. Η περίοδος περιστροφής του πλανήτη γύρω από τον άξονά του είναι 23 ώρες 56 λεπτά 4,1 δευτερόλεπτα. Η περιστροφή γύρω από τον άξονά του προκαλεί την αλλαγή της ημέρας και της νύχτας και η κλίση του άξονα και η κυκλοφορία γύρω από τον Ήλιο - η αλλαγή των εποχών. Το σχήμα της Γης είναι ένα γεωειδές, περίπου ένα τριαξονικό ελλειψοειδές, ένα σφαιροειδές. Η μέση ακτίνα της Γης είναι 6371.032 km, ισημερινή - 6378,16 km, πολική - 6356.777 km. Η επιφάνεια του πλανήτη είναι 510 εκατομμύρια km², ο όγκος είναι 1.083 * 1012 km², η μέση πυκνότητα είναι 5518 kg / m³. Η μάζα της Γης είναι 5976 * 1021 kg.

Η γη έχει μαγνητικά και ηλεκτρικά πεδία. Το βαρυτικό πεδίο της Γης καθορίζει το σφαιρικό της σχήμα και την ύπαρξη της ατμόσφαιρας. Σύμφωνα με τις σύγχρονες κοσμογονικές αντιλήψεις, η Γη σχηματίστηκε πριν από περίπου 4,7 δισεκατομμύρια χρόνια από την αέρια ύλη που ήταν διάσπαρτη στο πρωτοηλιακό σύστημα. Ως αποτέλεσμα της διαφοροποίησης της ύλης, η Γη, υπό την επίδραση του βαρυτικού της πεδίου, υπό τις συνθήκες θέρμανσης του εσωτερικού της γης, προέκυψε και αναπτύχθηκε διαφορετική στη χημική σύνθεση, την κατάσταση συσσωμάτωσης και τις φυσικές ιδιότητες του κελύφους - τη γεωσφαίρα : πυρήνας (στο κέντρο), μανδύας, γήινος φλοιός, υδρόσφαιρα, ατμόσφαιρα, μαγνητόσφαιρα. Στη σύνθεση της Γης κυριαρχούν ο σίδηρος (34,6%), το οξυγόνο (29,5%), το πυρίτιο (15,2%), το μαγνήσιο (12,7%). Ο φλοιός της γης, ο μανδύας και το εσωτερικό μέρος του πυρήνα είναι στερεά (το εξωτερικό μέρος του πυρήνα θεωρείται υγρό). Από την επιφάνεια της Γης προς το κέντρο, η πίεση, η πυκνότητα και η θερμοκρασία αυξάνονται.

Η πίεση στο κέντρο του πλανήτη είναι 3,6 * 1011 Pa, η πυκνότητα είναι περίπου 12,5 * 103 kg / m³, η θερμοκρασία κυμαίνεται από 50000ºС έως 60000ºС.

Οι κύριοι τύποι του φλοιού της γης είναι ο ηπειρωτικός και ο ωκεάνιος· στη ζώνη μετάβασης από την ηπειρωτική χώρα στον ωκεανό, αναπτύσσεται ένας ενδιάμεσος φλοιός.

Το μεγαλύτερο μέρος της Γης καταλαμβάνεται από τον Παγκόσμιο Ωκεανό (361,1 εκατομμύρια km², 70,8%), η γη είναι 149,1 εκατομμύρια km² (29,2%) και σχηματίζει έξι ηπείρους και νησιά. Ανεβαίνει πάνω από το επίπεδο του παγκόσμιου ωκεανού κατά μέσο όρο 875 m (το υψηλότερο ύψος είναι 8848 m - Όρος Chomolungma), τα βουνά καταλαμβάνουν περισσότερο από το 1/3 της επιφάνειας της γης. Οι έρημοι καλύπτουν περίπου το 20% της επιφάνειας της γης, τα δάση - περίπου 30%, οι παγετώνες - πάνω από το 10%. Το μέσο βάθος του παγκόσμιου ωκεανού είναι περίπου 3800 m (το μεγαλύτερο βάθος είναι 11020 m - η τάφρο Mariana (γούρνα) στον Ειρηνικό Ωκεανό). Ο όγκος του νερού στον πλανήτη είναι 1370 εκατομμύρια km³, η μέση αλατότητα είναι 35 g/l. Η ατμόσφαιρα της Γης, η συνολική μάζα της οποίας είναι 5,15 * 1015 τόνοι, αποτελείται από αέρα - μείγμα κυρίως αζώτου (78,08%) και οξυγόνου (20,95%), το υπόλοιπο είναι υδρατμοί, διοξείδιο του άνθρακα, καθώς και αδρανές και άλλα αέρια. Η μέγιστη θερμοκρασία της επιφάνειας της γης είναι 570º-580º C (στις τροπικές ερήμους της Αφρικής και της Βόρειας Αμερικής), η ελάχιστη είναι περίπου -900º C (στις κεντρικές περιοχές της Ανταρκτικής). Ο σχηματισμός της Γης και το αρχικό στάδιο της ανάπτυξής της ανήκουν στην προγεωλογική ιστορία. Η απόλυτη ηλικία των πιο αρχαίων πετρωμάτων είναι πάνω από 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Η γεωλογική ιστορία της Γης χωρίζεται σε δύο άνισα στάδια: το Προκάμβριο, το οποίο καταλαμβάνει περίπου τα 5/6 του συνόλου της γεωλογικής χρονολογίας (περίπου 3 δισεκατομμύρια χρόνια) και το Φανεροζωικό, που καλύπτει τα τελευταία 570 εκατομμύρια χρόνια.

Πριν από περίπου 3-3,5 δισεκατομμύρια χρόνια, ως αποτέλεσμα της φυσικής εξέλιξης της ύλης, προέκυψε ζωή στη Γη και άρχισε η ανάπτυξη της βιόσφαιρας. Το σύνολο όλων των ζωντανών οργανισμών που το κατοικούσαν, η λεγόμενη ζωντανή ύλη της Γης, είχε σημαντικό αντίκτυπο στην ανάπτυξη της ατμόσφαιρας, της υδρόσφαιρας και του ιζηματογενούς κελύφους. Ένας νέος παράγοντας που έχει ισχυρή επιρροή στη βιόσφαιρα είναι η παραγωγική δραστηριότητα του ανθρώπου, ο οποίος εμφανίστηκε στη Γη πριν από λιγότερο από 3 εκατομμύρια χρόνια. Ο υψηλός ρυθμός αύξησης του πληθυσμού της Γης (275 εκατομμύρια άνθρωποι το 1000, 1,6 δισεκατομμύρια άνθρωποι το 1900 και περίπου 6,3 δισεκατομμύρια άνθρωποι το 1995) και η αυξανόμενη επιρροή της ανθρώπινης κοινωνίας στο φυσικό περιβάλλον έχουν θέσει τα προβλήματα της ορθολογικής χρήσης όλων των φυσικών πόρων και προστασίας της φύσης.

Οκτώ μεγάλοι πλανήτες με δορυφόρους περιστρέφονται γύρω από τον Ήλιο. Η Γη βρίσκεται σε μέση απόσταση 150 εκατομμυρίων km. από τον ήλιο. Ο ήλιος είναι το πιο κοντινό αστέρι σε εμάς.

Ο πλησιέστερος πλανήτης στον Ήλιο είναι 2,5 φορές πιο κοντά σε αυτόν από τη Γη και ο πιο απομακρυσμένος είναι 40 φορές πιο μακριά από αυτόν.

Μαζί με τον Ερμή, την Αφροδίτη και τη Γη, είναι μέρος της εσωτερικής (επίγειας) ομάδας πλανητών. Εξωτερική ομάδα - γιγάντιοι πλανήτες: Δίας,. Αυτοί οι πλανήτες είναι τεράστια σφαιρικά σώματα που αποτελούνται σχεδόν εξ ολοκλήρου από υδρογόνο και ήλιο. Ο Πλούτωνας (ανακαλύφθηκε το 1930) δεν μπορεί να εκχωρηθεί σε καμία από τις ομάδες.

Καταλαμβάνει την 5η θέση μεταξύ όλων των δορυφόρων σε μέγεθος και την πρώτη ως προς την αναλογία της μάζας του προς τη μάζα του πλανήτη. Η μάζα της Σελήνης είναι μόνο 81,3 φορές μικρότερη από τη μάζα της Γης.

Η γη έχει σφαιρικό σχήμα. Ως αποτέλεσμα της περιστροφής γύρω από τον άξονα, είναι ελαφρώς πεπλατυσμένο ("γεωειδές"). Εάν η Γη ληφθεί ως σφαίρα, τότε η ακτίνα της είναι 6371 km. Στην πραγματικότητα, ο πολικός ημιάξονας είναι 6356 m και ο ισημερινός - 6379 km. Το μήκος του ισημερινού είναι 40.000 χλμ.

Η Γη περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο σε κυκλική τροχιά, περνώντας τον σε 365 ημέρες - το χρόνο. Τον Ιανουάριο, είναι πιο κοντά στον Ήλιο παρά τον Ιούλιο. Η ταχύτητα της γήινης επανάστασης: όσο πιο μακριά από τον Ήλιο, τόσο πιο αργή είναι η ταχύτητα. Επομένως, στο βόρειο ημισφαίριο, ο χειμώνας είναι μικρότερος από το καλοκαίρι, και αντίστροφα, στο νότιο ημισφαίριο, το καλοκαίρι είναι μικρότερο.

Γύρω από έναν νοητό άξονα (αξονική κίνηση) από τα δυτικά προς τα ανατολικά, (στην ίδια κατεύθυνση στην οποία κινείται σε τροχιά), κάνοντας μια πλήρη περιστροφή σε 24 ώρες - την ημέρα. Ο άξονας περιστροφής είναι κεκλιμένος προς το επίπεδο της τροχιάς κατά 66,5 μοίρες. Οι κύριες συνέπειες της τροχιακής και αξονικής κίνησης της Γης είναι η αλλαγή της ημέρας και της νύχτας και η αλλαγή των εποχών.

Στα βόρεια του Αρκτικού Κύκλου (66,5 μοίρες βόρειο γεωγραφικό πλάτος) - μια πολική ημέρα που διαρκεί από τις 24 στον Αρκτικό Κύκλο έως έξι μήνες στον Βόρειο Πόλο. Στο νότιο ημισφαίριο στις 22 Ιουνίου σε όλα τα γεωγραφικά πλάτη, η ημέρα είναι μικρότερη από τη νύχτα και νότια του Ανταρκτικού Κύκλου (66,5 μοίρες Ν) - η πολική νύχτα. Κατά συνέπεια, στο βόρειο ημισφαίριο - καλοκαίρι, στο νότιο - χειμώνα.

Μετά το θερινό (22 Ιουνίου) ηλιοστάσιο, λόγω της κίνησης της Γης στην τροχιά της, στο βόρειο ημισφαίριο, το ύψος του Ήλιου σταδιακά μειώνεται, οι μέρες γίνονται μικρότερες και οι νύχτες μεγαλύτερες. Στο νότιο ημισφαίριο, αντίθετα, ο Ήλιος ανατέλλει ψηλότερα, οι μέρες επιμηκύνονται, οι νύχτες γίνονται μικρότερες. Η 22η Σεπτεμβρίου είναι η ημέρα της φθινοπωρινής ισημερίας, μετά την οποία το νότιο ημισφαίριο λαμβάνει όλο και περισσότερη ηλιακή θερμότητα και το βόρειο ημισφαίριο γίνεται όλο και λιγότερη. Στις 22 Δεκεμβρίου είναι το χειμερινό ηλιοστάσιο. Καλοκαίρι στο νότιο ημισφαίριο, χειμώνας στο βόρειο ημισφαίριο.

Στον ισημερινό, η μέρα είναι πάντα ίση με τη νύχτα. Η γωνία πρόσπτωσης των ακτίνων του ήλιου στην επιφάνεια (το ύψος του Ήλιου) αλλάζει πολύ λίγο κατά τη διάρκεια του έτους - η αλλαγή των εποχών δεν εκφράζεται.

Η αλλαγή της ημέρας και της νύχτας, η αλλαγή των εποχών καθορίζουν τους καθημερινούς και ετήσιους ρυθμούς στη φύση.