WarWays.ru Ты сам выбираешь свой путь.

Земля — планета Солнечной системы, о которой мы знаем все или нет?

Нам, жителям планеты Земля, глядя на ночное бархатное небо, наполненное светом мириад звезд, трудно представить, что наш мир – это всего лишь микроскопический островок жизни в бескрайней Вселенной. В обозримом космическом пространстве существуют миллиарды других планет и возможно на некоторых из них присутствуют какие-то другие формы жизни. Однако на сегодняшний день голубая планета Земля является единственным известным местом во Вселенной, где имеются необходимые условия для существования живых организмов.

Земля

Наша планета – это уникальный мир, космический дом, ставший колыбелью человечества. Несмотря на то, что человек в своем стремлении к познаниям, стремиться все дальше и глубже проникнуть в глубины космоса, Земля продолжает оставаться для нас малоизученным космическим объектом. Изучая жизнь на планете Земля, мы располагаем только поверхностными данными о третьей планете Солнечной системы. Вся имеющаяся на сегодняшний день информация о ней – это только верхняя часть айсберга. Человечество крайне мало знает о своем доме, продолжает разгадывать загадки планеты Земля, искать ответы на тысячи вопросов: Кто мы? Откуда? Почему именно Земля стала колыбелью жизни. В какой галактике находятся ближайшая к нам обитаемая планета?

Земля и Луна

Известные науке факты о планете Земля

Основные астрофизические и геофизические данные о нашей планете мы усвоили еще со школьной скамьи. Земля вращается вокруг Солнца по эллиптической орбите на расстоянии 150 млн. км. Наша звезда, относящаяся к типу звезд желтые карлики, имеет свою систему, в которую входят восемь больших и малых планет, их спутники, астероиды и метеоры. Более точные астрофизические данные о нашей планете следующие:

  • максимальное расстояние от Земли до Солнца в афелии — 152098238 км;
  • минимальное расстояние до Солнца – перигелий, составляет – 147098290 км;
  • полный оборот планеты вокруг Солнца совершается за 365 суток;
  • скорость движения планеты по своей орбите составляет 30км/с;
  • вращение Земли вокруг собственной оси — 24 часа.

Не менее любопытны и интересны физические характеристики нашей планеты. Земля, к примеру, имеет полярное сжатие и поэтому не является идеальным шарообразным космическим телом. Диаметр планеты Земля составляет 12742 км, при этом средний радиус планеты составляет примерно 6371 км. Другими словами, наш космический дом далеко не шар и приплюснут на полюсах. Об этом свидетельствует разница в длине экватора и меридианов. Длина экватора — срединная линия, делящая планету на два полушария, составляет 40075 км, тогда как длина меридиана на целых 68 км меньше и составляет уже 40007 км.

Место Земли в Солнечной системе

По своим размерам и массе Земля среди других планет Солнечной системы находится в золотой серединке. Размер нашей планеты больше размеров Марса, Венеры и Меркурия, однако значительно уступает размерам планет – гигантов, Юпитеру, Сатурну, Урану и Нептуну. В отличие от крупных планет, которые представляют собой газовые гиганты, Земля являет собой твердое космическое тело, имеющее плотность 5,51 кг/см3. При этом вес планеты составляет 5,9726х1024 кг. Даже такая колоссальная цифра, ничто по сравнению с массой Юпитера.

Масса Юпитера, несмотря на то, что планета не имеет твердой основы, в 317 раз больше массы Земли.

Планеты Земной группы — соседи планеты Земля

Среди планет Земной группы, в которую входят Меркурий, Венера и Марс, Земля выгодно отличается астрофизическими параметрами, включая расстояние до нашего светила, форму орбиты и частоту вращения, как вокруг Солнца, так и вокруг собственной оси. Этому в немалой степени способствует и положение планеты в Солнечной системы. Мы занимаем почетное третье место в ряду от Солнца, уютно расположившись между Венерой и Марсом.

Планеты Земной группы

Самой близкой к Солнцу планетой является Меркурий. Эта маленькая планета с массой 3,33022х1023 кг или 0,055274 веса планеты Земли, диаметр которой в три раза меньше земного, несется с огромной скоростью по круговой орбите вокруг нашей звезды. На Меркурии сильно разреженная атмосфера, которая абсолютно не спасает планету от солнечного тепла и космического холода. Меркурий отличается от других планет Земной группы самыми значительными суточными колебаниями температур. Меркурианский день сопровождается несносной жарой, при которой поверхность планеты нагревается до 7000С, тогда как ночью температура может достигать отметки -2000С. В подобных условиях невозможно существование, какой либо из известных на сегодняшний день форм жизни. Нет у первой планеты и естественных спутников.

Меркурий

Самыми ближайшими нашими соседями являются Венера и Марс, планеты схожие по своей структуре и строению с Землей. От «утренней звезды» нас отделяет расстояние в 38 млн. км. (ближайшая точка). Чтобы достичь поверхности Марса космическому кораблю придется преодолеть расстояние по прямой линии в 58 млн. км. И та и другая планеты имеют свои, отличные от земных параметров, астрофизические данные и характеристики, в разной степени, объясняющие сформировавшиеся физические условия. Венера, несмотря на свой волшебный облик, к которому мы привыкли на протяжении тысячи лет, является настоящим адом. Ни о какой форме жизни, способной существовать в тех условиях не может быть и речи.

Венера — самая близкая к Земле планета, наиболее схожа с нашей планетой и по физическим параметрам. Ее масса составляет 90% веса Земли, а диаметр Венеры составляет 12,103 км и равен 95% земного. Венерианский день тянется 117 земных дней, а год на поверхности Венеры будет равен 224 земным суткам. Венерианская атмосфера схожа по плотности с земной атмосферой и состоит в основном из углекислого газа и азота. Такие важные для образования жизни элементы, как кислород и водород представлены в атмосфере Венеры в ничтожных количествах.

Венера

Ускорение свободного падения на Земле составляет 9,807 м/с2, тогда как на Венере гравитация составляет 8,87 м/с2.

По своей плотности венерианская атмосфера гораздо плотнее земной. Отсюда и возникает то колоссальное давление, которое присутствует на поверхности планеты, которое можно для сравнения приравнять к земному давлению под водой на глубине 900 м. Плотная газовая шуба, насыщенная парами серной кислоты обеспечивает на поверхности планеты парниковый эффект, убивающий все живое. Запущенные к Венере космические автоматические аппараты и техника сумели предоставить ученому сообществу информацию о том, что Венера – это смертельная и опасная для живых организмов среда. Средняя температура поверхности Венеры составляет 4540С при атмосферном давлении в 93 бар. История планеты свидетельствует об активной геофизической деятельности. Многочисленные спящие вулканы покрывают 25% поверхности планеты. Некоторые из них в десятки раз выше своих земных собратьев. Несмотря на твердую поверхность, Венера лишена коры. В тектонике планеты отсутствуют подвижные тектонические плиты, поэтому планета напоминает собой плотное каменное образование.

Описание планеты, которое ученые смогли составить на основании полученных во время полетов автоматических советских и американских зондов свидетельствуют о том, что наша ближайшая соседка по Солнечной системе является абсолютно чуждым и враждебным для человека местом в космосе. Жизнь на планете Земля существует в гораздо более комфортных и мягких условиях.

Марс, который соседствует с нами с другой, с внешней стороны Солнечной системы, обладает менее агрессивной средой. Физические параметры планеты существенно отличатся от земных условий, однако в некоторой степени могут быть пригодными для освоения. По своим размерам Марс в два раза меньше Земли. Скорость вращения планеты вокруг Солнца составляет 1,88 земного года, а марсианские сутки длиннее земных всего на 40 минут и составляют 24 часа 39 минут.

Марс

Благодаря тому, что на Марсе имеется атмосфера, поверхность планеты менее подвержена воздействию убийственного солнечного и космического излучения. Атмосферное давление на поверхности планеты составляет 6,1 бар. Температура на поверхности планеты варьируется в диапазоне – от -1500С на полюсах, до +200С в экваториальной зоне планеты. Смена дня и ночи сопровождается значительными перепадами температур на поверхности планеты. Условия жизни на планете Земля совершенно иные, однако то, с чем столкнулись ученые, изучая четвертую планету Солнечной системы, говорит о том, что Марс может быть обитаем.

Существуют ли формы жизни на Марсе – вопрос, который волнует ученые умы в последние десятилетия. По своим астрофизическим и физическим характеристикам, Марс является планетой Солнечной системы наиболее подходящей для последующей колонизации. Другие объекты, являющиеся нашими постоянными и временными соседями, прилетающими из космического пространства и вращающиеся вокруг нашей планеты, стали Луна, астероиды и кометы.

Ближний космос: Луна и другие спутники планеты Земля

Эту планету, которую нам предоставили для жизни, сопровождает Луна — наш постоянный спутник. Земля является единственной планетой в Солнечной системе, которая имеет столь крупный естественный спутник. Ни Марс, ни Венера — планеты схожие с Землей по астрофизическим параметрам, ни имеют ничего подобного нашей Луне. У Меркурия и Венеры спутники отсутствуют. Марс сопровождают два карликовых спутника – Деймос и Фобос (Ужас и Страх) размеры, которых едва превышают размеры большого земного мегаполиса, больше схожи на астероиды.

Вид Земли с поверхности Луны

Луна — один естественный спутник Земли представляет собой уникальное небесное тело. По своим размерам Луна едва уступает Меркурию. Диаметр нашей соседки составляет 3458 км, тогда как Меркурий имеет диаметр всего 4880 км. Наш естественный спутник является пятым по величине среди всех естественных спутников в Солнечной системе. Однако если размеры Ганимеда, Титана, Каллисто и Ио вполне соответствуют гигантским размерам Юпитера и Сатурна, то Луна со своими размерами для небольшой Земли — явление не вполне объяснимое. Чем вызвана такая избирательность? Ученые до сих пор не могут найти ответ. Почему Земля, имея по космическим меркам достаточно малые размеры, награждена в качестве естественного спутника столь крупным небесным телом? Интересны и другие астрофизические характеристики, которыми обладает наш единственный спутник:

  • расстояние от Земли до Луны в апогее составляет 406 тыс. км;
  • минимальное расстояние от нашей планеты до нашего спутника составляет 357 тыс. км;
  • Луна обращается вокруг Земли по эллиптической орбите со скоростью чуть более 27 земных суток;
  • вокруг собственной оси наш естественный спутник крутиться с той же скоростью, около 27 суток.

Орбита Луны

Два последних факта делают наш спутник уникальным небесным телом. Благодаря тому, что движение Луны по околоземной орбите синхронизировано с частотой вращения спутника вокруг собственной оси, наша соседка повернута к нам всегда одно стороной. Обратная сторона Луны скрыта от нашего поля зрения. Увидеть ее стало возможным только в наши дни. Благодаря полетам автоматических станций «Луна», «Рейнджер», «Сервейер» и «Лунар орбитер» человек получил первые снимки обратной стороны нашей космической спутницы. Закрепили успех полеты и посадки американских астронавтов в рамках программы «Аполлон».

До сих пор Луна является единственным небесным телом, на которое ступала нога человека. Почти 50 лет назад, в июле 1969 года лунный модуль «Орел» космического аппарата «Аполлон -11» совершил посадку на поверхность Луны в районе моря Спокойствия.

"Аполлон-11"

Что касается физических параметров, то Луна оказалась на удивление пустой и безжизненной. Спутник лишен атмосферы, а лунная гравитация в 6 раз слабее земной силы притяжения. Лунный ландшафт сформировался в результате естественной эрозии. Об этом говорят многочисленные кратеры, покрывающие оспинами прекрасный лик нашей соседки. Исследования лунного грунта не внесли ясности в вопрос о существовании живых организмов на нашем спутнике. Следы присутствия разумной жизни на Луне обнаружено не были. Рассекреченные данные, полученные от американских астронавтов, совершивших более 6 посадок на поверхность нашего спутника, и информация, полученная в результате полетов советских и американских автоматических станций и зондов, свидетельствуют о том, что наш естественный спутник представляет собой огромный остывший камень.

Кроме Луны, вокруг нашей планеты в космическом пространстве путешествуют астероиды и кометы, время от времени проносящиеся в непосредственной близости от Земли. Небольшие по размерам космические тела в виде метеоров тревожат атмосферу Земли. Астероиды больших размеров, уже в виде метеоритов, изредка также достигают поверхности нашей планеты. Большая часть упавших метеоритов больших и гигантских размеров приходится на доисторический период нашей планеты.

Падение метеоритов

Чиксулуб или Юкатанский кратер, размеры которого потрясают, 180 км в поперечнике и глубиной 10-12 км, образовался 65 млн. лет назад. Более молодой Аризонский кратер диаметром 1,2 км., образовался 50 тыс. лет назад.

В новой истории достаточно много имеется фактов и доказательств о падении на нашу планету метеоритов меньших размеров, последствия которых оказались менее разрушительными. В 1908 году в Восточной Сибири на реке Подкаменной Тунгуске упал метеорит довольно внушительных размеров. В 20-х годах XX века на территории Намибии упал метеорит весом 66 тонн, получивший имя Гоба. Космические гости размерами поменьше регулярно падают на нашу планету. Последним знаменательным событием в мире астрофизики стало падение крупного метеорита в Перу осенью 2007 года и метеоритный дождь в Китае, обрушившийся на Землю в феврале 2012 года.

Метеорит в Перу

 Тайны формирования планеты Земля

Наш космический дом образовался ориентировочно 4.5 млрд. лет назад. Вслед за образованием нашей звезды, которая родилась в результате Большого взрыва, началось формирование Солнечной системы. Все планеты имеют примерно один возраст, однако до сих пор на некоторых из них наблюдается тектоническая активность, происходят химические процессы, оказывающие влияние на формирование облика далеких миров. Как образовалась среди этого хаоса наша планета — вопрос, который не имеет окончательного ответа. Существует масса теорий, которые объясняют процесс образования и развития нашей планеты, который растянулся по времени на миллиарды лет.

Большой взрыв

Первоначально образование Земли представляло собой сложный и длительный процесс. Космическое вещество объединялось в сгустки материи, образуя в результате центростремительного движения тело шарообразной формы. Под действием центробежной силы происходило сжатие космических частиц в твердую структуру, соответственно росла и сила гравитации будущей планеты. Результатом длительных процессов стало образование твердого космического тела высокой плотности. Растущая гравитация способствовала перемещению более тяжелых частиц к центру, тогда как легкие элементы поднимались к поверхности. Весь этот процесс сопровождался выделением тепловой энергии в колоссальных количествах, разогревая тем самым планету изнутри, формируя раскаленный железоникелевый центр планеты — будущее ядро. Остывая, верхние слои формировали твердую оболочку — земную твердь.

Характерной особенностью поверхностной оболочки планеты является наличие тектонических плит, постоянное движение и положение которых образуют земную кору. Возраст земной коры определяется в один млрд. лет. Несмотря на столь древний возраст, Земля продолжает жить. Этому способствовали физико-химические процессы, происходящие во внутренних слоях нашей планеты. Радиоактивные элементы, входящие в состав каменного материала, формирующего внутренние слои Земли, при распаде выделяют огромное количество тепловой энергии. Ранняя история планеты Земля – это сплошная череда катаклизмов вселенского масштаба, в результате которых сформировалась земная твердь, появились океаны, образовалась атмосфера.

Образование Земли

Уникальность третьей планеты Солнечной системы заключается в том, что Земля, по своим размерам занимающая пятое место среди планет Солнечной системы, имеет самую высокую плотность – 5,513 кг/м3. Наша планета плотнее газовых гигантов Юпитера и Сатурна. Другим уникальным фактом, уже созданным стараниями человека, является название нашей планеты. В отличие от других небесных светил, которым даны мифические названия и имена, Земля получила совершенно иное название – «ertha» в переводе с английского — «земля или почва».

Это название отражает и физическую природу нашего дома. Земля является твердым космическим телом, центром которого является ядро, состоящее из железа и никеля. Благодаря тяжелому ядру, диаметр которого составляет 1220 км, Земля обладает мощным магнитным полем. Железоникелевое ядро образует гравитацию, которая удерживает атмосферу – жизненно важный фактор, обеспечивающий наличие жизни на планете Земля.

Ядро Земли

Вокруг земного ядра образовался новый слой. Следом за границами внешнего ядра сформировалась мантия, границы которой имеют четкие очертания и заканчиваются земной корой. Каждый слой имеет свою толщину и структуру. Мантия Земли является кровеносной системой нашей планеты, снабжая теплом, микроэлементами и строительным материалом земную кору. Пока наша планета вертится вокруг собственной оси, пока в недрах и в земном ядре происходит ядерный синтез, бурлят другие термохимические реакции, наш космический дом продолжает жить. Гибель планеты Земля наступит только с прекращением основных геофизических и астрофизических процессов.

Строение Земли

Земная атмосфера – источник жизни на планете Земля

Ядерные и химические реакции, происходящие в недрах планеты в сочетании с тектоническими процессами, являются главными факторами, способствующими образованию первичной земной атмосферы. В период интенсивной вулканической деятельности на поверхность Земли выбрасывалось огромное количество газов, которые благодаря силе земного притяжения удерживались в приземном слое.

Схема образования первичной атмосферы

Первичная земная атмосфера мало чем отличалась по своему составу от той газовой смеси, с которой мы столкнулись, изучая сегодня другие космические тела. Наша Земля, в период своего раннего развития была окутана парами метана, углекислого газа и аммиака. Атмосфера планеты представляла собой огромный и бурлящий газовый котел, слабо подходящий для образования каких-либо форм жизни. Только спустя огромный промежуток времени в результате дегазации поверхностных слоев земной мантии и естественной эрозии стал меняться состав земной атмосферы. Газовая масса наполнилась парами воды, летучими углеродистыми соединениями и азотом. Под воздействием космического излучения и благодаря внутренним химическим процессам начался процесс окисления газовой оболочки Земли. Доминирующими химическими элементами земной атмосферы стали углекислый газ, азот, водород и кислород. Это эволюция и является одной и загадок планеты Земля. В результате, какой трансформации метан и аммиак превратились в водород и азот? Что способствовало превращению враждебной и непригодной для живых организмов газовой среды в животворящую азотно-воздушную смесь?

Сине-зелёные водоросли

Слой вторичной атмосферы был очень тонкий. Однако именно в нем зародилась первая жизнь. Сине-зеленые водоросли и цианобактерии стали первыми живыми организмами, появившимися на Земле. На поверхности Земли стали накапливаться углекислый газ и азот. В процессе жизнедеятельности бактерий в атмосфере появился кислород, ставший главным окислителем других элементов. Не стоит говорить, что в ранние периоды формирования земной атмосферы кислород был представлен в огромных количествах. В Архейский период (4-2,5 млрд. лет назад) уровень кислорода в приземном слое земной атмосферы не превышал 0,01% от нынешнего уровня.

Слои атмосферы

На протяжении миллиардов лет шел медленный процесс окисления железа, скопившегося в результате формирования земной коры на поверхности планеты. Только с окончанием окислительной реакции стало увеличиваться количество кислорода в земной атмосфере. Свободные атомы кислорода дали толчок к развитию живых организмов, которые в свою очередь стали важной ступенью к началу кислородного метаболизма. После выхода водорослей и растений на сушу процесс накопления кислорода в атмосфере Земли значительно ускорился (450 млн. лет назад). Водород и кислород, которые стали взаимодействовать между собой, дали уникальную среду. Вода на планете Земля является основным фактором, благодаря которому стало возможным зарождение жизни. В этом плане наша Земля уникальна и неповторима. Ни одна планета Солнечной системы не обладает таким жизненно важным ресурсом.

Благодаря первым живым микроорганизмам земная атмосфера получила воздушно-газовый состав, с которым мы имеем дело сегодня. Воздухом атмосфера стала наполняться более 100 млн. лет назад, окончательно приобретя тот вид, в котором она существует в наши дни. Для лучшего понимания процессов формирования земной атмосферы, насколько наша атмосфера состоит из кислорода, достаточно взглянуть на сравнительную таблицу.

Первичная и вторичная атмосфера планеты Земля. Состав и сравнение:

Газы и микроэлементыЗемная атмосфера. Состав
Первичные данные в %Нынешнее состояние атмосферы в %
Азот N21,578
Кислород О2021
Озон О310-5
Углекислый газ СО2980,03
Оксид углерода СО10-4
Водяной пар0,40,1
Аргон Аr0,190,93

Следует отметить, что процесс формирования земной атмосферы неразрывно связан с образованием воды. Водяные пары, образующиеся в результате синтеза водорода и кислорода, наполнили земную твердь водой. Сначала вода присутствовала на планете в газообразном состоянии. Позже, в результате термических реакций вода приняла жидкую форму, образуя океаны, создавая условия жизни на планете Земля.

Наш космический дом сегодня: загадки планеты Земля

Наша планета является уникальным природным объектом. Человечество, которому по оценкам ученых всего 40-50 тыс. лет, постоянно пытается понять, как устроен наш космический дом, какие процессы происходят внутри нашей планеты и что происходит на ее поверхности. Сколько за это время проживало людей на планете, и какими знаниями о Земле обогатилось за свою историю человечество? Ответ напрашивается сам. Мы сумели узнать только малую часть того, с чем приходится иметь дело. Земная кора, которая является внешней оболочкой планеты, стала фундаментом для образования биосферы. Вся жизнь на нашей планете теплиться в тонком, крошечном слое, толщина которого едва превышает 10-15 км.

Биосфера

Население планеты занимает материки планеты, которые в свою очередь расположены на постоянно двигающихся тектонических плитах. Наша планета живет. Четко работает механизм взаимодействия астрофизических и геофизических процессов. Вращение Земли обуславливает смену времен года. Взаимодействие Земли с Луной приводят к образованию океанских приливов и отливов. Воздействие солнечного излучения и процессы, происходящие в атмосфере, приводят к формированию климата на планете.

Первые люди, которые населяли нашу планету, не имели представления о том, почему происходят землетрясения и извергаются вулканы. Почему одна часть земли опускается под воду, другая подымается? Со всеми этими природными явлениями человеку приходилось жить. Человечество существует сравнительно мало. В сравнении с возрастом Земли жизнь на нашей планете достаточно молода. Миллионы лет, на которые приходится формирование биосферы нашей планеты, ничто по сравнению с миллиардами лет существования планеты.

Изучение Земли из космоса

Только сейчас люди начали интенсивно изучать собственную планету. Полеты в космос открыли перед нами новые горизонты в изучении не только далеких космических миров, но и дали возможность нам по-новому взглянуть на свою колыбель. В последнее время человечество научилось контролировать и предсказывать погоду, контролируется состав атмосферы. Идет интенсивными темпами изучение геофизических процессов, происходящих в земных недрах. Наука сегодня опирается уже не на домыслы и теории, а больше оперирует фактами и свидетельствами. Вся поверхность нашей планеты уже изучена, о чем говорят многочисленные карты и атласы.

В заключение

Сегодня к нам приходит осознание того, что наша планета — не просто космическое тело, вращающееся вокруг Солнца. Земля — это живой организм, в котором все имеет свое объяснение и предназначение. Другое дело, что человек не в состоянии до конца понять суть всех процессов, происходящих на планете. Человеческая природа устроена таким образом, что сначала мы берем, пользуемся и только потом пытаемся найти объяснение тому, откуда это все взялось.

Наша Земля

Планета Земля является уникальным космическим объектом, который в отличие от холодных и мертвых далеких миров, постоянно находится в динамике. Естественные процессы, которые происходят на Земле, наделяют наш мир совершенно уникальными характеристиками, которых нет на других планетах. Вероятно, во Вселенной есть миры, где имеются подобные или схожие природные условия, однако на данное время наша планета является единственной известной планетой во Вселенной, где могут существовать формы жизни.