Реферат на тему: Планета земля

Оглавление:

У вас нет времени на реферат или вам не удаётся написать реферат? Напишите мне в whatsapp — согласуем сроки и я вам помогу!

В статье «Как научиться правильно писать реферат», я написала о правилах и советах написания лучших рефератов, прочитайте пожалуйста.

Собрала для вас похожие темы рефератов, посмотрите, почитайте:

Введение

Земля, третья по величине планета в Солнечной системе, видимая с Солнца. Земля принадлежит к группе земных планет, в которую также входят Меркурий, Венера и Марс. Землю часто сравнивают с этой группой, а также с Луной, потому что ее происхождение, структура и развитие одинаковы. В силу своих уникальных, пожалуй, единственных природных условий во Вселенной (хотя это сомнительно), Земля стала местом, где зародилась и развивалась органическая жизнь.

Возможно, самое странное, чего мы ожидаем от исследования Земли, это того, что мы осознаем свои собственные перспективы. Мы ищем ответ на этот вопрос: сможем ли мы пережить экологический кризис? Планета Земля уникальна по-своему. Земля была выбрана в качестве объекта исследования, потому что нас интересует тот факт, что планета Земля — единственная планета, на которой возможна жизнь. Основной целью работы является ознакомление людей, читающих эту работу, с планетой Земля. Потому что очень интересно узнать больше о месте, где мы живем.

В этой статье представлено много интересных фактов о Земле. Все начинается с истории. Когда образовалась земля, из чего она была сделана и почему? Почему на ней родилась жизнь? Какую роль играет Земля в Солнечной системе? Как он взаимодействует с другими своими объектами? Мы надеемся, что эта история сможет рассказать вам много интересного и заставит вас почувствовать, что изучать планету Земля очень интересно.

Общие сведения о Земле

Среднее расстояние от земли до солнца составляет 149,6 млн. км.

Наибольшее расстояние (в муниципалитете с 1 по 6 июля) от земли до солнца составляет 152,1 млн км.

Самое короткое расстояние (в перигелии от 1 до 5 января) от земли до солнца составляет 147,1 млн. км.

Период вращения Земли вокруг оси (относительно Солнца — средние солнечные сутки) — 24h3m56.555c.

Период вращения Земли вокруг оси (боковые сутки=23.93 часа) — 23ч56м4.091с.

Орбита земли вокруг солнца (тропический год, день) 365 24219.

Период обращения земли вокруг солнца (звездный год, день) — 365 25636.

Эксцентричность — 0,0167.

Длина орбиты Земли — 939,1 млн. км.

Средняя скорость орбиты Земли составляет 29,765 км/сек.

Средняя скорость экваториальной точки составляет 465 м/с).

Средняя скорость точки на широте из-за вращения Земли составляет 465 м/сек.

Температура поверхности от -55 до +70 градусов Цельсия..

Среднее наклонение эклиптики (плоскости орбиты) к экватору составляет 23o26’28.91″.

Экваториальный радиус Земли — 6378,160 м.

Полярный радиус Земли — 6356,777 м.

Сжатие земли — 1:298.25.

Длина экваториального круга — 400075,696 км.

Плоскостность экватора — 1:30000.

Масса земли 5.976. 1024 кг.

Средняя плотность земли составляет 5 518 г/м3.

Ускорение силы тяжести — 9,80665 м/с2

Объем земли — 1.083.1012 км3.

Поверхность земли — 510,2,106 км2.

Площадь суши — 149,1,106 км2.

Водная поверхность (Мировой океан) — 361,1,106 км2.

1 Космическая скорость (достигнута 4.10.1957) — 7.91 км/с.

2 Космическая скорость (достигнута 2.01.1959) — 11.19 км/сек.

Количество спутников — 1.

Период лунного кровообращения вокруг Земли (звездный месяц) 27.32166 дней.

Временной интервал между двумя последовательными лунными фазами (синодный месяц) 29.53059 суток.

Сезоны. Смена времен года на Земле обусловлена наклоном экватора (под углом 23.5°) к эклиптике — плоскости орбиты Земли вокруг Солнца. Зольства и равноденствия представлены в соответствии с сезонами в северном полушарии. Смена сезонов происходит на всех планетах, где наклон оси вращения к плоскости эклиптики отличается от 90°. Сезонные эффекты, такие как состояние полярных ледяных шапок, особенно заметны на Земле и Марсе.

Традиционно существует четыре сезона — весна, лето, осень и зима, но строгого разделения между ними не существует, и сезонные условия могут значительно варьироваться из года в год.

Начальный этап разведки Земли

Древнейшие картографические изображения Земли были созданы в Египте и Вавилонии в III-I тысячелетии до н.э. В VII веке до н.э. в Месопотамии были изготовлены карты на глиняных табличках. Чисто умозрительные представления об окружающем нас мире содержатся в источниках, оставленных народами Древнего Востока. В то время, однако, мифы и легенды во многом определяли представления о земле.

Ранняя античность (6-1 век до н.э.).

Самые большие достижения в этот период были сделаны учеными Древней Греции, которые пытались дать представление о Земле в целом. Первую попытку составить карту всей земли предпринял Анаксимандер, который считал, что земля — это цилиндр (окруженный небесной сферой), вокруг морского бассейна — земля, которая, в свою очередь, окружена кольцом воды. Одно из первых географических произведений — «Описание Земли» Гекатея Милетского — видимо, сопровождалось географической картой, на которой были изображены не только Европа и Азия, но и моря, известные древним грекам: Средиземное, Черное, Азовское, Каспийское, Красное. Гекейтеус впервые представил концепцию ойкумена. Между 350 и 320 гг. до н.э. Питей (Питайи) достиг берегов Западной Европы и открыл Британский и Ирландский острова. У него было правильное наблюдение за взаимосвязью между приливами в океане и движением Луны.

Предположение о сферической форме земли было, по-видимому, впервые сделано Пифагором. Опытные моряки, древние греки, убедились, что когда корабль приближался к наблюдателю, сначала были видны паруса, и только потом весь корабль, что указывало на сферичность планеты. Развивая эти идеи, Гераклит высказал идею вращения Земли вокруг своей оси. Аристотель в своей книге «О небе» в 340 г. до н.э. доказал сферическую форму Земли: во время лунных затмений Земля всегда отбрасывает на Луну круглую тень, а в северных регионах Полярная звезда находится выше горизонта, чем в южных. Оценив разницу в видимом положении полярных звезд в Греции и Египте, Аристотель рассчитал длину экватора, которая, однако, оказалась примерно вдвое больше реальной.

Впервые Эратошен достаточно точно определил диаметр земного шара, основываясь на простом опыте — разнице в высоте Солнца в городах Сиена и Александрия, которые лежат на одной полуденной линии, и расстоянии между ними. Измерение производилось во время летнего солнцестояния, расчетная длина диаметра всего 75 км отличалась от фактической длины. Геометрические принципы, которые он использовал, легли в основу измерений степени Земли. Почти все работы этого ученого не сохранились, они известны по работам более поздних греческих авторов.

Во II веке до н.э. древнегреческие ученые ввели понятия широты и долготы, разработали первые картографические проекции, показывающие сетку параллелей и меридианов, предложили методы определения взаимного расположения точек на поверхности Земли.

Древние ученые отмечали изменения земной поверхности с течением времени в результате воздействия воды и внутренних сил Земли, особенно вулканических процессов. Эти идеи впоследствии легли в основу геологических концепций Нептунизма и Плутонизма.

Поздняя античность (1-2 кубика).

В первые десятилетия I века утвердилась идея сферичности земли. Состояние знаний о мире вокруг этого времени характеризуется выдающимся произведением «Естественная история» Плиния Старшего в 37 книгах, содержащих информацию по географии, метеорологии, ботанике, минералогии, истории и искусству.

Своеобразным результатом географических знаний древнего мира является «География» Страбона в 17 книгах, в которой подробно описаны Кавказ и Боспорское царство. Книга задумывалась как практическое руководство для командиров, моряков и торговцев и поэтому содержала много повседневной и исторической информации. Страбон утверждал, что между западной оконечностью Европы и Восточной Азией, вероятно, есть несколько континентов и островов в неизвестном океане. Возможно, что это предположение Х было известно. Колумб.

Во втором веке. Птолемей в книге «География» дал краткое изложение географической информации, включая карту мира и 16 регионов Земли. Он уже предложил центральное положение Земли во Вселенной (геоцентрическая система мира). В этот период, помимо правильных представлений, основанных на открытиях, сделанных учеными, путешественниками и торговцами, распространялись легенды о неизвестных или исчезнувших районах и странах, таких как Атлантида.

Средневековье (конец 8-14 века).

В VIII-X веках викинги, которые вели завоевательные походы, открыли Гренландию и стали первыми европейцами, добравшимися до Северной Америки (так называемые Land Vinland, Marcland, Helulland). В IX-XI вв. исследования арабских ученых и путешественников (Масуди, Мукаддаси, Якуби) о странах, неизвестных европейцам, стали важным источником для изучения Востока. Буруни был первым в Ближнем Востоке предложить, что земля движется вокруг солнца. Он дал много интересных для своего времени топографических и географических наблюдений, а также геолого-минералогических данных. В 12-13 веках путешествия Плано Карпини и Марко Поло позволили нам получить картину Центральной, Восточной и Южной Азии.

Великие географические открытия (15 — середина 17 века).

Совершенствование океанической навигационной аппаратуры (компас, лагуна, астролябия), морских карт и потребность в новых торговых связях способствовали Великому географическому открытию. Результаты этих открытий окончательно прояснили вопрос о сферической форме Земли, который был определен путешествием Ф. Магеллана по миру в начале XVI в. Путешествия Г. Колумба, Васко да Гамы, А. Веспуччи и других мореплавателей по мировому океану, путешествия русских исследователей по Северной Азии позволили определить контуры континентов и описать большую часть земной поверхности, а также животный и растительный мир. В тот же период гелиоцентрическая мировая система, предложенная польским ученым Н. Коперником, ознаменовала начало новой эры в естествознании.

Фаза исследования на земле

Первый период (17 — середина 19 века).

Эта фаза характеризуется широким применением физических, математических и инструментальных методов. Открытие И. Ньютоном закона всемирного притяжения во второй половине 17 века привело к мысли о том, что Земля — это не идеальная сфера, а сфероид, сплющенный на полюсах. Исходя из предположений о внутреннем строении Земли и основываясь на законе гравитации, Ньютон и Гюйгенс дали теоретическую оценку величины сжатия земного сфероида и получили настолько различные результаты, что возникли сомнения в обоснованности гипотезы о земном сфероиде. Чтобы развеять их, Парижская академия наук в первой половине XVIII века направила экспедиции в циркумполярные районы Земли — в Перу и Лапландию, где были сделаны замеры степеней, подтвердившие представление о сфероидичности Земли и законе гравитации.

Р. Картес и Г. Лейбниц сначала изучали Землю как развивающееся космическое тело, которое сначала находилось в расплавленном состоянии, а затем охлаждалось и покрывалось твердой коркой. Расплавленная земля была обволакивана парами, которые затем утолщались и создавали мировой океан, вода которого частично стекала в подземные полости, создавая таким образом почву. Формирование гор на земле Р. Крюк, Г. В. Рихман и др. связано с землетрясениями или вулканической деятельностью. М.В. Ломоносов также объяснял образование гор «подземным теплом».

Открытия, исследования и идеи 17 — первой половины 19 века подготовили почву для возникновения комплекса геонаук. Одним из самых важных из них является, в частности, открытие У. Гильберта, что Земля в первом приближении является элементарным магнитом. Ломоносов предположил, что величина гравитации на поверхности Земли определяется внутренним строением планеты. Он одним из первых попытался измерить изменения в ускорении гравитации, и вместе с GV Richman изучал атмосферное электричество. В то же время была разработана маятниковая теория, на основе которой начали достаточно точно определять гравитацию, разработаны метеорологические приборы для измерения скорости ветра, осадков, влажности. А. Гумбольдт обнаружил, что напряжение земного магнетизма изменяется с широтой и уменьшается от полюса до экватора, и разработал идеи о естественном распределении растительности на земной поверхности (зонирование широты и высоты). Он одним из первых наблюдал магнитную бурю и обобщил данные о структуре Земли, собранные в первой четверти XIX в. Для изучения прохождения сейсмических волн на Земле Малле сделал первое искусственное землетрясение 1851 г. (взрыв пороха и наблюдение за распространением колебаний на поверхности ртути на корабле). В 1897 году Э. Вихерт на основании результатов исследования состава метеоритов и распределения плотности в глубине планеты определил металлическое ядро Земли и каменную оболочку. В этот период стало возможным определить относительный возраст пород по сохранившимся в них остаткам флоры и фауны, что впоследствии позволило установить геохронологический масштаб, провести палеореконструкции положения континентов и океанов в различные геологические периоды и изучить историю геологической эволюции Земли.

Второй период (середина — конец 19 века).

В то время углубление знаний о структуре нашей планеты происходило на основе развития магнитных, гравиметрических, сейсмических, электрических и радиометрических геофизических методов. Гипотеза договора была широко принята геологами. В 1855 году английский астроном Эйри сделал предположение о равновесном состоянии земной коры (изостази), которое было подтверждено в 20 веке изучением глубокого строения гор, когда было обнаружено, что более высокие горы имеют более глубокие корни.

Третий период (первая половина 20 века).

Начало века ознаменовалось большим прогрессом в освоении полярных регионов Земли. В 1909 ГОДУ. Фири достигла Северного полюса в 1911 году. Амундсен-Юг. Путешественники из Норвегии, Бельгии, Франции и России исследовали циркумполярные регионы, подготовили свои описания и карты. Позднее началось систематическое изучение этих регионов с помощью антарктических научных станций и дрейфующих обсерваторий «Северный полюс». В первой половине 20 века дальнейшее совершенствование геофизических методов и особенно сейсмологии позволило получить фундаментальные данные о глубинном строении Земли. В 1909 ГОДУ А. Мохорович выделил планетарную границу деления, которая является дном земной коры. В 1916 г. сейсмолог Б.Б. Голицын определил границу верхней мантии, а в 1926 г. Б. Б. Гутенберг установил существование сейсмического волновода (астеносферы). Тот же ученый определил положение и глубину границы между мантией Земли и ядром. В 1935 году Б. Рихтер ввел концепцию прочности при землетрясениях, которая была разработана совместно с Гутенбергом в 1941-45 годах по шкале Рихтера. Позднее на основе сейсмологических и гравиметрических данных была разработана модель внутренней структуры Земли, которая осталась практически неизменной и по сей день.

Начало XX века ознаменовалось появлением гипотезы, которая впоследствии будет играть ключевую роль в науках о Земле. Ф. Тейлор (1910), а затем А. Вегнер (1912) пришли к идее горизонтального сдвига континентов на большие расстояния (дрейф континентов), что было подтверждено в 1960-х годах после открытия глобальной системы срединно-океанических хребтов в океанах, охватывающей весь земной шар и достигающей суши местами (см. Систему Рифт-Мир). Было также установлено, что земная кора под океанами принципиально отличается от континентальной и что осадки на земле увеличиваются от хребтов к их периферии. Были нанесены на карту аномалии в магнитном поле морского дна, которые показывают удивительную симметричную структуру относительно осей хребтов. Все эти и другие результаты стали основой для возвращения к идеям дрейфа континентов, но уже в новой форме — тектонике плит, которая до сих пор является ведущей теорией в науках о Земле.

Значительный объем новой информации, в частности, о структуре атмосферы, был получен в результате исследований глобальных геофизических процессов в рамках Международного геофизического года (1957-58), проведенных учеными 67 стран.

Четвертый период (вторая половина ХХ века).

Развитие методов радиометрической датировки пород во второй половине 20 века позволило уточнить возраст планеты. Началось интенсивное развитие спутниковой геофизики. На основе спутниковых измерений исследована структура магнитосферы и выявлено наличие радиационных поясов вокруг Земли. В конце 1970-х годов геодезические спутники (GEOS-3), оснащенные высокоточными радиолокационными высотометрами, достигли значительного прогресса в исследовании геоида. Помимо спутниковой геодезии, были широко разработаны методы изучения атмосферных процессов со спутниковой метеорологии, что значительно повысило точность метеорологических прогнозов.

С 1968 года осуществляется международная программа глубоководного бурения в мировом океане, в рамках которой было пробурено около 2000 скважин и извлечено более 182 км керна. Это привело к значительному прогрессу в понимании тектонической структуры, палеокеанографии и седиментации океана. На континентах глубокая структура Земли изучается с помощью сверхглубокого бурения, которое в 1984 году достигло глубины более 12 км (сверхглубокое бурение «Коль»).

Для изучения максимальных глубин океана использовались обитаемые глубоководные аппараты. В 1960 году швейцарец Дж. Пиккар и американец Д. Уолш достигли дна Марианского впадины — самой глубокой точки мирового океана (11022 м) в батискафе «Триест». С 1980-90-х годов водолазные лодки с людьми на борту широко используются для геологических, гидрологических и биологических наблюдений в глубинах океана.

Геофизическая томография развивается с 1980-х и 1990-х гг. Сейсмические разрезы нижней и верхней мантии использовались для создания сейсмических профилей, которые вместе с геотермальными и другими геофизическими данными позволили качественно и количественно моделировать мантийно-конвекционное циркуляционное движение вещества мантии.

Запуски межпланетных космических аппаратов на Меркурий, Марс и Венеру, а также на более далекие планеты также позволили расширить знания о структуре и эволюции Земли благодаря сравнительным исследованиям планет (сравнительная планетарная наука). Полученные данные вместе с информацией о строении земной коры и глубоких недрах планеты послужили основой для разработки моделей эволюции Земли с момента ее выхода из протопланетного облака.

В последние годы больше внимания уделяется возможности защиты Земли от столкновений астероидов. Центр «Эймс» опубликовал данные за 2001 год о поиске околоземных астероидов. По состоянию на 28 января 2002 г. общее количество астероидов, проходящих мимо Земли, составило 1743, из которых 587 — больше 1 км. В 2001 году было обнаружено 433 малые околоземные планеты, 103 из которых имели размеры более 1 км. К началу октября 2002 г. было обнаружено почти 850 астероидов на расстоянии более 1 км. Из них 436 малых планет включены в список потенциально опасных для Земли (66 астероидов было включено в 2002 г. и 79 — в 2001 г. — рекордное число!)

К 1 февраля 2003 года было обнаружено около 2225 околоземных объектов размером от 10 до 30 км. Однако данные о точных физических размерах и составе доступны только для 300 объектов. Общее число объектов размером не менее одного километра в поперечном сечении, которые могут столкнуться с Землей, составляет, по оценкам, от 900 до 1230.

Открытый 23 февраля 1950 года, астероид диаметром 1,1 км может столкнуться с нашей планетой с вероятностью (1:300) через 877 лет и 11 месяцев 16 марта 2880 года, согласно расчетам его траектории. Конец света маловероятен, но он шокирует нашу планету, а число погибших будет исчисляться миллионами. Правда, у человечества еще есть время, чтобы подготовиться к этому захватывающему событию.

Список опасных небесных объектов можно найти на веб-сайте Лаборатории реактивного движения (ЛДЖ) в Пасадене (neo.jpl.nasa . gov/risk/). По состоянию на 4 апреля 2003 г. на Земле насчитывалось 37 астероидов с потенциальной угрозой. Самый опасный из них называется 2002 CU11, который пройдет вблизи нашей планеты 31 августа 2049 года на расстоянии до 6 тысяч километров (в худшем случае). Степень опасности оценивается по туринской шкале «1» (это, кстати, единственное небесное тело со степенью опасности, отличной от нуля по туринской шкале).

Форма, размеры и движение Земли

Земля лежит близко к эллипсоиду, сплющена на полюсах и вытянута в экваториальной зоне. Средний радиус Земли составляет 6371,032 км.

Земля движется со средней скоростью 29,765 км/с по эллиптической орбите вокруг Солнца, которая близка к круговой орбите на расстоянии в среднем 149,6 млн. км от Солнца. Период одного орбитального вращения составляет 365,24 солнечных дней.

Неравномерность движения солнца вдоль эклиптики:

Апогей 1-5 января, перемещается между звездами 61’/день.
Перигей в начале июля, движение 57’/день.

Вращение Земли вокруг собственной оси происходит со средней угловой скоростью 7.292115-10-5рад/с, что примерно соответствует временному интервалу 23 ч 56 мин 4.1 с. Ось вращения наклонена к плоскости эклиптики под углом 66° 33′ 39″ (примерно 23° 26″ наклонение между экваториальной плоскостью и эклиптикой с 1 января 1983 года, когда наклонение уменьшилось до 23° 26′ 29″). Влияние прецессии и нутации приводит к изменению от 21°55′ до 24°18′). Это наклонение и ежегодное вращение земли вокруг солнца ведут к изменению сезонов, которое очень важно для климата земли, и их собственное вращение вызывает изменение дня и ночи. Вращение Земли из-за приливно-отливного эффекта неуклонно замедляется (хотя и очень медленно — на 0.0015 с за столетие). Существуют также небольшие нерегулярные колебания продолжительности дня.

Положение географических полюсов меняется с периодом 434 дня с амплитудой 0,36». Существуют также небольшие сезонные колебания.

Поверхность земли

Площадь земной поверхности составляет 510,2 млн км2 , из которых около 70,8% приходится на океаны. Средняя глубина около 3,8 км, максимальная (Марианская впадина в Тихом океане) 11,022 км, объем воды 1370 млн. км3 и средняя соленость 35 г/л. Доля страны составляет 29,2%, и она образует шесть континентов или островов. Она поднимается в среднем на 875 м над уровнем моря; самая высокая возвышенность (гора Джомолунгма в Гималаях) — 8848 м.

Самая глубокая точка планеты становится глубже. В период с 1930 по 1999 год Мертвое море затонуло с 390 м до 414 м ниже уровня моря. Радиолокационные данные со спутников, которые наблюдали за регионом с 1992 по 1999 год, показали, что суша дрейфует в среднем примерно на 2 сантиметра в год, хотя в некоторых районах эта цифра составляет 6 сантиметров. Подводя итог изменениям, геологи и океанографы говорят, что вода выходит из Мертвого моря, в результате чего пористая порода высыхает и оседает под весом верхних слоев.

Горы покрывают более 1/3 поверхности суши. Пустыни занимают около 20% поверхности суши, саванны и светлые леса — около 20%, леса — около 30%, ледники — более 10%. Более 10% земли — сельскохозяйственные угодья. Большая часть северных территорий — вечная мерзлота. За последние 20 лет с начала детального освоения космоса, начиная с 1981 года, северное полушарие нашей планеты стало намного зеленее. Одной из возможных причин этого явления эксперты называют глобальное потепление. Если бы лед и снег на Земле растаяли, уровень Мирового океана поднялся бы более чем на 50 метров, что привело бы к затоплению огромных территорий.

Новый анализ данных, полученных со спутников НАСА до конца 2002 года, показывает, что площадь вечных льдов в Арктике сокращается со скоростью, значительно превышающей первоначальные оценки. В период с 1978 по 2000 год площадь ледяного покрова в Северном Ледовитом океане сократилась на 1,2 млн. км2 , что примерно равно площади Великобритании. Его скорость плавления составляет около 9% в десятилетие. Измерения последних лет показали, что скорость плавления составляет около 3% в десятилетие. В 2002 году ледяная шапка была самой маленькой ледяной шапкой, когда-либо наблюдавшейся. Сокращение поверхности ледниковой шапки Северного Ледовитого океана происходит на фоне тенденции повышения средней летней температуры воздуха в циркумполярных регионах в среднем на 1,2 градуса в течение десяти лет. Чукотское море и море Бофорта, север Канады и Аляска были районами с самыми высокими темпами таяния.

Последние исследования с помощью космических спутников показали, что с 1998 года диаметр Земли увеличился вдоль линии экватора, т.е. планета слегка сплющилась (расширение в экваториальной зоне). Ученые настолько запутались в этом феномене, что пока не могут дать четкого ответа о том, что происходит с нашей планетой и каковы связанные с этим риски.

В июле 2002 года специалисты NASA создали уникальную карту. Это самая точная и подробная карта современного мира. На ней в трехмерной графике показаны города, реки, горы, пустыни и океаны. Нажатием кнопки можно подняться на Эверест или посетить пустыню Сахара. И не конечная точка показывается сразу, а весь маршрут. Почти два года NASA работает над созданием этой карты после обработки на компьютере данных, полученных с топографического шаттла — более триллиона различных меток на поверхности Земли.

Химический состав

Масса земли составляет около 5,98×1024 кг. Общее количество атомов, составляющих Землю, составляет ≈1050 (см. Приложение 1). Он состоит в основном из железа (32,1%), кислорода (30,1%), кремния (15,1%), магния (13,9%), серы (2,9%), никеля (1,8%), кальция (1,5%) и алюминия (1,4%); другие элементы составляют 1,2%. В связи с массовой сегрегацией предполагается, что внутренняя часть состоит из железа (88,8%), небольшого количества никеля (5,8%) и серы (4,5%).

Геохимик Фрэнк Кларк подсчитал, что земная кора состоит чуть более чем на 47% из кислорода. Наиболее распространенными породообразующими минералами в земной коре являются почти исключительно оксиды; общее содержание хлора, серы и фтора в породах обычно составляет менее 1%. Наиболее важными оксидами являются оксид кремния (SiO2), оксид алюминия (Al2O3), оксид железа (FeO), оксид кальция (CaO), оксид магния (MgO), оксид калия (K2O) и оксид натрия (Na2O). Кремниевая кислота служит в основном в качестве кислой среды, образует силикаты; с ней связана природа всех важных вулканических пород. Из расчетов, основанных на анализе 1672 типов пород, Кларк сделал вывод, что 99,22% из них содержат 11 оксидов. Все остальные компоненты присутствуют в очень малых количествах.

Внутренняя структура земли

Основную роль в изучении внутреннего строения Земли играют сейсмические методы, основанные на изучении распространения упругих волн (как продольных, так и поперечных) в их толщине, которые генерируются сейсмическими явлениями — природными землетрясениями и взрывами. На основе этих исследований Земля условно разделена на три области: Корка, мантия и ядро (в центре) (см. приложение 2). Внешний слой, кора, имеет среднюю толщину около 35 км. Основные типы коры — континентальные (континентальные) и океанические; в переходной зоне от континента к океану имеется промежуточный тип коры. Толщина коры достаточно сильно варьируется: океаническая кора (с учетом водного слоя) имеет толщину около 10 км, в то время как толщина континентальной коры в десять раз больше.

Поверхностные отложения занимают слой толщиной около 2 км. Ниже — гранитный слой (на континентах толщина 20 км), а ниже — около 14 км (как на континентах, так и в океанах) базальтовый слой (нижняя кора). Средняя плотность: 2,6 г/см3 — поверхность земли, 2,67 г/см3 — гранит, 2,85 г/см3 — базальт.

На глубине около 35-2885 км простирается земная мантия, называемая также силикатной оболочкой. От коры ее отделяет резкая граница (так называемая мохоровская граница, или Мохо). Глубже этой границы скорость как продольных, так и поперечных упругих сейсмических волн и механическая плотность увеличиваются на скользком склоне. Плотность в земной мантии увеличивается с увеличением глубины примерно с 3,3 до 9,7 г/см3.

Последние исследования, проведенные в Гарварде на основе информации о более чем 300 тысячах землетрясений, произошедших в 1964-1994 годах, показали, что в центре Земли находится внутреннее ядро — около 600 километров в диаметре с температурой до 7500К.

Обширные литосферные плиты встречаются в коре и (частично) в мантии. Их многовековые сдвиги не только определяют дрейф континентов, что явно влияет на форму Земли, но и связаны с расположением сейсмических зон на планете. С планетарной точки зрения, поверхность Земли очень молода. Базальтовые скалы, образующие морское дно, одни из самых молодых. Щиты докембрия, занимающие около 10% поверхности, являются самыми старыми и близкими к покрытой кратерами поверхности других планет. Погодные процессы сгладили все следы кратеров, которые когда-то существовали на поверхности Земли.

Другая граница, обнаруженная сейсмическими методами (граница Гутенберга) — между мантией и внешним керном — находится на глубине 2775 км. На этой границе скорость продольных волн уменьшается с 13.6 км/с (в мантии) до 8.1 км/с (в ядре), а скорость поперечных волн уменьшается с 7.3 км/с до нуля. Последнее означает, что внешнее ядро жидкое. Согласно современным представлениям, внешнее ядро состоит из серы (12%) и железа (88%). Наконец, сейсмические методы на глубинах более 5120 км доказывают наличие твердого внутреннего керна, на долю которого приходится 1.7% массы Земли. Этот сердечник, вероятно, является железо-никелевым сплавом (80% Fe, 20% Ni).

Среди многих химических элементов, составляющих Землю, есть и радиоактивные. Их распад, а также гравитационная дифференциация (смещение более плотных веществ к центру и менее плотных к периферии планеты) приводят к генерации тепла. Температура в центральной части Земли составляет около 5000 °С. Максимальная температура поверхности составляет почти 60°C (в тропических пустынях Африки и Северной Америки), а минимальная температура — около -90°C (в центральной части Антарктиды).

Давление возрастает монотонно с глубиной от 0 до 3,61 GP. Тепло из недр земли переносится на поверхность посредством проводимости и конвекции.

Плотность в центре земли составляет около 12,5 г/см3.

АТМОСФЕР ЗЕМЛИ (от греч. atmos — пар и шар), воздушная среда вокруг Земли, которая вращается вместе с ней; масса — 5,15-1015 тонн. С точки зрения плотности атмосферы она занимает промежуточное положение между Венерой и Марсом. Она уникальна тем, что обладает большими запасами жидкой воды. Сложное взаимодействие между океаном, атмосферой и поверхностью планеты определяет энергетический баланс и температурный режим. Облачный покров обычно покрывает около 50% поверхности, а оставшееся в атмосфере тепло (парниковый эффект) увеличивает среднюю температуру более чем на 30 градусов.

Его состав на поверхности Земли: 78.1% азота, 21% кислорода, 0.9% аргона, в малых пропорциях углекислый газ, водород, гелий, неон и другие газы. Нижние 20 км содержат водяной пар (от 3% в тропиках до 2-10-5% в Антарктиде), который быстро уменьшается с высотой над уровнем моря. Углекислый газ является важнейшим микрокомпонентом атмосферного воздуха. Высокая концентрация кислорода (которая произошла около 2000 миллионов лет назад) является прямым результатом растительного мира. Наличие кислорода позволило сформировать в верхних слоях атмосферы озоновый слой (на высоте 20-25 км), который защищает поверхность планеты от ультрафиолетового излучения Солнца, вредного для жизни.

На высоте свыше 100 км доля легких газов увеличивается, и на очень больших высотах преобладают гелий и водород; некоторые молекулы разлагаются на атомы и ионы и образуют ионосферу. Давление и плотность воздуха в земной атмосфере уменьшаются с высотой над уровнем моря. В зависимости от распределения температур земная атмосфера делится на тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу и экзосферу. Неравномерное потепление способствует общей циркуляции атмосферы, что влияет на погоду и климат Земли. В атмосфере Земли есть электрическое поле.

Все виды свечения, встречающиеся в верхних слоях атмосферы Земли (ночное атмосферное свечение), за исключением теплового излучения, аурора бореалис, молнии и ярких следов метеоритов. Спектр ночного свечения колеблется от 100 нм до 22,5 мкм. Большая часть свечения происходит в слое толщиной 30-40 км на типичной высоте 100 км и представляет собой излучение с длиной волны кислорода 558 нм. Из космоса небесное сияние выглядит как зеленоватое кольцо света вокруг Земли.

ТОПОСПЕРА (от греч. tropos — вращение и сфера), нижний, фундаментальный слой атмосферы до высоты 8-10 км в полярных широтах, 10-12 км в умеренных и 16-18 км в тропических широтах. В тропосфере содержится более 1/5 атмосферной массы воздуха, сильно выражены турбулентность и конвекция, концентрируется большая часть водяного пара, образуются облака, развиваются циклоны и антициклоны — все процессы, происходящие здесь, играют решающую роль в формировании погоды на планете. Температура в тропосфере уменьшается с увеличением высоты над уровнем моря. Тропосфера сверху ограничена тропопаузой, что соответствует переходу к более стабильным условиям в стратосфере сверху.

СТРАТОСФЕР (от латинского слоя — слой и сфера), атмосферный слой над тропосферой от 8-10 км на высоких широтах и от 16-18 км вблизи экватора до 50-55 км. Стратосфера характеризуется повышением температур на высоте от -40°C (-80°C) до температур около 0°C, низкой турбулентностью, незначительным содержанием водяного пара и более высоким содержанием озона по сравнению с нижним и верхним слоями.

Озон (от греческого озона — запах), О3, аллотропическая модификация кислорода. Газ голубого цвета с резким запахом, кончик — 112°С, сильное окисляющее вещество. При высоких концентрациях он разлагается при взрыве. Он образуется из O2 во время электрического разряда (например, во время грозы) и под воздействием ультрафиолетового излучения (в стратосфере под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца). Большая часть O3 в атмосфере находится в виде озонового слоя на высоте от 10 до 50 км с максимальной концентрацией на высоте 20-25 км. Этот слой защищает живые организмы на Земле от вредного воздействия коротковолнового ультрафиолетового излучения Солнца. Он поглощает свет с длиной волны от 240 до 270 нм и сильно поглощает в диапазоне 200-320 нм, в то время как кислород в основном поглощает до 170 нм. Основной причиной появления озона на земле является молния. В промышленности О3 электрически разряжается в воздух. Они используются для дезинфекции воды и воздуха.

ИОНОСФЕРА, верхняя атмосфера в диапазоне от 50-85 км до 600 км, характеризуется значительным содержанием атмосферных ионов и свободных электронов. Атомы и молекулы в этом слое интенсивно ионизируются солнечным излучением, особенно ультрафиолетовым. Движение заряженных частиц по магнитным силовым линиям в полярные области на широтах от 60 до 75° приводит к образованию полярного сияния. Верхней границей ионосферы является внешняя часть магнитосферы Земли. Причиной усиления ионизации воздуха в ионосфере является разложение молекул атмосферных газов под действием ультрафиолетового и рентгеновского солнечного излучения и космических лучей. Ионосфера оказывает большое влияние на распространение радиоволн. Она состоит из мезосферы и термосферы.

ПОЛЬШАЯ СЯНЬ — быстро меняющиеся разноцветные узоры блеска, наблюдаемые время от времени в ночном или вечернем небе, обычно в районах высоких широт на Земле (как на севере, так и на юге). Зеленый и красный цвета соответствуют эмиссионным линиям атомов кислорода и молекул азота, возбужденных высокоэнергетическими частицами, идущими от Солнца. Полярное сияние происходит на высоте около 100 км.

Во время бореализма авроры в ионосфере происходят многочисленные процессы, такие как возмущения геомагнитного поля, электрические ионосферные токи и рентгеновские лучи. Гораздо больше энергии излучается в невидимых частях спектра, чем в видимом диапазоне. Возникновение аврора бореалиса связано с солнечным циклом, вращением Солнца, сезонными колебаниями и магнитной активностью.

Полярное сияние имеет несколько основных форм. Тихие дуги или полосы шириной в несколько десятков километров простираются с востока на запад на расстояния до 1000 километров. Полосы могут быть изогнуты в виде спирали или S-образной формы. Также можно увидеть лучи, идущие вдоль магнитного поля. Патчи аврор — это отдельные светящиеся участки неба, не образующие форм. Время от времени появляются обширные авроры в виде занавесок.

МЕСОСФЕРЕ расположен на высоте около 80-85 км, над которым наблюдаются серебряные облака (обычно на высоте около 85 км). Здесь температура уменьшается с высотой над уровнем моря и достигает -90°C в верхней границе (мезопауза).

Светлые голубоватые облака в летнем сумеречном небе. Они формируются в верхних слоях атмосферы на высоте около 80 км и имеют совершенно разные структуры.

Серые облака очень тонкие и рассеивают только малую часть солнечного света, падающего на них, так что их нельзя увидеть от земли ни в течение дня, ни в сумерках. Поскольку они появляются только летом, их невозможно увидеть на самых высоких широтах, где небо никогда не бывает достаточно темным. В то же время, серебряные облака — явление высоких широт, так как диапазон широт, в которых они практически наблюдаются, очень узок (от 50° до 65°). Облака образуются в результате присутствия ядер конденсации, в которых вода превращается в лед. Точно неизвестно, что это за ядра (ионы, вырабатываемые частицами солнечного ультрафиолета или микрометеорита). Основным условием появления серебряных облаков является достаточно низкая температура, которая должна быть около 120 К (-150 °С) на высоте 80-90 км. Облака образуются в результате воздушных потоков от одного полюса к другому и не зависят от высоты солнечного излучения. Существуют наблюдения, указывающие на то, что в последние десятилетия серебряные облака стали более частыми. Это связано с увеличением концентрации водяного пара в верхних слоях атмосферы за счет увеличения количества метана. Частота появления серебряных облаков меняется с обратным циклом солнечной активности.

ТЕРМОСФЕР — атмосферный слой над мезосферой с высот 80-90 км, где температура поднимается до высот 200-300 км, где достигает значений около 1500 К, после чего остается практически постоянным до больших высот.

EXOSPHERA (экзо… и сфера) (рассеянная сфера) — крайний слой атмосферы с высоты около 400-500 км, граничащий с межпланетной средой. В этих слоях плотность настолько мала, что очень мало столкновений между атомами, и атомы, движущиеся с большой скоростью, могут выйти из гравитационного притяжения планеты и улететь (улететь) в космос.

Наконец, на расстоянии более 1000 км, слой высокоплотной холодной плазмы (плазменная атмосфера). Плазменная атмосфера простирается на расстояния от 3 до 7 радиусов земли. Его верхняя граница (плазменная пауза) характеризуется сильным снижением плотности плазмы. Большинство частиц в плазменной атмосфере — это протоны и электроны. Газ настолько тонкий, что столкновения между молекулами уже не играют существенной роли, а атомы ионизируются более чем наполовину. На высоте около 1,6 и 3,7 радиуса имеется первый и второй радиационный пояс.

Поля земли

Гравитационное поле Земли точно описывается ньютоновским законом тяготения. Движение жидкостей, а также напряжения в твердых объектах, вызванные циклическими изменениями действующих на них гравитационных сил. Например, океанические приливы на Землю, которые каждый день задерживаются на 50 минут, вызваны изменением общего гравитационного действия Солнца и Луны, которые подвержены суточным, месячным и годовым колебаниям, обусловленным вращением Земли, орбитой Луны вокруг Земли и движением Земли вокруг Солнца. Деформация под действием приливных сил достигает 30 см, луна — 40 см, поверхность воды поднимается до 1 метра, в заливе Фапти (Атлантический океан) — до 18 метров.

Ускорение свободного падения над земной поверхностью определяется как гравитационными, так и центробежными силами, вызванными вращением Земли. Зависимость ширины ускорения свободного падения аппроксимируется формулой g = 9,78031 (1+0,005302 sin2 ) м/с2, где m — масса тела.

Магнитное поле над поверхностью земли состоит из постоянной (или относительно медленно изменяющейся) «главной» и переменной составляющих; последние обычно приписываются колебаниям магнитного поля. Наличие расплавленного металлического сердечника приводит к магнитному полю Земли и магнитосфере. Магнитосфера Земли определяется магнитным полем и его взаимодействием с потоками заряженных частиц космического происхождения (с солнечным ветром). Магнитосфера Земли днем простирается до 8-14 R, ночью — до нескольких сотен R и образует магнитный хвост Земли; в магнитосфере имеются радиационные пояса. Измерения со спутников показали, что Земля является интенсивным источником радиоволн в километровом диапазоне, хотя такие волны генерируются на большой высоте и не обнаруживаются на земле. Магнитный дипольный момент Земли, соответствующий 7.98-1025 GHSM, приблизительно противоположен механическому моменту, хотя магнитные полюса теперь слегка смещены от географических полюсов. Однако со временем их положение меняется, и хотя эти изменения происходят достаточно медленно, палеомагнитные данные для геологических интервалов даже показывают магнитные инверсии, т.е. инверсии полярности. В настоящее время полярность Земли составляет 12 тыс. лет (по другим источникам 750 тыс. лет назад), а в среднем полярность меняется каждые 250 тыс. лет (по другим источникам 500 тыс. лет), иногда даже в 2-4 раза быстрее. Некоторые ученые утверждают, что полярность может скоро измениться.

В первом приближении магнитное поле Земли аналогично полю намагниченного стержня (диполя), который смещен относительно центра Земли в сторону Тихого океана и наклонен в сторону оси Земли. Теперь это смещение составляет 451 км, а наклон — 11°. Сила и форма геомагнитного поля изменяется постепенно, при этом временной масштаб этих изменений составляет годы. Интенсивность геомагнитного поля задается векторной величиной F или B, а единицами измерения являются Гаусс (Gs), Тесла (T) или Гамма (γ) (1 Тесла = 10 000 Гаусс; 1 Гамма = 1 Наноцета = 10-5 Гаусс). Направление поля в любой точке земной поверхности может быть описано двумя углами: 1) наклонением I, d.т.е. угол между горизонтальной плоскостью и вектором поля (при направлении поля вниз угол считается положительным); 2) наклон D, т.е. азимут, угол, измеряемый в горизонтальной плоскости с севера на восток или запад.

Положение магнитных полюсов земли в 1985 году:

Магнитный северный полюс — 77о36′ с.ш.; 102о48′ з.д.
Южный магнитный полюс — 65о06′ S.; 139о00′ E.

Расположение геомагнитных полюсов в 1985 году:

Геомагнитный северный полюс — 78о48′ N; 70о54′ W.
Южный геомагнитный полюс — 78о48′ с.; 109о06′ Е.

Напряжения магнитного поля на магнитном северном и южном полюсах составляют 0.58 и 0.68 Е соответственно, а на геомагнитном экваторе — около 0.4 Е.

Приборы Центрального военно-технического института армии (ЦВИВТИ СВ) зарегистрировали в начале 2002 года смещение магнитного полюса Земли на 200 км. По мнению ученых, подобный сдвиг магнитных полюсов произошел и на других планетах Солнечной системы, видимо, потому, что Солнечная система «проходит через определенную зону галактического пространства и находится под влиянием других космических систем в окрестностях». Полярность» повлияла на ряд процессов, происходящих на Земле. Например, «Земля выливает избыток своей энергии в космос через свои разломы и так называемые геомагнитные точки, которые могут влиять как на погодные явления, так и на здоровье человека». Кроме того, избыточные волновые процессы, происходящие при разряде энергии Земли, влияют на скорость вращения нашей планеты. По данным Центрального военно-технического института, «эта скорость несколько замедляется примерно каждые две недели, а в течение следующих двух недель происходит некоторое ускорение ее вращения, приводя в соответствие среднее время суток Земли». Смещение магнитного полюса Земли не влияет на географические полюса планеты, т.е. точки северного и южного полюсов остались на одном и том же месте.

РАДИАЦИОННЫЕ ЦЕННОСТИ — внутренние области планетарных магнитосфер, где планетарное магнитное поле удерживает заряженные частицы (протоны, электроны) с высокой кинетической энергией. В радиационных поясах частицы движутся под действием магнитного поля по сложным траекториям из северного полушария на юг и обратно. Обычно на Земле есть внутренние и внешние радиационные пояса. Внутренний радиационный пояс Земли имеет максимальную плотность частиц (в основном протонов) выше экватора на высоте 3000-4000 км и внешний электронный радиационный пояс на высоте около 3000-4000 км. Радиационный пояс является источником радиационной опасности во время космических полетов. У Юпитера и Сатурна сильные радиационные пояса.

Электрическое поле над поверхностью земли имеет среднее напряжение около 100 В/м и направлено вертикально вниз — это так называемое «чистое погодное поле», но это поле испытывает значительные (как периодические, так и нерегулярные) колебания. Два кольцеобразных участка вокруг Земли с высокой концентрацией высокоэнергетических электронов и протонов, захваченных магнитным полем планеты. Ремни были обнаружены первым американским искусственным спутником Земли «Explorer-1», который был запущен 31 января 1958 года. Ремни названы в честь Джеймса Ван Аллена, физика, который проводил эксперимент на Explorer-1. Внутренний пояс Ван Аллена лежит над экватором на высоте около 0.8 радиуса Земли. Во внешнем поясе область наибольшей концентрации находится между 2 и 3 земными радиусами выше экватора, в то время как обширная область, простирающаяся от внутреннего пояса до 10 земных радиусов, содержит протоны и электроны более низкой энергии, по-видимому, принесенные в основном солнечным ветром. Когда магнитное поле Земли отклоняется от оси вращения планеты, внутренний пояс в Южной Атлантике у побережья Бразилии опускается на поверхность. Эта южноатлантическая аномалия представляет потенциальную угрозу для искусственных спутников. В 1993 году во внутреннем поясе Ван Аллена был обнаружен участок, содержащий частицы, вошедшие в него из межзвездного пространства.

Геомагнитная буря — это значительное уменьшение горизонтальной составляющей магнитного поля Земли, обычно продолжающееся несколько часов. Причина этого заключается в том, что электрически заряженные частицы, которые обычно выбрасываются Солнцем во время солнечных вспышек, попадают в околоземное пространство. Во время таких штормов наблюдаются авроры и нарушается радиосвязь.

Взаимодействие земли с другими телами и условия жизни на земле

Медленное и незначительное перемещение географических полюсов Земли относительно ее поверхности (но не относительно звезд). Движение полюсов не изменяет небесных координат звезд, но изменяет результаты измерений с поверхности Земли (например, с меридианом окружности). Движение полюсов обусловлено геофизическими причинами, главным образом, неточным соответствием оси симметрии Земли и ее оси вращения. Сдвиг полюсов периодический, с максимальным сдвигом около 0,3 дуговых секунды, при этом наблюдаются два периода по 434 дня и один год. Кроме того, существуют гораздо более мелкие изменения (которые происходят с короткими интервалами от двух недель до трех месяцев), вызванные изменениями атмосферного давления.

Процедура

Этот процесс заставляет ось вращения Земли описывать конус с угловым радиусом около 23°27′ относительно перпендикуляра к плоскости орбиты Земли (т.е. к эклиптике). Период полной ротации составляет 25725 лет. Основным источником вращательного момента является влияние силы тяжести Солнца и Луны на экваториальную «выпуклость» Земли. (Если бы Земля имела идеальную сферическую форму, прецессий не было бы. Однако в результате вращения Земли ее экваториальный радиус превышает полярный радиус примерно на 0,3%). Иногда общее влияние Солнца и Луны на движение оси вращения Земли называют лунной солнечной прецессией. Вклад Луны в процессия (из-за малого расстояния от нее) примерно в два раза превышает вклад Солнца.

Гравитационное воздействие других планет вызывает небольшие изменения в элементах орбиты Земли, в результате чего происходит планетарная процессия. Сумма планетарной и лунной солнечной прецессии называется общей процессией.

В результате шествия мировые полюса на небе описываются как круг с периодом 25725 лет. Так что около 13000 лет назад Вега была самой яркой звездой в мире, а не полярным полюсом.

Известно, что нулевая точка прямого восхождения (одна из координат экватора, используемая для определения положения небесных объектов) привязана к «первой точке Овна», где небесный экватор пересекает эклиптику. Но благодаря прецессии экватор «скользит» по эклиптике как по мановению волшебной палочки, так что точки пересечения с эклиптикой постоянно смещаются. Строго говоря, первая точка Овна в настоящее время уже не в созвездии Овен, а переместилась в созвездие Рыб и скоро будет в созвездии Водолей. Это явление известно как прецессия равноденствий. С такой точностью позиционирования, как у многих современных телескопов, эффект прецессии заключается в воздействии на прямое восхождение и склонение объектов из года в год. Поэтому значения для прямого восхождения и склонения приводятся в таблицах со ссылкой на конкретную эпоху, когда они были абсолютно верны.

Темнота

Солнечное затмение — одно из заранее известных явлений, и астрономы всего мира готовятся к этому дню и отправляют экспедиции в места, где наблюдается полное затмение.

Солнечное затмение происходит когда земля, луна и солнце находятся на такой же линии во время их движений в космосе. А в момент новолуния (или вблизи орбитального узла) происходят солнечные затмения, а в момент полнолуния — лунные. В зависимости от расстояния Луны от Земли (угловой размер) существуют частные, полные, а для Солнца еще и круговые затмения.

Солнечное затмение начинается с повреждения на западном краю солнца. Он растет медленно и солнечный диск превращается в полумесяц с выпуклостью на восток. Солнечный свет постепенно ослабевает и становится холоднее.

В древнем Вавилоне после множества наблюдений затмений было установлено, что продолжительность Маленького Сороса составляет 6585 дней (точнее 6585,32 дня или 18 лет 11,32 дня или 10,32 дня, если у Сороса 5 високосных лет). За этот период произошло 70-71 затмение, из которых 42-43 — солнечные (14 полных, 13-14 кольцевых и 15 частичных) и 28 — лунные (15 частичных и 13 полных). В течение года происходит как минимум 2 солнечных затмения с интервалом в 6 месяцев (максимум 5 солнечных затмений — два за один месяц, еще два за 6 месяцев и одно за 6 месяцев). Солнечное затмение происходит на новолунии, когда луна находится вблизи узлов орбиты. Наибольшее количество затмений в этом году было в 1916 (6), 1917 (7); последние — в 1991 (6), 1992 (5), 2000 (6) — предсказание очередного «конца света», 2001 (5), 2002 (5). Обычно в год бывает 2-3 солнца и 1-2 луны, максимум 2-5 солнц и 0-3 луны. В 1935 году было 5 солнечных затмений и теперь будет только 2206. 4 солнечных затмения были 1982, в 2000 году — 2011, 2019, 2047.

В зависимости от конфигурации солнце-земляного месяца наибольшее количество затмений в год — семь в порядке:

в начале года и в середине лунного солнца В конце года солнечно. В течение года: 5 частных солнечных дней и 2 полнолуниевых дня.
в начале года лунное солнце, в середине солнце-муна и в конце солнце-муна; частное солнце и 3 полнолуния

За последние 20 лет Россия трижды подвергалась тотальному солнечному затмению: 31 июля 1981 года — полоса пролетела через южную Сибирь, 22 июля 1990 года — тень Луны окружила побережье Северного Ледовитого океана и прикрыла Таймыр и Чукотку, и это 9 марта 1997 года, а следующее будет 1 августа 2008 года — тень пролетела через Западную Сибирь.

Максимальное количество затмений (лунных и солнечных затмений вместе) в течение календарного года — семь. Прошлый год, в котором было точно семь затмений, был 1917 годом, а следующее будет в 2094 году. В 1917 году, с 8 января по 14 декабря, было три лунных затмения и четыре частных солнечных затмения, одно из которых было очень маленьким. В 2094 году произойдет полумесячное затмение Луны (1 января), теневое лунное затмение (28 июня и 21 декабря), частное солнечное затмение (13 июня, 12 июля и 7 декабря) и полное солнечное затмение 16 января.

Самое длинное полное солнечное затмение. Полное солнечное затмение происходит, когда луна проходит непосредственно между землей и солнцем и полностью запечатывает солнечный диск. По счастливому совпадению видимые размеры Солнца и Луны на нашем небе почти равны, хотя они несколько отличаются друг от друга из-за разных расстояний от Земли до Солнца и от Земли до Луны. Эти изменения влияют на продолжительность полного солнечного затмения. Теоретически, фаза полного солнечного затмения может длиться все время полного солнечного затмения — 7 минут 31 секунда. Однако затмений такой длины практически не зафиксировано. Самым длинным полным затмением в недавнем прошлом было затмение 20 июня 1955 года, которое наблюдалось с Филиппин, а фаза полного затмения длилась 7 минут 8 секунд. Самое длинное солнечное затмение в будущем будет 5 июля 2168 года, когда полная фаза в 7 минут 28 секунд продлится 7 минут.

Изменение климата

В последней четверти 20 века началось сильное потепление климата мира, на которое в бореальных регионах влияет уменьшение количества морозных зим. Средняя температура поверхностного слоя воздуха за последние 25 лет увеличилась на 0,70 С. В экваториальной зоне он не изменился, но чем ближе к полюсам, тем сильнее ощущается потепление. Температура ледяной воды у Северного полюса поднялась почти на 20 С, и лед начал таять снизу.

Это потепление вызвало большой ажиотаж после того, как в 1986 году на шести языках была опубликована книга «Наше общее будущее», подготовленная комиссией ООН совместно с тогдашним премьер-министром Норвегии Гру Харлемом Брундтландом. В книге подчеркивается, что потепление вызовет быстрое таяние льдов в Антарктике и Гренландии, резкое повышение уровня мирового океана, затопление прибрежных районов, сопровождающееся экономическими и социальными потрясениями.

За 18 лет, прошедших с тех пор, многие исследования и встречи показали, что мрачные прогнозы этой книги несостоятельны. Подъем уровня Мирового океана действительно происходит, но со скоростью 0,6 мм. Год, или 6 см за столетие. В то же время вертикальные подъемы и спады береговой линии достигают 20 мм. Через год. Таким образом, морские границы и регрессии определяются в большей степени тектоникой, чем поднятие Мирового океана.

В то же время глобальное потепление будет сопровождаться увеличением испарения с поверхности океанов и увлажнением климата, как это видно из палеографических данных. Еще 7-8 тысяч лет назад, в период климатического оптимума голоцена, когда температура на широте Москвы была на 1,5 — 20 С выше сегодняшней, на месте Сахары была саванна с акациевыми рощами и многогидрологическими реками, а в Средней Азии Зеравшан протекал в Амударье, Чу — в Сырдарье, уровень Аральского моря составлял 72 метра. И все эти реки, впадающие в территорию современного Туркменистана, впадали в отклоненную впадину южного Каспия. То же самое произошло сегодня в других засушливых регионах мира.

Следует добавить, что увеличение содержания углекислого газа в воздухе выгодно для большинства сельскохозяйственных культур. Даже Вернадский в своих «геохимических зарисовках» указывал, что с помощью хлорофилла зеленые растения мира могут перерабатывать и преобразовывать в органическое вещество гораздо больше углекислого газа, чем может дать их современная атмосфера. Поэтому он рекомендовал использовать углекислый газ в качестве удобрения.

Эксперименты с фитотронами подтвердили предсказания Вернадского. При двойном содержании углекислого газа большинство культур растут быстрее, производят семена и плоды на 8-10 дней раньше и дают на 20-30% больший урожай, чем в контрольных опытах.

Поэтому увеличение содержания углекислого газа в атмосфере и, по крайней мере, часть связанного с этим глобального потепления не опасны, а полезны для человечества.

Однако оценки, основанные на возможном повышении температуры в ближайшие десятилетия, показывают, что некоторые регионы с неустойчивой гидратацией станут суше, что приведет к еще большей деградации почв и потерям урожая. Влажные области станут еще более насыщенными влагой, а частота и интенсивность тропических штормов возрастет. Зимы в высоких широтах будут короче, влажнее и теплее, а лето будет более длинным, жарким и сухим.

В тропических и субтропических регионах, где расположено большинство развивающихся стран, прогнозируется значительное изменение климата, а в некоторых случаях уже осуществляется. В дополнение к продолжительной засухе в Сахеле, экстремальному явлению Эль-Ниньо, стоит упомянуть потепление поверхностных вод восточной части Тихого океана в 1982-1983 годах, которое, по мнению ученых, вызвало засухи в Бразилии, Австралии, Индии и некоторых частях Африки. В этот момент следует вспомнить засухи в бывшем СССР в 1972, 1975, 1981 годах и т.д., а также в США и Канаде в 1988 году.

Глобальное потепление может привести к изменению температуры в важных сельскохозяйственных районах на расстояние до нескольких сотен километров на градус. Кроме того, частота и характер экстремальных воздействий на сельское хозяйство неизбежно изменятся в связи с крупными наводнениями, продолжительными засухами, лесными пожарами и вредителями сельскохозяйственных культур (в последние годы наблюдается массовое распространение саранчи в Африке и даже в Южной Европе).

В будущем изменение климата неизбежно приведет к изменению местоположения природных зон. Результаты реакции естественного растительного покрова на будущие изменения климата, вызванные увеличением концентрации углекислого газа в атмосфере, показывают, что наибольшие изменения будут происходить в границах растительных зон на высоких широтах северного полушария. В то же время площадь тундры (а также площадь бореальных лесов) сократится на десятки процентов.

Процесс глобального потепления, по-видимому, будет сопровождаться значительным увеличением стока газа в высоких широтах и существенным изменением режима влагосодержания активного почвенного слоя значительной части континентов. В некоторых районах изменение средней температуры на 1-20 C может привести к уменьшению осадков на 10%, в то время как годовой сток уменьшится на 40-70%.

К чему ведет глобальное потепление для России? Исследования показывают, что ожидаемое изменение климата окажет влияние на сельскохозяйственное производство. В северных регионах европейской части России повышение среднегодовой температуры воздуха на 1,50 С к 2005 году может привести к 15-дневному продлению вегетационного периода зерновых культур, что позволит расширить производство зерна. В южных и юго-восточных районах страны, где годовое количество осадков может уменьшиться на 20% (в основном зимой), а частота засух увеличится, урожайность зерновых может снизиться в среднем на 10-20%.

Даже если ожидаемое изменение климата окажет положительное воздействие на сельскохозяйственное производство в разных странах, оно может сопровождаться рядом негативных характеристик и признаков.

Неминуемое повышение среднемировой температуры воздуха приведет к уменьшению континентальных ледников. Кроме того, ожидается уменьшение зоны вечной мерзлоты, которая в настоящее время занимает большую часть площади, а также изменение вида возделывания, застройки и т.д. в самой зоне.

Измерения и расчеты показали, что за последние 100 лет объем альпийского оледенения уменьшился примерно на 2000 км.3 Ежегодное снижение составило в среднем 0,06% от общей массы альпийского льда. Признаки отступления ледников наблюдаются также во всех районах Арктики, где глобальное потепление является наиболее выраженным.

Глобальное потепление повышает уровень Мирового океана. За последние 20 лет темпы прироста удвоились, достигнув 2,5 см/год. Это увеличение грозит значительным воздействием на окружающую среду. Вторжение соленой воды в дельты крупных рек разрушит охраняемые места обитания диких животных и птиц и уничтожит нерестилища рыб. Повышение уровня моря увеличит вероятность разрушительных штормов. Мы уже должны начать думать о строительстве защитных дамб.

Сегодня около 70 процентов Мирового океана разрушено в результате естественного подъема воды и активизации человеческой деятельности. Этот процесс будет усиливаться с глобальным потеплением. По данным Программы Организации Объединенных Наций по окружающей среде, пятая часть пахотных земель Египта, которыми пользуются 10 миллионов человек, может быть затоплена в дельте Нила в результате повышения уровня воды. В Бангладеш в результате наводнения может пострадать более одной шестой территории, на которой в настоящее время проживает более четверти населения. Эта проблема чрезвычайно актуальна для островных государств (Мальдивы в Индийском океане, Тувалу и Кирибати в Тихом океане и т.д.). Значительное число портовых городов может пострадать. К ним относятся Буэнос-Айрес, Калькутта, Стамбул, Джакарта, Лондон, Лос-Анджелес, Манила, Нью-Йорк, Рио-де-Жанейро и Токио.

По расчетам, наиболее вероятный подъем уровня Мирового океана к 2030 году составит 14024 см, т.е. ожидается, что в начале XXI века уровень Мирового океана поднимется в 5-10 раз быстрее, чем в прошлом веке. Ожидается, что максимальное повышение уровня моря к 2030 году составит около 60 см при минимальном уровне 5 см.

«Парниковый эффект»

О «парниковом эффекте» знают все, кто изучал эту простую структуру сада. В атмосфере это выглядит так. Часть солнечного излучения, не отраженная облаками, проникает в атмосферу, действует как стекло или пленка и нагревает поверхность земли. Когда поверхность нагревается, она естественным образом охлаждается и испускает тепловое излучение, но это другой тип излучения, инфракрасное. Средняя длина волны такого излучения намного больше длины волны, исходящей от Солнца, и поэтому оно передается гораздо хуже атмосферой, которая почти прозрачна для видимого света. Водяные пары поглощают около 62% инфракрасного излучения, которое нагревает нижние слои атмосферы.

Но роль водяного пара в нагреве атмосферы не ограничивается поглощением излучения. Когда он конденсируется в мельчайших капельках, из которых образуются облака, выделяется огромное количество тепла (до 40% от его общего количества, достигающего Земли), что играет значительную роль в тепловом равновесии атмосферы.

За водяным паром следует углекислый газ (CO2), который поглощает 22% инфракрасного излучения Земли в прозрачном воздухе. Фактическое участие CO2 в глобальном углеродном цикле, который является основой для всех живых существ и включает биосферу в тепловой баланс. Именно о вкладе CO2 в этот баланс (точнее, о возможном изменении концентрации CO2 в атмосфере под влиянием деятельности человека и о последствиях этого изменения для теплового баланса Земли) ученые спорят уже много лет.

Другими парниковыми газами являются метан CH4 (также являющийся частью углеродного цикла), озон O3, фреоны (углеводороды, содержащие бром, фтор или хлор) и некоторые другие соединения. Но их вклад в парниковый эффект гораздо меньше.

Изучение парникового эффекта восходит к творчеству французского математика и физика Ж. Фурье, открывшего это явление в 1824 году. В 1860 году английский физик Дж. Тиндал обнаружил, что CO2, как и водяной пар, защищает инфракрасное излучение Земли. Наконец, в конце 19 века шведский химик С. Аррениус указал на возможность изменения климата в связи с увеличением количества тепла, поступающего в атмосферу, и накоплением CO2 в атмосфере в результате деятельности человека. В 1922 году английский геолог Р. Шерлок отметил, что эта деятельность уже оказывает влияние на климат.

Какие факты? По данным Центра климатических исследований и прогнозирования (Великобритания), глобальное потепление в XX веке достигло своего первого пика в конце 1930-х — начале 1940-х годов и составило 0,60 С. Затем, до середины 1960-х годов, наблюдалась волна холода около 0,30 С, которая сменилась текущим потеплением. По данным Американского аэрокосмического агентства, за последние 30 лет (1965-1995 гг.) планета прогрелась в среднем на 0,40 С, а за столетие — на 0,80 С. Потепление происходит неравномерно (в высоких широтах изменение температуры в 3,5 раза больше, чем на экваторе) и зимой выражается более ярко. В северном полушарии повышение средней температуры на 0,30 С выше, чем в южном, достигая 1,60 С на континентах и 0,80 С на океане. В результате климат во многих районах стал нестабильным, а в некоторых местах даже похолодало. Теплое сезонное поверхностное течение Эль-Ниньо (восточная часть Тихого океана, у берегов Эквадора и Перу), повлиявшее на процессы в атмосфере всей планеты, заметно изменило его свойства: Продолжительность деятельности (от 11 месяцев до 4-5 лет), протяженность (1977-1998 гг.), протяженность (1977-1998 гг.), ширина (1200 км) и рассеивание температур (от 10 до 90).

Содержание CO2 в атмосфере в основном определяет океан. По словам академика РАН М.Е. Виноградов, 98% CO2 планеты сконцентрировано в океане, который является основным источником (на экваторе) и абсорбционным контейнером для атмосферного CO2. В 1960-1980-х гг. атмосферный CO2 увеличивался на 10% (рост около 0,5% в год), что заставило искать связь между концентрацией CO2 и наблюдаемым потеплением. Пока не ясно, какое из этих двух явлений является причиной, а какое — следствием. В последние годы содержание CO2 в атмосфере растет гораздо медленнее (1980-1993 гг. в среднем на 0,15% в год), и не исключено, что эти изменения вызваны флуктуациями в выбросах CO2 из океана.

Как будет выглядеть климат в 21 веке?

Климат на нашей планете никогда не был прежним. Палеоклиматические исследования показали, что средняя температура атмосферы постоянно меняется. Вместо холодных периодов, так называемых ледниковых периодов, которые имели место в последние миллионы лет, имели место периоды потепления. Эти колебания имели различные причины. Но они все были естественными, все естественные. То или иное нарушение стабильности количества солнечной энергии, падающей на поверхность планеты, вызвало холодное заклинание.

Предполагается, что ледниковые периоды сменялись теплой эпохой примерно каждые сто тысяч лет. Конечно, в этот период колебания средней температуры атмосферы были менее значительными. Сегодня, например, на всех широтах она составляет в среднем около 140 С. А 20 000 лет назад эксперты подсчитали, что она была на 4-50 С ниже, тогда как ближе к нашему времени она была на 10 С выше, чем сегодня.

По общему мнению, мы живем в довольно теплый период, который должен смениться еще одной простудой. И только недавно исследователи климата обнаружили, что среднегодовая температура в северном полушарии снизилась на полградуса.

Это правда? Тщательный анализ данных американских и английских ученых показал обратное: в течение XX века средняя температура атмосферы повысилась на полградуса. Казалось бы, незначительное число. Но это было совсем не так. Изменение средней температуры на 10°C значительно изменяет погодные условия, сдвигая зоны выпадения осадков, приводя в движение ледники, увеличивая или уменьшая уровень Мирового океана.

Вернадский писал, что в наше время влияние человека на планету сравнимо с мощной геологической силой. Это относится и к его влиянию на атмосферу. Люди стали способны… изменять климатические процессы на планете! В каком смысле?

Благодаря нашей деятельности нам удалось значительно изменить обычные концентрации некоторых газов в атмосфере. А углекислый газ и водяной пар являются основными регуляторами температуры земной атмосферы.

В последние годы появился термин «парниковый эффект». Углекислый газ обладает уникальным свойством, позволяющим большей части солнечного излучения беспрепятственно проникать на поверхность Земли и сохранять собственное тепловое излучение (инфракрасное излучение) планеты. В этом случае углекислый газ играет нечто вроде парникового фильма. С одной стороны, без этого свойства атмосферы ее температура не поднималась бы выше минус 180 градусов. С другой стороны, изменение концентрации углекислого газа оказывает прямое воздействие на климат.

Расчеты показывают, что средняя температура вырастет примерно на 30 градусов Цельсия к середине века, если человечество будет иметь такой же темп воздействия на природную среду и если увеличится концентрация углекислого газа! Это первоначальный прогноз будущего климата. К этому склонны специалисты в нашей стране и за рубежом.

Есть еще один вопрос, ответ на который неоднозначен и неоднозначен в деталях: как это повышение температуры повлияет на жизнь человечества? Некоторые выводы не являются тривиальными. Дело не в погоде. Фундаментальным и существенным различием являются колебания температуры и климата. Например, к чему приведет повышение средней температуры в северном полушарии хотя бы на один градус? Теплые и грязные зимы станут обычным делом. В целом количество осадков будет увеличиваться, поскольку с поверхности океанов будет испаряться больше влаги. Но если в лесостепных зонах будет больше дождей, то, наоборот, земля поднимется ближе к экватору и пустыни начнут атаковать. Кроме того, начнут таять льды Арктики и Антарктики. В какой-то момент уровень Мирового океана начнет подниматься. Очевидно, что повышение уровня моря будет иметь чрезвычайно катастрофические последствия для жизни людей, живущих на морском побережье. Конечно, мы не говорим о таких катастрофах, как «великое наводнение», но повышение этого уровня хотя бы на полметра сделает жизнь голландцев, итальянской Венеции — города на каналах — чрезвычайно трудной и так далее. Повышение температуры на 30 С может привести к повышению уровня Мирового океана до одного метра. И это несчастье для многих народов мира.

Как избежать опасности? Ответ на этот вопрос нелегок. К сожалению, наука еще не знает всех взаимоотношений в природе. Но кое-что уже известно. Вот пример. Известно, что океан является одним из важнейших стоков углерода. Однако загрязнение поверхности океана нефтяными пленками ослабило его «поглощающие» функции. Поэтому в атмосфере остается больше этого газа. Есть и другие, косвенные соединения. Так или иначе, на климат влияет прозрачность атмосферы и ее насыщенность аэрозолями и другими газами. Или другой пример: увеличение использования хлорорганических удобрений в сельском хозяйстве в конечном итоге приводит к увеличению концентрации хлора в верхних слоях атмосферы. А хлор усиливает «парниковый» эффект до некоторой степени.

Академик РАН Г.С. Голицын говорил в 1990 году… «Я бы не был слишком пессимистичен в отношении ситуации с изменением климата. Изменения будут постепенно увеличиваться, и человечество, вероятно, сможет приспособиться к ним. Возможно, удастся нейтрализовать некоторые негативные тенденции, хотя некоторые меры будут весьма дорогостоящими. В любом случае, человечество должно взять ситуацию под контроль. В настоящее время мы все еще можем изменить ситуацию, если будем разумно ограничивать наши потребности в ресурсах, если будем снижать вредные выбросы в окружающую среду, нарушающие природный баланс. Но все равно есть риск опоздать: Время идет, и люди иногда реагируют и действуют слишком медленно.

Заключение

Мы ознакомились с нынешним состоянием нашей планеты. Будущее нашей планеты и всей планетарной системы, если ничего неожиданного не случится, кажется ясным. Вероятность того, что установленный порядок движения планет будет нарушен блуждающей звездой, мала даже на несколько миллиардов лет. В ближайшем будущем существенных изменений в потоке энергии Солнца не ожидается. Ледниковые периоды могут повторяться. Люди могут изменять климат, но они также могут ошибаться. В последующие эпохи континенты будут подниматься и опускаться, но мы надеемся, что процессы будут медленными. Время от времени возможны массовые падения метеоритов. Но в большинстве случаев планета Земля сохранит свою современную форму.

Список литературы

«Экология и жизнь» (научно-популярный журнал). 2006 . №1
Шаткин Г.А. Наша планета — Земля // Наука и жизнь. -1995. -№ 5.
А. Храбрость — обо всем в мире. 2004
Учебник Т.Ю. Дубнищева «Концепция современной науки», Москва, 2002.
C. Николов — «Долгая дорога жизни
Статья в журнале «Erde und Universum» о любительской астрономии за 1984-1996 годы.
Бьялко А.Б. Наша планета — Земля. 1983, Москва, «Наука».
А.С. Потупа — Открытие Вселенной — прошлое, настоящее и будущее. 1993, Минск, «Юназтва».