ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 25.05.2021
Просмотров: 176
Скачиваний: 1
1. Роль наук о земле в современном естествознании.
Науки о земле исследуют и обобщают самые разнообразные научные факты о природе. Природа – не случайное скопление предметов и явлений, а закономерная целостная система, где предметы, явления связаны между собой, зависят друг от друга и обуславливают друг друга. Вот почему ни одно явление в природе не может быть понято, если рассматривать его вне связи с другими
Естествознание- система наук о природе, основу которой составляют физика, химия и биология. Взаимосвязь и взаимообуславливание предметов и явлений – один из наиболее общих законов объективной реальности и задача естествознания – обнаружить эту связь в большим и малом, в частностях и целом.
В Вселенной все постоянно преобразуется. Природа вечна и бесконечна, отдельное 0- приходящее. Так на протяжении геологических эпох неоднократно гибнут и возникают новые Иры животных и растений. человек в природе с одной стороны – ее биологическая часть, с другой стороны – активный пользователь. В условиях усложненного взаимодействия природы и человека, когда очевидным становится следствие антропогенеза в отношении природной среды, центральное положение в современном естествознании занимают «Науки о земле», объединяющие географии., геологи., геофизику, геохимии., экологию, планетологию.
2.Предмет, объекты и методы наук о Земле.
Ноз охватывает все отрасли знания о нашей планете не являясь их суммой, а обобщающей системой, включающей в себя данные таких фундаментальных наук как физика, химия, астрономия, и др. дисциплины. Экология – наука о взаимодействии природы и общества, связывает ноз между собой и биологией и дет выход в науки о человеке и человечестве. Данные о ноз непосредственно обосновываются и включаются в экологическую практику.
Современная структура предмета НОЗ м.б. представлена в обобщающем виде, исходя из принадлежности изучаемого объекта к различным уровням организации – от физических полей и частиц до биосферы и планеты в целом.
Физ поля и волны – геофизика
Атомное строение и хим состав Земли – геохимия
Исследования разноуровневых геосистем – химия почв, ландшафтов.
Объектами собственно геологогеографических наук – геосистемы, организованные на более высоком уровне, чем физхим тела и процессы. Например, учение об элементарных геосистемах – минералогия. При этом минералы имеют крист форму , опр химсост => минералогия тесно связана с керисаллографией и кристаллохимией.
К высшим геологогеографическим уровням относятся геооболочки и геосферы, соотношение коорых и определяет структуру наук о Земелею Внутренние оболочки исследуются преимущественно геологическими, а внешние – георгафическимию Соответсвенно, почвенная оболочка изучается почвовоедением, орг.слой – биогеографией и чением о биосфере, водная оболочка – гидрологией и океанологией, воздушная – метеорологией и климатологией, планетология связывает геолгеограф знания с астрономическими.
Все НОЗ исторические, т.к. рассматривают развитие природных процессов во времени. В этом направлении широко используются различные методы:
1)геологический – изучает типы горных пород,2) палеонтологический (классифицирует др. растения и животных, 3)изотопный определяет возраст горных пород, минералов, остатков жизни.
Наша планета предстает как сложная естественная система. Но так же является и динамической системой с моногоступенчатыми процессам саморегуляции, а так же накопления, хранения и передачи информации. Основными компонентами Земли являются атмосфера, гидросфера, литосфера, криосфера и биосфера. Все они образуют единую биогеографическую систему. Каждый из компонентов имеет свои характеристики, но связан с другими самыми разнообразными физхим процессами. Солнечное излучение является первичным внешним фактором, обеспечивающим Е движения данной системы.
3) Какой вклад в развитие естествознания внесли работы Галилея, Коперника, Кеплера, Декарта, Ньютона?
Н.Коперник в 15 в в знаменитом труде «Об обращениях небесных сфер» излагает гелиоцентрическую систему мира, противостоящую признанной в то время геоцентрической системе Птолемея. Он согласен только в том, что Земля и небесный свод имеют сферическую форму. В «малом комментарии относительно установленных гипотез о небесных движениях» Коперник формулирует 7 постулатов?
1. Не существует одного центра для всех небесных орбит или сфер
2. Центр земли не является центром мира, но только центром тяготения лунной орбиты
3. все сферы движутся вокруг солнца, расположенного в центре мира.
4. отношение радиуса земной орбиты к радиусу вселенной меньше, чем отношение радиуса земли к радиусу земной орбиты. Радиус земли можно считать исчезающее малой величиной по сравнению с радиусом вселенной.
5. все движения, наблюдаемые у небесной тверди принадлежат не ей самой, а земле. Таким образом, одно движение достаточно для объяснения большого числа видимых неравномерностей.
Взгляды Коперника сыграли решающую роль в становлении астрономии. Его идеи развил Дж.Бруно.
Галилео Галилей 16 век. Выступил одним из основателей экспериментального естествознания. Изобрел зрительную трубу. Увеличивавшую в 32 раза. Увидел пятна на Солнце, спутники Юпитера, кратеры на луне. Считал исходным пунктом в познании мира наблюдение, а основной науки – опыт.
Открытия Галилея подтвердили истинность гелиоцентрической системы Коперника.
Свои идеи изложил в «диалоге о двух системах мира», после чего был обвинен в ереси и был вынужден отречься от учения Коперника.
Иоганн Кеплер открыл законы движения планет по результатам многочисленных наблюдений Т.Браге. Кеплер основывался на гипотезе, что траекторией движения Марса и др.планет является не окружность, а эллипс. Результанты наблюдений соответствовали этой гипотезе. Так связывая астрономию и физику, Кеплер создает динамическую модель вселенной, которая заменяет формальную схему античной космологии природным законом движения планет. В модели вселенной Кеплера основой небесной механики становится физреальность, а не математическая схема. Геометрические описания движения основываются на данных наблюдения. Цель Кеплера – показать, что небесная машина не является видом божественного существа, а подобна часовому механизму, поскольку все ее движения инициируются одной телесной силой, подобно тому, как в часах все приводится в движение грузилом.
Рене Декарт. Создал учение о природе названное картезианской физикой. В его основу легли принцип относительности перемещения и взаимодействия, а так же космологическая концепция о естественном происхождении и развитии солнечной системы, которое обусловлено только свойствами материи и движением ее разнородных частиц. Космологическая гипотеза Декарта – теория вихрей. Во вселенной существует материальный круг одновременно и совместно движущихся тел. Вселенная имеет три области – вихрь вокруг солнца, вихрь вокруг звезд, и все, что вне первого и второго.
И.Ньютон. Совершил множество открытий. Разработал дифф. И инт. Исчисления, открыл дисперсию света, хроматическую абберацию, исследовал интерференцию и дифракцию, развил корпускулярную теорию света, высказал гипотезу о корпускулярно-волновом дуализме, построил зеркальный телескоп. Открыл закон всемирного тяготения, который является основой теории движения небесной механики. Пространство и время считал абсолютными.
Ньютоновская механика обобщила модели и законы таких видов механического движения как колебания маятника, свободное падение тел, движение по наклонной плоскости, по окружности, движение планет. Важнейшими выдвинул понятия пространства и времени. Ньютон рассматривает их как две самостоятельные реальности, не связанные друг с другом. Выделил абсолютное и относительное пространство. Абсолютное всегда одинаково и неподвижно. А относительное - трехмерное, определяется нашими чувствами по положению относительно некоторых тел. Абсолютное и относительное время.
Ньютон опровергал вихревую концепцию Декарта, разделял пространство и материю, считая реальным существование абсолютного пространства и причиной реального движения – силы. Активной силой природы выступает тяготение, на Земле это сила тяжести. В космосе – виды космического притяжения.
4) Вселенная и ее объекты.
Вселенная – все существующий материальный мир, безграничный во времени и бесконечно разнообразный по формам, которые принимает материя в процессе своего развития. Часть вселенной, доступная исследованию современными астрономическими средствами называется мегагалактикой.
Центральными объектами структуры вселенной являются Галактики. Галактика – скопление звезд и звездных систем, которое имеет свой центра притяжения – ядро. Пространство галактики пронизано магнитными полями, космическими лучами и потоками нейтрино. Одна галактика включает в себя до 10 в 13 звезд. Мегагаглактика содержит несколько миллиардов галактик, образующих группы, скопления и сверхскопления. Одиночные галактики встречаются редко. Во вселенной распространены равномерно. Галактики различаются по форме: сферические, спиралевидные(большинство), эллиптические, сплюснутые, неправильны. Строение спир.гал. : ядро, диск, рукава. Средние по возрасту и молодые звезды располагаются в диске и рукавах.
Звезды – газовые шары, светящее собсвенным светом. Отдельные группы планет – созвездия. Пояс зодиака. Размерность звезд определяют в сравнении с размерностью солнца. Сверхгиганты имеют массу, равную 60 массам солнца, а резмеры больше в десятки раз. Звезлды карлики уступают по размерам солнцу, некоторые из них меньше земли и луны, обладают высокй плотностью. Огромной плотностью обладаю нейтронные звезды, их диаметр все несколько десятков км. Они быстро вращаются, излучают импульсы, поэтому их зовут пульсарами. Еслмасса ядра звезды превышает две массы солнца, то его сжатие под силами гравитации неизбежно приводит к образовнию черной дыры – массивного объекта, из которого не могут вылететь даже фотоны света.
В наружных слоях звезд преобладает водород, на втором месте- гелий., есть немого углерода и азота, минимум железа.
Источником светимости звезды служат ядерные реакции преобразования водорода в гелий. Образуется устойчивое гелиевое ядро. По характеру свечения выделяют переменные звезды, меняющие блеск и спектр, красны гиганты, в результате распада которых образуются желтые и белые карлики. Характеризуются различными поверхностнымиторемпературами: «холодные» 3-4 тыс – красного цвета, солнце 6 тыс. – желтое, горячие – выше 12 тыс – белый или голубоваты оттенок. Жизнь звезд различается по длительности от миллионов до миллиардов лет. Протозвезды – скопления светящегося газа, начальное состояния рождения звезды. Расстояние до звезд меряют методом параллакса. Парсек или световой год. Сверхновая – взрыв звезды с выделением энергии и тяжелых элементов.
Элементный состав земной коры.
Земная
кора – самая неоднородная и сложно-устроенная
верхняя оболочка земли. Количество
распространенных химических элементов
в земной коре впервые установил Ф.Кларк.
Его сводка содержала сведения о 50 хим.
элементах. В 1923 г. Ферсман предложил
термином «кларк» называть средне
содержание хим. элемента в земной коре,
почвах, водах. Почти половина земной
коры состоит из кислорода. O2 – 47%, Si –
29,5%, Al – 8,05%, Fe – 4,65%, Ca – 2,96%, K – 2,5%, Na –
1,87%, Mg – 1,87%, Ti – 0,45%.
Средний
химический состав земной коры отличается
от среднего химического состава земли.
Кларки большинства элементов не превышают
0,01 – 0,001%. Если элементы имеют слабую
способность к концентрации, то они
называются рассеянными-редкими.
Микроэлементы – элементы, содержащиеся
в данной системе в кол-ве от 0,01%. В 1937 дл
выражения результатов анализов Вернадский
предложил термины «кларк-концентр.» и
«кларк-рассеивающий». К-к – это отношение
содержания элемента в данной системе
к ее кларку. Если к-к мньше 1, то польз.
обратная величина – к-р.
Возраст земли и этапы ее развития
Установить возраст Земли оказалось возможным после открытия явления радиоактивностию Стало понятно, что радиоактивные ядра распадаются с постоянной скоростью, не зависящей от озменения окружающих условий.
В природе есть эелементы и изотопы, радиоактивный распад которых используется в геологическом летоисчислении: u, torij, Rb, Pb, К,С. Абсолютный возраст геологической породы определяется на количественном соотношении радиоактивного элемента и продуктов его распада. В результате обработки земных и лунных пород, метеоритов, установили их возраст 4,55 млрд лет. Этот возраст был установлении на соотношении изотопов олова. Предполагают, что землеподобные планеты сформировались 5,6 – 4,55 млрд.л.н. По мере разработки методик ядерной геохронолоии удалось установить границы горных пород разных возрасто. Возраст можно установить в одном геологическом разрезе, поскольку каждый налегающий поаст образован позднее того пласта, на котором он лежит.
Этапы развития Земли – догеологический, геологический.
На международном геологическом конгрессу была принята геохронологическая шкала. Были введены понятия мегациклов, эры, периодов, эпох и т.д.
Несмотря на условнойсть разделения, на рубеже эр или периодов происходили сущетсвенные геологические преобразования. А каждое подразделение отличалось качественным своеобразием. По степени изученности вся история планенты делится на два этапа – догеологический, не оставивиший достоверных свидетельств совего развития и геологический. В геологическом этапе древние мегациклы охватывают промежуток времени от 570-3800 млн.л. Этот промежуток получил название криптозоя или времени скрытой жизни. Его начало связывают с формирование земной коры, первичной атмосферы, а конец – с появлением раст. и жив. Этот этап недостаточно изучен, хотя геологи установили необратимый характер осадкообразовния и основное направление эколюции Земли под влиянием развивающейся жизни
Криптозой и фанерозой
Криптозой (570-3800 млн.л) – мегацикл. Характеризующийся скрытым развитием жизни. Здесь происходит образование земной коры, первичной атмосфергы, гидросферы, появление первых живых организмов и распространение водорослей. Разделяется на эры.
1)Катархей(3800млн.л.н). х-ся отсутствие окаменелых организмов 2)архей (3000 млн.л.н) Появляются первые прокариоты 3) протерозой (2000млн.л.н) разделятеся на нижний и верхний. Внижнем появляются низшие растения, а в ерхнем происходит распространение красных водорослей и появление первых эукариот и многоклеточных. В конце периода появялются иглокожие и кишечнополостные
Фанерозой– мегацикл х-ся временем явной жизни. Делится на три эры 1
|
Этап |
Мц |
Эра |
период |
время |
Основные события |
|
геологический |
Фанерозой (570 млн.л) |
Кайнозойская (эра новой жизни |
антропоген |
|
Формируется современная флора и фауна, появляется человек. Расцвет млекопитающих. Формирование поясов. Первые приматы |
|
неоген |
|
||||
|
палеоген |
|
||||
|
мезозойская |
меловой |
144 |
Время появления динозавров, покрытосеменных, гибель динозавров (косм теория). На земле появились цветковые растении, двукрылые, перепончатокрылые, костистые рыбы, птицы и млекопитающие. |
||
|
юрский |
212 |
||||
|
триасовый |
250 |
||||
|
палеозойская (эра древней жизни) |
|
|
Быстрое развитие жизни, кислородная революция – изменение биосферы. Переход от прокариотов к эукариотам. В начале пелеозоя живое вещество выходит на сушу и занимет области с влажным климатом. Форм назем флора и фауна. Формируются биоклиматические пояса с характерными представителями животного мира. Организмы начинают усваивать минеральные в-ва для форм скелета. В кембрии распространялись бактерии, споровыек, жгутиконосцы, в девоне- насекомы е земноводные. Первыек растения появились – споровые(кустарники_ форм озоновго экрана. К концу палеозоя трилобиты и ракоскорпионы вымирают, появляются голосеменные, развиваются пресмыкающиеся и земноводные. |
||
|
пермский |
285 |
||||
|
девноский |
|
||||
|
силур |
|
||||
|
ордовик |
|
||||
|
кембрийский |
438 |
||||
|
Криптозой |
протерозой |
верхний |
2000 |
Распр.водорослей, эукариоты, многоклеточные, появл кишечнополостных и иглокожих |
|
|
нижний |
Низшие раст |
||||
|
архей |
|
3000 |
прокариоты |
||
|
Катархей |
|
3800 |
- |
||
|
догеологический |
|
|
|
|
|