Меню

Как земля взаимодействует с космосом

Взаимодействие Земли и Космоса

Положение Земли в пространстве, физические поля, строение поверхности, форма и размеры небесного тела оказывают существенное влияние на ее взаимодействие с Космосом, однако и Космос оказывает свое воздействие на Землю.

Солнечно-земные связи

Генеральная схема солнечно-земных связей включает электромагнитное и корпускулярное излучения, которые обусловливают ряд процессов и явлений во всех геосферах (например, полярные сияния, магнитные бури и связанные с ними последствия). Активность Солнца различна, выделяют периоды, когда в результате происходящих на Солнце процессов наша планета получает дополнительное (по сравнению с излучением Солнца в спокойном состоянии) излучение, которое влияет на характер многих земных процессов. Под солнечной активностью обычно понимают совокупность всех физических и энергетических изменений, происходящих на Солнце и вызывающих на нем видимые образования: пятна и факелы в фотосфере, флоккулы и вспышки в хромосфере, протуберанцы в короне.

Солнечная вспышка — взрывообразное высвобождение большого количества энергии, происходящее обычно вблизи больших групп солнечных пятен. Вспышка сопровождается резким возрастанием яркости излучения во всех диапазонах волн, а также выбросом плазменных частиц, которые воздействуют на межпланетную среду и планеты.


Схема солнечно-земных связей

Более 350 лет назад, сразу же после открытия телескопа, было обнаружено, что на ослепительно ярком диске Солнца время от времени появляются пятна. В последующем было установлено, что температура в области пятен на 1000-1500 К ниже температуры поверхности Солнца, вследствие чего они кажутся относительно темными и хорошо заметны на фотосфере. Продолжительность существования солнечных пятен различна и колеблется от нескольких часов до месяцев — pppa.ru. Размеры пятен также непостоянны и изменяются от нескольких сотен до десятков и сотен тысяч километров в поперечнике. Пятна концентрируются главным образом в широтных зонах от 5° до 35-40° каждого полушария Солнца и отсутствуют в полярных и экваториальных областях.

Согласно одной из гипотез, более низкие температуры в области расположения солнечных пятен связаны с процессами неравномерного конвективного перемешивания основных солнечных газов — водорода и гелия, в результате чего конвективный поток, подойдя к фотосфере, имеет более низкую температуру, чем окружающие его участки. По другим представлениям, более низкая по сравнению с фотосферой температура в области солнечного пятна обусловлена тем, что часть тепловой энергии пятна превращается в энергию его магнитного поля.

Для количественной характеристики солнечной активности используют разные числовые показатели, установленные в основном эмпирическим путем. Среди них — число (индекс) Вольфа, которое вычисляется по формуле:

где k — коэффициент, зависящий от условий наблюдений и вида инструмента; g — число групп и отдельных пятен; f — общее число всех пятен (в группах и отдельных пятен).

Из формулы видно, что индекс Вольфа — суммарный показатель, который характеризует пятнообразовательную деятельность Солнца, но не учитывает качественную сторону солнечной активности — мощность пятен и их устойчивость во времени.

В 1843 г. астрономом Г. Швабе было установлено, что все элементы солнечной активности претерпевают многолетние изменения, явно обнаруживая цикличность. Обстоятельные исследования были проделаны Вольфом, который установил, что средняя продолжительность цикла колебаний числа солнечных пятен близка к 11 годам. Исходя из непосредственных наблюдений, ученые определяют число солнечных пятен ежедневно, ежемесячно и ежегодно. Таким образом рассчитывают годы максимума и минимума солнечной активности, что удобно иллюстрировать с помощью графика. Максимальный уровень солнечной активности был зарегистрирован в 1957 г.


Колебания солнечной активности (чисел Вольфа W)

Очевидно, что 11-летний цикл не является единственным среди колебаний солнечной активности и правильнее выделять 22-летний, состоящий из двух 11-летних циклов разного знака (четный и нечетный — pppa.ru). В свою очередь, допускают существование 44-летнего цикла. В деятельности Солнца отмечена цикличность и более крупного масштаба, прежде всего 80-90-летний цикл, который имеет важное значение для объяснения многолетних колебаний общей циркуляции атмосферы (иногда его причисляют к вековым ритмам).

Солнечная активность — фактор, влияющий на многие процессы в географической оболочке. Первыми встречают солнечную радиацию верхние слои земной атмосферы. Нарушения в ионосфере, возникающие в периоды повышения солнечной активности, отражаются на характере атмосферных процессов в этом слое и вызывают соответствующие изменения в стратосфере и тропосфере, а также в других оболочках планеты.

Источник

Земля и ее взаимодействие с Космосом.

Земля — третья от Солнца планета и самая крупная из планет земной группы.

Вместе со своим спутником Луной она образует систему — двойную планету.

Читайте также:  Пиньята космос своими руками

Эти планеты совершают совместное движение вокруг общего центра.

Расстояние между землей и солнцем в течение года меняется от 147 млн км(перигелий) до 152 (афелий). Среднее расстояние=149,6 = 1 астрономич единица. .

Масса земли = 6*10 в 27 гр. Средняя плотность вещ-ва = 5.5 гр\см в кубе.

Земля вращается вокруг своей оси, наклоненной к плоскости орбиты под углом 23град 45 мин, делая оборот за сутки(23ч56м4,1с) радиус Земли равен 6371 км. земля имеет гравитационное, магнитное, тепловое поля. Потенциальное гравитационное поле обусловлено массой Земли. магнитное поле обусловлено наличием железного ядра в центре Земли. Тепловое поле обусловлено источниками тепла. Наличие морей и Мирового океана имеет фундаментальное значение так как от них зависит форма планеты, термодинамика(выравнивание термических контрастов, свойственных разным широтам) условия жизни организмов.

Фигура Земли.

Земля имеет шарообразную со средним радиусом = 6371км. Сжатие у полюсов, обусловленное осевым вращением, определяет разницу экваториальной и полярной полуосей эллипсоида вращения.

В зависимости от цели исследования пользуются различными моделями Земли, приближенными к истинной форме Земли.

1)Сфера— это наиболее общая модель планеты. Сфера не имеет выраженной единственной оси симметрии.

2)Эллипсоид вращения. Тип симметрии эллипсоида отвечает особенностям формы Земли(выраженная ось, экваториальная плоскость симметрии, меридиональные плоскости).

3)Геоид — геометрически неправильное тело, ограниченное уровенной поверхностью, совпадающей со средним уровнем М.О. внутри материков поверхность геоида поднимается над поверхностью эллипсоида, в океанах – опускается.

Форма Земли определена размерами планеты, распределения в ней плотности и от скорости осевого вращения.

Главное географическое значение формы Земли состоит в том, что она обуславливает зональное распределение тепла по земной поверхности и следовательно, зональность всех явлений зависящих от теплового режима.

Движения Земли и их географические следствия.

Земля одновременно участвует в ряде движений:

– вращается вокруг своей оси (суточное вращение);

– движется вокруг Солнца (орбитальное движение);

– вращается вокруг общего с Луной цент­ра масс (лунный месяц один оборот за 27,32 суток);

– движется вместе с Солнечной системой вокруг центра Галактики.

Для жизни на Земле главными процессами являются осевое и орбитальное движения планеты.

Географическими следствиями суточного враще­ния Земли являются:

1. Смена дня и ночи.

2. Деформация фигуры Земли.

3. Существование силы Кориолиса, действующей на движущиеся тела.

4. Возникновение приливов и отливов..

1)Орбитальное движение.

Земля движется вокруг Солнца со средней скоростью 30 км/с, совершая полный оборот за 365 сут. В процессе движения ось перемещается поступательно, поэтому на орбите возникают 4 характерные точи: два равноденствия и два солнцестояния. Различают весеннее(21 марта) и осеннее (23сентября) равноденствия. Различают летнее (22 июня) и зимнее(22 декабря)солнцестояния.

Геогр. следствие – смена времен года.

2)Суточное вращение. Земля вращается вокруг своей оси, делая полный оборот за 23 ч 56 мин 4 с – 24 ч (сутки).

Геогр. следствие – смена дня и ночи.

3) Движение системы Земля-Луна. луна создает приливное торможение суточного вращения Земли, которое имеет большое географическое значение, тк приливное торможение уменьшает полярную сплюснутость Земли и силу Кориолиса, то есть влияет на циркуляцию атмосферы и океана, от чего, в свою очередь, зависят условия климата. Взаимодействия Луны и Земли влияет на биологические процессы.

Солнечно-земные связи.

Влияние Солнца на Землю многогранно и неоднозначно (обратное влияниеЗемли на Солнце ничтожно мало). Земля получает от Солнца не только свет и тепло, обеспечивающие необходимый уровень освещённости и среднюю температуру её поверхности, но и подвергается комбинированному воздействию ультрафиолетового и рентгеновского излучения, солнечного ветра, солнечных космических лучей.

Генеральная схема солнечноземных связей включает в себя

· Электромагнитное (видимый свет, ультрафиолетовое, радиоизлучение)

· корпускулярное излучение (солнечный ветер, солнечные космические лучи).

Оба вида излучения обуславливают ряд процессов и явлений во всех геосферах(в частности полярные сияния, магнитные бури и связанные с ними последствия.

Активность солнца обуславливает то что, земля получает излучение, которое влияет на характер земных процессов.

Солнечная активность— это совокупность всех физических и энергетических изменений, происходящих на солнце и вызывающие на нем видимые образования:

Солнечная активность оказывает существенное влияние на земные явления, проявляющееся через солнечно-земные связи. На Земле 11-летний цикл прослеживается на целом ряде явлений органической и неорганической природы (возмущения маг нитного поля, полярные сияния, возмущения ионосферы, изменение скорости роста деревьев с периодом 11 лет.

Читайте также:  История космоса до нашей эры

Солнечно-земные связи. Так принято называть ответные реакции географической оболочки на изменения солнечной активности. В настоящее время солнечную активность связывают с регулярным образованием в атмосфере Солнца пятен, факелов, вспышек, протуберанцев.

Тема 4. Физические свойства географической оболочки.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Источник

Земля и её взаимодействие с Космосом

Земля вместе со своим спутником — Луной образует двойную планету. Луна и Земля совершают совместные движения вокруг общего центра тяжести по орбитам, радиусы которых пропорциональны массам этих тел. 365,26 — вращение вокруг Солнца. Земля имеет гравитационное, магнитное и тепловое поля. Гравитационное поле обусловлено массой Земли. Магнитное поле обусловлено наличием железа в ядре. Тепловое полу обусловлено наличием внутренних источников тепла. В отличии от других планет, часть Земли покрыта водой, (плотность умножить на объём ^масса) средняя масса Земли = 6 на Ю 27 г. Атмосферное давление, создаваемое столбом воздуха, определяет наличие воды в жидком состоянии.

Фигура Земли.

Шарообразная форма со средним радиусом 6371,032 км. Сжатие обусловлено осевым вращением, оно составляет 1\300, что определяет разность полярной полуосей эллипсоида вращения. В зависимости от цели исследования, используют различные модели. 1) Сфера. Сплюснутость Земли с полюсов не играет роли. 2) Эллипсоид вращения. Используется в высшей геодезии для расчёта координат. 3)Трёхосный эллипсоид. Экваториальное сечение Земли — эллипс. Сердцевидная фигура с осевой впадиной на южном полюсе и выпуклостью на северном — кардиоидальный эллипсоид. Экваториальное сжатие — сложное внутреннее строение, проявляющееся в несимметричном распределении масс. 4)Геоид — геометрически неправильное тело, ограниченное уровенной (или изопотенциальной) поверхностью, совпадающим со средним уровнем Мирового океана. Геометрическое место точек пространства, имеющих одинаковый потенциал силы тяжести, и не является горизонтальной плоскостью.

Вследствие глубинного сжатия радиус планеты сокращается приблизительно на 5 см за столетие. Это изменение носит пульсирующий характер — его сменяют периоды расширения. Это влияет и на скорость вращения Земли — чем меньше радиус, тем больше скорость. Длительное уменьшение полярного сжатия должно привести к экваториальному вспучиванию и поднятию приполярных областей, увеличение сжатия — к восстановление экваториальной «опухоли». Современное распределение суши и океана отражает ослабление полярного сжатия в Северном полушарии и его увеличение в Южном. Главное географическое значение формы Земли: зональное распределение тепла на земной поверхности (убывание от экватора к полюсам), и, следовательно, зональность всех явлений, зависящих от теплового режима.

Источник

Влияние космоса на биосферу Земли: теории и реальность

Сочетание и определение основных понятий

Словосочетание «Биосфера и космические циклы» содержит в себе достаточно большое количество взаимосвязей и взаимодействий между этими понятиями. Только в первом приближении определить некоторые связи между понятиями «биосфера» и «космический цикл» можно так: биосфера появилась в определенный космический цикл, она появилась благодаря нему, меняется при смене космических циклов, они влияют на биосферу и ее структуру, разные космические циклы по-разному влияют на биосферу и так далее. Нужно также учитывать, что достоверно установлены временные промежутки «коротких», то есть соизмеримых с человеческой жизнью и памятью, космических циклов. Более длительные из них являются предметом научных гипотез, теорией и исследований, которые, пока, не имеют достоверных подтверждений, определенно установленных временных рамок, описания и, соответственно, доказанных причин и последствий их влияния на биосферу.

Космос или космическое пространство – это участки Вселенной, заполненные частицами в основном водорода, но с очень маленькой плотностью, электромагнитным излучением и иным веществом.

Циклом, в переводе с греческого, окружностью, считается совокупность процессов, явлений и тому подобного, повторяющаяся через определенный, известный промежуток времени.

Биосфера — это оболочка Земли, где существует жизнь, то есть совокупность всех живых организмов в их взаимодействии и обмене энергией, а также продукты их жизнедеятельности.

Циклы и их влияние

Космическими циклами являются временные установленные промежутки: час, сутки, год, фазы луны, сезоны.

Они, связаны с влияние космических объектов – Луны и Солнца на живые организмы. Видами влияния, этих «близких» с точки зрения космических расстояний объектов, являются: радиоактивное солнечное излучение, электромагнитное поле и гравитация. Наверняка более отдаленные космические тела и объекты также воздействуют на земную жизнь. Однако моменты такого влияния настолько удалены во времени, что достоверно не определены.

Читайте также:  Научно популярный журнал про космос

К космическим ритмам, действующим в антропной, человеческой, шкале времени, основную роль играют освещённость, температура, некоторые другие физические параметры атмосферы и гидросферы. Гравитационные процессы, возникающие под воздействием Луны, влияют на океанические приливы. Магнитное поле Земли также регулярно меняет свою ориентацию относительно радиального потока плазмы солнечной короны. Этот цикл составляет 27 дней.

Принято выделять еще климатические. Они связаны с движением Земли по орбите. Их три.

  • Первый в 26 тысяч лет. Связан с вращением оси планеты.
  • Второй – 41 тысяча лет. Обусловлен с периодами изменения угла наклона оси, вращения планеты к большому кругу небесной сферы.
  • И третий в 100 тысяч лет. Равен периоду изменения значения эксцентриситета земной орбиты.

Теории

Например, по утверждению некоторых ученых возникновение и затухание жизни на нашей планете связано с движением Солнечной системы в диске Галактики Млечного пути. Периодичность которого составляет 64 млн. лет. Обнаруженные на дне океана ископаемые останки указали, что биологическое разнообразие на Земле меняется в соответствии с промежутком в 62 млн. лет. А массовые вымирания живых организмов происходили с 250 и 450 млн. лет назад. Такую цикличность объясняют движением всей Галактик вокруг какого-то центра и прохождения зон с неблагоприятными для жизни условиями. В своем движении галактики сближаются между собой и другими скоплениями звезд, что изменяет гравитационные функции. Это также влияет на планеты, входящие в их состав, и биосферу Земли в том числе. Нарушение гравитационных показателей влечет за собой изменение радиационного фона и климата. Доказательством этого существуют. Климат на Земле менялся не раз, что приводило к массовой гибели живых организмов. Изменение гравитационного поля может привести к появлению ударной волны огромной мощности и движущейся со скоростью до 1000 км/сек.

В научных кругах космос и биосфера объединены теорией происхождения жизни. Причем теории различаются в способе появления первых живых объектов. Одни утверждают космическое их происхождении, другие о благоприятно сложившихся на планете обстоятельствах и условиях.

Так, считают, связана биосфера и космические циклы.

Влияние Солнца

Космос и биосфера – это в первую очередь Солнце и Земля.

В спектре электромагнитного излучения Солнца, для жизни представляет наибольшую опасность – ультрафиолетовое. Под его воздействием начинаются химические реакции, в результате которых происходит изменения в молекулах нуклеиновых кислот и белков, приводящие к мутациям и гибели клеток. Преграждает губительное излучение озоновый слой атмосферы.

Кроме электромагнитного, Солнце излучает корпускулярное излучение. Оно не имеет такой стабильности, как ультрафиолетовое и энергия, содержащаяся в нем, очень изменчива. Сила его зависит от «солнечных пятен» и имеет цикличность порядка 11 лет. Когда на Солнце образовываются наибольшие пятна, на Земле происходят экологические катастрофы и бедствия: извержения вулканов, наводнения, засухи и землетрясения. От этого вида излучения Землю защищает электромагнитное поле, а, в противном случае под ее воздействие все разложилось до ионов и электронов. Электромагнитное поле нашей планеты стабильно и постоянно.

Энергия Солнца, достигающая земной поверхности, благоприятно воздействует на все живое. Благодаря ей зеленые растения, превращают углекислый газ в кислород, необходимый для дыхания живых существ. Это процесс называется фотосинтез. Ежегодно на Земле синтезируется таким способом до 200 млрд. тонн кислорода и поглощается около 300 млрд. тонн углекислого газа.

Влияние Земли

Космос и биосфера взаимодействуют еще одним способом. Ведь сама Земля является космическим объектом. А процессы, происходящие в той ее части, в которую не входит биосфера, но влияют на нее тоже можно отнести к космическим. Наша планета состоит из ядра, мантии и коры. Ядро состоит из железа и никеля. Температура внутри него достигает 10000 К, плотность 15 г/см 3 и давление 4-105 дин/см 2 . Такие условия соответствуют реакции ядерного синтеза тяжелых элементов. Происходит замещение метеоритного железа с поверхности Земли на элементы распада в ядре. В течение миллиардов лет, такое движение формирует оболочку планеты. Этот цикл по некоторым оценкам длится уже почти 5 млрд. лет.

Как видно, на биосферу влияние космоса является определяющим.

Видео — ВЛИЯНИЕ ЛУНЫ НА ЗЕМЛЮ И ЧЕЛОВЕЧЕСТВО

Источник