Земля в складі Сонячної системи

Лекція 2. Місце Землі у космосі

План

1. Земля в складі Сонячної системи.

2. Фізика Землі.

3. Походження Землі: гіпотези І.Канта, Лапласа, Д. Джінса, Т. Чемберлен Ф. Мільтона, О.Ю.Шмідта і В.Г.Фесенкова та сучасні.

Земля в складі Сонячної системи

Земля, як небесне тіло не є предметом вивчення геології. Проте, щоб зрозуміти курс геології, потрібно мати загальне уявлення про її положення у світовому просторі, оскільки на більшість процесів, які відбуваються на Землі та в її надрах, впливає зовнішнє середовище, що оточує нашу планету.

Сонячна система – це система небесних тіл, що складається із Сонця, 8 великих планет та їх супутників, понад 1700 відомих малих планет, пояс астероїдів, комети, метеорити, метеори, пил і газ. Найважливішу роль в хімії космічного простору відіграє атомарний водень, наступний за розповсюдженість – гелій, знайдені кисень, неон, азот, вуглець, кремній. Несподівано, за допомогою радіотелескопів, були знайдені складна молекула ціаноацетілену (HC₃N) та гігантські хмари мурашкової кислоти (HCOOH) в сузір’ї Стрільця. Взагалі було знайдено біля 20 складних хімічних сполук. Сонячна система входить до складу Галактики і рухається навколо її центру по еліптичній орбіті зі швидкістю 250 км/с, здійснюючи оберт за 175 млн. років. Діаметр Галактики становить близько 80 тис. світлових років. Зірки (самосвітні небесні тіла, що складаються з розжарених газів) розташовані скупченнями, а не рівномірно, це і є Галактики, або туманності (хмари розрідженого газу з домішками космічного пилу в міжзоряному просторі). Галактика в якої знаходиться планета Земля називається Чумацький шлях і рухається в напрямку сузір’я Єдинорога зі швидкістю 210 км/с. В нашій галактиці близько 150 млн. зірок і вона має спіральну форму. На даний час вивчено 100 млн. галактик. Частина Всесвіту, яка є досяжної для спостережень зараз, називається Метагалактика. До найближчої до нас зірки Проксіма Центавру світло йде 4,3 роки, а найближчий сусід Чумацького Шляху – галактика в Андромеді – віддалена на 2,2 млн. світлових років. Всесвіт нескінченний.

У центрі сонячної системи знаходиться Сонце – типовий жовтий "карлик", тобто невелика зірка (температура на поверхні близько 13 млн.⁰С). Таке уявлення про центральне положення Сонця ствердилося в науці з часів Коперніка, з 1543 р. Цей погляд називають геліоцентричним. До того вважалося, що в центрі сонячної системи знаходиться Земля, тобто геоцентричний погляд. Він існував з часів Птоломея (II ст. н.е.). Дві проблеми – рік та майбутнє Всесвіту – головне над чим працюють космологи.

Планети в Сонячної системі розміщені за віддаленням від Сонця в такій послідовності: Меркурій, Венера, Земля, Марс, Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун. Кожна з планет рухається навколо своєї осі і навколо Сонця. Сонце й планети утримуються силами всесвітнього тяжіння. За Кеплером, орбіта кожної планети є еліпсом, в одному з фокусів якого міститься Сонце. Земля знаходиться від Сонця на відстані 150 000 000 км. Цю відстань світло від Сонця проходить за 8 хв. 12 с. За фізико-хімічними властивостями всі планети Сонячної системи можна розділити на 2 групи: внутрішні, близькі до Сонця і відомі як планети земного типу - Меркурій, Венера, Земля і Марс і зовнішні, віддалені від Сонця – Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун. Характерні особливості планет земного типу є незначні розміри, відносно повільне обертання і велика щільність, а зовнішніх – великі розміри, швидке обертання навколо власної осі (наприклад, період обертання Юпітера 9 год. 50 хв.) і мала щільність.

По орбіті Земля обертається навколо Сонця по еліпсу із заходу на схід. Точка, де Земля ближче до Сонця – перигелій Р, віддаленіше – афелій А. Нахил Землі до орбіти 23⁰. Земля обертається навколо одного зі своїх діаметрів – земної вісі, яка перетинається в північному та південному полюсах. На рівних відстанях від Географічних полюсів проходить екватор, який поділяє Землю на Північну та Південну півкулі. Притягнення Сонця, Місяця та інших планет не змінює кута нахилу земної вісі, але призводить до того, що вона пересувається по коловому конусу, що називається прецесією. Повний цикл прецесії складає біля 25800 лет та суттєво впливає на кліматичний цикл. Земна вісь спрямована на головну зірку Малої Ведмедиці – Полярну зірку. Один оберт навколо вісі Земля здійснює за 23 год. 56 хв. 4 с – цей проміжок часу називаємо зоряної добою. Один оберт навколо Сонця Земля здійснює за 365 дн. 6 год. 9 мін. 9 с. – і це називається зоряним роком. Завдяки обертанню Землі навколо Сонця, нахилу земної вісі та збереженню нею свого напрямку, відбувається зміна пор рокута існуютькліматичні пояси. Для Землі характерно магнітне поле, яке діє на магнітну стрілку компасу. Південний магнітний полюс знаходиться в Північної півкулі поблизу північного берега острова Вікторія у Канаді. Північний магнітний полюс у південної півкулі в Тихому океані, поблизу берегів Антарктиди. Ці полюси безперервно переміщуються зі швидкістю близько 5 км за рік. Космічні дослідження довели, що магнітне поле Землі простягається від неї на відстань більш 50 тис. км. Воно захоплює заряджені частки, які летять з всесвіту та не пропускають їх до Землі.