Занимательная география

А. М. Безруков, Г П. Пивоварова

Занимательная география

Единственная в Солнечной системе

Наша Земля — планета

Земля — одна из планет Солнечной системы (aster planetes в переводе с греческого — «блуждающая звезда»). В состав Солнечной системы, кроме Солнца, входят девять больших планет со спутниками, десятки тысяч астероидов (малых планет), комет и метеорных тел.

Земля — третья в порядке удаленности от Солнца планета, имеющая один спутник — Луну и принадлежащая к планетам земной группы (Меркурий, Венера, Земля, Марс). Они меньше, чем планеты-гиганты; средняя плотность каждой из них значительно превышает плотность воды; они окружены сравнительно разреженными атмосферами; имеют мало или совсем не имеют спутников и близки к Солнцу.

Диаметр Земли в 109 раз меньше диаметра Солнца. Ее масса примерно в 333 000 раз меньше массы Солнца. Масса же всех планет составляет всего лишь около 0,1 % от массы Солнца, поэтому оно силой своего притяжения управляет их движением. Большие планеты и подавляющее большинство малых обращаются вокруг Солнца по эллиптическим орбитам.

Как и все планеты Солнечной системы, включая астероиды, Земля обращается вокруг Солнца в одном и том же направлении, а ее орбита, как и орбиты других планет, лежит в одной плоскости, которая называется плоскостью эклиптики. Плоскости планетных орбит почти полностью совпадают с плоскостью экватора Солнца, которое тоже вращается вокруг своей оси и в том же направлении, что и планеты.

Узнать обо всем этом нам помогла наука о строении и развитии небесных тел и всей Вселенной — астрономия, одним из разделов которой является космогония, занимающаяся, в частности, изучением происхождения и развития небесных тел и их систем. Основная проблема космогонии связана с поиском ответа на вопросы: как могла возникнуть система, подобная Солнечной, и как могла произойти наша Земля?

Как могла возникнуть наша планета

Американский астроном Хэрлоу Шепли насчитал 14 гипотез о том, как могла возникнуть наша планета. Представим себе, что мы присутствуем на дискуссии, в которой принимают участие некоторые из авторов этих гипотез.

— Первоначально был хаос. В огромной рассеянной неподвижной туманности из пылинок, находящихся в хаотическом движении, стали образовываться при их столкновении всевозможные твердые частицы. Из них формировались космические тела! Сначала — Солнце, а несколько позже — планеты! — открыл прения немецкий философ XVIII в. Иммануил Кант.

— Не совсем так, — поправил его французский математик и астроном Пьер Симон Лаплас. — Первичная туманность с самого начала медленно вращалась. Первоначально она была горячей, но до мере охлаждения сжималась, а скорость ее вращения росла. В результате она приняла приплюснутую форму и в конечном счете расслоилась на кольца, из которых впоследствии образовались планеты. Уплотнившаяся центральная часть туманности превратилась в звезду — Солнце, снабжавшее ближайшие планеты светом и теплом.

— Я утверждаю, — вмешался английский физик и астроном Джеймс Джинс, — что своим рождением Земля обязана Солнцу. Да, Солнцу! И кроме того, случайно прошедшей мимо него звезде. Произошла катастрофа. Чужая звезда своим мощным притяжением вырвала у Солнца клочок вещества, из которого и образовались, постепенно уплотняясь, планеты.

— Согласен, что Солнце, — вступил в спор русский ученый О. Ю. Шмидт. — Солнце — виновник образования планет. Только все происходило иначе. Солнце при своем вращении вокруг оси Галактики несколько миллиардов лет назад прошло сквозь облако космической пыли и увлекло за собой силой притяжения часть этого облака, оказавшись в дальнейшем внутри этого обширного роя твердых частиц, которые вращались вокруг него по эллиптическим орбитам. Пылинки и твердые тела, кружившие вокруг Солнца, сталкивались друг с другом и при столкновении теряли часть своей кинетической энергии. Сначала это привело к уплотнению роя частиц, а когда плотность роя достигла значительной величины, частицы начали слипаться и образовывать сгущения. Сгущения неоднократно распадались и вновь восстанавливались, но постепенно все же увеличивались в размерах и в конце концов сложились в планеты. Каждая планета захватывала часть космической пыли, из которой образовались спутники. Холодные вначале планеты разогревались под действием радиоактивных элементов, которые собирались в наружных слоях, постепенно прогревая внутренность планетного шара.

— Совершенно верно, я тоже считаю, что огромную роль в возникновении Солнечной системы сыграла газово-пылевая туманность, — согласился академик В. Г. Фесенков. — Только она не была захвачена Солнцем, Просто Солнце и планеты образовались из одного и того же облака. Сначала образовалось Солнце. Из остатков пыли и газа образовались планеты. Только рождение их происходило по-разному. На большом расстоянии друг от друга и от Солнца, где было больше легких газов и гелия, возникли планеты-гиганты. Ближе к Солнцу, постепенно уплотняясь и теряя водородно-гелиевую атмосферу, появились планеты земной группы, и среди них — двойная планета Земля-Луна.

— Да, согласен. Действительно, на орбите Земли образовалась, в сущности, двойная планета Земля-Луна, — вступил в диспут автор учебника «Общее землеведение», ученый Л. П. Шубаев. — Я всегда стараюсь объяснить учащимся и студентам, как и почему это могло произойти. Луна хотя и является спутником, но относительно Земли довольно велика (только в 81 раз меньше) и находится на столь близком расстоянии (384 400 км), что фактически образует с нею систему двух планет. Это произошло потому, что в этой части газово-пылевого облака была такая большая масса материи и так велик вращательный момент, что сосредоточение всего вещества произошло сразу в двух центрах. Второй центр конденсации — Луна — взял на себя избыток вращательного момента и этим обеспечил устойчивость Земли, иначе она не могла бы отвердеть как единое тело. В дальнейшем эволюция двойной планеты Земля-Луна шла в направлении замедления вращения и взаимного удаления.

— Началом начал, — высказал свое мнение другой ученый, В. И. Попов, — был все тот же межзвездный газ, протоматерия, породившая сначала сгущение — протосолнце. Из рассеянных повсюду частиц возник диск, потом в нем появилось уплотнение — зародыш будущей звезды. Причиной тому послужили электромагнитные поля. В уплотненном центре туманного диска нарастали температура и давление, а затем начались термоядерные реакции. Началась бурная жизнь новорожденной звезды. Солнце бурлило, и 5 млрд лет назад выбросило в космос куски своего вещества. Появились протопланеты, и в их числе — Земля, расслоившаяся позднее на мантию и ядро.

— Согласно современным представлениям, — уточнили авторы книги «Мир Географии», — Солнечная система образовалась из облака разреженного газа и пыли, которое состояло в основном из сгущений водорода. Внешним импульсом, который вывел облако из равновесного состояния и обусловил начало интенсивной конденсации, был гигантский взрыв сверхновой звезды, находившейся в непосредственной близости (конечно, по астрономическим меркам). При подобных взрывах во Вселенной происходит синтез атомов тяжелых радиоактивных элементов, в том числе урана и тория. При разлете вещества сверхновой звезды протопланетное облако получило эти тяжелые элементы, которые вторглись, внедрились в него. Постепенно гравитационные силы вызвали сжатие облака. Его плотность и масса у центра стали возрастать, и облако приобрело форму правильного диска. Благодаря энергии гравитационного сжатия Солнце начало светиться, а удаленная от него материя постепенно сконцентрировалась в солярное облако, в котором путем сгущения холодной, рассеянной материи стали формироваться протопланеты. Продолжая медленно сжиматься, Солнце достигло примерно современной величины, но еще имело оранжевое свечение. Вокруг него осталось сравнительно немного протопланет. Когда Солнце достигло состояния устойчивого излучения, они приняли сферическую форму, а вся Солнечная система приобрела свое современное строение. Строение земного шара, который отчетливо делится на сферы — внутреннее и внешнее ядро, нижнюю и верхнюю мантию, земную кору, гидросферу и атмосферу, — результат дальнейшей длительной дифференциации вещества, его разделения по плотности.

Завершая эту необычную дискуссию, академик Б. В. Ляпунов высказался так: «Хотя иные из этих гипотез объясняют очень многое, однако ни одна, даже самая лучшая из них, не может дать ответ на вопрос о том, как же в действительности могла возникнуть наша планета».

Как представляли себе землю древние народы

Известно, что Земля, как и все планеты Солнечной системы, имеет шарообразную форму. Такое представление о ее форме сложилось не сразу (рис. 1, 2). Древнейшие народы обычно представляли Землю плоским пространством, над которым распростерся твердый купол неба. Однако по мере накопления наблюдений постепенно сформировалось представление о выпуклой форме Земли. Скрывающиеся за горизонтом морские суда, а на суше предметы, лучи восходящего Солнца, освещающие сначала вершины, а потом основания гор, и другие явления и факты заставили признать, что Земля имеет форму выгнутого вверх щита или купола. Такое представление людей о форме Земли надолго завоевало себе право на существование и, конечно, нашло свое отражение в сказаниях и сказках.

Вопросы

1. «На вопрос учительницы географии:

— Разве тебе неизвестно, что Земля — шар?

Волька ответил:

— Если бы Земля была шаром, ...

Быстрая навигация назад: Ctrl+←, вперед Ctrl+→