Исследовательская работа «Земля и луна»

СОДЕРЖАНИЕ
Земля
Физические характеристики
История происхождения Земли
Строение Земли:
Литосфера
Гидросфера
Атмосфера
Биосфера
Орбита и вращение Земли

СОДЕРЖАНИЕ
Луна
Физические характеристики
Условия на поверхности Луны
Происхождение Луны
Происхождение кратеров Лунные моря
Сейсмология
Вода на Луне
Приливы и отливы
Исследования Луны

ЗЕМЛЯ
Физические характеристики
Земля — третья от Солнца планета Солнечной системы. Единственное известное на данный момент тело Солнечной системы, в частности и Вселенной вообще, населённое живыми существами.
Полярный радиус 6356,8км Средняя плотность 5,5153 г/см³
Средний радиус 6371,0 км Ускорение свободного падения на
экваторе 9,780327 м/с²
Масса 5,9736×1024 кг
Длина окружности 40009,88 км Вторая космическая скорость 11,186 км/с
Площадь поверхности 510 072 000 км² Период вращения 0,99726968 дней
Объём 10,832073×1011 км³ Наклон оси вращения 23,439281°
Температура поверхности на уровне моря
Минимальная −89 °C Средняя 14 °C Максимальная 57,7 °C

История происхождения Земли
Земля и другие планеты солнечной системы сформировались 4,54 млрд. лет назад из диска пыли и газа, оставшегося после формирования Солнца.
Обезгаживание и вулканическая активность привели к образованию первичной атмосферы. Конденсация водяного пара, усиленная льдом, занесённым кометами, привела к образованию океанов.
Развитие фотосинтеза позволило живым организмам напрямую накапливать солнечную энергию. В результате в атмосфере стал накапливаться кислород, а в верхних слоях — формироваться озоновый слой. Благодаря поглощению губительного ультрафиолетового излучения озоновым слоем, жизнь смогла начать освоение поверхности Земли.
Поскольку поверхность планеты постоянно изменялась в течение сотен миллионов лет, континенты появлялись и разрушались. Континенты перемещались по поверхности, порой собираясь в суперконтинент. Приблизительно 750 млн. лет назад, самый ранний из известных суперконтинентов — Родиния, стал раскалываться на части. Позже континенты объединились в Паннотию (600—540 млн. лет назад), затем в последний из суперконтинентов — Пангею, который распался 180 миллионов лет назад.

Строение Земли
Литосфера
Земная кора - внешняя твёрдая оболочка Земли. С внешней стороны большая часть коры покрыта гидросферой, а меньшая находится под воздействием атмосферы. Масса земной коры оценивается в 2,8×1019 тонн. Кора составляет лишь 0,473 % общей массы Земли. Земля обладает корой двух типов: континентальной и океанической.
Мантия — это силикатная оболочка Земли, сложенная преимущественно перидотитами — породами, состоящими из силикатов магния, железа, кальция и др.
Ядро Земли — центральная, наиболее глубокая часть планеты Земля, геосфера, находящаяся под мантией Земли и, предположительно, состоящая из железоникелевого сплава с примесью других элементов.

Строение Земли
Гидросфера
Гидросфера – водная оболочка земли. Большая часть воды сосредоточена в океане, значительно меньше — в континентальной речной сети и подземных водах. Также большие запасы воды имеются в атмосфере, в виде облаков и водяного пара. Часть воды находится в твёрдом состоянии в виде ледников, снежного покрова, и в вечной мерзлоте, слагая криосферу.

Строение Земли
Атмосфера
Атмосфера— газовая оболочка, окружающая планету Земля. Суммарная масса воздуха — 5,1×1018 кг. Молярная масса чистого сухого воздуха составляет 28,966. Давление при 0 °C на уровне моря 101,325 кПа; критическая температура 140,7 °C; критическое давление 3,7 Мпа.
Строение атмосферы

Строение атмосферы
Тропосфера - нижний, основной слой атмосферы. Содержит более 80% всей массы атмосферного воздуха и около 90% всего имеющегося в атмосфере водяного пара. В тропосфере сильно развиты турбулентность и конвекция, возникают облака, развиваются циклоны и антициклоны. Её верхняя граница находится на высоте 8—10 км в полярных, 10—12 км в умеренных и 16—18 км в тропических широтах.
Стратосфера - слой атмосферы, располагающийся на высоте от 11 до 50 км.
Мезосфера – слой атмосферы, располагающийся на высоте 50 км и простирается до 50—90 км. Сложные фотохимические процессы с участием свободных радикалов, колебательно возбуждённых молекул и т. д. обусловливают свечение атмосферы.

Строение атмосферы
Термосфера - слой атмосферы, располагающийся на высоте 90-700 км. Под действием ультрафиолетовой и рентгеновской солнечной радиации и космического излучения происходит ионизация воздуха («полярные сияния»).
Экзосфера — зона рассеяния, внешняя часть термосферы, расположенная выше 700 км. Газ в экзосфере сильно разрежен, и отсюда идёт утечка его частиц в межпланетное пространство. На высоте около 2000—3000 км экзосфера постепенно переходит в так называемый ближнекосмический вакуум.

Строение Земли
Биосфера
Биосфера — оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности.
Состав биосферы:
Живое вещество — вся совокупность тел живых организмов, населяющих Землю
Биогенное вещество — вещество, создаваемое и перерабатываемое живым веществом.
Косное вещество — в образовании которого жизнь не участвует; твердое, жидкое и газообразное.
Вещество космического происхождения.
Вещество, находящееся в радиоактивном распаде.
Биокосное вещество, которое создается одновременно живыми организмами и косными процессами.

Орбита и вращение Земли
Время совершения одного оборота вокруг оси 23 ч. 56 мин. и 4.091 с.
Земля движется вокруг Солнца по эллиптической орбите на расстоянии около 150 млн. км со средней скоростью 29,765 км/сек. Скорость колеблется от 30,27 км/сек до 29,27 км/сек. Двигаясь по орбите, Земля совершает полный оборот за 365,2564 средних солнечных суток (один звездный год).
Четыре сезона определяются солнцестояниями — моментами, когда земная ось максимально наклонена по направлению к Солнцу либо от Солнца — и равноденствиями. Зимнее солнцестояние происходит примерно 21 декабря, летнее — примерно 21 июня, весеннее равноденствие — приблизительно 20 марта, а осеннее — 23 сентября.

Луна
Луна — единственный естественный спутник Земли. Это второй по яркости объект на земном небосводе после Солнца и пятый по величине естественный спутник планет Солнечной системы. Также является первым (и на 2010 год единственным) внеземным объектом естественного происхождения, на котором побывал человек. Среднее расстояние между центрами Земли и Луны — 384 467 км. Диаметр Луны равен 3474 км.

Физические характеристики
Экваториальный радиус 1738,14 км
Средний радиус 1737,10 км
Полярный радиус 1735,97 км
Площадь поверхности 3,793×107 км²
Объём 2,1958×1010 км³
Масса 7,3477×1022 кг
Средняя плотность 3346,4 кг/м³
Ускорение свободного падения 1,62 м/с²
Температура:
Минимальная (−173 °C)
Средняя (−53,15 °C)
Максимальная (116,85 °C)

Условия на поверхности Луны
На Луне практически отсутствует атмосфера. Поверхность Луны покрыта так н называемым реголитом — с смесью тонкой пыли и скалистых обломко обломков, образующихся в результате с столкновений метеоритов с лунной поверхностью. Толщина слоя реголита бывает от долей метра до десятков метров.
Толщина коры Луны в среднем составляет 68 км. Под корой находится мантия и, возможно, малое ядро из сернистого железа.

Происхождение Луны
Информация, полученная путём детального изучения образцов с Луны, привела к созданию теории Гигантского столкновения: 4,57 миллиарда лет назад протопланета Земля (Гея) столкнулась с протопланетной Тейя. Удар пришёлся не по центру, а под углом (почти по касательной). В результате большая часть вещества ударившегося объекта и часть вещества земной мантии были выброшены на околоземную орбиту. Из этих обломков собралась прото-Луна и стала обращаться по орбите с радиусом около 60 000 км. Земля, в результате удара, получила резкий прирост скорости вращения (один оборот за 5 часов) и заметный наклон оси вращения.
Возраст лунных пород - 4 млрд. 527 млн. лет.

Происхождение кратеров
Основных гипотез происхождения кратеров на Луне было две — вулканическая и метеоритная.
Следуя постулатам вулканической теории, лунные кратеры были образованы вследствие мощных извержений на поверхности.
Но в 1824 году немецкий астроном Франц фон Груйтуйзен сформулировал метеоритную теорию, согласно которой при столкновении небесного тела с Луной происходит продавливание поверхности спутника и образование кратера.
Полёты к спутнику Земли, а также открытие кратеров на других планетах Солнечной системы (Марс, Меркурий, Венера) подвели итог о происхождении кратеров на Луне. Дело в том, что открытые вулканические кратеры (например, на Венере) сильно отличаются от лунных, схожих с кратерами на Меркурии, которые, в свою очередь, были образованы ударами небесных тел. Поэтому метеоритная теория ныне считается общепринятой.

Лунные моря
Лунное море — (визуально) тёмное пятно на поверхности лунного диска. Лунные моря представляют собой обширные, залитые некогда базальтовой лавой низины. Лунные моря занимают около 40 % видимой площади Луны.
Самая большая низменность названа Океаном Бурь.
Море Дождей окружают Альпы,Кавказ, Апеннины, Карпаты,Юра. Море Нектара — горами Алтай и Пиренеи. Море Восточное окружено Кордильерами и горами Рока.

Вода на Луне
13 ноября 2009 года НАСА сообщило об обнаружении в кратере Кабеус воды в виде льда.
Всего в регионе северного полюса обнаружено не менее 600 млн. тонн воды, большая часть которой находится в виде ледяных глыб, покоящихся на дне лунных кратеров. Всего вода была обнаружена в более чем 40 кратерах, диаметр которых варьируется от 2 до 15 км. Сейчас у учёных уже нет никаких сомнений в том, что найденный лед — это именно водный лёд.

Приливы и отливы
Гравитационные силы между Землёй и Луной вызывают некоторые интересные эффекты. Наиболее известный из них — морские приливы и отливы.

Исследования Луны
Древность и Средние века
Во II в. до н. э. Гиппарх исследовал поведение Луны в звёздном небе, определив наклон лунной орбиты относительно земной эклиптики, а также выявил ряд особенностей движения. После открытия Ньютоном закона всемирного тяготения, из чисто кинематической, описывающей геометрические свойства движения, теория стала динамической, учитывающей движение тел под действием приложенных к ним сил. Изобретение телескопов позволило различать более мелкие детали рельефа Луны.
В1753 году хорватский астроном Руджер Б Бошкович доказал, что Луна не имеет атмосферы.
XIX век
Новым этапом исследования Луны стало
применение фотографии в астрономических н наблюдениях. В 1811 году французский а с астроном Франсуа Араго открыл явление о поляризации света, отражённого поверхностью Луны.