Наверное, нет ни одного человека на всей планете, кто не задумывался о непонятных мерцающих точках на небе, которые видны ночью. Почему Луна ходит вокруг Земли? Все это и даже больше изучает астрономия. Что такое планеты, звезды, кометы, когда будет затмение и почему в океане происходят приливы - на эти и многие другие вопросы отвечает наука. Давайте разберемся в ее становлении и значении для человечества.

Определение и структура науки

Астрономия - это наука о строении и происхождении различных космических тел, небесной механике и развитии вселенной. Название ее происходит от двух древнегреческих слов, первое из которых означает «звезда», а второе - «установление, обычай».

Астрофизика изучает состав и свойства небесных тел. Подразделом ее является звездная астрономия.

Небесная механика отвечает на вопросы о движении и взаимодействии космических объектов.

Космогония занимается происхождением и эволюцией вселенной.

Таким образом, сегодня обычные земные науки с помощью современной техники могут распространить область исследования далеко за пределы нашей планеты.

Предмет и задачи

В космосе, оказывается, находится очень много самых разнообразных тел и объектов. Все они изучаются и составляют, собственно, предмет астрономии. Галактики и звезды, планеты и метеоры, кометы и антивещество - все это лишь сотая доля вопросов, которые ставит перед собой эта дисциплина.

Недавно появилась потрясающая возможность практического С этого времени космонавтика (или астронавтика) гордо стала плечом к плечу с академическими исследователями.

Об этом человечество мечтало давно. Первая известная повесть - «Сомниум», написанная в первой четверти семнадцатого века. И только в двадцатом столетии люди смогли взглянуть на нашу планету со стороны и посетить спутник Земли - Луну.

Темы астрономии не ограничиваются только этими проблемами. Далее мы поговорим более подробно.

Какие же методики применяются для решения задач? Первая и самая древняя из них - наблюдение. Следующие возможности появились только недавно. Это фотография, запуск космических станций и искусственных спутников.

Вопросы, касающиеся происхождения и эволюции вселенной, отдельных объектов, пока не могут быть в достаточной мере изучены. Во-первых, не хватает накопленного материала, а во-вторых, многие тела находятся слишком далеко для точного изучения.

Виды наблюдений

Вначале человечество могло похвастаться лишь обычным визуальным наблюдением за небосводом. Но и такой примитивный метод дал просто потрясающие результаты, о которых мы поговорим немного позже.

Астрономия и космос сегодня связанны как никогда. Объекты изучают с помощью новейшей техники, что позволяет развиваться многим отраслям этой дисциплины. Давайте познакомимся с ними.

Оптический метод. Древнейший вариант наблюдения с помощью невооруженных глаз, при участии биноклей, подзорных труб, телескопов. Сюда же относится и изобретенная недавно фотография.

Следующий раздел касается регистрации инфракрасного излучения в космосе. С его помощью фиксируют невидимые предметы (например, скрытые за газовыми облаками) или состав небесных тел.

Значение астрономии невозможно переоценить, ведь она отвечает на один из вечных вопросов: откуда мы произошли.

Следующие методики исследуют вселенную на предмет гамма-излучений, рентгеновских волн, ультрафиолета.

Также существуют методики, не связанные с электромагнитным излучением. В частности, одна из них базируется на теории нейтринного ядра. Гравитационно-волновая отрасль изучает космос по распространению этих двух действий.
Таким образом, виды наблюдений, известные в нынешнее время, значительно расширили возможности человечества в освоении космоса.

Давайте посмотрим на процесс становления этой науки.

Зарождение и первые этапы развития науки

В древности, во времена первобытнообщинного строя, люди только начинали знакомиться с миром и определять явления. Они пытались осознать смену дня и ночи, сезоны года, поведение непонятных вещей, таких как гром, молния, кометы. Что такое Солнце и Луна - тоже пока оставалось загадкой, поэтому их причисляли к божествам.
Однако, несмотря на это, уже в эпоху расцвета Шумерского царства жрецы в зиккуратах делали достаточно сложные вычисления. Они разделили видимые светила на созвездия, выделили в них известный сегодня «зодиакальный пояс», разработали лунный календарь, состоящий из тринадцати месяцев. Также ими был открыт «цикл Метона», правда, немного раньше это сделали китайцы.

Египтяне продолжили и углубили изучение небесных тел. У них вообще сложилась потрясающая ситуация. Река Нил разливается в начале лета, как раз в это время на горизонте начинает появляться которая пряталась в зимние месяцы на небосвод другого полушария.

В Египте впервые начали делить сутки на 24 часа. Но неделя в начале у них была десятидневной, то есть месяц состоял из трех декад.

Однако наибольшее развитие древняя астрономия получила в Китае. Здесь умудрились практически точно рассчитать длину года, могли прогнозировать солнечные и лунные затмения, вели учет комет, пятен на Солнце и прочих необычных явлений. В конце второго тысячелетия до нашей эры появляются первые обсерватории.

Период античности

История астрономии в нашем понимании невозможна без греческих созвездий и терминов в небесной механике. Хотя вначале эллины и ошибались очень сильно, но со временем они смогли сделать достаточно точные наблюдения. Ошибка, например, состояла в том, что появляющуюся утром и вечером Венеру они считали двумя разными объектами.

Первыми, кто особое внимание уделил этой сфере знаний, были пифагорейцы. Они знали, что Земля имеет форму шара, а день и ночь сменяются, потому что она вращается вокруг своей оси.

Аристотель смог рассчитать окружность нашей планеты, правда, ошибся в большую сторону вдвое, но и такая точность для того времени была высока. Гиппарх смог рассчитать длину года, ввел такие географические понятия, как широта и долгота. Составил таблицы солнечных и лунных затмений. По ним можно было предсказать эти явления с точностью до двух часов. Поучиться бы нашим метеорологам у него!

Последним светилом античного мира был Клавдий Птолемей. Имя этого ученого история астрономии сохранила навсегда. Гениальнейшая ошибка, определившая надолго развитие человечества. Он доказал гипотезу, по которой Земля находится в а все небесные тела вращаются вокруг нее. Благодаря воинственному христианству, пришедшему на смену римскому миру, многие науки были заброшены, такие как астрономия тоже. Что такое и какова окружность Земли, никого не интересовало, больше спорили о том, сколько ангелов пролезет в ушко иглы. Поэтому геоцентрическая схема мира на многие века стала мерилом истины.

Астрономия индейцев

Инки рассматривали небосвод немного иначе, чем остальные народы. Если обратиться к термину, то астрономия - это наука о движении и свойствах небесных тел. Индейцы же этого племени в первую очередь выделяли и особо почитали «Великую Небесную Реку» - Млечный путь. На Земле ее продолжением была Вильканота - главная река возле города Куско - столицы инкской империи. Считалось, что Солнце, зайдя на западе, опускалось на дно этой реки и по нему переходило на восточную часть небосклона.

Достоверно известно, что инки выделяли следующие планеты - Луна, Юпитер, Сатурн и Венера, причем без телескопов сделали наблюдения, которые смог повторить только Галилей с помощью оптики.

Обсерваторией у них были двенадцать столбов, которые располагались на пригорке возле столицы. С их помощью определялось положение Солнца на небосводе и фиксировалась смена времен года, месяцев.

Майя же, в отличие от инков, развили знания очень глубоко. Основная масса того, что изучает астрономия сегодня, была им известна. Они сделали очень точный расчет продолжительности года, месяц делили на две недели по тринадцать дней. Началом же хронологии считался 3113 год до нашей эры.

Таким образом, мы видим, что в Древнем мире и среди племен «варваров», каковыми их считали «цивилизованные» европейцы, изучение астрономии было на очень высоком уровне. Давайте посмотрим, чем же могли похвастать в Европе после падения античных государств.

Средневековье

Благодаря усердию инквизиции в позднем средневековье и слабому развитию племен на раннем этапе этого периода многие науки шагнули назад. Если в эпоху античности люди знали, что изучает астрономия, и многие интересовались подобной информацией, то в средние века более развитой стала теология. За разговоры о том, что Земля круглая, а Солнце располагается в центре, можно было сгореть на костре. Подобные слова считались кощунством, а люди назывались еретиками.

Возрождение, как ни странно, пришло с востока через Пиренеи. Арабы принесли в Каталонию знания, сохраненные их предками еще со времен Александра Македонского.

В пятнадцатом века кардинал Кузанский высказывал мнение, что вселенная бесконечна, а Птолемей ошибается. Подобные изречения были богохульными, но очень сильно опережали время. Поэтому их посчитали бредом.

Но революцию совершил Коперник, который перед смертью решился опубликовать исследование всей своей жизни. Он доказал, что в центре находится Солнце, а Земля и остальные планеты вращаются вокруг него.

Планеты

Это небесные тела, которые вращаются по орбите в космосе. Свое название они получили от древнегреческого слова «странник». Почему так? Потому что древним людям они казались путешествующими звездами. Остальные стоят на обычных местах, а они каждый день передвигаются.

В чем их отличие от других объектов во вселенной? Во-первых, планеты достаточно мелкие. Размер им позволяет очистить свой путь от планетезималей и прочего мусора, но его недостаточно для того, чтобы началась как у звезды.

Во-вторых, благодаря своей массе, они приобретают округлую форму, а вследствие определенных процессов формируют себе плотную поверхность. В-третьих, планеты обычно вращаются в определенной системе вокруг звезды или ее останков.

Древние люди считали эти небесные тела «посланниками» богов или полубожествами, более низкого ранга, чем, например, Луна или Солнце.

И только Галилео Галилей впервые с помощью наблюдений в первые телескопы смог сделать вывод, что в нашей системе все тела ходят по орбитам вокруг Солнца. За что и пострадал от инквизиции, заставившей его замолчать. Но дело было продолжено.

По определению, признанному сегодня большинством, планетой считаются только тела с достаточной массой, которые вращаются вокруг звезды. Остальное - это спутники, астероиды и прочее. С точки зрения науки одиночек в этих рядах нет.

Итак, время, за которое планета делает полный круг по своей орбите вокруг звезды, называется планетарным годом. Наиболее близкое место на ее пути к звезде - это периастр, а самое дальнее - апоастр.

Второе, что важно знать о планетах, это то, что у них наклонена ось относительно орбиты. Благодаря этому при вращении полушария получают разное количество света и радиации от звезд. Так происходит смена сезонов, времени суток, на Земле еще и сформировались климатические зоны.

Немаловажным является то, что планеты кроме своего пути вокруг звезды (за год), еще вращаются вокруг своей оси. В этом случае полный круг называется «сутки».
И последняя особенность подобного небесного тела - это чистая орбита. Для нормального функционирования планета должна по пути, сталкиваясь с различными более мелкими объектами, уничтожить всех «конкурентов» и путешествовать в гордом одиночестве.

В нашей Солнечной системе есть разные планеты. Астрономия всего насчитывает их восемь. Первые четыре относятся к «земной группе» - Меркурий, Венера, Земля, Марс. Остальные делятся на газовых (Юпитер, Сатурн) и ледяных (Уран, Нептун) гигантов.

Звезды

Мы их видим каждую ночь на небосклоне. Черное поле, усеянное блестящими точками. Они формируют группы, которые называются созвездиями. И все же не зря же в их честь названа целая наука - астрономия. Что такое «звезда»?

Ученые говорят, что невооруженным глазом при достаточно хорошем уровне зрения человек может увидеть по три тысячи небесных объектов в каждом из полушарий.
Они издавна манили человечество своим мерцанием и «неземным» смыслом существования. Давайте разберемся подробнее.

Итак, звезда - это массивный комок газа, некое облако с достаточно высокой плотностью. Внутри его происходят или происходили ранее термоядерные реакции. Масса подобных объектов позволяет им формировать вокруг себя системы.

При изучении этих космических тел ученые выделили несколько способов классификации. Вы, наверное, слышали о «красных карликах», «белых гигантах» и прочих «жителях» вселенной. Итак, на сегодня одна из наиболее универсальных классификаций - типология Моргана-Кинана.

Она подразумевает деление звезд по величине и спектру излучения. По убыванию группы носят названия в виде букв латинского алфавита: O, B, A, F, G, K, M. Чтобы вы немного разобрались в ней и нашли точку отсчета, Солнце, согласно этой классификации, попадает в группу «G».

Откуда же берутся подобные гиганты? Они формируются из наиболее распространенных во вселенной газов - водорода и гелия, а вследствие гравитационной компрессии приобретают окончательную форму и вес.

Наша звезда - это Солнце, а ближайшая к нам - проксима Центавра. Она располагается в системе и находится от нас на расстоянии 270 тысяч расстояний от Земли до Солнца. А это около 39 триллионов километров.

Вообще все звезды измеряются в соответствии с Солнцем (их масса, размер, яркость в спектре). Расстояние же до подобных объектов считается в световых годах или парсеках. Последний равен примерно 3,26 светового года, или 30,85 триллионов километров.

Любители астрономии, несомненно, должны знать и разбираться в этих цифрах.
Звезды, как и все в нашем мире, вселенной, рождаются, развиваются и умирают, в их случае - взрываются. Согласно гарвардской шкале, они делятся по спектру от голубых (молодых) до красных (старых). Наше Солнце относится к желтым, то есть «зрелого возраста».

Также существуют коричневые и белые карлики, красные гиганты, переменные звезды и много других подтипов. Они отличаются уровнем содержания разных металлов. Ведь именно сгорание разных веществ вследствие термоядерных реакций позволяет измерять спектр их излучения.

Также существуют названия "новая", "сверхновая" и "гиперновая". Эти понятия не совсем отражаются в терминах. Звезды - как раз старые, в основном заканчивающее свое существование взрывом. А слова эти обозначают всего лишь то, что их заметили только во время коллапса, до этого они совершенно не фиксировались даже в самые лучшие телескопы.

Если смотреть на небо с Земли, отчетливо видны скопления. Древние люди давали им имена, слагали о них легенды, помещали туда своих богов и героев. Сегодня мы знаем такие названия, как Плеяды, Кассиопея, Пегас, пришедшие к нам от древних греков.

Однако сегодня учеными выделяются Если говорить просто, то представьте, что мы видим на небе не одно Солнце, а два, три или даже больше. Таким образом, существуют двойные, тройные звезды и скопления (там, где светил больше).

Занимательные факты

Планета вследствие разных причин, например, удаленности от звезды, может «уйти» в открытый космос. В астрономии такое явление получило название «планета-сирота». Хотя большинство ученых все-таки настаивают на том, что это протозвезды.

Интересной особенностью звездного неба является то, что фактически оно не такое, каким мы его видим. Многие объекты уже давно взорвались и перестали существовать, но находились настолько далеко, что мы до сих пор видим свет от вспышки.

Недавно была распространена мода на поиск метеоритов. Как же определить что перед вами: камень или небесный пришелец. На этот вопрос отвечает занимательная астрономия.

В первую очередь метеорит плотнее и тяжелее большинства материалов земного происхождения. Благодаря содержанию железа он имеет магнетические свойства. Также поверхность небесного объекта будет оплавленной, поскольку во время падения он перенес сильнейшую температурную нагрузку вследствие трения с атмосферой Земли.

Мы рассмотрели основные моменты такой науки, как астрономия. Что такое звезды и планеты, историю становления дисциплины и некоторые забавные факты вы узнали из статьи.

Московский Комитет Образования
Московский Городской Педагогический Университет
КАФЕДРА ФИЗИЧЕСКОЙ ГЕОГРАФИИ И ЭКОЛОГИИ

«Изменение газового состава атмосферы в прошлом и настоящем»

реферат по ОБЩЕМУ ЗЕМЛЕВЕДЕНИЮ
студента I курса, гр. 3 «Б»
Яковлева М.Л.
Руководитель: ст. преподаватель Клевкова И.В.

Москва
2001

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………..…3

I. ПОЯВЛЕНИЕ АТМОСФЕРЫ………………………………………………………………….4
1) Зарождение Земли;
2) Появление атмосферы;
3)Значение атмосферы;

II. СОСТАВ
АТМОСФЕРЫ………………....……………………………………………….5
1) Первичный состав;
2) Нынешний состав;
3) Тенденции изменения;

III. ПРИЧИНЫ И СЛЕДСТВИЯ
ИЗМЕНЕНИЯ СОСТАВА АТМОСФЕРЫ………………………………..11
1) Причины
а) антропогенные воздействия;
б) естественные воздействия;
2) Следствия
а) разрушение озонового экрана;
б) глобальное потепление климата;

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………………15

СПИСОК
ЛИТЕРАТУРЫ………………………….……………………...……………………..16

ВВЕДЕНИЕ

тмосфера – газовая оболочка Земли, именно благодаря атмосфере стало возможным зарождение и дальнейшее развитие жизни на нашей планете. Значение атмосферы для Земли колоссально – исчезнет атмосфера, исчезнет планета. Но последнее время с экранов телевизоров и динамиков радиоприемников мы все чаще и чаще слышим о проблеме загрязнения атмосферы, о проблеме разрушения озонового экрана, о губительном воздействии солнечной радиации на живые организма и человека в том числе. То тут то там происходят экологические катастрофа оказывающие в различной степени негативное воздействие на земную атмосферу непосредственно влияя на её газовый состав. К сожалению, приходиться констатировать, что атмосфера с каждым годом промышленной деятельности человека становиться всё меньше и меньше пригодной для нормальной жизнедеятельности живых организмов.

В своей работе я стремлюсь рассмотреть всю историю земной атмосферы, а именно её газового состава, начиная с момента образования и заканчивая нашим временем. При этом, затронув начальный этап развития атмосферы, первичный и нынешний газовый, а так же причины и следствия его изменения.

Главная задача работы – выявить динамику изменения содержания различных газов в атмосфере с течением времени, и указать те факторы воздействия, которые служат катализаторами в этих процессах.

I.ПОЯВЛЕНИЕ АТМОСФЕРЫ

1.Зарождение Земли.

Прежде чем говорить о происхождении планеты Земля, необходимо осветить вопрос о происхождении всей Солнечной системы в целом. «Иммануил Кант (1755 г.) считал, что Солнечная система возникла при эволюционном развитии холодной пылевой туманности, в центре образовалось Солнце, в периферийных частях – планеты»(3). Этой же теории придерживался и французский математик Лаплас. Но были еще и другие версии образования Солнечной системы. По теории О.Ю. Шмидта планеты образовались в результате выброса Солнцем огромного протуберанца, ставшего следствием столкновения Солнца с каким-либо космическим объектом. По третьей теории Солнце захватило облако, вследствие чего образовались планеты.

«Большинство ученых считает, что Солнце и планеты образовались около 4,6 миллиардов лет назад из огромного облака твердых крошечных частиц и газов, называющегося туманностью. Твердые частицы и часть газа остались от прежних уже погасших звезд. Повинуясь собственной внутренней силе притяжения, туманность начала, вращаясь, сжиматься. Частицы вещества, сталкиваясь на невероятной скорости в центре туманности, выделяли столько теплоты, что родилась сверкающая звезда Солнце. Остальная часть туманности образовала вокруг Солнца кольцо, столкновения частиц внутри которого привели к образованию планет. Некоторое время планеты были раскалены»(2). Так, наряду с другими, образовалась и наша планета.

2.Появление атмосферы.

Возраст атмосферы принято приравнивать к возрасту самой планеты Земля – примерно 5000 миллионов лет. На первоначальном этапе своего формирования Земля разогрелась до внушительных температур. «Если, как считает большинство ученых, только что образовавшаяся Земля была чрезвычайно горячей (имела температуру около 9000° C), то большинство газов, составляющих атмосферу, должны были бы покинуть её. По мере постепенного охлаждения и затвердевания Земли газы, растворенные в жидкой земной коре, выходили бы из неё»(8). Из этих газов и сложилась первичная земная атмосфера, благодаря которой стало возможным зарождение жизни.

II..СОСТАВ АТМОСФЕРЫ.

1.Первичный состав.

Как только Земля остыла, вокруг неё, из выделенных газов, сформировалась атмосфера. Точное процентное соотношение элементов химического состава первичной атмосферы, к сожалению, определить не представляется возможным, но можно с точностью предположить, что газы, входящие в её состав, были подобны тем, которые теперь выбрасываются вулканами – углекислый газ, водяной пар и азот. «Вулканические газы в виде перегретых паров воды, углекислого газа, азота, водорода, аммиака, кислых дымов, благородных газов и кислорода формировали праатмосферу. В это время накопление кислорода в атмосфере не происходило, поскольку он расходовался на окисление кислых дымов (HCl, SiO 2 , H 2 S)»(1).

Существуют две теории происхождения самого важного для жизни химического элемента – кислорода. По мере охлаждения Земли температура упала примерно до 100° C, большая часть водяного пара сконденсировалась и выпала на земную поверхность первым дождем, вследствие, чего образовались реки, моря и океаны – гидросфера. «Водяная оболочка на Земле обеспечила возможность накопления эндогенного кислорода, став его аккумулятором и (при насыщении) поставщиком в атмосферу, к этому времени уже очищенную от воды, углекислоты, кислых дымов, и других газов в результате прошедших ливней»(1).

Другая теория утверждает, что кислород образовался при фотосинтезе в результате жизнедеятельности примитивных клеточных организмов, когда растительные организмы расселились по всей Земле, количество кислорода в атмосфере стало быстро увеличиваться. Однако, многие учёные склонны рассматривать обе версии без взаимного исключения.

2.Нынешний состав.

В сегодняшнем химическом составе атмосферы (рис.1) преобладает азот и кислород. Представительство таких элементов как углекислый газ, аргон и других инертных газов очень мало, в общей сложности около 1%, но минимальное изменение их содержания может оказать серьёзное влияние на жизнь нашей планеты.

Рис.1 Химический состав атмосферы (Неклюкова, 1976).

Доминирующие газы. Рассмотрим свойства химических элементов доминирующих в составе земной атмосферы.

Кислород. Кислород является одним из основных газов атмосферы (почти 21%), наиболее важен для жизни на планете. «Атмосфера содержит порядка 10 15 тонн свободного кислорода, тогда как в земной коре его наверняка больше 10 19 тонн»(1). Самый распространенный элемент на Земле (рис. 2).

Рис. 2 Соотношение кислорода и других химических элементов на Земле (Бгатов, 1985).

Именно благодаря нему возможно дыхание живых организмов. Кислород химически активен, легко вступает в реакции со многими химическими элементами и соединениями. Известны три изотопа кислорода – 16 O, 17 O, 18 O. В обычных условиях их содержание в атмосфере составляет соответственно (%) 99,74, 0,04 и 0,20. «Сильнейшим окислителем является трехатомное соединение кислорода – озон (О 3). Он составляет в атмосфере незначительную примесь»(4). На высоте примерно 22 – 25 км озон достигает максимальной концентрации – озоновый экран, который поглощает ультрафиолетовое излучение Солнца (0,29 микрона), губительное для всего живого.

Азот. «Азот – одна из основных компонент органической материи, и ввиду того, что он химически гораздо менее активен, чем кислород, необходимы особые условия для образования соединений азота и для усвоения его живыми организмами. Эти условия еще пока недостаточно изучены»(4). Азот – самый распространенный газ в атмосфере, около 78%. «Азот атмосферы играет огромную роль в геохимических процессах, активно участвуя в дифференциации минерального вещества, с одной стороны, в синтезе органических веществ – с другой. Последнее обеспечивается биохимическими реакциями. Известно, что азот участвует в фотосинтезе, синтезе белков и нуклеиновых кислот. Следовательно, без азота жизнь в том виде, в котором мы её знаем, невозможна»(1).

Углерод. Углерод в земной атмосфере в основном представлен углекислым газом (CO 2). Углекислый газ необходим растениям, так как используется ими для дыхания. Содержание CO 2 в атмосфере так же влияет на тепловой баланс Земли. Деятельность человека (сжигание угля и нефти) ведет к повышению его концентрации.

Водяной пар. Водяной пар играет главную роль в образовании парникового эффекта. Водяной пар пропускает коротковолновую солнечную радиацию, и поглощает длинноволновое излучение Земли. С ним связано образование облачных систем.

3.Тенденции изменения.

«Нет единого мнения о природе и характере изменений в составе атмосферы за последние 1000 миллионов лет. Геологические процессы (вулканическая активность, образование известняков и угля) должны были оказать определенное влияние на состав атмосферы. И есть основания предполагать, что в течение последних 300 миллионов лет количество кислорода и углекислого газа, поскольку эти газы связанны с вышеупомянутыми процессами, колебалось значительно относительно теперешнего уровня»(4).

Рис. 3 «График увеличения содержания CO 2 в атмосфере в период с 19-20 вв. (Неклюкова 1976).

Такое изменение содержания CO 2 , конечно, вызвано деятельностью человека – сжигание угля (рис. 3). «Начиная с 1900 года, количество сжигаемого топлива удваивается каждые 10 лет. Так как уголь состоит на 90% из углерода, при горении соединяющегося с кислородом, то в атмосфере увеличивается количество углекислого газа»(8).

Содержание парниковых газов в атмосфере напрямую зависит от периодов потепления на нашей планете (рис. 4). «Была установлена корреляция между периодами потепления и содержанием в атмосфере углекислого газа и метана. 18 тысяч лет назад, в эпоху максимального обледенения, когда ледовый панцирь покрывал всю северную половину Европы и Северной Америки, содержание парниковых газов было меньше»(5).

«За последние 850 лет на Земле произошло пять ледниковых периодов, когда температуры на Земле опускались на 3°C ниже нынешних»(7).

В основном, более или менее сильные изменения газового состава атмосферы происходило в последние два века, ведь именно в этот период человечество осуществило существенные шаги в своём техническом развитии. Особенно сильно сказался на атмосфере приход НТР (Научно Техническая Революция). «Деятельность человека начала воздействовать на атмосферу в начале XIX в. вследствие развития тяжелой

Рис. 4 Колебание температуры на Земле за последние 850.000 лет

(Мирская, 1997).

промышленности. Дым тысяч заводских труб, сажа миллионов угольных каминов в городских домах затянули небо смогом. Проблема смога существует во многих странах и сейчас»(7).

рис. 5 Концентрация атмосферного CO 2 (Костицын, 1984).

III.ПРИЧИНЫ И СЛЕДСТВИЯ ИЗМЕНЕНИЯ ГАЗОВОГО СОСТАВА АТМОСФЕРЫ.

1.Причины.

Существует масса причин изменения газового состава атмосферы – первое, и самое главное это деятельность человека. Второе, как ни странно, - деятельность самой природы.

а) антропогенное воздействие. Деятельность человека оказывает разрушающее действие на химический состав атмосферы. При производстве в окружающую среду выбрасывается углекислый газ и ряд других парниковых газов. Особенно опасен выброс CO 2 различными заводами и предприятиями (рис. 5). «Все крупнейшие города, как правило, лежат в слое плотного тумана. И не от того, что часто расположены в низинах или у воды, а из-за ядер конденсации, сосредоточенных над городами. В некоторых местах воздух настолько загрязнен частицами выхлопных газов и промышленных выбросов, что велосипедисты вынуждены надевать маски. Эти частицы служат ядрами конденсации для тумана»(7). Так же губительное воздействие оказывают выхлопные газы автомобилей, содержащие оксид азота, свинец, а также большое количество диоксида углерода (углекислого газа).

Одной из главных особенностей атмосферы является наличие озонового экрана. Фреоны – фтор содержащие химические элементы, широко используются в производстве аэрозолей и холодильников, оказывают сильное воздействие на озоновый экран, разрушая его.

«Ежегодно под пастбища вырубаются тропические леса на территории, равной площади Исландии, - в основном в бассейне реки Амазонки (Бразилия). Это может привести к сокращению количества осадков, т.к. количество влаги, испаряемой деревьями, сокращается. Вырубка лесов способствует и усилению парникового эффекта, ведь растения поглощают углекислый газ»(7).

б) естественное воздействие. И природа вносит свою лепту в историю атмосферы Земли, в основном, запыляя её. «Огромные массы пыли поднимают в воздух ветры пустынь. Она заносится на большую высоту и может разнестись очень далеко. Возьмем ту же Сахару. Мельчайшие частицы каменистых пород, поднятые здесь в воздух, закрывают горизонт, сквозь пыльное покрывало тускло светит Солнце»(6). Но опасны не только ветры.

В августе 1883 года на одном из островов Индонезии разразилась катастрофа – взорвался вулкан Кракатау. При этом около семи кубических километров вулканической пыли было выброшено в атмосферу. Ветры разнесли эту пыль на высоту 70-80 км. Лишь спустя годы эта пыль осела.

Так же причиной появления огромного количества пыли в атмосфере являются падающие на Землю метеориты. При попадание на земную поверхность, они поднимают в воздух огромные массы пыли.

Так же в атмосфере периодически то появляются, то исчезают озоновые дыры – дыры в озоновом экране. Многие ученые считают это явление естественным процессом развития географической оболочки Земли.

2.Следствия.

Вследствие промышленной деятельности человека и природы атмосфера Земли загрязняется различными веществами начиная от пыли и заканчивая сложными химическими соединениями. Итогом этого служит прежде всего глобальное потепление климата и разрушение озонового экрана планеты. «Малые изменения в химическом составе атмосферы кажутся незначительными для атмосферы в целом. Но следует напомнить, что редкие газы, входящие в состав атмосферы, могут оказать значительное влияние на климат и погоду»(8).

а) Озоновый экран. Разрушение озонового экрана происходит под действием фтор содержащих компонентов, которые содержаться в аэрозолях и холодильниках. Попадая в атмосферу, вступают в химическую реакцию с озоном, разрушая его. Разрушение озонового экрана ведет к неизбежной гибели всего живого на планете от ультрафиолетового излучения Солнца

б) Потепление климата. «Некоторые ученые, например, считают, что в последние годы с возрастанием углекислого газа изменился тепловой баланс атмосферы, ибо Земля стала больше поглощать инфракрасной радиации, уменьшился уход тепла от Земли в космос, и повысилась средняя температура природного слоя воздуха. Некоторые исследователи оценивают повышение температуры в 0,01°C в год. Это свидетельствует о тесной связи температуры Земли с химическим составом атмосферы»(8). Повышение температуры ведет к потеплению климата, что ведет к таянию ледников Антарктики и Антарктиды, а как следствие повышение уровня мирового океана и затоплению прибрежных районов.

Глобальное потепление климата возможно в результате парникового эффекта. «Вследствие парникового эффекта произойдет заметное смещение климатических поясов. В результате некоторые крупные регионы мира станут теплее и суше, а другие – теплее и влажнее»(5).

Таблица 1. Прогноз потепления температуры на Земле (Максаковский, 1996).

Рис. 6 График потепления температуры на Земле (Мирская, 1997).

По данным (таблица 1, рис. 6) можно предположить, что к 2050 году температура на Земле в среднем повыситься на 2 градуса, поэтому можно смело говорить о глобальном потеплении климата на планете Земля.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проделанной работы установлен целый ряд закономерностей, происходящих в результате изменения газового состава атмосферы.
Состав атмосферы не оставался постоянным, а изменялся во времени, чутко реагируя на события и явления, происходящие на земной поверхности. Химический состав первичной атмосферы в корне не похож на состав атмосферы наших дней.

В результате активной промышленной деятельности человека существенные изменения в газовом составе атмосфере происходили лишь в последние два столетия, но даже и столь незначительного времени хватило для сильного загрязнения атмосферы и начала разрушения озонового экрана планеты.

Главное следствие всех этих изменений – глобальное потепление климата на Земле. В среднем, установлено, что примерно к 2050 году среднегодовая температура повыситься на два градуса, что должно привести к повышению уровня мирового океана, и затоплению прибрежных районов материков.

Как не прискорбно это осознавать, но тенденции удручающие. В ближайшие 1000 лет возможно сильнейшее усиление парникового эффекта и следствием этого будет не только таяние вековых бедняков, но и вымирание живых организмов.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бгатов В.И. История кислорода земной атмосферы. – М.: Недра, 1985.

2. Грэбхем С. Вокруг света. – Нью-Йорк: Кингфишер, 1995.

3. Неклюкова Н.П. Общее землеведение. – М.: Просвещение, 1976.

4. Костицын В.А. Эволюция атмосферы биосферы и климата. – М.: Наука, 1984.

5. Максаковский В.П. Географическая картина мира. – Ярославль: Вехне-Волжское книжное издательство, 1996.

6. Мезенцев В.А. Энциклопедия чудес. – М.: Знание, 1983.

7. Мирская Е. Погода, - Лондон: Дорлинг Киндерсли Лимитед, 1997.

8. Чандлер Т. Воздух вокруг нас. – Л.: Гидрометеоиздат, 1974.

Московский Комитет Образования Московский Городской Педагогический Университет КАФЕДРА ФИЗИЧЕСКОЙ ГЕОГРАФИИ И ЭКОЛОГИИ «Изменение газового состава атмосферы в прошлом и настоящем» реферат по ОБЩЕМУ ЗЕМЛЕВЕДЕНИЮ студента I курса, г

Астроном - профессия прошлого, настоящего или будущего

Гречаный Андрей

в класс, 534 школа

Введение

Почему я выбрал тему Астроном-профессия прошлого настоящего или будущего? Мне нравится труд астронома, я обожаю астрономию. В астрономии очень много вопросов, задаваемых простыми людьми и самими астрономами, основанные на словах есть ли и сколько, например: Есть ли инопланетяне? или Есть ли у Вселенной граница?. Есть три раздела: жизнь, вживание и неизбежность. Жить и выживать очень тяжело, а о неизбежности можно только догадываться. Астрономы пытаются догадаться.

Астрономия прошлого

Астрономия каменного века

астрономия наука профессия

Общеизвестно, что многие древние сооружения ориентированы по странам света, но только сравнительно недавно учёные обратили внимание на археологические памятники, одной из основных целью которых было наблюдение небесных светил. Доисторические обсерватории были сооружениями-инструментами, т.е. отмечали места восходов и заходов светил. Такие сооружения обнаружены повсюду.

Солнцепоклонники верили: для того чтобы Солнце не перестало освещать Землю его надо умилостивить. Так возник храм. Однако Солнце было не только богом, но и первым надёжным ориентиром, поэтому к нему мог иметь отношение не только круг камней, но и отдельный установленный вертикально высокий камень. Такие камни были одновременно и первыми часами, и компасом, и календарём. Каменные сооружения такого типа называются мегалитами (от греч. megas-большой и lythos-камень).

Наиболее древним в Европе мегалитическим памятником, связанным с астрономией, считается Нью-Грейндж. Он был найден в Ирландии. Это сооружение из белых и серых камней, внутри которого находится узкий коридор, ведущий в небольшую комнату. Тоннель ориентирован на юго-восток точно на место восхода Солнца в день зимнего солнцестояния. Стены Нью-Гренджа расписаны узорами из кругов и спиралей, символизировавшими кольца времени.

Ньюгрейндж был храмом Солнца и времени. В его функции входила лишь одна астрономическая операция: определение начала года, которое его строители связывали с 21 декабря. Датируется Нью-Грендж примерно 3000 г. до н.э.

Стоунхендж (англ. Stonehenge, букв. каменный хендж. Хендж вид ритуальных памятников, встречающихся только на Британских островах. Он состоит из округлого пространства, ограниченного рвом, с внешней стороны которого насыпан вал.) - внесённое в список Всемирного наследия каменное мегалитическое сооружение находится на юге Англии.

Первые исследователи связывали постройку Стоунхенджа с друидами, раскопки, однако, отодвинули время создания Стоунхенджа к новокаменному и бронзовому векам. Современная датировка элементов Стоунхенджа основана на радиоуглеродном методе и показала, что наиболее древние части сооружения относятся к 3020-2910 гг. до н. э.

Ещё авторы XVIII века, что положение камней можно увязать с астрономическими явлениями. Выяснилось, что Стоунхендж был гигантской обсерваторией, построенной для того, чтобы следить за движениями Солнца и Луны. С его помощью решалась важнейшая задача - определение дня летного солнцестояния, когда Солнце восходило на северо-востоке, максимально близко к точке севера. От него начинали вести счет времени на целый год. Также при помощи камней определялся день зимнего солнцестояния, производились наблюдения заходов Солнца в дни летнего и зимнего солнцестояния.

Отдельные камни Стоунхенджа использовались для наблюдений Луны и предсказывания лунных затмений, которые считались опасными.

В республике Хакасии есть похожее место - Салбыкские курганы в Долине царей.

Астрономия Древних Цивилизаций

Еще в незапамятные времена неизвестными нам в настоящее время наблюдателями на звездном небе были выделены отдельные яркие группы звезд, названные в последующем созвездиями. Тогда же среди неподвижных звезд, что не изменяют взаимные положения на небе и расположенных в постоянных созвездиях, были найдены семь подвижных светил. Они переходят из созвездия к созвездию, в то же время оставаясь в пределах узкой зоны, которая делит звездное небо. Этими светилами были Солнце, Луна и пять планет - Меркурий. Венера, Марс, Юпитер и Сатурн.

Развитие астрономии протекало в борьбе между двумя теориями миропонимания. Первая из них - геоцентрическая теория - полагала, что в центре шара неподвижно покоится Земля, солнце, звезды и планеты обегают вокруг нее. Эту теорию, господствовавшую на протяжении многих столетий, защищала и отстаивала церковь.

Вторая система - гелиоцентрическая считала, что в центре мира находится Солнце, вокруг которого вместе с другими планетами движется Земля. Дальнейшее развитие этой теории создало основу современной астрономии.

Почти три тысячи лет назад в долинах рек Тигра и Евфрата достигло расцвета одно из древнейших культурных государств - Вавилон. Занятия астрономией в Вавилоне были сосредоточены в руках жрецов, которые накопили значительный запас астрономических сведений. Однако в своем миропредставлении вавилонские жрецы пренебрегали накопленным астрономическим опытом; свою систему мира они приспособили к требованиям религии.

По учению вавилонских жрецов. Земля представляет собой круглую гору, накрытую куполом небесной тверди. К этому куполу прикреплены звезды и планеты. Землю и небо окружает Океан. Солнце обходит Землю с востока на запад и скрывается в воротах, устроенных в плотине, которая отделяет Землю от Океана. Небо было обиталищем богов, а подземное царство считалось жилищем мертвых.

В V в. до нашей эры греческий ученый Филолай считал, что …важнейшим вещам подобает и почтеннейшее место, а так как огонь важнее Земли, то он помещен в середине. Вокруг этого огня с запада на восток движется Земля. Солнце в системе Филолая играло подсобную роль - оно концентрировало и отражало на Землю лучи центрального огня. Туманное и мистическое учение Филолая содержало зерно истины гениальную догадку о возможности передвижения Земли в мировом пространстве.

В IV в. до нашей эры в Греции жил философ Аристотель. Он был создателем геоцентрической системы мира, которую выводил из своего учения о четырех элементах. Аристотель учил, что все окружающее нас состоит из четырех элементов: земли, воды, воздуха и огня. Элементы располагаются соответственно их весу. Таким образом, центром вселенной является земной шар. Его окружает вода - океаны и моря. Над ними - сфера воздуха, и далее до самой Луны простирается огонь. Огонь соприкасается с эфиром, из которого состоят все неподвижные звезды. Солнце, Луна и другие планеты прикреплены к прозрачным твердым сферам - пустотелым шарам, которые вращаются вокруг центра - Земли.

Аристотель считал небо областью совершенного. В совершенном небе и все движения происходят по совершенным орбитам - кругам. Глубокие тематические, астрономические и философские знания не могли освободить Аристотеля от плена религиозных идеалистических представлений. В своей системе мира он был вынужден прибегнуть к помощи божества, в котором видел причину движения Солнца, планет и неподвижных звезд. Идеи Аристотеля более десяти веков господствовали над умами ученых.

В IV в. до нашей эры в дельте реки Нила возник новый культурный центр - Александрия. В прекрасно оборудованной обсерватории этого города работал великий астроном с острова Самоса - Аристарх. Аристарх Самосский впервые обосновал и разработал гелиоцентрическую систему мира. Он воспользовался учением Филолая. но вместо мистического огня поместил в центре мира Солнце. По учению Аристарха, вселенная замыкается сферой неподвижных звезд. Между Солнцем и этой сферой движутся по круговым орбитам Земля, Луна и /другие планеты. Аристарх выводил свою теорию из наблюдений и подтверждал ее многочисленными вычислениями. Это была первая научно обоснованная и подтвержденная опытом теория.

Около 150 г. нашей эры появилось сочинение александрийского астронома Клавдия Птолемея. Оно называлось Великое математическое творение по астрономии. В нем Птолемей с помощью математики доказывал, что земной шар неподвижно покоится в центре мира. Вокруг него обращаются Солнце, планеты и звезды. Видимый путь этих планет гораздо сложнее совершенного равномерного движения их по кругу, как это предполагали Аристотель и другие астрономы. Планеты как бы блуждают по небу то в одну, то в другую сторону. Птолемей правильно объяснил это тем. что видимый путь планет складывается из двух движений. Но что это за движения? Придерживаясь идеи о совершенном движении планет по кругам. Птолемей считал, что планеты движутся по малым кругам - эпициклам, а центры эпициклов в свою очередь обращаются по большим концентрическим кругам - деферентам. В центре всех деферентов якобы покоится Земля.

Искусным подбором радиусов эпициклов Птолемею удалось согласовать видимое движение планет со своей теорией. Несмотря на громоздкость, теория Птолемея позволяла довольно точно вести астрономические наблюдения и вычисления. Теория Птолемея, названная как геоцентрическая система мира, продержалась до XVI столетия, когда польский астроном Николай Коперник довел ее ошибочность по физической сти и обосновал гелиоцентрическую систему мира.

Птолемей знал, что если допустить возможность вращения Земли вокруг своей оси, то это значительно упростило бы его теорию. Но, находясь под сильным влиянием Аристотеля, он не решился на это.

Подобные документы

Жизненный цикл Солнца, солнечный спектр, текущий возраст. Внутреннее строение Солнца: солнечное ядро; зона лучистого переноса. Конвективная зона Солнца. Атмосфера, фотосфера Солнца. Хромосфера и ее плотность. Корона как последняя внешняя оболочка Солнца.

реферат, добавлен 11.03.2011


Общие сведения о Солнце: характеристики, вращение, вид в телескоп, химический состав, внутренне строение, положение в Галактике. Эволюция Солнца и Солнечной системы. Фотосфера. Хромосфера. Корона. Циклы солнечной активности. Солнце и жизнь на Земле.

реферат, добавлен 23.02.2009


История создания и развития Солнечной Системы. Звезды и их возраст. Характеристика и строение Солнца, планет нашей системы. Астероидное кольцо и планеты Гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Ледяной шар, вращающийся вокруг Солнца – Плутон и его спутник.

реферат, добавлен 30.01.2011


Изучение строения и характеристика параметров Солнца как единственной звезды солнечной системы, представляющей собой горячий газовый шар. Анализ активных образований в солнечной атмосфере. Солнечный цикл, число Вольфа и изучение солнечной активности.

курсовая работа, добавлен 16.07.2013


Расположение и место во Вселенной планеты Солнца, ее происхождение и основные этапы развития. Природа солнечного света и его влияние на другие планеты и звезды Солнечной системы. Природа солнечных пятен. Особенности протекания и причины затмений Солнца.

реферат, добавлен 16.01.2010


Солнце как звезда, небесное светило, снабжающее Землю энергией и являющееся центром Солнечной системы, ее центральное тело, типичная звезда. Происхождение и основные периоды развития Солнца. Обоснование и главные причины явления солнечного затмения.

презентация, добавлен 03.05.2012


Зарождение и эволюция звезды. Голубые сверхгиганты - мегазвезды массой между 140 и 280 массами Солнца. Красные и коричневые карлики. Черные дыры, причины их возникновения. Жизненный цикл Солнца. Влияние размера и массы звезд на длительность ее жизни.

презентация, добавлен 18.04.2014


Светило нашей планетной системы. Солнце - предмет поклонения. Солнце как небесное тело. Приборы наблюдения за Солнцем. Солнечное излучение и его влияние на Землю. Роль Солнца в жизни Земли. Практическое использование солнечной энергии.

реферат, добавлен 30.11.2006


Общая характеристика и особенности структуры Солнца, его значение в солнечной системе. Атмосфера Солнца, причины появления и характер пятен на его поверхности. Условия возникновения солнечных затмений. Циклы солнечной активности и их влияние на Землю.

презентация, добавлен 29.06.2010


Данные об исторических наблюдениях за затмением солнца. Применение спектрального анализа для исследований. Ведущая роль русских астрономов в изучении внешних оболочек Солнца, строения солнечной короны и её связи с другими явлениями, происходящими на нем.

Н. А. Сахибуллин

Казанский государственный университет
Содержание

Введение

Будущее поколение будет рассматривать 80-90-е годы прошлого столетия как период, определивший развитие астрономии в XXI веке. Это действительно так, потому что именно в те годы были получены научные результаты, которым по значимости трудно найти аналоги в истории астрономии XX века. Тот период знаменателен еще тем, что астрономы стали серьезно ставить вопрос о будущем нашей Земли не только в гносеологическом плане, но и для обеспечения безопасности всего человечества. К сожалению, диапазон мнений, особенно в массовой прессе, по поводу возможной опасности очень широк — от откровенно панических до полного игнорирования проблемы. Поэтому мы попытаемся дать краткое изложение фактического состояния дел.

Общие представления о происхождении Земли и Солнца

Астрономы еще не выработали окончательного мнения о детальных процессах образования Солнечной системы , поскольку ни одна из гипотез не способна объяснить многие ее особенности. Но в чем почти все астрономы единодушны, так это в том, что звезда и ее планетная система образуются из единого газопылевого облака , причем этот процесс может быть объяснен известными законами физики . Предполагается, что это облако имело вращение. В центре такого облака 4,7 млрд лет назад образовалось сгущение, которое вследствие закона всемирного тяготения начало сжиматься и притягивать к себе окружающие частицы. При достижении этим сгущением определенной массы в центре создаются большие температуры и давления, что приводит к выделению громадной энергии за счет термоядерных реакций превращения четырех протонов в атом гелия . Объект в этот момент вступает в ответственную стадию своей жизни — стадию звезды.

Вращение облака приводит к появлению вращающегося диска около звезды. В тех областях, где среднее расстояние между частицами диска мало, происходит их столкновение, что вызывает образование так называемых планетезималей размером примерно в 1 км , а затем и планет около звезды. Образование Земли потребовало около 50 млн лет. Часть несконденсировавшегося вещества диска (твердые и ледяные частицы) при движении могла падать на поверхность планет. Для Земли этот процесс длился примерно 700 тыс. лет. В результате масса Земли постоянно увеличивалась и главное — пополнялась водой и органическими соединениями. Около 2 млрд лет назад начали появляться примитивные растения, а спустя 1 млрд лет образовалась нынешняя азотно-кислородная атмосфера. Около 200 млн лет назад появились простейшие млекопитающие , 4 млн лет назад на ноги встал австралопитек , а 35 тыс. лет назад появился непосредственный предок Homo sapiens .

Для нас главным является следующее: можно ли описанную схему опровергнуть или подтвердить наблюдениями, если проверить, в частности, такие ее следствия:

а) около молодых звезд должны быть обнаружены протопланетные диски ;

б) около звезд, которые находятся на более поздней стадии развития, необходимо обнаружить планетные системы;

в) поскольку не все вещество протопланетного диска конденсируется в большие тела, особенно на периферии диска, то в Солнечной системе должны существовать остатки такого вещества.

Если бы данная статья писалась лет 30 назад, то автору трудно было бы найти такие подтверждения, так как существовавшие тогда телескопы и приемная аппаратура не могли зарегистрировать упомянутые выше объекты из-за их слабого блеска. И лишь в последнее десятилетие благодаря использованию космических телескопов , повышению точности астрономических измерений большинство предсказаний теории получили полное подтверждение.

Протопланетные диски. Поскольку в таких дисках есть пыль, то в излучении диска и звезды должен наблюдаться инфракрасный избыток цвета. Такие избытки обнаружены у нескольких звезд, в частности у яркой звезды северного полушария Веги . Для некоторых звезд Космическим телескопом им. Э. Хаббла были получены изображения таких дисков, например у многих звезд в туманности Ориона (рис. 1). Число открываемых дисков около звезд постоянно растет.

Планеты около звезд. Чтобы наблюдать традиционными методами планеты около звезд, необходимо создать телескопы очень больших диаметров — порядка сотни метров. Создание таких телескопов — это совершенно безнадежное дело как с технической, так и с финансовой точки зрения. Поэтому астрономы нашли выход из положения, разработав косвенные методы обнаружения планет. Известно, что два гравитационно связанных тела (звезда и планета) вращаются вокруг общего центра тяжести . Такое движение звезды можно установить лишь на основе чрезвычайно точных методов наблюдений. Такие методы на основе современной технологии были разработаны в самые последние годы, и для знакомства с ними мы отсылаем читателя к статье А.М. Черепащука .

С использованием этих методов сразу же наблюдали около 700 звезд. Результат превзошел самые лучшие ожидания. К концу января 2001 года открыты 63 планеты у 50 звезд. Основные сведения о планетах можно найти в статье .

Открытие трансплутоновых комет. В 1993 году были открыты объекты 1992QB и 1993FW, расположенные за пределами орбиты Плутона. Это открытие может иметь большие последствия, так как оно подтвердило существование на дальней периферии нашей Солнечной системы на расстоянии более 50 а.е. так называемого пояса Койпера и далее облака Оорта , где сосредоточились сотни миллионов комет, сохранившихся в течение 4,5 млрд лет и являющихся остатками того вещества, которое не смогло сконденсироваться в планеты.

Астрономическое прошлое Земли

После своего образования Земля прошла долгий путь развития. Было установлено, что естественный ход ее развития нарушался вследствие определенных геологических, климатических или биологических причин, приводящих к исчезновению растительности и животного мира. Причины большей части этих кризисов учеными объясняются как океаническими явлениями (понижение солености океанов, изменение химического состава в сторону увеличения токсичных элементов в водах океана и т.д.), так и земными явлениями (парниковый эффект , вулканическая деятельность и т.д.). В 50-х годах XX века делали попытки объяснить некоторые кризисы и астрономическими факторами — на основе многих астрономических явлений, зарегистрированных наблюдателями и описанных в исторических документах. Следует отметить, что за период в 2000 лет (c 200 года до н.э. по 1800 год н.э.) в различных источниках было зафиксировано 1124 важных астрономических факта, часть из которых можно связать с кризисными явлениями.

В настоящее время существует мнение, что кризис, имевший место 65 млн лет назад, когда исчезли рифовые кораллы и вымерли динозавры, был вызван столкновением крупного небесного тела (астероида ) с Землей. Долгое время астрономы и геологи искали подтверждение этого явления, пока не обнаружили большой кратер на полуострове Юкатан в Мексике диаметром в 300 км. Подсчеты показали, что для создания такого кратера был необходим взрыв, эквивалентный 50 млн т тротила (или 2500 атомных бомб, упавших на Хиросиму; взрыв 1 т тротила соответствует выделению энергии в 4 · 10 16 эрг ). Такая энергия могла бы выделиться при столкновении с астероидом размером в 10 км и имевшим скорость в 15 км/с. Этот взрыв поднял в атмосферу пыль, которая полностью затмила Солнце, что привело к понижению температуры Земли с последующим вымиранием живого. Оценка возраста этого кратера привела к цифре в 65 млн лет, что совпадает с моментом одного из биотических кризисов в развитии Земли.

Далее в 1994 году астрономы предсказали теоретически, а затем и пронаблюдали столкновение кометы Шумейкеров-Леви с Юпитером. Были ли подобные столкновения комет с Землей? Согласно американскому ученому Массе , за последние 6 тыс. лет подобные столкновения были. Особенно катастрофическим было падение кометы в океан около Антарктиды в 2802 году до н.э.

Таким образом, все изложенное выше приводит к следующим заключениям:

· астрономы имеют надежные подтверждения имеющимся представлениям о прошлом развитии Солнечной системы;

· это позволяет вполне определенно судить о будущем Солнечной системы. В частности, некоторые описанные явления ставят серьезный вопрос: несет ли Космос опасность для будущего нашей Земли?

Астрономическое будущее Земли

Из изложенного ясно, что наибольшие неприятности для человечества могут вызвать движущиеся малые небесные тела . Рассмотрим, насколько велик шанс столкновения.

Астероиды (или малые планеты). Основные характеристики этих объектов таковы: массы 1 — 10 23 г, размеры 1 см — 1000 км, средние скорости при приближении к Земле 10 км/с, кинетическая энергия объектов 5 · 10 9 — 5 · 10 30 эрг.

Астрономы установили, что в Солнечной системе число астероидов с диаметром больше 1 км около 30 тыс., меньших по размеру астероидов существенно больше — порядка сотни миллионов. Большая часть астероидов вращается по орбитам, расположенным между орбитами Марса и Юпитера, образуя так называемый пояс астероидов . Эти астероиды, естественно, не несут опасности столкновения с Землей.

Но несколько тысяч астероидов с диаметром более 1 км имеют орбиты, пересекающие орбиту Земли (рис. 2). Появление таких астероидов астрономы объясняют образованием зон неустойчивости в поясе астероидов . Приведем некоторые примеры.