Земля планета Солнечной системы

Севастопольская гимназия №10                                                   Севастопольского городского совета

 

 

 

 

 

 

Реферат

Земля планета  Солнечной системы

 

 

 

 

Выполнил: 

учащаяся 11-А класса

Цикунова Мария

 

Проверил:

учитель физики и астрономии

Титева Е.Н.

 

 

 

 

Севастополь- 2013

План:

1. Введение
2. Основная часть

 2.1Строение Земли

 2.2 Атмосфера

2.3Магнитное поле Земли

2.4Физическая характеристика

2.5 Положение Земли в Солнечной системе

2.6  Спутник Земли и  возникновение жизни на Земле

    I I I. Заключение   

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

                                                                                                                        Введение

Земля – колыбель человечества,                                                                                                                                          но нельзя же вечно жить в колыбели.

К.Э. Циолковский

 

 

Земля кажется нам такой  огромной, такой надежной и так  много значит для нас, что мы не замечаем ее второстепенного положения  в семье планет, которых в солнечной  системе девять. Наша земля находится  на третьем месте по отдаленности от солнца и является наибольшей из планет земной группы.

Наверно, нет ни одного человека, который бы не согласился с утверждением о том, что Земля – планета  уникальная. Для того чтобы понять уникальность нашей Земли нужно  представить насколько хрупким  создание является биологическая форма  жизни.

Важнейшим отличием Земли  от других планет Солнечной системы  является существование на ней жизни, достигшей с появлением человека своей высшей, разумной формы. Условия  для развития жизни на ближайших  к Земле телах Солнечной системы  неблагоприятны; обитаемые тела за пределами последней пока также  не обнаружены. Однако жизнь — естественный этап развития материи, поэтому Землю  нельзя считать единственным обитаемым  космическим телом Вселенной, а  земные формы жизни — её единственно  возможными формами.

 

 

 

 

 

 

 

3

Основная  часть 

2.1 Строение Земли

Земля относится к планетам земной группы, и, в отличие от гигантов, имеет твёрдую поверхность. Форма Земли близка к сплюснутому эллипсоиду.

Геологические исследования показали, что температура внутри Земли каждые 34м возрастает на 1°C  и в скважинах на глубине 10 км достигает +300°C.

Центральная часть Земли  образует металлическое ядро. В нем очень высокое давление и температура 3000-4000 ⁰C. Ядро состоит из самого плотного и тяжелого вещества, предположительно железа. На ядро приходится около 30% массы Земли, но только 15% ее объема. Внутренняя твердая часть ядра как бы плавает во внешнем, жидком слое. Благодаря такому движению вокруг Земли возникает магнитное поле. Оно защищает жизнь на нашей планете от вредных космических лучей. На магнитное поле реагирует стрелка компаса.

 

Выше находится силикатная оболочка, или мантия. Мантия (от греч. "мантия" — покрывало, плащ) — самая большая из внутренних оболочек Земли. На мантию приходится основной объем (более 80%) и масса (почти 70%) нашей планеты. Вещество мантии твердое, но менее плотное, чем в ядре. Давление и температура в мантии увеличиваются с глубиной. В верхней части мантии есть слой, где вещество частично расплавлено и пластично. Поэтому пластичному слою перемещаются твердые слои, лежащие выше.

На мантии «плавает» кора, толщина которой неодинакова Земная кора — самая тонкая, наружная оболочка Земли. На долю земной коры приходится меньше 1% массы земного шара. Именно на поверхности земной коры живут люди, из нее они добывают полезные ископаемые. В разных местах земную кору пронизывают многочисленные шахты и буровые скважины. Миллионы образцов, отобранные из них и с поверхности Земли, позволили определить состав и строение земной коры.

 

 

 

4

2. Атмосфера

Атмосфера Земли возникла в результате выделения газов  при вулканических извержениях. С появлением океанов и биосферы она формировалась и за счёт газообмена с водой, растениями, животными и  продуктами их разложения в почвах и болотах.

В настоящее время атмосфера  Земли состоит в основном из газов  и различных примесей (пыль, капли  воды, кристаллы льда, морские соли, продукты горения).

Земля достаточно массивна и удерживает возле себя атмосферу. Атмосфера Земли состоит из ряда слоев - тропосферы, стратосферы, мезосферы, термосферы, экзосферы.

Тропосферой называют слой газовой оболочки, расположенный наиболее близко к Земле. Он простирается в среднем на 11 км, составляя 8 км в районе полюсов и 16 км на экваторе. Именно в этом слое находится набольшая часть облачных образований, и именно он определяет формирование погоды. Отметим, что температура тропосферы уменьшается с увеличением высоты.

Стратосферой называется слой газовой оболочки, расположенный на высоте от 11 до 48 км от поверхности Земли. Этот слой примечателен содержащимся в нем озоновым слоем, который защищает нашу планету от солнечной ультрафиолетовой радиации, поглощая её. В этом слое наблюдается незначительное увеличение температуры с высотой, достигая максимума в 0 С.

Мезосфера находится над стратосферой и простирается до высоты в 85 км над Землей. В этом слое температура заметно понижается с увеличением высоты, постепенно достигая -90 С.

Термосферой или же гетеросферой называется слой газовой оболочки, простирающийся от 85 км до 700 км. Здесь температура достигает значений от своего минимума в – 93 С до максимума в период усилений солнечной активности до 1800 К (около 1500 С)! Выше 400 км термосфера постепенно переходит в изотермичный слой экзосферы.

Основной слой экзосфера начинается на высоте от 700 км и характеризуется слабо увеличивающейся температурой по высоте в районе 1300 С. Особенно сильно меняется температура экзосферы у её основания, достигая до 3000 С в период солнечной активности.

5

Ионосфера объединяет сразу  два слоя атмосферы, включая в  себя верхнюю область мезосферы  и нижнюю область термосферы, простираясь  на уровне от 48 до 402 км над Землей. В  этом слое воздух становится ионизированным, так как насыщается электрически заряженными частицами при воздействии  радиации Солнца ультрафиолетовой природы. Ионосфера оказывает влияние  на распространение электромагнитных волн, а именно на отражение и  поглощение радиоволн, образуя так  называемые зоны молчания.

Концентрация газов, составляющих атмосферу, практически постоянна, за исключением воды (H₂O) и углекислого газа (CO₂).

Химический состав атмосферы  неоднороден. Наибольшей составляющей атмосферы у поверхности Земли  является азот, который играет важную роль в жизни растений.

Кислород является необходимым  элементом для дыхания всех живых  существ на Земле и составляет 21% объема атмосферы.

Водяной пар Н₂O в атмосфере задерживает инфракрасное излучение Земли и создает парниковый эффект. Вследствие этого температура на Земле повышается. Если бы не было в атмосфере водяного пара, то на нашей планете наступил бы ледниковый период – температура даже на экваторе могла бы понизиться до -25°C.

Газ	Содержание  по объёму, %	Содержание  по массе, %
Азот	78,084	75,50
Кислород	20,946	23,10
Аргон	0,932	1,286
Вода	0,5-4	—
Углекислый газ	0,0387	0,059
Неон	1,818·10−3	1,3·10−3
Гелий	4,6·10−4	7,2·10−5
Метан	1,7·10−4	—
Криптон	1,14·10−4	2,9·10−4
Водород	5·10−5	7,6·10−5
Ксенон	8,7·10−6	—
Закись азота	5·10−5	7,7·10−5

 

 

6

2.3 Магнитное поле Земли

Магнитное поле Земли – это область вокруг нашей планеты, где действуют магнитные силы. В первом приближении представляет собой диполь, полюса которого расположены рядом с географическими полюсами планеты.

Поле формирует магнитосферу, которая отклоняет частицы солнечного ветра. Магнитное поле Земли создает вокруг нашей планеты на высоте свыше 500 км пояса радиации.

Частицы солнечного ветра  накапливаются в радиационных поясах — двух концентрических областях в форме тора вокруг Земли. Около магнитных полюсов эти частицы могут «высыпаться» в атмосферу и приводить к появлению полярных сияний.

Согласно теории «магнитного динамо», поле генерируется в центральной области Земли, где тепло создаёт протекание электрического тока в жидком металлическом ядре. Это в свою очередь приводит к возникновению у Земли магнитного поля.

Ось магнитного поля наклонена  по отношению к оси вращения Земли  на 11,6 градуса. Из-за того что разница  не очень существенная, мы можем  пользоваться компасом. Его стрелка  точно указывает на южный магнитный  полюс Земли и почти точно  на Северный географический. Элементарные частицы, движущиеся в межпланетном пространстве с огромной скоростью, имеют электрический заряд, взаимодействуют с магнитным полем Земли и поэтому не долетают до атмосферы. Магнитное поле защищает жителей Земли и искусственные спутники от губительного воздействия космических частиц. К таким частицам относятся, например, ионизированные (заряженные) частицы солнечного ветра. Магнитное поле изменяет траекторию их движения, направляя частицы вдоль линий поля.

7

2.4 Физическая характеристика

Земля (лат. Terra) — третья от Солнца планета Солнечной системы, крупнейшая по диаметру, массе и плотности среди планет земной группы. Она обращается вокруг Солнца почти по круговой орбите. Среднее расстояние до Солнца равно 150 млн. км. Период вращения Земли вокруг своей оси равен 23 ч 56 мин.

Радиус орбиты Земли - 149,6 млн км - принят за 1 астрономическую единицу. Период обращения по орбите составляет 365,256 земных суток или 1 год. Средняя скорость движения по орбите - 29,8 км/с.

Орбита Земли близка к  круговой орбите. Масса Земли равна                       М =6*10²⁴ кг, средняя плотность 5,5 г/см³. Экваториальный радиус планеты составляет R = 6 378 км. Сжатие составляет 0,0034.

Физическая характеристика планеты	Земля
Радиус	6378 км
Масса	6*1024 кг
Плотность,	5,5 г/см³
Атмосфера	N2,O2, Н2O
Давление у поверхности	1 атм.
Большая полуось орбиты	1 а.о. ≈ 150 * 106  км
Год	365 сут. 5ч 48 мин 46с
Температура поверхности:  средняя максимальная минимальная	+ 16 °C + 60 °C - 88°C

 

 

8

2.5 Положение Земли в Солнечной системе

Земля вращается вокруг Солнца в среднем на расстоянии 150 млн км. Среди всех планет Солнечной системы лишь на Земле развита жизнь. Это напрямую связано с ее расположением на оптимальном расстоянии от Солнца.

Ученые считают, что необходимое  для существования жизни количество солнечного тепла имеет только в  пространстве между орбитами Венеры и Марса.

По сравнению с Землей орбита Венеры расположена к солнцу на 40 млн км ближе, а орбита Марса, наоборот, на 78 млн км дальше. Если сравнить в масштабы Солнечной системы, то это небольшая разница, поэтому люди долгое время надеялись на существование на этих планетах хоть какой-нибудь жизни. Однако космическое исследование показали обратное: на Марсе и Венере нет условий, необходимых для жизни. Атмосфера Венеры на 97% состоит из вредного для жизни углекислого газа, а температура на ее поверхности достигает +500°C. Слой атмосферы на Марсе очень тонкий. Он почти полностью состоит из углекислого газа и не удерживает солнечного тепло. Поэтому температура на поверхности Марса не поднимается выше -29°C и опускается до -85°C.На планете замерзает даже ничтожно малое количество воды, и углекислый газ, составляющий большую часть атмосферы, находится в твердом состоянии.

При таких условиях, как  известно, даже микроорганизмы не могут  существовать. Таким образом, Земля - единственная планета Солнечной  системы, на которой возникла жизнь. Причиной этого стало ее расположение на самом оптимальном расстоянии от Солнца, наличие толстого атмосферного слоя, его состав, время вращения вокруг своей оси.

 

 

 

 

 

 

 

9

2.6   Спутник Земли и возникновение жизни на Земле

Научные данные указывают  на то, что Земля образовалась из Солнечной туманности около 4,54 миллиардов лет назад, и вскоре после этого  приобрела свой единственный естественный спутник — Луну.

Луна – единственный спутник Земли и единственный внеземной мир, который посетили люди. Она вращается вокруг Земли по орбите, большая полуось которой равна 383 398 км.

Давно минули те времена, когда люди считали, что таинственные силы Луны оказывают влияние на их повседневную жизнь.

Никто больше не пытается приписать Луне свои успехи или обвинить её в своих неудачах. Но Луна действительно  оказывает разнообразное влияние  на Землю, которое обусловлено простыми законами физики и, прежде всего динамики. 
Самая удивительная особенность движения Луны состоит в том, что скорость её вращения вокруг оси совпадает со средней угловой скоростью обращения вокруг Земли. Поэтому Луна всегда обращена к Земле одним и тем же полушарием.