199 (641523), страница 2
Текст из файла (страница 2)
неправильні галактики не мають центральних ядер, в їх будові поки не знайдені закономірності. Це Велике і Мале Магелланови хмари, що є супутниками нашої Галактики. Вони знаходяться від нас на відстані в півтора разу більшому діаметра Галактики. Магелланови хмари значно менше нашої Галактики по масі і розмірам.
Існують і взаємодіючі галактики. Вони звичайно знаходяться на невеликих відстанях один від одного, зв'язані "мостами" з матерії, що світиться, іноді як би пронизують одна іншу.
Деякі галактики володіють виключно могутнім радіовипромінюванням, що перевершує видиме випромінювання. Це радіогалактики.
В 1963 р. почалися відкриття зіроподібних джерел радіовипромінювання – квазарів. Зараз їх відкрито більше тисячі.
Земля – планета Сонячної системи.
Сонячна система є групою небесних тіл, вельми різних за розмірами і фізичною будовою. До цієї групи входять: Сонце, дев'ять великих планет, десятки супутників планет, тисячі малих планет (астероїдів), сотні комети незліченна безліч метеоритних тіл, що рухаються як роями, так і виді окремих частинок. Всі ці тіла з'єднані в одну систему завдяки силі тяжіння центрального тіла – Сонця.
Сонячна система – ця дуже складна природна освіта, поєднуюча різноманітність становлячих її елементів з найвищою стійкістю системи як цілого.
По образному вислову До Е. Ціолковського, Земля – це колиска людства.
В певному плані Земля виділена самою природою: в Сонячній системі тільки на цій планеті існують розвинені форми життя, тільки на ній локальне впорядкування речовини досягло надзвичайно високого ступеня, продовжуючи загальну лінію розвитку матерії. Саме на Землі пройдений найскладніший етап самоорганізації, що знаменує глибокий якісний стрибок до вищих форм впорядкованості.
Відмінність планет земної групи від планет-гігантів очевидні. Але і серед найближчих сусідів Землі немає двох однакових планет: всі вони розрізняються розмірами, физико-хімічними параметрами, будовою надр і поверхонь, атмосферами і іншими характеристиками. Основними відмінності визначені початковими умовами формування планет – хімічним складом, густиною речовини в тих частинах протопланетного хмари, де ці планети формувалися, відстанню від Сонця, резонансними взаємодіями з іншими планетними тілами і Сонцем.
Прямі дослідження інших ближніх планет тільки початі. Проте, наявні відомості вже дозволяють проводити порівняльне вивчення зовнішніх оболонок Землі і інших планет Сонячної системи. На цій основі виник новий науковий напрям, названий порівняльною планетологією.
Земля – найбільша планета в своїй групі. Але навіть такі розміри і маса виявляються мінімальними, при яких планета здатна утримувати свою газову атмосферу. Земля інтенсивно втрачає водень і деякі інші легкі гази, що підтверджують нагляди за так званим шлейфом Землі. Венера майже рівна за розмірами і масою Землі, але вона ближче до Сонця і одержує від нього більше тепла. Тому вона давно втратила весь вільний водень. У решти двох планет цієї групи атмосфера або відсутня (Меркурій), або збереглася в дуже розрядженому стані (Марс).
Найближчі до Сонця планети – Меркурій і Венера – дуже поволі обертаються навкруги осі, з періодом в десятки-сотні земних діб. Повільне обертання цих планет, пов'язано з їх резонансними взаємодіями з Сонцем і один з одним. Земля і марс обертаються майже з однаковими періодами близько 24 ч. Земля і Венера також утворюють резонансну структуру. В цій групі планет тільки Венера має зворотне обертання (протилежне напряму обертання Сонця навкруги своєї осі), вона як би перекинута "вверх ногами" на своїй орбіті. Нарешті, тільки Земля в своїй групі має сильне власне магнітне поле, більш ніж на два порядки величини перевершуюче значення магнітних полів у інших планет.
Жодна з планет земної групи не має розвиненої системи супутників, що характерне для планет групи Юпітера. Планетоподобний супутник Землі – Місяць – близький за розмірами до планети Меркурій. Два супутники марса – Фобос і Деймос – мають неправильну форму, нагадуючи невеликі астероїди. Дотепер, як про походження Місяця, так і про походження супутників марса немає ясного уявлення.
Три з чотирьох планет земної групи володіють помітною атмосферою. Атмосфера кожної планети несе відбиток особливостей її розвитку. Атмосфера Землі кардинально відрізняється від атмосфер інших планет: в ній низький зміст вуглекислого газу, високий зміст молекулярного кисню і відносно великий зміст пари води. Дві причини створюють виділенність атмосфери Землі: вода океанів і морів добре поглинає вуглекислий газ, а біосфера насищає атмосферу молекулярним киснем, що утворюється в процесі рослинного фотосинтезу. Розрахунки показують, що якщо звільнити всю поглинену і зв'язану в океанах вуглекислоту, прибравши одночасно з атмосфери весь накопичений в результаті життєдіяльності рослин кисень, то склад земної атмосфери в своїх основних рисах став би подібний складу атмосфер Венери і марса.
Відносно малі розміри марса не дозволили йому утримати щільну атмосферу. Можливо, що раніше, коли йшли процеси активного виділення газів з надр планети, атмосфера марса була набагато щільніше, ніж тепер. Умови у його поверхні були більш м'які, без таких різких перепадів денних і нічних температур. В марсіанській атмосфері дуже мало пари води, відповідно відсутня хмарність. Але рухи розрідженої атмосфери часом досягають такої сили, що в загальнопланетному масштабі виникають могутні пилові бурі, що піднімають маси піску на висоту багатьох кілометрів. Тоді поверхня планети надовго ховається за непроникною завісою.
В атмосфері Землі насичені водяні пари створюють хмарний шар, що охоплює значну частину планети. Хмари Землі входять найважливішим елементом в системі гідросфера-атмосфера-суша.
Рельєфи поверхні Землі і двох найближчих до неї планет істотно різні, що пояснюється, перш за все, відмінностями вулканічних і геологічних процесів на кожній з них. Вважають, що тектонічна активність може служити мірилом рівня життєздатності планети в цілому. Скорочення, а тим більше припинення такої діяльності розглядається як ознака вмирання планети, завершення циклу її еволюційного розвитку. Адже суть такого розвитку – активний обмін речовиною і енергією між надрами і поверхнею планети, в ході якої формуються і підтримуються атмосфера, гідросфера і пануючі типи рельєфу поверхні. З припиненням тектонічної діяльності планета перетворюється на мертве небесне тіло, на якому переважають процеси деградації.
На Землі тектонічні процеси активно протікають і в наші дні, її геологічна історія далека від завершення. Палеонтологи затверджують, що в епоху ранньої молодості Землі її тектонічна активність була ще вище. Сучасний рельєф планети склався і продовжує видозмінюватися під впливом сумісної дії на її поверхні тектонічних, гідросферних, атмосферних і біологічних процесів. На інших планетах таке поєднання чинників відсутнє.
Рельєф земної поверхні в цілому характеризується глобальною асиметрією двох півкуль (північного і південного): одне з них є гігантським простором, заповненим водою. Це океани, що займають більше 70% всієї поверхні. В іншій півкулі зосереджені підняття кори, створюючи континенти. Океанічна і континентальна різновиду кори розрізняються і по віку, і по хіміко-геологічному складу. Рельєф океанічного дна відмінний від континентального рельєфу.
Систематичні дослідження морського і океанічного дна стали можливі лише в саме останнім часом. Вони вже привели до нового розуміння глобального характеру тектонічних процесів, що відбуваються на Землі. Середня глибина світового океану близька до 4 км, окремі западини досягають в три рази більшої глибини, а окремі конуси значно підносяться над поверхнею води. Головна визначна пам'ятка океанічного рельєфу – глобальна система серединних хребтів, що пнулася на десятки тисяч кілометрів. Уздовж їх центральних частин протягнулися розломи, так звані рифтові зони, через які з мантії на поверхню виходять свіжі маси речовини. Вони розсовують океанічну кору, формуючи її в процесі безперервного оновлення. Вік океанічної кори не перевищує 150 млн. років. Інша характерна особливість процесу – існування зон субдукції, де океанічна кора занурюється під одну з острівних дуг (наприклад, під курильську, Маріанськую та ін.) або під край континенту. Зони субдукції характеризуються підвищеною сейсмічною і вулканічною діяльністю.
Рельєф континентальної частини планети більш різноманітний: рівнини, піднесеності, плато, гірські хребти і величезні гірські системи. Окремі ділянки суші лежать нижче за рівень океану (наприклад, район Мертвого моря), окремі гірські вершини підняті над його рівнем на 8-9 км. Згідно сучасним переконанням, континентальна кора разом з підстилаючими шарами мантії утворює систему літосферних континентальних плит. На відміну від літосфери океанів континентальні плити мають дуже стародавнє походження, їх вік оцінюється в 2,5-3,8 млрд. років. Товщина центральної частини деяких континентальних плит досягає 250 км.
На межах літосферних плит, званих геосинкліналіями, відбувається або стиснення, або розтягування кори, що залежить від напряму місцевого горизонтального зсуву плит.
Попередні підсумки порівняльного зіставлення Землі, Венери і марса можна сформулювати так:
ні на Венері, ні на марсі немає навіть найпростіших форм життя. Залишається відкритим питання про можливе існування якихось форм життя на марсі у віддаленому минулому.
тільки на Землі існує могутня гідросфера, що сформувалася одночасно з планетою. На марсі у минулому імовірно існував різновид гідросфери, на Венері її швидше за все ніколи не було.
в сучасну епоху тільки Земля залишається "живою" планетою, геологічний розвиток якої продовжується і проявляє себе, зокрема, в активній тектонічній діяльності. Марс і Венера у минулому пройшли через період бурхливої сейсмічної і вулканічної активності, але на марсі вона припинилася декілька стільників мільйонів років, а на Венері – більше мільярда років тому. Обидві ці планети, швидше за все, завершують або вже завершили цикл свого еволюційного розвитку.
Численні ознаки говорять про те, що процеси в надрах землі протікали і продовжують протікати інакше, ніж у Венери і марса. На це указують такі чинники, як існування континентальної кори з гранітними породами, явно виражені літосферні плити з їх переміщеннями під дією глибинних процесів, існування у Землі щодо могутнього магнітного поля.
Успіхи науки і техніки зробили доступним пряме вивчення планет Сонячної системи, відкривши принципово нові можливості для порівняльного пізнання нашої власної планети. Тим самим відкрита нова сторінка в збагненні навколишнього нас світу, але на ній поки записані лише перші рядки. Все ще залишається невирішеним питання: що виділило Землю серед сімейства планет одного з нею типу так, що вона змогла стати обителлю життя? Пошук відповіді на це питання може проходити тільки на шляхах руху від приватного до загального, від планети Земля з існуючим на ній життям до усвідомлення космічної природи життя – цієї найважливішої ланки самоорганізації речовини в процесі розвитку матерії.
Будова Землі
Численні науки про Землю і її складові частини в недавньому минулому розвивалися фактично незалежно один від одного. Тепер з'явилася усвідомлена необхідність розглядати планету як єдину систему, як цільне природне тіло, якому властиві свої внутрішні закони розвитку. Швидкому упровадженню такого уявлення в свідомість людей сприяла видатна подія нашого часу – вихід людини в ближній космос. Це дозволило вперше поглянути на Землю ззовні, побачити її відразу всю цілком, наочно переконатися в загальнопланетних масштабах більшості атмосферних і поверхневих явищ, в тісному взаємозв'язку всіх зовнішніх земних сфер – суші, води, повітря і біосфери. Картина виявилася вражаючою.
Сукупність складаються на основі солідної матеріальної бази, у вигляді накопичених фактів, уявлень вимагає розглядати нашу планету не тільки як єдине природне тіло, але і як систему, розвиток якої ініціюється протиборством двох фундаментальних природних тенденцій – прагненням до руйнування впорядкованості і прагненням до утворення все більш впорядкованих систем, що самоорганізовується.
Більшість приватних наук про Землю складає науки про її поверхню, включаючи атмосферу. Кольська надглибока свердловина - на сьогоднішній день найглибша на Землі –12-15 км. З глибин приблизно до 200 км різними шляхами виноситься назовні речовина надр і виявляється доступним для дослідників. Відомості про більш глибокі шари здобуваються непрямими методами – заснованими на реєстрації характеру проходження сейсмічних хвиль різних типів через земні надра. Інша група методів грунтується на допущеннях про структуру і склад протопланетного хмари і на гіпотетичних припущеннях про процес формування в ньому планет. Виходячи їх цього, речовину метеоритів розглядають як реліктові залишки минулого, що відображають склад і структуру речовини протопланетного хмари в зоні формування планет земної групи. На цій основі робляться висновки про збіг речовини метеоритів певного типу з речовиною тих або інших шарів земних глибин. Речовина метеоритів час від часу випадає з космосу на Землю, і воно доступне прямому вивченню. Проте, висновки про склад земних надр, що спираються на дані про хіміко-мінералогічний склад випадаючих на Землю метеоритів, не вважаються надійними.
Зондування надр Землі сейсмічними хвилями дозволило встановити їх оболонкову будову і диференційовану хімічного складу. Розрізняють три головні концентрично розташовані області: ядро, мантія і кора. Ядро і мантія у свою чергу підрозділяються на додаткові оболонки, що розрізняються физико-хімічними властивостями. Ядро займає центральну область земного геоїда і розділяється на дві частини. Внутрішнє ядро знаходиться в твердому стані, воно оточено зовнішнім ядром, перебуваючому в рідкій фазі. Між внутрішнім і зовнішнім ядрами немає чіткої межі, їх розділяє перехідна зона. Про хімічний склад ядра судять по густині речовини в ньому і на підставі припущення, що склад ядра ідентичний складу залізних метеоритів. Тому внутрішнє ядро вважають тим, що складається із заліза (80%) і нікелю (20%). Відповідний сплав при тиску земних надр має температуру плавлення порядка 4 5000С. Згідно тим же уявленням, зовнішнє ядро містить залізо (52%) і евтектику (рідка суміш твердих речовин), утворювану залізом і сіркою (48%). Не виключається невелика домішка нікелю. Температура плавлення такої суміші оцінюється приблизно 32000С. Щоб внутрішнє ядро залишалося твердим, а зовнішнє рідким, температура в центрі землі не повинна перевищувати 4 5000С, але і не бути нижче 32000С. Є і інші оцінки температури в центрі Землі, що дещо розходяться з приведеними і носячи гаданий характер.
З рідким станом зовнішнього ядра пов'язують уявлення про природу земного магнетизму. Магнітне поле Землі мінливе, з року в рік міняється положення магнітних полюсів. палеомагнітні дослідження характеру магнітного поля планети у далекому минулому, засновані на вимірюваннях залишкової намагніченості земних порід, показали, що, наприклад, протягом останніх 80 млн. років мало місце не тільки зміна напруженості поля, але і багатократне систематичне перемагнічування, в результаті якого північний і південний магнітні полюси мінялися місцями. В періоди зміни полярності наступали моменти повного зникнення магнітного поля. Отже, земний магнетизм не може створюватися постійним магнітом за рахунок стаціонарної намагніченості ядра або якоїсь його частини. Припускають, що магнітне поле створюється процесом, названим ефектом динамо-машини з самозбудженням. Роль ротора (рухомого елемента) динамо може грати маса рідкого ядра, що переміщається при обертанні Землі навкруги своєї осі, а система збудження утворюється струмами, що створюють замкнуті петлі усередині сфери ядра.
Густина і хімічний склад мантії, за даними сейсмічних хвиль, різко відрізняються від відповідних характеристик ядра. Мантію утворюють різні силікати (з'єднання, в основі яких кремній). Передбачається, що склад нижньої мантії подібний складу кам'яних метеоритів, хондритів.
Верхня мантія безпосередньо пов'язана з самим зовнішнім шаром – корою. Вона вважається кухнею, де готуються багато складаючих кору порід і їх напівфабрикати. Вважають, що верхня мантія складається з оливина (60%), піроксена (30%) і польового шпату (10%). В певних зонах цього шару відбувається часткове плавлення мінералів, і утворюються лужні базальти – основа океанічної кори. Через рифтові розломи середньоокеанічних хребтів базальти поступають з мантії на поверхню Землі. Але цим не обмежується взаємодія кори і мантії. Крихка кора, що має високий степінь жорсткості, разом з частиною підстилаючої мантії утворює особливий шар завтовшки близько 100 км, званий літосферою. Цей шар спирається на верхню мантію, густина якої помітно вище. Верхня мантія володіє особливістю, що визначає характер її взаємодії з літосферою: по відношенню до короткочасних навантажень вона поводиться як жорсткий матеріал, а по відношенню до тривалих навантажень – як пластичний. Літосфера створює постійне навантаження на верхню мантію і під її тиском підстилаючий шар, званий астеносферою, проявляє пластичні властивості, літосфера "плаває" в ньому. Такий ефект називають ізостазією.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
