|
||||||
|
|
||||||
|
||||||
(495)
В целом же время роста определяется заключительной стадией упорядоченного роста, когда все тела увеличиваются сообразно своим гравитационным сечениям. Оценка длительности роста (98% массы Земли за 108 лет) сохранилась, она подтверждается и динамическими расчетами, и данными изотопной геохимии. Рост Земли и других планет земной группы происходил в основном уже при отсутствии газовой части допланетного облака, на что указывает состав этих планет. Атмосферы и гидросферы должны были выделиться на них при дегазации и дефлюидизации первоначально твердых планетезималей, в том числе и ледяных, забрасываемых с периферии Солнечной системы возмущениями планет-гигантов. По величине углов наклонов осей вращения планет к оси эклиптики оценены размеры крупнейших тел, падавших на планеты в процессе роста. Для Земли достаточно падения тел в одну тысячную долю ее массы, для Урана - тела с массой равной массе Земли. Позднее сотрудниками ОИФЗ А.В. Витязевым и Г.В. Печерниковой предел массы для крупнейших тел, падавших на Землю, был увеличен до одной сотой массы Земли, т.е. примерно до массы Луны. Важнейшей задачей планетной космогонии О.Ю. Шмидт считал изучение начального состояния Земли и планет на основе данных о способе их образования. Известно, что не только О.Ю. Шмидт, но и В.И. Вернадский, Г.К. Юри, И.С. Шкловский, В.В. Белоусов, А.С. Монин и другие выдающиеся ученые полностью отвергали представление об образовании Земли из раскаленного газового сгустка. Земля не могла быть также расплавленной жидкой "каплей". По идее О. Ю. Шмидта, Земля формировалась из твердых холодных тел и вначале была холодной. Сейчас, после проделанных расчетов начальной температуры Земли, можно сказать, что наша планета никогда не была полностью расплавленной, а ее недра стали горячими уже в процессе роста. Наибольший вклад в первоначальный нагрев Земли давали удары крупнейших допланетных тел, энергия которых не полностью излучалась поверхностью, а частично накапливалась на глубине гигантских ударных кратеров в сотни и даже тысячи километров. Эти удары, кроме того, создавали первичные неоднородности в строении верхней мантии Земли. Дополнительными источниками разогрева Земли служили тепло радиоактивных источников и сжатие недр под давлением вышележащих слоев. К концу аккумуляции в верхней мантии Земли уже должны были находиться разогретые очаги с температурой порядка 1500 К, в которых происходило плавление силикатных пород и шел процесс сегрегации железа в земное ядро. При этом поверхность Земли никогда не разогревалась выше 350 К. Решающим тестом для теории образования планет служит объяснение происхождения планет-гигантов Юпитера и Сатурна, заключающих в себе 92 % массы всей планетной системы и состоящих в основном из водорода и гелия. Планеты должны были поглотить газы из допланетного диска до того, как ультрафиолетовое и корпускулярное излучение Солнца рассеяло их в пространстве, т.е. за время порядка 107 лет. Наиболее скорый способ - это распад газового диска на сгустки вследствие гравитационной неустойчивости и последующее сжатие этих сгустков в планеты. Ее эксцентриситет в настоящее время равен 0,017, что согласуется с участием в аккумуляции Земли крупных тел вплоть до лунной массы, но не марсианской. Подсчет В.С. Сафронова и А.М. Фридмана показал, что при мегаимпакте эксцентриситет орбиты Земли был бы в 5 - 10 раз больше. Наконец, гипотеза мегаимпакта придумана специально для Луны, хотя, по мнению Д. Стивенсона, наилучшим "кандидатом" на такое происхождение служит система Урана с его спутниками. Не исключено, что сильный наклон оси Урана к оси эклиптики вызван ударом тела с массой, сравнимой с массой Земли, и следствием такого удара могло быть образование диска в одной плоскости с экватором Урана. Идентичность химического состава Урана и его спутников могла бы стать подтверждением этой идеи, но достоверных данных об этом пока нет. Гипотеза коаккреции носит более универсальный характер. Спутники должны были появиться у всех четырех планет земной группы. Исчезновение спутников Венеры и Меркурия объясняется тем, что вращение этих планет сильно замедлено солнечными приливами, и их спутники, испытывая приливное воздействие своих планет, должны были приблизиться к ним и выпасть на поверхность. Особое место, которое занимает Луна среди спутников по величине ее орбитального углового момента, - также результат приливной эволюции. В прошлом Луна находилась в несколько раз ближе к Земле, а Земля вращалась быстрее, чем сейчас, так что соотношение моментов в системе Земля - Луна было иным. Луна на много порядков массивнее, чем спутники Марса. Масса Марса равна всего 0.1 МЕ, но модель коаккреции как раз предсказывает сильную нелинейную зависимость массы спутников от массы планеты. Наконец, газопылевые аккреционные диски вокруг растущих планет-гигантов можно считать аналогами околопланетных роев, состоящих из двух компонентов. Систему спутников Юпитера часто сравнивают с миниатюрной Солнечной системой. Регулярный характер орбит галилеевых спутников и четырех малых спутников, обращающихся вблизи Юпитера, говорят об их образовании из газопылевого диска, хотя спутники не содержат легких газов. Их состав варьирует от безводного каменистого у Ио и малых спутников к каменистой Европе с ее ледяным покрытием в десятую долю массы и к смешанному составу Ганимеда и Каллисто, у которых примерно поровну льда и силикатов. Еще по наземным наблюдениям было известно закономерное убывание плотности спутников с расстоянием от Юпитера, и это правильно понималось как результат прогревания зоны спутников его излучением. Ранний Юпитер уподоблялся маленькому Солнцу. Космические исследования укрепили эту точку зрения, дав точные определения плотностей и химического состава спутников. В сочетании с моментами инерции эти данные позволяют сегодня уже строить вполне реальные многослойные модели внутреннего строения галилеевых спутников! Прообраз газопылевого диска Юпитера приходится создавать теоретически, на основании данных о массах спутников и в предположении о единстве состава диска и Юпитера, опираясь при этом на существующие модели аккреционных дисков у молодых звезд и Солнца. Масса диска могла достигать 10 МЕ, с учетом водорода и гелия; значительная часть этой массы выпала на Юпитер и рассеялась в пространство. Прямое вращение диска обусловливалось угловым моментом, которым обладал объем газа, забираемый из допланетного облака. Е. Л. Рускол, доктор физико-математических наук, Объединенный институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН Более полувека назад академик О.Ю. Шмидт назвал центральной задачей планетной космогонии исследование происхождения планет и спутников. С тех пор изучение Солнечной системы неизмеримо расширилось и обогатилось фактическими данными. Были открыты газово-пылевые диски у многих молодых звезд солнечной массы, а у некоторых звезд и планетоподобные спутники. И все же основные положения теории Шмидта, развитые его учениками и последователями, сохраняют силу как динамически обоснованный сценарий образования Земли и планет, а также спутников и других малых тел Солнечной системы. Происхождение планет Согласно современным представлениям, планеты и другие тела образовались в газово-пылевом протопланетном облаке, вращавшемся вокруг Солнца. Это облако должно было иметь форму диска. В последнее десятилетие газово-пылевые диски открыты у многих молодых звезд типа Т Тельца и у некоторых звезд главной последовательности (Земля и Вселенная, 1995, № 6). Массы дисков варьируют от одной тысячной до одной-двух десятых массы звезды, а размеры - от нескольких десятков до сотен астрономических единиц. Ранее, 50 лет назад, образ допланетного диска мог быть воссоздан лишь на основе данных о нашей собственной планетной системе, большие планеты которой принято делить на две группы: земного типа, состоящие из твердых каменистых пород, и газо-жидкие планеты-гиганты. Уже тогда было ясно, что диск не мог быть только пылевым и в его составе должны были преобладать водород и гелий, поскольку именно они доминируют на Юпитере и Сатурне. Все остальные элементы и соединения могли находиться в конденсированной (твердой) фазе и входить в состав твердых частиц и тел, в зависимости от температуры, которая, главным образом, определялась расстоянием от Солнца. Минимальная масса диска была оценена в 0.01 М¤ (если добавить к фактической массе планет 0.0013 его массы недостающие легкие газы), но, с учетом выброса значительной части твердых тел с периферии, масса диска могла достигать 0.05 - 0.1 М¤. Исследования эволюции допланетного диска, организованные О.Ю. Шмидтом в Объединенном институте физики Земли, носящем сегодня его имя, на 10 - 15 лет опередили подобные исследования на Западе и в Японии. Шаг за шагом прослежены основные этапы превращения диска в систему планет. Было показано, что в диске не могли долго поддерживаться крупномасштабные турбулентные движения, в нем вследствие оседания пыли к центральной плоскости должен был образоваться пылевой субдиск. Найден критерий гравитационной неустойчивости для дисков конечной толщины с кеплеровским вращением, позволивший оценить первичные сгущения, на которые субдиск мог распасться. Затем исследовано взаимодействие этих сгущений, их уплотнение и превращение в рой твердых тел, который, согласно первоначальному замыслу О.Ю. Шмидта, и стал исходным материалом для планет. Время образования роя - относительно короткое, порядка 10 тыс. лет. Весьма важно было определить хаотические скорости твердых тел (планетезималей), накладывавшиеся на их упорядоченное кеплеровское движение вокруг Солнца, т.е. дисперсию скоростей. С тем чтобы противопоставить этой мутной волне невежества и новомодного суеверия разум и знание, профессор философии Пауль Куртц в конце 1976 года объединил вокруг себя группу ученых. "Мы должны везде, где это возможно, отрубать гидре голову",заявил его соратник Шп.-Де Камп. НЕКОТОРЫЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ АСТРОНОМИИ: МАТЕРИАЛ ДЛЯ РАЗМЫШЛЕНИЯ Земля - Солнце - Солнечная система - Космос. Мы легко и свободно пользуемся этими терминами. Право, можно подумать, что все это нам хорошо известно. Но не ошибаемся ли мы? Даже рискуя повторить некоторые школьные истины, стоит, пожалуй, совершить короткий экскурс в астрономию, с тем чтобы внести некоторую ясность и устранить путаницу хотя бы в терминологии. Наша Земля относится к Солнечной системе, которая включает 9 планет, вращающихся вокруг Солнца. Меркурий - наиболее близкая к Солнцу планета, далее по степени удаленности от Солнца следуют Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон. По поводу происхождения планет существует целый ряд гипотез: например, некоторые ученые предполагали, что однажды Солнце сблизилось с другой звездой и силы гравитации отторгли от него часть вещества; в дальнейшем в результате уплотнения оно превратилось в планеты В этом смысле мне повезло. Мой дед - легендарный охотник за голубыми тушканчиками на крошечной планете - спутнике Велле, сумел сколотить небольшой капиталец, который и завещал мне для оплаты моего образования. Я видел его фотографию: сильный старик. От него мне перешли не только деньги, но и огненные рыжие волосы, и глаза цвета зеленого бутылочного стекла... Итак, студенческие годы. В те далекие времена одни знания меня не удовлетворяли. Я был молод, полон энергии и желания делать что-нибудь важное, бороться с несправедливостью. И вот я попал в студенческую группу, пытавшуюся противостоять реакционной реформе университета. Цель была благородной, но теперь, с вершины лет, я ясно вижу, что, не попади я в нашу группу, меня бы без труда зацепила любая другая организация вплоть до страшной "военизированной молодежи" или "Борцов за твердый кулак". У меня не было своих убеждений, да и откуда им было взяться, когда с детства телевидение накачивает тебя дикой смесью из рекламы и боевиков? Я был, как любили тогда выражаться, примкнувшим
Версия подтвердилось в процессе сбора материала для доклада. «Переходная зона» действительно сдвинулась к центру планеты на 150 км. Ее толщина, при этом, уменьшилась со 100 км до 5 км (в результате изменения суперпозиции!). Этот опыт показал, что состояние «зеркал» ионосферы можно контролировать размещением ядер конденсации (спутников, ядерных зарядов) на орбитах, которые покажет имитационное моделирование. Согласно алгоритму сохранения симметрии приращений в условиях космоса ядерные взрывы должны конденсировать на себя массу среды и замыкаться в устойчивые волны. После надежного определения сфер отрицательных фаз замкнутых волн-оболочек концентрической структуры, несущей Землю, можно снять запрет на ядерные взрывы в космосе. Это самый эффективный способ оперативной коррекции состояния замкнутых волн космоса, но требующий точного мониторинга деформаций и точного моделирования процессов на уровне механизмов. Литература Русинов Ю.И. Планета Земля в поле волн вакуума. (2008). ХАОС В СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЕ? Как образовалась наша планетная система, написано в учебнике астрономии. Сначала было некое пылевое облако. Вращаясь, оно постепенно стало распадаться. Пылевые частицы стали формоваться во все более крупные комки, из которых в конце концов образовалось Солнце и окружающие его планеты, спутники, астероиды, кометы и т.д. Причем, какого именно диаметра образовались планеты и на каком расстоянии от светила - все это во многом определялось начальными условиями. Образуйся пылевой зародыш чуть подальше или чуть ближе -и на нашей родной планете были бы совсем иные температурные и прочие условия обитания. Ну, а что происходит с Солнечной системой ныне? Так ли она стабильна, как это может показаться человеку, живущему чрезвычайно короткий по планетарным понятиям промежуток времени? Ответить на такой вопрос взялись специалисты по компьютерному моделированию из Калифорнийского технологического института в Пасадене во главе с профессором Питером Вольтером. Для начала они выяснили, что строительство нашей системы если и завершено, то далеко не все остатки строительного мусора со стройплощадки убраны Хотя наземные астрономические наблюдения Венеры продолжают развиваться и поныне, основная информация об этой планете за последние два десятилетия была получена с космических аппаратов. Первым исследовательским аппаратом, направленным землянами к другой планете, стала советская автоматическая станция "Венера-1", стартовавшая 12 февраля 1961 года. Через три месяца она прошла на расстоянии около 100 тысяч километров от Венеры и вышла на орбиту спутника Солнца. Основными задачами станции "Венера-1" являлись проверка методов вывода космических объектов на межпланетную трассу, проверка сверхдальней радиосвязи и управления станцией, проведение физических исследований в космосе. В декабре 1962 года американский зонд "Маринер-2" пролетел на расстоянии 35 тысяч километров от Венеры, имея на борту радиометр сантиметрового диапазона, магнитометр и ряд приборов для исследования заряженных частиц в космической пыли. Магнитное поле не было обнаружено; по данным радиометра был сделан вывод, что радиоизлучение формируется в нижней атмосфере Венеры, а не в ионосфере, как это допускалось ранее. Большую часть времени планеты движутся в ту же сторону, что и Солнце (прямым движением). Но время от времени планеты изменяют прямое движение на иное, направленное в сторону, противоположную видимому годичному движению Солнца. Попятное продолжается от трёх недель (для Меркурия) до 4.5 месяцев (для Сатурна) и затем снова сменяется прямым движением, так что планета как бы описывает на небе петлю. Лишь в середине 16 в. великий польский учёный Николай Коперник высказал замечательную идею о том, что Земля вовсе не является центром мира, а обращается вокруг Солнца так же, как и другие планеты. Гениальная книга Коперника «Об обращении небесных сфер», вышедшая в 1543 г., в корне изменила представления об устройстве Солнечной системы и о движении планет и Земли. Рассматривая Землю как небесное тело, которое наряду с другими планетами обращается вокруг Солнца, Коперник своими трудами подготовил логический вывод о том, что не только характер движения, но и сама природа планет и Земли должна быть одинакова. Этот вывод был сделан выдающимся последователем Коперника итальянским мыслителем Джордано Бруно и подтверждён в результате телескопических открытий Галилея.
И планеты тоже должны были бы иметь одинаковый удельный момент количества движения, если бы они произошли согласно гипотезе Шмидта. А они имеют его весьма и весьма различным. Почему? Каким образом Меркурий передал свой избыток количества движения Плутону, а Венера, Земля и Марс - Нептуну или Урану и т. д.? Гипотеза Шмидта на этот вопрос ответа не дает. Неубедительно объясняется в гипотезе Шмидта и вопрос о закономерности в межпланетных расстояниях. По Шмидту, эти расстояния растут в арифметической прогрессии (почему?), но почему-то планеты земной группы имеют одну разность - 0,20, а дальние планеты - другую - 1,00. Гипотеза не объясняет, почему между Марсом и Юпитером образовалась брешь, в которой вместо пресловутой планеты Фаэтон обращается вокруг Солнца большое количество астероидов. Гипотеза не объясняет, почему Плутон так «близко» находится около Нептуна, что время от времени пересекает его орбиту. Шмидт пытается объяснить межпланетные расстояния с помощью удельного момента количества движения планет, но ведь последний сам требует своего объяснения. Юпитер - пятая от Солнца и самая большая по величине планета Солнечной системы. Юпитер более чем в два раза массивнее, чем все остальные планеты вместе взятые (он в 318 раз массивнее Земли). Орбита: 778 330 000 км (5,20 АЕ) от Солнца Диаметр: 142 984 км (экватор) Масса: 1.900е27 кг Юпитер (у греков - Зевс) - повелитель богов, правитель Олимпа и покровитель Римского государства. Зевс был сыном Кроноса (Сатурна). Юпитер - четвертый по яркости объект нашего неба (после Солнца, Луны и Венеры, но иногда Марс бывает более ярким). Он был известен с доисторических времен. Открытие Галилео в 1610 году четырех больших спутников Юпитера Ио, Европы, Ганимеда и Каллисто было первым открытием, показавшим, что может существовать иной центр движения, и не все тела движутся вокруг Земли. Это было главным доказательством в пользу гелиоцентрической теории Коперника о движении планет. Галилео вынуждали отречься от своих убеждений, и он был заключен в тюрьму до конца его жизни. Первым кораблем, летавшим к Юпитеру в 1973 году, был Pio eer 10, а позже это были Pio eer 11, Voyager 1, Voyager 2 и Ulysses. Космический корабль Galileo в настоящее время находится на постоянной орбите вокруг Юпитера и будет присылать получаемые данные по крайней мере еще следующие два года. Рефлексия Что новое и интересное вы узнали сегодня на уроке? Достигли ли мы поставленной цели? Что бы вы еще хотели узнать об этих планетах? Какие эмоции у вас к концу урока? Домашнее задание. Выставление оценок. Я думаю, что все вы со мной согласны, что ребята подошли творчески к созданию данных презентаций и заслужили высокие оценки. Оценки за тест «Планеты земной группы» узнаете на следующем уроке. А теперь откройте дневники и запишите домашнее задание. Изучить параграф 14, заполнить в тетрадях урок 14. Завершение урока. Решать загадки можно вечно. Вселенная ведь бесконечна. Спасибо всем нам за урок! А главное, чтоб был он впрок! Урок окончен! Спасибо за внимание! Проанализировав соотношение изотопов гафния и вольфрама в обломках метеоритов, образовавшихся из космической пыли, из марсианских метеоритов и земных камней, ученые пришли к новым оценкам (по старому примерно 60 млн.лет), согласующимся с компьютерными моделями. "Образование ядра, а следовательно, и планет, похожих на Землю, закончилось в первые 30 миллионов лет после рождения Солнечной системы", - заключил 30.08.2002г Торстен Клайн из Мюнхена (Германия). Возникновение жизни на Земле Примерно 3,8 млрд. лет назад возникли условия, благоприятные для возникновения жизни. По мнению американских исследователей, самое раннее из известных науке падений крупных метеоритов на Землю произошло 3 миллиарда 470 миллионов лет назад (с погрешностью не более плюс-минус 2-х миллионов лет по возрасту циркона - одного из самых стойких в природе минералов). Согласно подсчётам космический пришелец имел диаметр около 20-ти километров и вызвал на молодой планете катастрофические разрушения, включая, судя по всему, даже те трещины в земной коре, которые поныне делят её на тектонические плиты. Какую роль в их происхождении сыграло гравитационное поле Марса? Решение всех этих вопросов может дать вклад в понимание происхождение Фобоса и Деймоса, системы спутников Марса, других спутниковых систем. Список использованной литературы Информация Фотографии
|
РЕФЕРАТЫ
Молочный гриб можно использовать для похудения, восстановления микрофлоры, очищения организма