Как возникла солнечная система

="justify">             а)  Возникновение планет. 

            Превращение сгущений пыли в рой твердых тел длилось десятки тысяч лет – очень небольшой срок по космическим меркам. Объединение допланетных тел в планеты – процесс более длительный, он продолжался несколько сотен миллионов лет.

            В допланетном рое вращалось  множество разнообразных по массе твердых тел, движущихся с различными скоростями. Самую многочисленную часть допланетного облака (роя) образовывали совсем небольшие тела и частицы, немного меньше было тел «промежуточной» величины. Крупных тел, сравнимых по размерам с Луной или Меркурием, насчитывались единицы.

             Массы отдельных планетезималей  в области, где располагаются  сейчас планеты Земной группы  – внутренняя значительно меньше, чем в области планет – гигантов. Состав «внутренних» планет показывает, что они росли за счет каменистых  частиц и тел.

             В результате взаимных столкновений одни планетезимали росли, другие дробились. Со временем орбиты крупнейших тел приближались к круговым, а сами они превращались в зародыши планет, притягивая и объединяя все окружающее вещество. Расчеты ученых свидетельствуют, что наша планета выросла до современных размеров «всего» за 100 млн. лет.              Легкие газы в формировании четырех планет Земной группы не участвовали, т. к. «выдувались» световым давлением Солнца из его ближайших окрестностей.

             Солнечный ветер выметал газ и в более отдаленные пространства Солнечной системы. Там образовались зародыши планетов – гигантов, состоящих из каменистых и ледяных планетезималей. Массивные (превышающие во много раз по массе нашу Землю) тела, особенно Юпитер и Сатурн, смогли притянуть к себе громадное количество газа и сформировать водородно – гелиевую оболочку. 

             б)  Возникновение спутника Земли.

              Ученые полагают, что на ранней  стадии развития наша протоземля  была окружена облаком небольших (радиусом до 100 км) частиц. Большинство из них упало на рождающуюся планету, а остальные объединились в самостоятельный зародыш – будущий спутник Земли Луну. Одновременно началось ее медленное удаление от нашей планеты. 

8. Земля как планета. 

                Во многих отношениях Земля – обычная планета Солнечной системы: она вращается вокруг своей оси, движется вокруг Солнца в строгом соответствии с третьим законом Кеплера, на ней есть атмосфера. По массе Земля уступает планетам – гигантам (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун).

                 Земля – третья по удаленности планета от Солнца. Орбита нашей планеты имеет форму эллипса, вытянутость которого настолько мала, что он почти не отличается от окружности.

                 Земля вращается вокруг своей оси, делая один полный оборот за 24 часа.

                 Земля окружена атмосферой. Нижний ее слой (тропосфера) простирается в среднем до высоты в 14 км; происходящие здесь процессы играют определяющую роль для формирования погоды на планете. Температура в тропосфере падает с увеличением высоты. Слой от 14 до 50-55 км называют стратосферой; здесь температура возрастает с увеличением высоты. Еще выше (примерно до 80-85 км) находится мезосфера, над которой наблюдаются (обычно на высоте около 85 км) серебристые облака. Для биологических процессов на Земле огромное значение имеет озоносфера — слой озона, находящийся на высоте от 12 до 50 км. Область выше 50-80 км называют ионосферой. Атомы и молекулы в этом слое интенсивно ионизируются под действием солнечной радиации, в частности, ультрафиолетового излучения. Если бы не озоновый слой, потоки излучения доходили бы до поверхности Земли, производя разрушения в имеющихся там живых организмах. Наконец, на расстояниях более 1000 км газ настолько разрежен, что столкновения между молекулами перестают играть существенную роль, а атомы ионизированы более чем наполовину. На высоте порядка 1,6 и 3,7 радиусов Земли находятся первый и второй радиационные пояса.

                 Гравитационное поле Земли с высокой точностью описывается законом всемирного тяготения Ньютона. Ускорение свободного падения над поверхностью Земли определяется как гравитационной, так и центробежной силой, обусловленной вращением Земли.

                 Земля обладает также магнитным и электрическим полями. Магнитное поле над поверхностью Земли складывается из постоянной (или меняющейся достаточно медленно) «главной» и переменной частей; последнюю обычно относят к вариациям магнитного поля. Главное магнитное поле имеет структуру, близкую к дипольной. Магнитный дипольный момент Земли, равный 7,98·10²⁵ единиц СГСМ, направлен примерно противоположно механическому, хотя в настоящее время магнитные полюсы несколько смещены по отношению к географическим. Их положение, впрочем, меняется со временем, и хотя эти изменения достаточно медленны, за геологические промежутки времени, по палеомагнитным данным, обнаруживаются даже магнитные инверсии, то есть обращения полярности. Напряженности магнитного поля на северном и южном магнитных полюсах равны соответственно 0,58 и 0,68 Э, а на геомагнитном экваторе — около 0,4 Э.

                Электрическое поле над поверхностью  Земли в среднем имеет напряженность  около 100 В/м и направлено вертикально  вниз — это так называемое  «поле ясной погоды», но это поле испытывает значительные (как периодические, так и нерегулярные) вариации.

                Наша планета отличается от других планет своей атмосферой.

Земля окружена воздушной оболочкой, которая  состоит в основном из азота – 79%, и кислорода – 20%. После 800км в атмосфере преобладает гелий, а свыше 1600 км – водород. Он образует водородную геокорону, которая простирается в космическое пространство на расстояние до нескольких радиусов Земли.

  9. Внутреннее строение Земли.

             Основную роль в исследовании внутреннего строения Земли играют сейсмические методы, основанные на исследовании распространения в ее толще упругих волн (как продольных, так и поперечных), возникающих при сейсмических событиях — при естественных землетрясениях и в результате взрывов. На основании этих исследований Землю условно разделяют на три области: кору, мантию и ядро (в центре). Внешний слой — кора — имеет среднюю толщину порядка 35 км. Основные типы земной коры — континентальный (материковый) и океанический; в переходной зоне от материка к океану развита кора промежуточного типа. Толщина коры меняется в довольно широких пределах: океаническая кора (с учетом слоя воды) имеет толщину порядка 10 км, тогда как толщина материковой коры в десятки раз больше.

               Поверхностные отложения занимают слой толщиной около 2 км. Под ними находится гранитный слой (на континентах его толщина 20 км), а ниже — примерно 14-километровый (и на континентах, и в океанах) базальтовый слой (нижняя кора). Средние плотности составляют: 2,6 г/см³ —у поверхности Земли, 2,67 г/см³ —у гранита, 2,85 г/см³ —у базальта.

               На глубину примерно от 35 до 2885 км простирается мантия Земли,  которую называют также силикатной  оболочкой. Она отделяется от  коры резкой границей (так называемая граница Мохоровича, или «Мохо»), глубже которой скорости как продольных, так и поперечных упругих сейсмических волн, а также механическая плотность скачкообразно возрастают. Плотности в мантии увеличиваются по мере возрастания глубины примерно от 3,3 до 9,7 г/см³.

               В коре и (частично) в мантии  располагаются обширные литосферные  плиты. Их вековые перемещения  не только определяют дрейф  континентов, заметно влияющий  на облик Земли, но имеют  отношение и к расположению  сейсмических зон на планете.

                Еще одна обнаруженная сейсмическими  методами граница (граница Гутенберга) — между мантией и внешним  ядром — располагается на глубине  2775  км. На ней скорость продольных  волн падает от 13,6 км/с (в мантии) до 8,1 км/с (в ядре), а скорость поперечных волн уменьшается от 7,3 км/с до нуля. Последнее означает, что внешнее ядро является жидким. По современным представлениям внешнее ядро состоит из серы (12%) и железа (88%). Наконец, на глубинах свыше 5120 км сейсмические методы обнаруживают наличие твердого внутреннего ядра, на долю которого приходится 1,7% массы Земли. Предположительно, это железо-никелевый сплав (80% Fe, 20% Ni).

               В числе многих химических  элементов, входящих в состав  Земли, имеются и радиоактивные.  Их распад, а также гравитационная дифференциация (перемещение более плотных веществ в центральные, а менее плотных в периферические области планеты) приводят к выделению тепла. Температура в центральной части Земли порядка 5000 °С. Максимальная температура на поверхности приближается к 60 °C (в тропических пустынях Африки и Северной Америки), а минимальная составляет около -90 °C (в центральных районах Антарктиды).

               Тепло из недр Земли передается  к ее поверхности благодаря  теплопроводности и конвекции. Плотность в центре Земли около 12,5 г/см³. 

10.   Геологическая история Земли.

       Образование Земли и начальный этап ее развития относятся к догеологической истории.

       Геологическая история Земли делится на два неравных этапа: докембрий, занимающий примерно 5/6 всего геологического летоисчисления (около 3 млрд. лет) и фанерозой, охватывающий последние 570 млн. лет. 

     Докембрий делится на: архей и протерозой.

   Фанерозой включает палеозойскую, мезозойскую  и кайнозойскую эры.            

   Наиболее  изучена история материковой части земной коры, в пределах которой около 1500—1600 млн. лет тому назад закончилось в основном образование древних (докембрийских) платформ, составивших основные массивы современных материков. Около 3-3.5 млрд. лет назад в результате закономерной эволюции материи на Земле возникла жизнь, началось развитие биосферы.

   Совокупность  всех населяющих ее живых организмов, так называемое живое вещество Земли, оказала значительное влияние на развитие атмосферы, гидросферы и осадочной оболочки.

    Большая часть Земли занята Мировым океаном - 361.1 млн. км² (70.8%). Средняя глубина мирового океана около 3800 м (наибольшая глубина 11020 м - Марианский желоб (впадина) в Тихом океане). Объем воды на планете составляет 1370 млн. км3, средняя соленость 35 г/л.

    Суша составляет 149.1 млн. км² (29.2%), и образует шесть материков и острова. Она поднимается над уровнем мирового океана в среднем на 875 м (наибольшая высота 8848 м - гора Джомолунгма), горы занимают свыше 1/3 поверхности суши. Пустыни покрывают примерно 20% поверхности суши, леса - около 30%, ледники - свыше 10%.  

11.  Развитие Земли. 

     Древнейшая Земля весьма мало напоминала планету, на которой мы сейчас живем. Её атмосфера состояла из водяных паров, углекислого газа и, по одним, - из азота, по другим – из метана и аммиака. Кислорода в воздухе безжизненной планеты не было, в атмосфере древней Земли гремели грозы, её пронизывало жёсткое ультрафиолетовое излучение Солнца, на планете извергались вулканы. Исследования показывают, что полюса на Земле менялись, и когда-то Антарктида была вечнозеленой. Вечная мерзлота образовалась 100 тыс. лет назад после великого оледенения.

     В XIX веке в геологии сформировались две концепции развития Земли: 1) посредством скачков («теория катастроф» Жоржа Кювье);

2)  посредством небольших, но постоянных изменений в одном и том же направлении на протяжении миллионов лет, которые, суммируясь, приводили к огромным результатам («принцип униформизма» Чарльза Лайелля).

     Успехи физики XX века способствовали существенному продвижению в познании истории Земли.

     В 1908 году ирландский ученый Д. Джоли сделал сенсационный доклад о геологическом значении радиоактивности: количество тепла, испущенного радиоактивными элементами, вполне достаточно, чтобы объяснить существование расплавленной магмы и извержение вулканов, а также смещение континентов и горообразование. С его точки зрения, элемент материи – атом – имеет строго определенную длительность существования и неизбежно распадается.

     В следующем 1909 году русский ученый В. И. Вернадский основывает геохимию – науку об истории атомов Земли и ее химико-физической эволюции.

     В соответствии с современными взглядами температура ядра Земли может быть низкой, а процессы в земной коре имеют радиоактивную природу. Сначала Земля была холодной. Атомы радиоактивных элементов, распадаясь, выделяли тепло, и недра разогревались. Это повлекло за собой выделение газов и водяных паров, которые, выходя на поверхность, положили начало воздушной оболочке и океанам.