Система ярилы-солнца. Оказывается, солнечная система вовсе не такая, как мы привыкли думать далекое прошлое Земли

Когда в последний раз вы смотрели вверх и удивлялись той таинственной, живительной силе, что дает Солнце?

Солнце согревает нашу планету каждый день, дает свет, благодаря которому мы видим и необходимо для жизни на Земле. Оно может поместить один миллион триста тысяч Земных шаров внутри своей сферы. Она производит закаты, достойные стихотворений и энергию, равную взрыву одного триллиона мегатонных ядерных бомб каждую секунду.

Наше Солнце является обычной старой средней звездой, по всеобщим стандартам. Особое влияние на Землю оно оказывает потому, что расположено к ней довольно близко.

Итак, как близко наше Солнце?

Сколько места нужно, чтобы поместить 1300000 Земель?

Если солнце находится в космическом вакууме, то как оно горит?

Почему на Солнце возникают солнечные вспышки?

Погаснет ли когда-нибудь Солнце? И что тогда будет с Землей и ее жителями?

В этой статье мы рассмотрим увлекательный мир ближайшей к нам звезды. Мы будем смотреть на Солнце, узнаем, как оно создает свет и тепло, а также изучим его основные особенности.

Солнце начало гореть более чем 4,5 миллиардов лет назад. Это массовое скопление газа, в основном водорода и гелия. Оттого, что Солнце так массивно, оно имеет огромную гравитацию и достаточно гравитационной силы, чтобы не только держать весь этот водород и гелий вместе, но и удерживать все планеты Солнечной системы на своих орбитах вокруг Солнца.

Солнце это гигантский ядерный реактор.

Факты о Солнце

Среднее расстояние от Земли : 150 миллионов километров

Радиус : 696000 км

Масса : 1,99 х 10 30 кг (330 000 масс Земли)

Состав (по массе) : 74% водорода, 25% гелия, 1% других элементов

Средняя температура : 5800 градусов Кельвина (поверхность), 15500000 градусов Кельвина (ядро)

Средняя плотность : 1,41 грамма на см 3

Объем : 1,4 х 10 27 кубических метров

Период вращения : 25 дней (в центре) до 35 дней (полюса)

Расстояние от центра Млечного Пути : 25 000 световых лет

Орбитальная скорость / период : 230 километров в секунду / 200 миллионов лет

Части Солнца

Солнце является такой же звездой, как и другие звезды, которые мы видим ночью. Разница в расстоянии. Другие звезды, которые мы видим, находятся на многих световых лет от Земли, а наше Солнце находится всего в 8 минутах движения света — во много тысяч раз ближе.

Официально, солнце классифицируется как звезда типа G2V желтый карлик , на основе спектра света, который оно излучает. Солнце является лишь одной из миллиардов звезд, которые вращаются вокруг центра нашей Галактики, состоит из того же вещества и компонентов.

Схема строения Солнца

Солнце состоит из газа, у которого нет твердой поверхности. Тем не менее, оно ​​имеет определенную структуру. Три основных структурных областей Солнца:

Ядро - центр Солнца, содержащей 25 процентов его радиуса.

Зона лучистого переноса — область, непосредственно окружающая ядро, содержащая 45 процентов его радиуса.

Конвективная зона - внешний слой Солнца, содержащий 30 процентов от его радиуса.

Над поверхностью Солнца расположена его атмосфера , которая состоит из трех частей:

Фотосфера — внутренняя часть атмосферы Солнца

Хромосфера — область между фотосферой и короной

Корона — самый верхний слой солнечной атмосферы, состоящий из солнечных вихрей — протуберанцев и энергетических извержений, создающих солнечный ветер.

Все основные особенности Солнца можно объяснить ядерными реакциями, которые производят энергию, магнитными полями, возникающими в результате движения газа и его огромной массой.

Солнечное ядро

Ядро находится в центре и занимает 25 процентов радиуса Солнца. Его температура превышает 15 миллионов градусов Кельвина. Сила гравитации создает сильное давление. Давление достаточно высокое, чтобы заставить атомы водорода соединяться вместе в реакции ядерного синтеза — то, что мы пытаемся воспроизвести здесь, на Земле. Два атома водорода объединяются для создания гелия-4 и энергии в несколько этапов:

1. Два протона в совокупности образуют атом дейтерия (атом водорода с одним нейтроном и одним протона), позитрон (по аналогии с электроном, но с положительным зарядом) и нейтрино.
2. Протон и атом дейтерия в совокупности образуют атом гелия-3 (два протона и один нейтрон) и гамма-лучи.
3. Два атома гелия-3 в совокупности образуют атом гелий-4 (два протона и два нейтрона) и два протона.

На эти реакции приходится 85 процентов энергии Солнца. Остальные 15 процентов поступают из следующих реакций:

1. Атомы гелия-3 и гелия-4 объединяются с образованием бериллия-7 (четыре протона и три нейтрона) и гамма-лучей.
2. Атом бериллия-7 захватывает электрон, чтобы стать атомом лития-7 (три протона и четыре нейтрона) и нейтрино.
3. Литий-7 соединяется с протоном с образованием двух атомов гелий-4.

Атомы гелия-4 менее массивны, чем два атома водорода, который запускает процесс, так что разница в массе преобразуется в энергию, как описано в теории относительности Эйнштейна (E=MC²). Энергия излучается в различных формах света: ультрафиолет, рентгеновские лучи, видимый свет, инфракрасный, микроволны и радиоволны.

Солнце также излучает заряженные частицы (нейтрино, протоны), входящие в состав солнечного ветра . Эта энергия достигает Земли, согревая планету, управляет нашей погодой и обеспечивает энергию для жизни. Мы не пострадаем от солнечных излучений, пока атмосфера Земли защищает нас.

Зона лучистого переноса и конвективная зона

Зона лучистого переноса расположена снаружи от ядра и составляет 45 процентов радиуса Солнца. В этой зоне энергия от ядра передается наружу фотонами (частицами света). Фотон после появления путешествует около 1 микрона (1 миллионная часть метра), а затем поглощается молекулой газа. После этого поглощения молекула газа нагревается и повторно излучает другой фотон той же длины волны. Переизлученный фотон преодолевает следующий микрон до поглощения следующей молекулой газа и цикл повторяется. Каждое взаимодействия фотонов и молекул газа для прохождения фотоном зоны лучистого переноса занимает много времени, вплоть до миллионов лет, но, в среднем, 170000 лет. Приблизительно 10 25 поглощений и повторных выбросов необходимо совершить для этого путешествия.

Конвективная зона является наружным слоем и составляет 30 процентов радиуса Солнца. В ней преобладают конвекционные потоки, которые несут энергию наружу. Эти конвекционные потоки поднимают горячий газ на поверхность, в то время, как более холодное вещество фотосферы опускается в глубь конвективной зоны. В конвекционных потоках фотоны достигают поверхности быстрее, чем процесс переноса излучения, который происходит в зоне лучистого переноса.

Весь процесс движения занимает у фотона, примерно, 200000 лет, чтобы достичь поверхности Солнца.

Атмосфера Солнца

Мы наконец добрались до поверхности Солнца. Так же, как Земля, Солнце имеет атмосферу. Тем не менее, эта атмосфера состоит из фотосферы, хромосферы и короны .

Солнце, как оно видится в телескоп

Фотосфера является самым нижним регионом атмосферы Солнца и является областью, которую мы можем видеть. Выражение «Поверхность Солнца» обычно относится к фотосфере. Фотосфера имеет толщину от 100 до 400 километров и среднюю температуру 5800 градусов Кельвина.

Хромосфера внешняя оболочка Солнца толщиной около 2000 километров. Температура хромосферы поднимается от 4500 градусов до 10000 градусов по Кельвину.Хромосфера, как полагают, нагревается посредством конвекции в нижележащей фотосфере. При этом возникают тонкие и длинные горячие выбросы, так называемые спикулы . Длина спикулы может достигать 5000 километров, а длительность «жизни» — несколько минут. Одновременно на поверхности Солнца можно видеть до 70000 спикул. Поэтому возникает визуальный эффект, похожий на горящую прерию.

Коронарные петли на Солнце

Корона является последний слоем Солнца и простирается на несколько миллионов километров в пространство. Ее видно лучше всего во время солнечного затмения и на рентгеновских изображениях Солнца. Температура короны, в среднем, 2000000 градусов Кельвина. Хотя никто не знает, почему корона настолько горяча, это, как полагают, вызвано магнетизмом солнца. Корона имеет яркие области (горячие) и темные области, называемые корональными дырами . Корональные дыры являются относительно прохладными и из них исходит солнечный ветер.

Через телескоп мы видим несколько интересных особенностей на Солнце, которые могут иметь последствия на Земле. Давайте рассмотрим три из них: солнечные пятна, протуберанцы и солнечные вспышки.

Солнечные пятна, протуберанцы и солнечные вспышки

Темные, прохладные области, называемые солнечными пятнами появляются на фотосфере. Пятна на солнце всегда появляются парами и являются интенсивными магнитными полями (около 5000 раз мощнее, чем магнитное поле Земли), которые прорываются через поверхность. Силовые линии выходят через одно солнечное пятно и повторно входят через другое.

Солнечная активность происходит как часть 11-летнего цикла и называется солнечным циклом, где есть периоды максимальной и минимальной активности.

Не известно, что является причиной этого 11-летнего цикла, но две гипотезы были предложены:

1. Неравномерное вращение Солнца искажает и изгибы линий магнитного поля. Они прорываются через поверхность, образуя пары солнечных пятен. В конце концов, силовые линии разбиваются на части и солнечная активность снижается. Цикл начинается снова.

2. Огромные, трубчатой формы, круги газа изнутри Солнца появляются в высоких широтах и ​​начинают двигаться в сторону его экватора. Когда они катятся друг за другом, то образуют пятна. Когда они достигают экватора, то распадаются и пятна исчезают.

Иногда облака газов из хромосферы начинают расти и ориентироваться вдоль магнитных силовых линий от пар солнечных пятен. Эти арки газа называются солнечными протуберанцами .

Протуберанцы могут длиться два-три месяца и может достигать 50 000 километров или более над поверхностью Солнца. По достижении этой высоты, они могут вспыхнуть в течение от нескольких минут до нескольких часов и передавать большие объемы материала через корону и наружу в космос на скорости до 1000 километров в секунду. Эти извержения называют корональным выбросом массы .

Иногда в сложных группах пятен, происходят резкие, сильные взрывы. Они называются солнечными вспышками .

Солнечные вспышки, как считается, вызваны внезапным изменениям магнитного поля в области, где концентрируется магнитное поле Солнца. Они сопровождаются выделением газа, электронов, видимого света, ультрафиолетового света и рентгеновских лучей. Когда это излучение и эти частицы достигают магнитного поля Земли, они взаимодействуют с ним на ее магнитных полюсах получая сияния (Северное и Южное) .

Северное сияние

Солнечные вспышки могут также нарушать связь, навигационные системы и даже электросети. Излучения и частицы ионизируют атмосферу и предотвращают перемещения радиоволн между спутниками и землей или между землей и землей. Ионизированные частицы в атмосфере могут вызывать электрические токи в линиях электропередач и быть причиной скачков напряжения. Эти скачки напряжения могут привести к перегрузке энергосистемы и стать причиной отключений.

Вся эта бурная деятельность требует энергии, которая имеется в недостаточном количестве. В конце концов, у Солнце закончится топливо.

Судьба Солнца

Солнце светило в течение приблизительно 4,5 миллиарда лет. Размер Солнца является балансом между направленным наружу давлением, созданным высвобождением энергии ядерного синтеза и внутренним притяжением гравитации. За свою 4500000000 лет жизни, радиус Солнца стал на 6 процентов больше. Оно имеет достаточно водородного топлива, чтобы сжечь его в течение, примерно, 10 миллиардов лет, то есть в запасе еще имеется немного более 5 миллиардов лет и за это время Солнце будет продолжать расширяться с той же скоростью.

По мере того, как водородное топливо будет заканчиваться, яркость и температура Солнца будут расти. Примерно, через 1 миллиард лет Солнце станет настолько ярким и горячим, что жизнь на Земле останется только в океанах и на полюсах. Через 3,5 миллиарда лет температура на поверхности Земли станет такой же, как сейчас на Венере. Вода испарится и жизнь на поверхности Земли прекратится. Когда в ядре Солнца закончится водородное топливо, оно начнет сжиматься под тяжестью гравитации. Когда ядро сжимается, оно нагревается и это нагреет верхние слои, вызывая их расширение и запуская реакцию горения водорода в верхних слоях Солнца. Когда внешние слои расширятся, радиус Солнца увеличится и оно станет красным гигантом , пожилой звездой.

Солнце через 3,5 миллиарда лет

Радиус красного Солнца увеличится в 100 раз, достигнув земной орбиты, так что Земля погрузится в ядро красного гиганта и испарится. Через некоторое время после этого, ядро станет достаточно горячим, чтобы вызвать синтез углерода и кислорода из гелия. Радиус Солнца уменьшится.

Когда гелиевое топливо исчерпается, то ядро вновь ​​станет то расширяться, то сжиматься. Верхняя оболочка Солнца будет сорвана и превратятся в планетарную туманность, а само Солнце станет белым карликом размером с Землю.

В конце концов, Солнце будет постепенно охлаждаться до почти невидимого черного карлика . Весь этот процесс займет несколько миллиардов лет.

Так что, в течение следующего миллиарда лет для человечества Солнце является безопасным. О других опасностях, например, астероидных , можно только догадываться.

Солнце - центральное светило, вокруг которого обращаются все планеты и малые тела Солнечной системы. Это не только центр тяготения, но и источник энергии, обеспечивающий тепловой баланс и природные условия на планетах, в том числе жизнь на Земле. Движение Солнца относительно звезд (и горизонта) изучалось с древних времен, чтобы создавать календари, которые люди использовали, прежде всего, для сельскохозяйственных нужд. Григорианский календарь, в настоящее время используемый почти повсюду в мире, является по существу солнечным календарем, основанным на циклическом обращении Земли вокруг Солнца*. Визуальная звездная величина Солнца равна 26,74, и оно является самым ярким объектом на нашем небе.

Солнце - рядовая звезда, находящаяся в нашей галактике, называемой просто Галактика или Млечный Путь, на расстоянии ⅔ от ее центра, что составляет 26000 световых лет, или ≈10 кпк, и на расстоянии ≈25 пк от плоскости Галактики. Оно обращается вокруг ее центра со скоростью ≈220 км/с и периодом 225–250 миллионов лет (галактический год) по часовой стрелке, если смотреть со стороны северного галактического полюса. Орбита является, как предполагают, приблизительно эллиптической и испытывает возмущения галактических спиральных рукавов из-за неоднородных распределений звездных масс. Кроме того, Солнце совершает периодические перемещения вверх и вниз относительно плоскости Галактики от двух до трех раз за оборот. Это приводит к изменению гравитационных возмущений и, в частности, оказывает сильное влияние на устойчивость положения объектов на краю Солнечной системы. Это служит причиной вторжения комет из Облака Оорта внутрь Солнечной системы, что ведет к увеличению ударных событий. Вообще же, с точки зрения различного рода возмущений, мы находимся в довольно благоприятной зоне в одном из спиральных рукавов нашей Галактики на расстоянии ≈ ⅔ от ее центра.

*Григорианский календарь, как система исчисления времени, был введен в католических странах папой римским Григорием XIII 4 октября 1582 года взамен прежнего юлианского календаря, и следующим днем после четверга 4 октября стала пятница 15 октября. Согласно григорианскому календарю продолжительность года равна 365,2425 суток и 97 из 400 лет - високосные.

В современную эпоху Солнце расположено вблизи внутренней стороны рукава Ориона, перемещаясь внутри Местного Межзвездного Облака (ММО), заполненного разреженным горячим газом, возможно остатком взрыва сверхновой. Эту область называют галактической обитаемой зоной. Солнце движется в Млечном Пути (относительно других близких звезд) по направлению к звезде Вега в созвездии Лира под углом приблизительно 60 градусов от направления к галактическому центру; его называют движением к апексу.

Интересно, что, так как наша Галактика также перемещается относительно космического микроволнового фонового излучения (CMB- Cosmic Microvawe Background) со скоростью 550 км/с в направлении созвездия Гидры, результирующая (остаточная) скорость Солнца относительно CMB составляет около 370 км/с и направлена к созвездию Льва. Заметим, что Солнце в своем движении испытывает небольшие возмущения от планет, прежде всего Юпитера, образуя с ним общий гравитационный центр Солнечной системы - барицентр, расположенный в пределах радиуса Солнца. Каждые несколько сотен лет барицентрическое движение переключается от прямого (проградного) к обратому (ретроградному).

* Согласно теории звездной эволюции, менее массивные звезды, чем Т Тельца, также переходят к MS по этому треку.

Солнце сформировалось примерно 4,5 млрд лет назад, когда быстрое сжатие облака молекулярного водорода под действием гравитационных сил привело к образованию в нашей области Галактики переменной звезды первого типа звездного населения - звезды типа T Тельца (T Tauri). После начала в солнечном ядре реакций термоядерного синтеза (превращения водорода в гелий) Солнце перешло на главную последовательность диаграммы Герцшпрунга–Рассела (ГР). Солнце классифицируется как желтая карликовая звезда класса G2V, которая кажется желтой при наблюдении с Земли из-за небольшого избытка желтого света в ее спектре, вызванного рассеянием в атмосфере синих лучей. Римская цифра V в обозначении G2V означает, что Солнце принадлежит главной последовательности ГР-диаграммы. Как предполагают, в самый ранний период эволюции, до момента перехода на главную последовательность, оно находилось на так называемом треке Хаяши, где сжималось и, соответственно, уменьшало светимость при сохранении примерно той же самой температуры*. Следуя эволюционному сценарию, типичному для звезд низкой и средней массы, находящихся на главной последовательности, Солнце прошло примерно половину пути активной стадии своего жизненного цикла (превращения водорода в гелий в реакциях термоядерного синтеза), составляющего в общей сложности примерно 10 млрд лет, и сохранит эту активность в течение последующих приблизительно 5 млрд лет. Солнце ежегодно теряет 10 14 своей массы, а суммарные потери на протяжении всей его жизни составят 0,01%.

По своей природе Солнце - плазменный шар диаметром приблизительно 1,5 млн км. Точные значения его экваториального радиуса и среднего диаметра составляют соответственно 695 500 км и 1 392 000 км. Это на два порядка больше размера Земли и на порядок больше размера Юпитера. […] Солнце вращается вокруг своей оси против часовой стрелки (если смотреть с Северного полюса мира), скорость вращения внешних видимых слоев составляет 7 284 км/час. Сидерический период вращения на экваторе равен 25,38 сут., в то время как период на полюсах намного длиннее - 33,5 сут., т. е. атмосфера на полюсах вращается медленнее, чем на экваторе. Это различие возникает из-за дифференциального вращения, вызванного конвекцией и неравномерным переносом масс из ядра наружу, и связано с перераспределением углового момента. При наблюдении с Земли кажущийся период вращения составляет приблизительно 28 дней. […]

Фигура Солнца почти сферическая, ее сплюснутость незначительная, всего 9 миллионных долей. Это означает, что его полярный радиус меньше экваториального только на ≈10 км. Масса Солнца равна ≈330 000 масс Земли […]. Солнце заключает в себе 99,86% массы всей Солнечной системы. […]

Спустя примерно 1 млрд лет после выхода на Главную последовательность (по оценкам между 3,8 и 2,5 млрд лет тому назад) яркость Солнца увеличилась примерно на 30%. Совершенно очевидно, что с изменением светимости Солнца напрямую связаны проблемы климатической эволюции планет. Особенно это касается Земли, температура на поверхности которой, необходимая для сохранения жидкой воды (и, вероятно, происхождения жизни), могла быть достигнута только за счет более высокого содержания в атмосфере парниковых газов, чтобы компенсировать низкую инсоляцию. Эта проблема носит название «парадокса молодого Солнца». В последующий период яркость Солнца (также как и его радиус) продолжали медленно расти. По существующим оценкам, Солнце становится приблизительно на 10% ярче каждые один миллиард лет. Соответственно, поверхностные температуры планет (включая температуру на Земле) медленно повышаются. Примерно через 3,5 млрд лет от настоящего времени яркость Солнца возрастет на 40%, и к этому времени условия на Земле будут подобны условиям на сегодняшней Венере. […]

К концу своей жизни Солнце перейдет в состояние красного гиганта. Водородное топливо в ядре будет исчерпано, его внешние слои сильно расширятся, а ядро сожмется и нагреется. Водородный синтез продолжится вдоль оболочки, окружающей гелиевое ядро, а сама оболочка будет постоянно расширяться. Будет образовываться все большее количество гелия, и температура ядра будет расти. При достижении в ядре температуры ≈100 миллионов градусов начнется горение гелия с образованием углерода. Это, вероятно, заключительная фаза активности Солнца, поскольку его масса недостаточна для начала более поздних стадий ядерного синтеза с участием более тяжелых элементов - азота и кислорода. Из-за сравнительно небольшой массы жизнь Солнца не окончится взрывом сверхновой звезды. Вместо этого будут происходить интенсивные тепловые пульсации, которые заставят Солнце сбросить внешние оболочки, и из них образуется планетарная туманность. В ходе дальнейшей эволюции образуется очень горячее вырожденное ядро-белый карлик, лишенный собственных источников термоядерной энергии, с очень высокой плотностью вещества, который будет медленно охлаждаться и, как предсказывает теория, через десятки миллиардов лет превратится в невидимый черный карлик. […]

Солнечная активность

Солнце проявляет различные виды активности, его внешний вид постоянно изменяется, как свидетельствуют многочисленные наблюдения с Земли и из космоса. Самым известным и наиболее выраженным является 11-летний цикл солнечной активности, которая ориентировочно соответствует числу солнечных пятен на поверхности Солнца. Протяженность солнечных пятен может достигать в поперечнике десятков тысяч километров. Обычно они существуют в виде пар с противоположной магнитной полярностью, которая чередуется каждый солнечный цикл и достигает пика в максимуме активности вблизи солнечного экватора. Как уже упоминалось, солнечные пятна темнее и холоднее, чем окружающая поверхность фотосферы, потому что они являются областями пониженной энергии конвективного переноса из горячих недр, подавляемого сильными магнитными полями. Полярность магнитного диполя Солнца меняется каждые 11 лет таким образом, что северный магнитный полюс становится южным, и наоборот. Помимо изменения солнечной активности внутри 11-летнего цикла, определенные изменения наблюдаются от цикла к циклу, поэтому выделяют также 22-годичные и более длинные циклы. Нерегулярность цикличности проявляется в виде растянутых периодов минимума солнечной активности с минимальным числом солнечных пятен в течение нескольких циклов, подобно наблюдавшейся в семнадцатом столетии. Этот период известен как Маундеровский минимум, который оказал сильное воздействие на климат Земли. Некоторые ученые полагают, что, в этот период Солнце проходило через 70-летний период активности с почти полным отсутствием солнечных пятен. Напомним, что необычный солнечный минимум был отмечен в 2008 г. Он продолжался намного дольше и с более низким числом солнечных пятен, чем обычно. Это означает, что повторяемость солнечной активности на протяжении десятков и сотен лет является, вообще говоря, неустойчивой. Кроме того, теория предсказывает возможность существования магнитной неустойчивости в ядре Солнца, которая может вызывать колебания активности с периодом в десятки тысяч лет. […]

Наиболее характерными и зрелищными проявлениями солнечной активности являются солнечные вспышки, выбросы корональной массы (CME) и солнечные протонные события (SPE). Степень их активности тесно связана с 11-летним солнечным циклом. Эти явления сопровождаются выбросами огромного количества протонов и электронов высоких энергий, значительно повышая энергию «более спокойных» частиц солнечного ветра. Они оказывают громадное влияние на процессы взаимодействия солнечной плазмы с Землей и другими телами Солнечной системы, в том числе на вариации геомагнитного поля, верхнюю и среднюю атмосферу, явления на земной поверхности. Состояние солнечной активности определяет космическую погоду, которая влияет на нашу природную среду и на жизнь на Земле. […]

По существу вспышка является взрывом, и это грандиозное явление проявляется как мгновенное и интенсивное изменение яркости в активной области на поверхности Солнца. […] выделение энергии мощной солнечной вспышки может достигать […] ⅙ энергии, выделяемой Солнцем в секунду, или 160 млрд мегатонн в тротиловом эквиваленте. Примерно половину этой энергии составляет кинетическая энергия корональной плазмы, а другую половину - жесткое электромагнитное излучение и потоки высокоэнергичных заряженных частиц.

«Примерно через 3,5 млрд лет яркость Солнца возрастет на 40%, и к этому времени условия на Земле будут подобны условиям на сегодняшней Венере»

Вспышка может продолжаться около 200 минут, сопровождаясь сильными изменениями интенсивности рентгеновского излучения и мощным ускорением электронов и протонов, скорость которых приближается к скорости света. В отличие от солнечного ветра, частицы которого распространяются до Земли более суток, частицы, генерируемые во время вспышек, достигают Земли за десятки минут, сильно возмущая космическую погоду. Эта радиация чрезвычайно опасна для космонавтов, даже находящихся на околоземных орбитах, не говоря уже о межпланетных перелетах.

Еще более грандиозными являются выбросы корональной массы, представляющие собой наиболее мощное явление в Солнечной системе. Они возникают в короне в виде взрывов огромных объемов солнечной плазмы, вызываемых пересоединением силовых линий магнитного поля, в результате чего происходит выделение огромной энергии. Некоторые из них связаны с солнечными вспышками или имеют отношение к солнечным протуберанцам, извергаемым с солнечной поверхности и удерживаемым магнитными полями. Выбросы корональной массы случаются периодически и состоят из очень энергичных частиц. Сгустки плазмы, образующие гигантские плазменные пузыри, расширяющиеся наружу, выбрасываются в космическое пространство. Они заключают в себе миллиарды тонн материи, распространяющейся в межпланетной среде со скоростью ≈1000 км/с и образующей на фронте отошедшую ударную волну. Выбросы корональной массы ответственны за мощные магнитные бури на Земле. […] С корональными выбросами еще больше, чем с солнечными вспышками, связан приток высокоэнергичной проникающей радиации. […]

Взаимодействие солнечной плазмы с планетами и малыми телами оказывает на них сильное влияние, прежде всего на верхнюю атмосферу и магнитосферу-собственную или индуцированную, в зависимости от того, обладает ли планета магнитным полем. Такое взаимодействие называют солнечно-планетными (для Земли-солнечно-земными) связями, существенно зависящими от фазы 11-летнего цикла и других проявлений солнечной активности. Они приводят к изменениям формы и размеров магнитосферы, возникновению магнитных бурь, вариациям параметров верхней атмосферы, росту уровня радиационной опасности. Так, температура верхней атмосферы Земли в диапазоне высот 200–1000 км возрастет в несколько раз, от ≈400 до ≈1500K, а плотность изменяется на один–два порядка величины. Это сильно влияет на время жизни искусственных спутников и орбитальных станций. […]

Наиболее зрелищным проявлением воздействия солнечной активности на Землю и другие планеты с магнитным полем являются полярные сияния, наблюдаемые на высоких широтах. На Земле возмущения на Солнце приводят также к нарушению радиосвязи, воздействию на высоковольтные линии электропередач (блэкауты), подземные кабели и трубопроводы, работу радиолокационных станций, а также повреждают электронику космических аппаратов.

ДЕ 2. Панорама современного естествознания

5. В число твердых слоев, выделяемых в составе нашей планеты, входят …

внутреннее ядро

Тропосфера

Тропосфера – это нижний слой земной атмосферы, и твердым слоем ее назвать никак нельзя.

внешнее ядро

Внешнее ядро находится в состоянии жидкости (расплава).

земная кора

Весь объем внутренностей Земли делится на внутреннее ядро, внешнее ядро, мантию и земную кору. Внешнее ядро находится в жидком состоянии. Вещество мантии можно считать твердым только в небольших масштабах времени; если же мыслить тысячелетиями, то оно весьма текуче.

7. Экологическим последствием неолитической революции (8–10 тысячелетия до н.э.) является …
накопление парниковых газов в атмосфере

Накопление парниковых газов в атмосфере связано с развитием топливной, перерабатывающей промышленности и является экологической проблемой современности .

сокращение видового разнообразия живых организмов

появление в окружающей среде огромного количества отходов

Появление огромного количества отходов связано с развитием промышленности и современного сельскохозяйственного производства. Это экологическая проблема нашего времени.

Истощение озонового слоя

Истощение озонового слоя – это экологическая проблема современности, которую связывают с увеличением содержания в атмосфере оксидов азота и органических фторхлорпроизводных углеводородов – фреонов.

34.

Внешнее ядро

Вы ошиблись! Внешнее ядро находится в жидком состоянии.

Состояние мантии правильнее характеризовать как состояние чрезвычайно вязкой, но все-таки жидкости. В человеческих масштабах времени она выглядит как твердое тело, но в масштабах геологических (миллионы лет!) вещество мантии весьма текуче.

внутреннее ядро

53. Двумя самыми распространенными на Земле из перечисленных химических элементов являются …

Из внутренних областей Солнечной системы, где сформировалась и обращается наша планета, легкие летучие вещества были «выметены» излучением юного Солнца еще на заре процесса планетообразования. Кроме того, Земля недостаточно массивна, чтобы ее гравитационное поле могло удержать атомы водорода – самого легкого из химических элементов – от убегания в космическое пространство. Как следствие, водород – самый распространенный химический элемент в космосе – на нашей планете довольно дефицитен.

Уран – редкий в космосе элемент, являющийся к тому же нестабильным, поэтому на современной Земле его очень немного.

железо

кислород

352. Самая точная оценка возраста Земли получена путем …

измерения концентрации радиоактивных изотопов и продуктов их распада в земных породах и метеоритах

Вычисления времени, необходимого для остывания первоначально горячей Земли до современной температуры

Определения времени, необходимого для засоления Мирового океана до современного уровня

Измерения толщины слоя осадочных пород, накопившихся за историю Земли

245. В число трех основных газов современной земной атмосферы невходит …

азот

кислород

Углекислый газ

аргон

Основными газами, входящими в состав нижних слоев атмосферы Земли, являются азот (~78%), кислород (~21%) и аргон (~1%)

272. В число слоев, выделяемых внутри нашей планеты, невходит …

промежуточное ядро

Внутреннее ядро

0-60	Литосфера (местами варьируется от 5 до 200 км)	-
0-35	Кора (местами варьируется от 5 до 70 км)	2,2-2,9
35-60	Самая верхняя часть мантии	3,4-4,4
35-2890	Мантия	3,4-5,6
100-700	Астеносфера	-
2890-5100	Внешнее ядро	9,9-12,2
5100-6378	Внутреннее ядро	12,8-13,1

294. По современным научным данным, о возрасте Земли можно утверждать, что …

Земля, как и другие планеты, сформировалась раньше Солнца

Земля – самая молодая из планет Солнечной системы

он составляет около 4,5 миллиарда лет

Длительность геологического времени составляет 4,6, или точнее 4,56 млрд лет. Это возраст Земли.

255. Земля отличается от других планет земной группы (Меркурия, Венеры и Марса) …

большим количеством жидкости на поверхности

Мощной атмосферой, создающей «парниковый эффект»

Наличием ясно выраженной твердой поверхности

Наибольшей удаленностью от Солнца

Основные отличия нашей планеты от похожих на нее каменистых планет земной группы – это большое количество жидкой воды на поверхности, которое сделало возможным появление жизни, и большое количество свободного кислорода в атмосфере, которое обусловлено жизнедеятельностью земных организмов.

333. К числу распространенных на Земле химических элементов не относится …

Кислород

водород

железо

Массовая доля водорода в земной коре составляет 1 % - это десятый по распространённости элемент.

Распространённость железа в земной коре - 4,65 % (4-е место после O,S i, Al

582. Мощную защиту биосферы от космических заряженных частиц создает _____________ Земли.

Гравитационное поле

магнитосфера

Тропосфера

Гидросфера
603. На рисунках художник изобразил Землю в разные эпохи ее эволюции. К самой ранней эпохе существования Земли относится рисунок …
1

614. Почти вся масса земной атмосферы сосредоточена в слое, толщина которого …

гораздо меньше радиуса Земли

Гораздо больше радиуса Земли

До сих пор остается совершенно неопределенной

Сравнима с радиусом Земли

639. Внутреннее строение Земли правильно изображает рисунок …
1

630. Основной движущей силой геологической эволюции нашей планеты служит …

Эрозия, вызываемая движением воздуха, воды и ледников

Жизнедеятельность земных организмов

Продолжающаяся дифференциация вещества в земных недрах

Непрерывно поступающая на Землю солнечная энергия

501. Основную информацию о составе и динамике глубоких недр Земли приносит …

Изучение состава продуктов извержения вулканов

Анализ распространения сейсмических волн

глубокое бурение земной коры

Просвечивание Земли рентгеновскими лучами

542. Данные о внутреннем строении Земли ученые получают …

Путем изучения процессов прохождения, поглощения и отражения сейсмических волн

Путем исследования окаменевших останков вымерших животных и растений

На основе исследования продуктов вулканической деятельности

На основе анализа содержания продуктов радиоактивного распада в горных породах и метеоритах

453. По своим размерам Земля занимает __________ место среди 8 планет Солнечной системы.
пятое

третье

680. В состоянии настоящей жидкости находится единственная из внутренних оболочек Земли, которая называется …
литосферой

Внутренним ядром

внешним ядром

423. Самой поздней из перечисленных стадий эволюции нашей планеты является …
формирование океанов

Формирование земной коры

формирование азотно-кислородной атмосферы

Гравитационное сжатие и нагрев протопланеты

466. Как Солнце, так и Земля имеют …

атмосферу

Фотосферу

Центральную зону термоядерных реакций

Литосферу

1196. Среди внутренних оболочек нашей планеты к безоговорочно твердым относятся …

внутреннее ядро

Внешнее ядро

1278. Установите соответствие между планетой и местом, которое она занимает среди планет земной группы по своему размеру (от большего к меньшему).

1. Меркурий
2. Земля
3. Марс

Четвертое

3.третье

2.первое

1247. Установите соответствие между движущими силами земных процессов и самими процессами.

1. Продолжающаяся дифференциация вещества в земных недрах
2. Жизнедеятельность земных организмов
3. Неравномерный нагрев поверхности Земли солнечным излучением

Возникновение ветров, циклонов, постоянных течений

1.периодическое поднятие и опускание суши и вод океана (приливы)

2.регулирование и ускорение круговоротов химических элементов на поверхности Земли

3.извержения вулканов, землетрясения, перемещение материков

1024. Установите соответствие между схемой и названием небесного тела, имеющего изображенное на схеме внутреннее строение.

1. 2.

3.

2.планета Уран

1.планета Меркурий

Астероид Веста

3.планета Земля

1031. Установите соответствие между художественным изображением некоторых этапов эволюции нашей планеты и их описанием.

1. 2.

3.современный вид Земли

В таком состоянии Земля никогда не находилась, не находится сейчас и не будет находиться в будущем

1.далекое будущее Земли

2.далекое прошлое Земли

1040. Установите соответствие между географической оболочкой и наиболее распространенными в ней химическими элементами.

1. Литосфера
2. Гидросфера 3.Атмосфера

1.алюминий, кремний и кислород

3.кислород и азот

Водород, гелий и кислород

2.кислород и водород

1044. Установите соответствие между газом земной атмосферы и основным источником его поступления в атмосферу.

1. Аргон
2. Озон 3. Кислород

3.имеет биогенное происхождение

Выделяется при сжигании органического топлива

1.образуется при распаде одного из распространенных на Земле радиоактивных изотопов

2.образуется из другого атмосферного газа под действием излучения из космоса

1060. Установите соответствие между этапами эволюции нашей планеты и их отношением к другим этапам и событиям.

1. Гравитационное сжатие протопланеты
2. Формирование земной коры3. Формирование азотно-кислородной атмосферы 1. Определение возраста Землиформирование азотно-кислородной атмосферы

1. Отсутствие атмосферы
2. Большое количество жидкости на поверхности
3. Облачность, полностью закрывающая поверхность планеты

2. Земля

3.Венера

1.Меркурий

23. Относительно возраста Земли можно утверждать, что …

он составляет около 4,5 миллиардов лет

Он не превышает 10 тысяч лет, иначе это противоречило бы Библии

Земля и другие планеты чуть моложе Солнца

Земля и другие планеты сформировались раньше Солнца

По современным представлениям, Земля сформировалась вместе с другими планетами Солнечной системы вскоре после того, как загорелось молодое Солнце. Наиболее древние породы на нашей планете имеют возраст более 4 миллиардов лет. Сравнение их изотопного состава с изотопным составом метеоритов дает возраст Земли около 4,5 миллиардов лет.

1073. Сильное влияние на формирование погоды оказывают процессы, происходящие в земной …

гидросфере

атмосфере

Магнитосфере

Литосфере

Кухней погоды называют нижний слой земной атмосферы (тропосферу), особенно ее области, расположенные над океанами – огромными тепловыми резервуарами, аккумулирующими и отдающими тепловую энергию солнечного света воздушным массам.

Земля - круглая, Меркурий - самая горячая планета, а Солнце - желтое. Казалось бы, это простые истины, известные даже тем, кто не посещал школьные уроки астрономии. На самом же деле все немного иначе.

Мы собрали для вас несколько довольно распространенных заблуждений с полным их разоблачением.

Земля имеет форму идеального фара?

Это так и не так одновременно. Форма Земли постоянно меняется из-за непрерывного движения литосферных плит. Конечно, скорость его невелика - в среднем она составляет не более 5 см в год, - однако это влияет на «профиль» нашей планеты, который далек от идеальной гладкости.

Впрочем, сенсационные снимки, якобы показывающие настоящую форму Земли, - не что иное, как гравитационная модель планеты. Она была создана на основе данных со спутников и не демонстрирует истинной формы небесного тела, а лишь показывает отличие в силе притяжения в разных местах планеты.

У Луны есть темная сторона?

Существует довольно популярное заблуждение, что солнечные лучи освещают только одну сторону Луны, в то время как другая всегда остается темной. Это убеждение возникло из-за того, что наш спутник всегда повернут к Земле одной стороной, а вторая остается недоступной земным наблюдателям.

На самом же деле Солнце одинаково согревает и видимую, и невидимую части Луны. Дело в том, что период обращения Луны вокруг своей оси совпадает с периодом собственного вращения спутника вокруг Земли, именно поэтому мы можем наблюдать только одно ее полушарие.

Температура на поверхности Меркурия выше, чем на других планетах?

Казалось бы, все логично - Меркурий находится ближе всего к Солнцу, а значит, и температура его поверхности выше, чем на других планетах. Однако самая «жаркая» планета Солнечной системы - Венера, хотя расположена она более чем на 50 млн км дальше от светила, чем ее космический сосед. Средняя дневная температура на Меркурии составляет около 350 °C, тогда как у поверхности Венеры она достигает почти 480 °С.

На самом же деле температура на поверхности планеты зависит от атмосферы. На Меркурии она практически отсутствует, тогда как атмосфера Венеры, почти полностью состоящая из углекислого газа, очень плотная. Из-за ее высокой плотности на поверхности планеты образуется сильный парниковый эффект, который и делает планету по-настоящему жарким местом.

Все знают, что температура поверхности Солнца очень велика - более 5 700 °C. Поэтому логично предположить, что наше светило полыхает, как гигантский костер. Однако это не так. То, что мы принимаем за огонь, на самом деле тепловая и световая энергия, которая выделяется в процессе термоядерной реакции, происходящей в солнечном ядре.

Термоядерная реакция - это превращение одних элементов в другие, которое сопровождается выбросом тепловой и световой энергии. Она проходит через все солнечные слои, достигая верхнего - фотосферы, которая и кажется нам горящей.

Солнце имеет желтый цвет?

Каждому, кто немного знаком с астрономией, известно, что Солнце относится к категории звезд, именуемых желтыми карликами. Поэтому вполне логично предположить, что наше светило имеет желтый цвет. На самом же деле, как и прочие желтые карлики, Солнце абсолютно белое.

Но почему же человеческое зрение видит его именно желтым? Оказывается, все дело в земной атмосфере. Как известно, лучше всего она пропускает длинные волны, находящиеся в желто-красной части спектра. Короткие же волны из зелено-фиолетовой части спектра, в которой преимущественно излучает Солнце, атмосфера рассеивает. Благодаря этому эффекту наша звезда и кажется наблюдателю с Земли желтой. Однако стоит только покинуть пределы земной атмосферы, как Солнце «обретет» свой настоящий цвет.

В открытом космосе человек без скафандра взорвется?

Причиной этого заблуждения стали, конечно же, голливудские фильмы, демонстрирующие страшные сцены гибели людей, оказавшихся за бортом космического корабля.

На самом деле наша кожа довольно эластична и вполне способна удержать все внутренние органы на местах. Стенки сосудов защитят кровь от закипания также благодаря своей эластичности. Кроме того, при отсутствии внешнего давления - а его в открытом космосе нет - температура кипения крови поднимается до 46 °C, что существенно выше температуры человеческого тела.

А вот вода, заключенная в клетках кожи, начнет закипать, и человек все-таки несколько увеличится в размерах, однако совершенно точно не взорвется.

Настоящей причиной гибели человека станет кислородное голодание. Спустя 15 секунд после того как человек окажется в открытом космосе без скафандра, оно вызовет потерю сознания, а через 2 минуты - смерть.

Зимой Земля дальше от Солнца, чем летом?

Еще один миф, который кажется довольно логичным. Все просто: если зимой холоднее, чем летом, значит, Земля «убегает» от своей звезды. Однако в реальности все в точности наоборот - в холодное время года наша планета на 5 млн км ближе к Солнцу, чем летом. Почему же зимой мы кутаемся в одежду, а летом купаемся и загораем?

Дело в том, что, помимо вращения вокруг Солнца, Земля совершает и обороты вокруг своей оси, за счет чего происходит смена дня и ночи. Ось, которая проходит через северный и южный полюсы, находится не перпендикулярно орбите и попадающим на нее солнечным лучам. Таким образом, одну половину года большая часть солнечного тепла попадает на южное полушарие, а в течение другого полугодия - на северное, что и приводит к смене времен года.

Как известно, зимы в южном полушарии теплее, чем в северном. Это объясняется тем, что ближе всего Земля подходит к Солнцу в январе, то есть тогда, когда в южном полушарии царит календарное лето.

1. Как Солнце, так и Земля имеют …

1. атмосферу

2. литосферу

3. фотосферу

4. центральную зону термоядерных реакций.

2. Большинство химических элементов современной Вселенной образовалось …

1. в ходе термоядерных реакций в недрах звезд и взрывов Сверхновых

2. в первые моменты существования Вселенной, благодаря высокой температуре

3. в ходе химических реакций в недрах планет и звезд

4. при квантовом испарении «черных дыр».

3. Понятия Вселенной и Метагалактики различаются тем, что …

1. Метагалактика – лишь часть Вселенной

2. Вселенная одна, а метагалактик в ней много

3. Метагалактика может включать в себя и другие вселенные, кроме нашей

4. Вселенная изотропна, а Метагалактика имеет форму плоской спирали.

4. По своим размерам Земля занимает __________ место среди 8 планет Солнечной системы.

4. седьмое.

5. Реликтовое излучение несет информацию о состоянии Вселенной в ту эпоху, когда она была …

1. плотной и горячей

2. пустой и холодной

3. пустой и горячей

4. плотной и холодной.

6. Научная космология начала развиваться в …

1. XX веке на основе общей теории относительности

2. Древней Греции на основе натурфилософской картины мира Аристотеля

3. эпоху Возрождения на основе гелиоцентрической системы Коперника

4. XVII веке на основе классической механики Ньютона

7. Основной движущей силой геологической эволюции нашей планеты служит …

1. продолжающаяся дифференциация вещества в земных недрах

2. жизнедеятельность земных организмов

3. непрерывно поступающая на Землю солнечная энергия

4. эрозия, вызываемая движением воздуха, воды и ледников.

8. Сходство между Большим Взрывом (процессом, в ходе которого образовалась и приобрела свои свойства наша Вселенная) и обычным взрывом артиллерийского снаряда состоит в том, что …

1. расстояния между галактиками с течением времени увеличиваются, подобно тому, как разлетаются в разные стороны осколки взорвавшегося снаряда

2. и осколки снаряда, и галактики разлетаются по направлению от определенной точки в пространстве – центра взрыва

3. движущей силой расширения и Вселенной, и продуктов взрыва снаряда является давление раскаленных газов

4. расширение происходит только в ограниченной области (которую успела охватить ударная волна от взрыва), а за пределами этой области никакого расширения нет.

Масса обычного вещества, доступного непосредственным наблюдениям в телескопы и сосредоточенного в основном в звездах, составляет ______________ от полной массы материи во Вселенной.

1. менее 5 %

2. около 30 %

3. около 90 %

4. практически 100 %

10. Почти вся масса земной атмосферы сосредоточена в слое, толщина которого …

1. гораздо меньше радиуса Земли

2. сравнима с радиусом Земли

3. гораздо больше радиуса Земли

4. до сих пор остается совершенно неопределенной.