ПЛАНЕТА ЗЕМЛЯ
Между тел, которые вращаются вокруг Солнца, наибольшую массу имеют планеты. Кроме массы и размеров, на основе наблюдений астрономы уже давно установили для большинства планет периоды их вращения вокруг оси и наклон этой оси к плоскости планетной орбиты. Все эти характеристики во многом определяют физические условия на поверхности небесных тел. Да, размеры и масса планет определяют. Силу тяготения на поверхности, которая в первую очередь показывает, может ли дана. Планета удерживать вокруг себя атмосферу. Молекулы, которые имеют скорость, больше параболической, оставляют планету. Вследствие этого малые планеты и большинство спутников планет не имеют никакой атмосферы. У не очень массивной планеты атмосфера имеет незначительную плотность; например, у Марса, где сила притяжения на поверхности меньше, чем на Земле, атмосфера более разрежена. У планет-гигантов, примером которых является Юпитер, с большой силой притяжения, атмосферы густые и содержат молекулярный водород, который практически отсутствующий в атмосферах четырех ближайших к Солнцу планет. Плотность атмосферы и ее химический состав определяют степень поглощения в ней излучения, которое поступает от Солнца. Температура поверхности планеты зависит от ее расстояния к Солнцу и наличию атмосферы. Вращение планеты, которая имеет атмосферу, способствует выравниванию температур на ночном и дневном полушариях.
Планеты изучают как с помощью наземных астрономических инструментов, установленных в обсерваториях, так и с помощью космических аппаратов.
Четыре ближайших к Солнцу планеты называются планетами типа Земли в отличие от планет-гигантов - Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. Планеты в этих группах подобны между собой по физическим условиям. Это явление не случайно. Оно связанное с историей образование и развитию планет. Плутон еще мало изучен, по размеру и массе он близок к планетам земной группы.
Как известно, отличие в плотности свидетельствует о разном химическом составе и агрегатном состоянии вещества. Планеты земной группы складываются, как и наша планета, из оксидов тяжелых химических элементов кремния, железа, алюминия и других металлов и неметаллов. Поэтому за количеством атомов преобладает кислород. Планеты-гиганты состоят преимущественно из водорода и гелия, хоть там есть и те вещества, которые представляют основу планет типа Земли. На одном лишь Юпитере их больше, чем на всех планетах земной группы, вместе взятых.
ПЛАНЕТА ЗЕМЛЯ
1. Строение. Многочисленные фотографии Земли, сделанные из борта космических аппаратов рис. 42 и 43, Дают возможность увидеть три основных оболочки земного шара : атмосферу и ее тучи, гидросферу и литосферу с ее естественным покровом. Соответствующие этим оболочкам три агрегатных состояния вещества - газообразного, жидкого и твердого - привычные для нас, жителей Земли. Атмосферу имеют большинство планет Солнечной системы, твердая оболочка характерна для планет земной группы, спутников планет и астероидов. Гидросфера Земли - уникальное явление в Солнечной системе, ни одна другая из известных планет ее не имеет. Ведь для того, чтобы вода была в жидком состоянии, нужны определенные условия температуры и давления. Вода - достаточно распространено химическое соединение во Вселенной, но на других небесных телах она находится преимущественно в твердой фазе, известной и на Земле в виде снега, инея, льда.
Процессы, которые происходят в литосфере, химический состав ее вещества несут на себе следы тех изменений, которые случились в течение миллиардов лет. За счет энергии, которая выделяется при распаде радиоактивных элементов, происходили расплавление и дифференциация вещества.
Рис. 2. Фотография Земли, сделанная из космоса
Вследствие этого легкие соединения, в основном силикаты, оказались сверху в коре, а более тяжелые образовали центральную часть - ядро. Толщина коры очень небольшая: от 10 км под океанами до 80 км под горными хребтами. Радиус ядра вдвое меньший от радиуса планеты, а между ядром и корой содержится промежуточный слой-мантия Земли, которая состоит из веществ больше, чем кора, плотности.
Результаты исследований, выполненных с помощью космических аппаратов, показали, что внутреннее строение Луны и планет земной группы в общих чертах такая же.
2. Атмосфера. Газовая оболочка - атмосфера, которая окружает Землю, содержит 78 % азоту, 21 % кислороду и мизерное количество других газов.
Нижний слой атмосферы называется тропосферой, которая достигает высоты 10- 12 км в средних широтах. В ней с увеличением высоты температура спадает; выше начинается стратосфера - слой постоянной температуры близко - 40 °С. Из высоты около 25 км температура земной атмосферы медленно растет в результате поглощения ультрафиолетового излучения Солнца.
Плотность атмосферы тоже уменьшается с высотой. Да, на высоте около 6 км она в 2 раза меньше, чем около поверхности Земли, а на высоте в сотне километров в миллионы раз меньшая. На высоте нескольких радиусов Земли, е по большей части водород с концентрацией частиц порядка тысяч атомов в 1 см3.
В верхних слоях земной атмосферы солнечное излучение влечет сильную ионизацию. Ионизированные слои атмосферы называются ионосферой.
Атмосфера отбивает или поглощает большую часть излучения, которое поступает к Земле из космического пространства. Например, она не пропускает рентгеновское излучение Солнца. Атмосфера защищает нас и от непрерывной бомбардировки микрометеоритами, и от разрушительного действия космического луча - потоков частиц по большей части протонов и ядер атомов гелия, которые летят с большой скоростью.
Атмосфера играет важнейшую роль в тепловом балансе Земли. Видимое солнечное излучение может проходить сквозь
Ее, почти не ослабляясь. Его поглощает земная поверхность, которая при этом нагревается и излучает инфракрасные лучи.
По современным представлениям, только благодаря существованию гидросферы и атмосферы на Земле смогла зародиться жизнь. Поэтому проблемы экологии, охраны природы нашей уникальной планеты приобретают особое значение.
3. Магнитное поле. Магнитное поле Земли достаточно большое около 5- 10-5 Тл. С отдалением от Земли индукция магнитного поля слабеет.
Исследование околоземного пространства космическими аппаратами показало, что наша планета окружена мощным радиационным поясом див. Мал. Выше, который состоит из заряженных элементарных частиц - протонов и электронов, которые быстро двигаются. Его называют также поясом частиц высоких энергий.
Внутренняя часть пояса протягивается приблизительно на 500- 5000 км от поверхности Земли. Внешняя часть радиационного пояса находится на высоте от одного до пяти радиусов Земли и состоит преимущественно из электронов, которые имеют энергию десятки тысяч электрон-вольтов, - в 10 раз меньше энергии частиц внутреннего пояса.
Частицы, которые образуют радиационный пояс, наверное, захватывает земное магнитное поле из тех частиц, что непрерывно выбрасывает Соние. Особенно мощные потоки частиц рождаются при взрывных явлениях на Солнце - так называемых солнечных вспышках. Поток солнечных частиц двигается со скоростью 400-1000 км/с и достигает Земли приблизительно через 1-2 дня после того, как вспышка горячих газов на Солнце повлекла его. Такой усиленный корпускулярный поток возмущает магнитное поле Земли. Быстро и очень изменяются характеристики магнитного поля, которое называется магнитной бурей. Стрелка компаса колеблется. Возникает возмущение ионосферы, которое нарушает радиосвязь, происходят полярные сияния мал.
Рис. Полярное сияние
Полярные сияния разной формы и расцветки возникают на высотах от 80 до 1000 км. їХ образования связано с тем, то в полярных областях частицы, двигаясь вдоль линий индукции магнитного поля, которые там почти перпендикулярные к поверхности, проникают в атмосферу. Они бомбардируют молекулы воздуха, ионизируют их и возбуждают свечение, как поток электронов в вакуумной трубке. М. В. Ломоносов первым выразил мысль о том, что полярные сияния имеют электрическую природу. Цветные оттенки полярного сияния предопределены свечением разных газов атмосферы.
Следовательно, мы выяснили, что на Земле и в ее атмосфере происходят разнообразные процессы, много из которых связаны с Солнцем, удаленным от нас на 150 млн. Км, то есть Земля не изолирована от космоса.
4. Достижение стран СНГ и международное сотрудничество в мирном освоении космического пространства. Большие успехи, достигнутые в изучении планет и других тел Солнечной системы, способствовали усилению связи астрономии с такими науками о Земле, как геофизика и геология. Ученые этих специальностей, которые изучают результаты топографических, радиофизических и других исследований Меркурия, Венерн. Марса, Луны и других спутников, пользуются методом сравнительной геологии. Это дает возможность глубже понять древнюю историю развития нашей планеты, закономерности формирования месторождений полезных ископаемых и более успешно вести их разведку на Земле.
Космическую технику применяют и в других, самых разнообразных областях науки, техники и народного хозяйства. Для обеспечения бесперебойной радиотелефонной связи с отдаленными и труднодоступными районами нашей страны, для передаваемости информации с помощью телевидения используют спутники связи типов "Молния". "Зкран" и "Горизонт". Некоторые из них выводятся на стационарные орбиты и обеспечивают принятие телевизионных передач на коллективные антенны в небольших населенных пунктах.
За последние десятилетия создана космическая метеорологическая система, главным преимуществом которой е оперативность и глобальность получаемой информации. Метеоспутники типа "Метеор" дают возможность детально изучать распределение облачного покрова над нашей планетой, уверенно определять состояние и направление движения циклонов и атмосферных фронтов, следить за ледовой обстановкой на морях и океанах.
Космическая информация обеспечивает постоянное наблюдение по состоянию лесов и посевов сельскохозяйственных культур. Эта информация даст возможность определять эффективность всех земельных ресурсов, своевременно выявлять ячейки заболевания растений, прогнозировать урожаи разных культур в масштабах страны.
На борту орбитальных пилотируемых комплексов "Союз - Салют" проводятся разнообразные технологические эксперименты с целью изучения влияния невесомости и других необычных условий космического полета на разные процессы и получения в них условиях веществ и материалов с заданными свойствами. Космонавты проводят астрофизические, геофизические, метеорологические и другие наблюдения, выходят в открытый космос, испытывают новые приборы и оборудование, необходимую для дальнейшего развития космонавтику.
На орбите в составе экипажей работали космонавты-исследователи всех стран социализма, Индии и Франции. Ученые многих государств участвовали в создании научной аппаратуры, которую устанавливали на борту пилотируемых и автоматических станций, в изучении образцов месячной почвы, доставленных на Землю. Добытую во время космических полетов информацию обрабатывают специалисты братских социалистических стран, используют в научных исследованиях и народном хозяйстве. Наща страна активно выступает против политики "звездных войн", за широкое международное сотрудничество в использовании космического пространства в мирных целях.
Применение космической техники в народном хозяйстве дает значительный экономический эффект и обеспечивает возможность проведения разных видов работ, которые трудно или даже невозможно выполнить другими методами. Роль космонавтики в жизни человечества и ее вклад в научно-технический прогресс постоянно растут.