Планеты земной группы

Министерство образования и  науки

Государственное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ УПРАВЛЕНИЯ

ИНСТИТУТ ЗАОЧНОГО ОБУЧЕНИЯ

Кафедра     естествознания

 

 

 

 

 

 

Контрольное задание

РЕФЕРАТ

по дисциплине «Концепции современного естествознания»

   тема «Планеты земной группы»

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила студентка

заочной формы обучения

специальности менеджмент организации

1 курса МО-2007/2-6 группы

№ студенческого билета

(зачетной книжки)                                   ____________        ________________________

                                                                   (подпись)                 (инициалы, фамилия)

Проверил преподаватель

_____________________                  ______________         _________________________

  (ученая степень, звание)                        (подпись)                 (инициалы, фамилия)

 

Москва – 2009

 

Содержание

 

 

Введение

В наше время, когда человечество встало на почву исследования необъятных космических  пространств, когда в повседневной человеческой жизни все большую роль начинают играть комические технологии, никто более не может оставаться в стороне от этих преобразований, без которых практически невозможен дальнейший прогресс современного общества.

Сегодня, на рубеже третьего тысячелетия, ломаются представления о космосе как о чем-то недосягаемом и далеком. Космос становится неотъемлемой частью человеческой жизни и именно поэтому проблема понимания окружающего нас мира является особенно актуальной. Кроме того, наблюдение большого разнообразия небесных тел, находящихся на разных фазах эволюционного процесса, позволяет составить более ясную картину развития нашей планеты, представить ее место в окружающем мире. Естественно, для этой цели лучше рассматривать планеты наиболее близкие к Земле по большому количеству признаков — планеты земной группы. Это — Меркурий, Венера и Марс.

Целью данной работы является подробное  описание именно этих небесных тел. При  этом я попытаюсь раскрыть как  общие черты этих планет, так и  их индивидуальные особенности. По моему мнению, такой подход к проблеме, поможет понять общие процессы, происходящие на планетах, так же как и влияния, оказываемые на эволюционный процесс такими факторами, как расстояние от Солнца, химический состав почвы и атмосферы, физические размеры и т.д.

Кроме того, на сегодняшний день, вопрос о том, является ли Земля единственной планетой, способной создать условия, подходящие для существования жизни, остается так же открытым. Одним  из способов решения этого вопроса  является изучение окружающих нас планет.

Хотя я не ставлю перед собой  задачу подробного описания Земли, но с целью получения более полных представлений о природе и  климате обсуждаемых планет, так  же как и об эволюционных процессах, происходящих на них, необходимо затронуть  и эту тему.

В следствие того, что  некоторые планеты и происходящие на них процессы являются малоизученными и многие астрономы имеют свои теории, я постараюсь изложить некоторые  процессы с нескольких точек зрения.

Рассмотрение каждой планеты  строится по одному общему плану, включающему в себя общие сведения о планете и физические свойства, описание атмосферы (естественно если таковая присутствует), и наконец, геологическое развитие небесного тела.

 

Общая характеристика

Планеты, относящиеся к земной группе - Меркурий, Венера, Земля, Марс - имеют небольшие размеры и массы, средняя плотность этих планет в несколько раз превосходит плотность воды; они медленно вращаются вокруг своих осей; у них мало спутников (у Меркурия и Венеры их вообще нет, у Марса - два, у Земли - один).

Сходство планет земной группы не исключает и некоторого различия. Например, Венера, в отличие  от других планет, вращается в направлении, обратном ее движению вокруг Солнца, причем в 243 раза медленнее Земли. Период обращения Меркурия (т. е. год этой планеты) только на 1/3 больше периода его вращения вокруг оси. Углы наклона осей к плоскостям их орбит у Земли и у Марса примерно одинаковы, но совсем иные у Меркурия и Венеры. Такие же, как у Земли, времена года есть, следовательно, на Марсе, хотя почти в два раза продолжительнее, чем на Земле.

Возможно к планетам земной группы отнести и далекий  Плутон - самую маленькую из 9 планет. Средний диаметр Плутона около 2260 км. Лишь вдвое меньше диаметр  Харона - спутника Плутона. Поэтому  не исключено, что система Плутон - Харон, как и система Земля - Луна, представляет собой "двойную планету".

Сходства и различия обнаруживаются также в атмосферах планет земной группы. В отличие  от Меркурия, который, как и Луна, практически лишен атмосферы, Венера и Марс обладают ею. Венера имеет очень плотную атмосферу, в основном состоящую из углекислого газа и сернистых соединений. Атмосфера Марса наоборот чрезвычайно разрежена и также бедна кислородом, азотом. Давление у поверхности Венеры почти в 100 раз больше, а у Марса почти в 150 раз меньше, чем у поверхности Земли.

Температура у поверхности  Венеры очень высокая (около 500°С) и  остается все время почти одинаковой. Высокая температура поверхности  Венеры обусловлена парниковым эффектом. Густая плотная атмосфера пропускает лучи Солнца, но задерживает инфракрасное тепловое излучение, идущее от нагретой поверхности.

Газ в атмосферах планет земной группы находится в непрерывном  движении. Нередко во время пылевых  бурь, которые длятся по нескольку  месяцев, огромное количество пыли поднимается в атмосферу Марса. Ураганные ветры зафиксированы в атмосфере Венеры на высотах, где расположен облачный слой (от 50 до 70 км над поверхностью планеты), но вблизи поверхности этой планеты скорость ветра достигает всего лишь нескольких метров в секунду.

Планеты земной группы, подобно  Земле и Луне, имеют твердые  поверхности.  
Поверхность Меркурия, изобилующая кратерами, очень напоминает лунную. "Морей" там меньше, чем на Луне, причем они небольшие. Как и на Луне, большинство кратеров образовались в результате падений метеоритов. Там, где кратеров немного, мы видим сравнительно молодые участки поверхности. Каменистая пустыня и множество отдельных камней видны на первых фототелевизионных панорамах, переданных с поверхности Венеры автоматическими станциями серии "Венера". Радиолокационные наземные наблюдения обнаружили на этой планете множество неглубоких кратеров, диаметры которых от 30 до 700 км. В целом эта планета оказалась наиболее гладкой из всех планет земной группы, хотя и на ней есть большие горные массивы и протяженные возвышенности, вдвое превышающие по размерам земной Тибет.  
Почти 2/3 поверхности Земли занимают океаны, но на поверхности Венеры и Меркурия воды нет. Изобилует кратерами и поверхность Марса. Особенно много их в южном полушарии планеты. Темные области, занимающие значительную часть поверхности планеты, получили название морей. Диаметры некоторых морей превышают 2000 км. Возвышенности, напоминающие земные континенты, представляющие собой светлые поля оранжево-красного цвета, названы материками. Как и на Венере, здесь есть огромные вулканические конусы. Высота наибольшего из них - Олимпуса - превышает 25 км, диаметр кратера 90 км. Диаметр основания этой гигантской конусообразной горы более 500 км. О том, что миллионы лет назад на Марсе происходили мощные вулканические извержения и смещались поверхностные пласты, свидетельствуют остатки лавовых потоков, огромные разломы поверхности (один из них - Маринер - тянется на 4000 км), многочисленные ущелья и каньоны.

 

Земля - одна из основных стихий мироздания, наряду с Огнём, Воздухом и Водой. Значительная часть сюжетов с участием обожествлённой Земли содержится в космогонических мифах, рассказывающих о первоначальной божественной паре - Небе и Земле, союз которых послужил началом жизни во вселенной и от которого произошли остальные боги. Персонифицированная в образе богини - супруги Неба - Земля фигурирует в мифология почти всех народов (исключением является древнеегипетский гелиопольский миф о сотворении мир, в котором Землю олицетворяет бог Геб, супруг Нут (Неба), женского божества).

Планета Земля

Земля как одна из планет Солнечной  системы на первый взгляд ничем не примечательна. Это не самая большая, но и не самая малая из планет. Она не ближе других к солнцу, но и не обитает на периферии планетной системы. И всё же Земля обладает одной уникальной особенностью – на ней есть жизнь. Однако при взгляде на Землю из космоса это не заметно. Хорошо видны облака, плавающие в атмосфере. Сквозь просветы в них различимы материки. Большая же часть Земли покрыта океанами. 
Появление жизни, живого вещества – биосферы – на нашей планете явилось следствием её эволюции. В свою очередь биосфера оказала значительное влияние на весь дальнейший ход природных процессов. Так, не будь жизни на Земле, химический состав её атмосферы был бы совершенно иным.

Несомненно, всестороннее изучение Земли имеет громадное  значение для человечества, но знания о ней служат также своеобразной отправной точкой при изучении остальных  планет земной группы.

Эволюция  Земли

 

 Вопрос ранней эволюции Земли тесно связан с  теорией её происхождения. Сегодня  известно, что наша планета образовалась около 4.6 млрд. лет назад. В процессе формирования Земли из частиц протопланетного облака постепенно увеличивалась её масса. Росли силы тяготения, а следовательно, и скорости частиц, падавших на планету. Кинетическая энергия частиц превращалась в тепло, и Земля всё сильнее разогревалась. При ударах на ней возникали кратеры, причём выбрасываемое из них вещество уже не могло преодолеть земного тяготения и падало обратно. Чем крупнее были падавшие тела, тем сильнее они нагревали Землю. Энергия удара освобождалась не на поверхности, а на глубине, равной примерно двум поперечникам внедрившегося тела. А так как основная масса на этом этапе поставлялась планете телами размером в несколько сот километров, то энергия выделялась в слое толщиной порядка 1000 км. Она не успевала излучится в пространство, оставаясь в недрах Земли. В результате температура на глубинах 100 – 1000 км могла приблизиться к точке плавления. Дополнительное повышение температуры, вероятно, вызывал распад короткоживущих радиоактивных изотопов. По-видимому, первые возникшие расплавы представляли собой смесь жидких металлов: железа, никеля и серы. Расплав накапливался, а затем вследствие более высокой плотности просачивался вниз, постепенно формируя земное ядро. Таким образом, дифференциация (расслоение) вещества Земли могла начаться ещё на стадии её формирования. Ударная переработка поверхности и начавшаяся конвекция, несомненно, препятствовали этому процессу. Но определённая часть более тяжёлого вещества всё же успевала опуститься под перемешиваемый слой. В свою очередь дифференциация по плотности приостанавливала конвекцию и сопровождалась дополнительным выделением тепла, ускоряя процесс формирования различных зон в Земле.

Предположительно ядро сформировалось за несколько сот миллионов лет. При постепенном остывании планеты богатый никелем железоникелевый сплав, имеющий высокую температуру плавления, начал кристаллизоваться – так зародилось твёрдое внутреннее ядро. К настоящему времени оно составляет 1.7% массы Земли. В расплавленном внешнем ядре сосредоточено около 30% земной массы.

Развитие других оболочек продолжалось гораздо дольше и в некотором отношении не закончилось до сих пор.

Литосфера сразу после своего образования  имела небольшую толщину и  была очень не устойчивой. Она снова  поглощалась мантией, разрушалась  в эпоху великой бомбардировки (от 4.2 до 3.9 млрд. лет назад), когда Земля, как и Луна, подвергалась ударам очень крупных и довольно многочисленных метеоритов. На Луне и сегодня можно увидеть свидетельства метеоритной бомбардировки – многочисленные кратеры и моря (области, заполненные излившейся магмой). На нашей планете активные тектонические процессы и воздействие атмосферы и гидросферы практически стёрли следы этого периода.

Около 3.8 млрд. лет назад сложилась  первая лёгкая и, следовательно, «непотопляемая»  гранитная кора. В то время планета уже имела воздушную оболочку и океаны; необходимые для их образования газы усиленно поставлялись из недр Земли в предшествующий период. Атмосфера тогда состояла в основном из углекислого газа, азота и водяных паров, кислорода в ней было мало, но он вырабатывался в результате, во-первых, фотохимической диссоциации воды и, во-вторых, фотосинтезирующей деятельности простых организмов, таких, как сине – зелёные водоросли.

600 млн. лет назад на Земле  было несколько подвижных континентальных  плит, весьма похожих на современные. Новый сверхматерик Пангея появился значительно позже. Он существовал 300 – 200 млн. лет назад, а затем распался на части, которые и сформировали нынешние материки.

Что ждёт Землю в будущем? На этот вопрос можно ответить лишь с большой степенью неопределённости, абстрагируя как от возможного внешнего, космического влияния, так и от деятельности человечества, преобразующего окружающую среду, причём не всегда в лучшую сторону.

В конце концов недра Земли остынут  до такой степени, что конвекция в мантии и, следовательно, движение материков (а значит, и горообразование, извержение вулканов, землетрясения) постепенно ослабнут и прекратятся. Выветривание со временем сотрёт неровности земной коры, и поверхность планеты скроется под водой. Дальнейшая её судьба будет определятся среднегодовой температурой. Если она значительно понизится, то океан замёрзнет и Земля покроется ледяной коркой. Если же температура повысится (а скорее к этому и приведёт возрастающая светимость Солнца), то вода испарится, обнажив равную поверхность планеты. Очевидно, ни в том, ни в другом случае жизнь человечества на Земле будет уже не возможна, по крайней мере, в нашем современном представлении о ней.