Файл: Солнце образовалось из огромного облака газа 4,5 миллиарда лет назад. Диаметр Солнца составляет 1 млн. 392 тыс км., что в 109 раз больше диаметра Земли.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.11.2023
Просмотров: 17
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Солнце образовалось из огромного облака газа 4,5 миллиарда лет назад. Диаметр Солнца составляет 1 млн. 392 тыс. км., что в 109 раз больше диаметра Земли. На поверхности Солнца температура около 6000оС, а в центральной его части достигает 15 млн.оС. Масса Солнца в 333 тыс. раз больше массы Земли, а объем - в 1 млн. 304 тыс. раз. Отсюда следует, что плотность Солнца меньше плотности Земли. В основном Солнце состоит из тех же химических элементов, что и Земля, но водорода на Солнце больше, чем на Земле.Так же, как другие звезды Солнце гравитационно выросло из океана водорода, гелия и вкраплений других элементов. Планеты сформировались из остатков вещества.
Когда в XVIII веке завоевала признание гелиоцентрическая модель, возникли вопросы о зарождении Солнечной системы. Небулярная гипотеза — что Солнце и планеты сформировались из гигантского облака газа — была предложена в 1734 году Эмануэлем Сведенборгом и разработана позднее, в том же столетии, Иммануилом Кантом и Пьером Симоном Лапласом. Хотя в целом она верна, с тех пор она получила мощное развитие. Как другие звезды формируются из молекулярных облаков так и Солнце, должно быть, сгустилось из облака, богатого водородом, гелием и вкраплениями других элементов. Облако-предок Солнца, по-видимому, было размером в много световых лет и содержало достаточно газа, чтобы создать тысячи Солнц. Наше светило, возможно, было не единственным в этом облаке: судя по метеоритам, содержащим тяжелый изотоп железа, туманность была загрязнена выбросами от соседней сверхновой. Таким образом, Солнце могло вырасти среди других массивных звезд, жизнь которых была короче, и они взорвались до рождения Солнечной системы. Солнце постепенно росло из особенно плотной зоны облака благодаря действию сил тяготения. За 100 000 лет оно стало протозвездой — горячим плотным газовым шаром, в котором еще не шел ядерный синтез. Оно было окружено диском газа и пыли в сотни раз больше радиуса орбиты сегодняшней Земли. Примерно через 50 миллионов лет включился ядерный двигатель Солнца, и оно стало звездой главной последовательности.
Внутренние области формирующейся Солнечной системы были очень горячи, поэтому летучим компонентам — таким как вода — оседать не удавалось. Каменные, богатые металлами планеты формировались на основе атомов элементов с высокими температурами плавления: железа, никеля, сплавов алюминия, силикатов — ныне это основы вулканических пород, наблюдаемых на Земле. Планеты земной группы — Меркурий, Венера, Земля и Марс — постепенно росли от слияния меньших объектов. Считается, что внутренние планеты сформировались дальше от Солнца, чем их сегодняшнее расположение, поскольку их орбиты сжимались по мере того, как планеты
замедлялись при движении сквозь газ, который все еще оставался в постепенно рассеивающемся диске.
Гигантские газовые планеты — Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун — формировались дальше, за «снеговой линией», где летучие компоненты остаются замерзшими. Эти планеты были достаточно велики, и потому им удалось всосать атмосферы из водорода и гелия. Изначально считалось, что планеты в основном формировались там, где мы видим их сегодня. Но в ХХ веке астрономы поняли, что все было иначе. Они разработали новые теории и предположили, что планеты в действительности активно перемещались из-за столкновений — так называемого космического бильярда.
В период, когда внешние планеты меняли расположение, к внутренним планетам летело множество астероидов. Орбиты планет земной группы к тому времени в основном установились, основные столкновения остались в прошлом. В результате случился период «поздней тяжелой бомбардировки», во время которого на Луне появилось множество кратеров от ударов, повредило поверхности и других планет. Первые признаки жизни на Земле появились после «бомбардировки», 3,7 миллиарда лет назад.
Влияние космического излучения на биосферу
Все материальные объекты, находящиеся во внеземном пространстве, воздействуют прямо или косвенно на Землю — планету Солнечной системы — и на ее биосферу.
Такое космическое воздействие на биосферу носит глобальный характер. В зависимости от природы происхождения его можно условно разделить на естественное и антропогенное.
Естественное космическое воздействие проявляется с самого начала зарождения биосферы. Оно обусловливается гравитационным взаимодействием небесных тел Солнечной и других систем, электромагнитным излучением внеземных объектов, космическими лучами, метеорными потоками, падением метеоритов и движением других небесных тел вблизи земной орбиты.
Гравитационное взаимодействие сыграло определяющую роль в формировании Солнечной системы, в том числе и Земли, и благодаря ему каждая планета движется строго по своей орбите. Наиболее наглядно оно проявляется на Земле в падении тел, морских приливах и отливах.
Гораздо сложнее и многообразнее воздействие электромагнитного космического излучения, исходящего от многих космических объектов. Оно охватывает весь широкий диапазон электромагнитных волн, включающий радиоволны, микроволны, инфракрасное излучение, видимый свет, ультрафиолет, рентгеновские и гамма-лучи. Среди них видимый свет играл и играет исключительно важную роль в поддержании равновесного состояния биосферы: благодаря солнечному свету происходит фотосинтез — основополагающий жизненный процесс во всей сложной системе живого мира. Другие же виды космического излучения частично или полностью поглощаются либо рассеиваются атмосферой, тем самым предотвращая их губительное действие на биосферу. При ослаблении защитных свойств атмосферы, например при разрушении озонового слоя, чрезмерное облучение может привести к постепенному вымиранию всего живого.
В глубине Вселенной рождаются космические лучи, действию которых подвергаются сначала верхние слои атмосферы, а затем и вся биосфера. Они представляют собой поток стабильных частиц высокой энергии, называемых первичным излучением. При взаимодействии его с ядрами атомов атмосферы рождается вторичное излучение, включающее множество разных элементарных частиц. Первичное космическое излучение изотропно в пространстве и неизменно во времени. Оно состоит из тяжелых протонов (около 90%), альфа-частиц (до 7%) и других частиц (примерно 3%). Ускоренные заряженные частицы рассеиваются магнитным полем Земли с одинаковой вероятностью во всех направлениях, образуя изотропный поток.
К настоящему времени, и особенно в прошлом веке, человечество научилось наблюдать и регистрировать многие виды естественного космического воздействия, но пока не в силах управлять ими и, тем более, предотвращать их, если они представляют потенциальную опасность. В то же время антропогенное космическое воздействие полностью зависит от воли, знаний и действий человека, и оно в его власти. Такое искусственное воздействие стало ощутимо проявляться сравнительно недавно — в середине прошлого века, после запусков первых космических аппаратов. Если на начальном этапе освоения космоса антропогенное космическое воздействие на биосферу было незначительным, то в последнее время, когда ракетно-космическая индустрия превратилась в гигантскую международную отрасль, оно представляет серьезную опасность для биосферы.
Создавая мощную космическую технику и преодолевая земное притяжение, человечество потребляет громадное количество природных ресурсов для строительства гигантских космодромов, для производства ракетно-космической техники и ракетного топлива. Очевидно, потребляемые ресурсы могли бы пригодиться для решения более насущных земных проблем, а они в конечном счете превращаются в промышленные отходы ракетно-космической индустрии (продукты сгорания ракетного топлива, остатки ракет-носителей и множество отработанных космических аппаратов), представляющие собой своеобразный техногенный космический мусор, загрязняющий биосферу.
При сжигании ракетного топлива образуются различные по составу вредные газы: оксиды углерода, азота и др., рассеиваемые в атмосфере и усиливающие такие глобальные процессы, как парниковый эффект, кислотные осадки и разрушение озонового слоя. Более сильное и опасное воздействие на биосферу оказывают продукты частичного сгорания остатков ракет-носителей и отработанных космических аппаратов. В состав таких продуктов входят не только вещества, которые включаются в естественный круговорот веществ в биосфере, но и множество химических соединений, в том числе токсичных, не
встречающихся в природе, ведь при изготовлении космических аппаратов и комплексов используются новейшие материалы, содержащие почти все химические элементы Периодической системы Менделеева. Превращенные химические соединения космического мусора вместе с другими продуктами сгорания рано или поздно в том или ином виде возвращаются на Землю. Многие из них накапливаются, загрязняя биосферу, которая не в состоянии включить их в свой естественный круговорот веществ.
К сожалению, проблема антропогенного космического воздействия на биосферу до сих пор остается в стороне от многочисленных программ освоения внеземного пространства. На современном этапе развития ракетно-космической индустрии образовался огромный разрыв между разработкой все более совершенной космической техники для познания окружающего мира и пониманием проблем защиты окружающей среды.
В последнее время ракетно-космическая отрасль достигла глобальных масштабов. В нее вовлекаются все новые и новые государства. Однако до сих пор нет единой, скоординированной программы освоения космоса, согласованной между государствами, — мешает нездоровый дух соперничества. Многие независимые эксперты приходят к выводу о том, что при разработке космических программ необходимо учитывать, насколько они экономически целесообразны и научно обоснованы, и обязательно оценивать последствия антропогенного космического воздействия на биосферу. Без всестороннего анализа любой космической программы ее финансирование и обеспечение материальными ресурсами нельзя считать целесообразным, несмотря на то что в поддержке таких программ заинтересованы некоторые политики и даже правители отдельно взятых государств.
В результате многолетних исследований биосферы ученые многих стран доказали, что на современном этапе развития человечество уже вышло за пределы устойчивого состояния биосферы, и об этом напоминают участившиеся природные и техногенные катастрофы и наблюдаемые глобальные изменения климата. Широкомасштабное освоение космоса может привести к нарушению устойчивости биосферы и ее дальнейшей деградации, сопровождающейся необратимыми природным явлениями и процессами.