- Главная
- Астрономия
- Планетарные характеристики Земли ( тема 1)
Содержание
- 2. Строение Солнечной системы Солнце и вся солнечная система обращается вокруг центра галактики Млечного пути по почти
- 3. Законы Иоганна Кеплера Первый закон Кеплера: Каждая планета движется по эллипсу, в одном из фокусов которого
- 4. Второй закон Кеплера Второй закон Кеплера: Каждая планета движется в плоскости, проходящей через центр Солнца, причем
- 5. Третий закон Кеплера: Квадраты времен обращения планеты вокруг Солнца относятся как кубы их средних расстояний от
- 6. Планетарные характеристики Земли Расстояние от Венеры до Солнца = 100 млн. км, от Земли до Солнца
- 8. ФИЗИЧЕСКИЕ ПОЛЯ ЗЕМЛИ 1. Тепловое поле формируется под влиянием тепла Солнца и внутренней энергии планеты. На
- 9. ФИЗИЧЕСКИЕ ПОЛЯ ЗЕМЛИ 1. Тепловое поле Хотя самое большое количество энергии Земля получает от Солнца, но
- 10. ФИЗИЧЕСКИЕ ПОЛЯ ЗЕМЛИ 2. Гравитационное поле На гравитацию влияют: 1) геологическое строение местности; 2) рельеф; 3)
- 11. ФИЗИЧЕСКИЕ ПОЛЯ ЗЕМЛИ 3. Магнитное поле Земля, как гигантский магнит имеет два полюса, не совпадающих с
- 12. ФИЗИЧЕСКИЕ ПОЛЯ ЗЕМЛИ 4. Электрическое поле Обусловлено существованием положительного потенциала в верхних слоях атмосферы и отрицательного
- 13. Инверсии магнитных полюсов Земли Неоднократно происходили в прошлом, сопровождалось кратковременным исчезновением магнитосферы. Для биосферы Земли это
- 14. Положение магнитных полюсов Земли Северный магнитный полюс Южный магнитный полюс
- 15. Инверсии магнитного поля на протяжении истории Земли I - за последние 5 млн. лет, II -
- 16. ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКА ШКАЛА
- 17. Хронология планетарных событий Основные события Число лет ____________________________________________________________ Образование Вселенной 20 000 000 000 Происхождение Земли
- 18. Хронология планетарных событий (аллегория) Временной масштаб: 5 млрд. лет = 12 месяцам, 1 день = 12,6
- 19. Положение Земли относительно Солнца Ось вращения Земли отклонена от перпендикуляра к плоскости Земля-Солнце на 23,5 0,
- 20. Полярный день это период, когда Солнце в высоких широтах больше суток не опускается за горизонт. Чем
- 21. Причины разницы продолжительности Самая короткая полярная ночь (почти двое суток) наблюдается на широте Северного полярного круга,
- 22. Дни равноденствия Лучи Солнца в любой момент могут освещать только одну половину земной поверхности. Солнечный свет
- 23. Дни солнцестояний 22 декабря лучи Солнца охватывают всю зону до Южного полярного круга и уходят из
- 24. ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ КООРДИНАТЫ Линия перемены дат – это встреча восточных и западных линий долготы в Тихом океане
- 25. Соотношение поверхностей
- 26. Географические следствия планетарных характеристик Земли
- 28. Скачать презентацию
Строение Солнечной системы
Солнце и вся солнечная система обращается вокруг центра галактики Млечного
Строение Солнечной системы
Солнце и вся солнечная система обращается вокруг центра галактики Млечного
Солнечная система в составе Млечного Пути движется со скоростью примерно 20 км/с, ускоряясь по мере расширения Вселенной. Земля движется вокруг Солнца по эллиптической орбите со средней скоростью 30,27 км/сек.
Двигаясь по орбите, Земля совершает полный оборот за 365,2564 средних солнечных суток (один звёздный год).
Вращение Земли вокруг своей оси обусловило существование суток = 23 часа 56 минут и 4.091 секунд (звёздные сутки), чтобы совершить один оборот вокруг оси.
Скорость вращения планеты с запада на восток составляет примерно 15 0 в час (1 градус в 4 минуты, 15' в минуту).
Законы Иоганна Кеплера
Первый закон Кеплера:
Каждая планета движется по эллипсу, в
Законы Иоганна Кеплера
Первый закон Кеплера:
Каждая планета движется по эллипсу, в
где с - расстояние от центра эллипса до его фокуса; а - большая полуось. Величина "е" называется эксцентриситетом эллипса. При с=0 и е=0 эллипс превращается в окружность.
Второй закон Кеплера
Второй закон Кеплера:
Каждая планета движется в плоскости, проходящей
Второй закон Кеплера
Второй закон Кеплера:
Каждая планета движется в плоскости, проходящей
Третий закон Кеплера:
Квадраты времен обращения планеты вокруг Солнца относятся как
Третий закон Кеплера:
Квадраты времен обращения планеты вокруг Солнца относятся как
Третий закон Кеплера позволяет сравнить орбиты планет между собой.
Чем дальше от Солнца находится планета, тем больше времени занимает ее полный оборот при движении по орбите и тем дольше, соответственно, длится «год» на этой планете. Сегодня мы знаем, что это обусловлено двумя факторами.
Во-первых, чем дальше планета находится от Солнца, тем длиннее периметр ее орбиты.
Во-вторых, с ростом расстояния от Солнца снижается и линейная скорость движения планеты.
Планетарные характеристики Земли
Расстояние от Венеры до Солнца = 100 млн. км,
Планетарные характеристики Земли
Расстояние от Венеры до Солнца = 100 млн. км,
Земля – третья планета от Солнца. Именно здесь были созданы наиболее благоприятные условия для того, чтобы в Солнечной системе могли сложиться условия для существования воды в разных фазовых состояниях и зародиться жизнь (белковая).
Экваториальный радиус составляет 6378,140 км, средний радиус – 6371,004 км.
Площадь поверхности Земли составляет 510 млн. км2, средний радиус земли = 6371 км.
70,8% поверхности планеты занимает Мировой океан, в котором, вероятно, и зародилась жизнь. Средняя глубина его составляет около 3,8 км, а максимальная равна 11,022 км (Мариинская впадина). Объем воды составляет 1370 миллионов км³.
Суша в настоящее время образует шесть материков (Евразия, Африка, Австралия, Антарктида, Северная и Южная Америка) и множество островов. Она поднимается над уровнем Мирового океана в среднем на 875 м.
Земля образовалась примерно 4,6 - 4,7 миллиардов лет назад из протопланетного облака, которое было притянуто мощной гравитацией Солнца.
Уже примерно через 1 миллиард лет на планете создались благоприятные для возникновения органической жизни условия: не слишком высокая и не слишком низкая температуры, наличие в атмосфере большого количества кислорода и вода. Земная атмосфера состоит из нескольких слоёв. Нижний слой (тропосфера) содержит около 78% азота и 21% кислорода. Остальную часть составляют водяные пары, углекислый газ и другие газы. Температура на поверхности планеты колеблется от - 60ºС (на полюсах) до +50ºС (на экваторе), средняя температура планеты +150С.
ФИЗИЧЕСКИЕ ПОЛЯ ЗЕМЛИ
1. Тепловое поле
формируется под влиянием тепла Солнца и
ФИЗИЧЕСКИЕ ПОЛЯ ЗЕМЛИ
1. Тепловое поле
формируется под влиянием тепла Солнца и
Состояние снежного покрова и температурное поле района Семипалатинского испытательного ядерного полигона
Табл. Энерговыделение на Земле
ФИЗИЧЕСКИЕ ПОЛЯ ЗЕМЛИ
1. Тепловое поле
Хотя самое большое количество энергии Земля получает
ФИЗИЧЕСКИЕ ПОЛЯ ЗЕМЛИ
1. Тепловое поле
Хотя самое большое количество энергии Земля получает
Средние величины повышения температуры с глубиной равны: 3 °С на 100 м — геотермический градиент; или 33 м на 1 °С — геотермическая ступень.
Более или менее стабильное увеличение температуры наблюдается до глубины 15—20 км. Далее градиенты снижаются, и на глубинах 100 км температуры равны 1200—1500 °С. По ряду признаков внутри ядра Земли температуры не превышают 4—5 тыс. градусов.
Тепловой режим поверхности Земли, закономерности промерзания и протаивания оказывают огромное влияние на условия жизни организмов, развитие почв, динамику гидросферы и приземных воздушных масс, а также на все виды хозяйственной деятельности человека.
В настоящее время единственной более или менее достоверно определенной величиной, характеризующей теплопотери Земли, является тепловой поток Q0,обусловленный теплопроводностью. Поэтому в дальнейшем при оценке температуры верхних частей Земли будем исходить из приведенного выше значения теплового потока Q0,ср, считая, что весь перенос тепла осуществляется только через теплопроводность.
Ниже зоны постоянных температур наблюдается их постепенное повышение, связанное с внутренним тепловым потоком. Особенно в областях современного вулканизма, рифтовых зонах и срединно-океанических хребтах.
Карта теплового поток Земли
ФИЗИЧЕСКИЕ ПОЛЯ ЗЕМЛИ
2. Гравитационное поле
На гравитацию влияют:
1) геологическое строение местности;
ФИЗИЧЕСКИЕ ПОЛЯ ЗЕМЛИ
2. Гравитационное поле
На гравитацию влияют:
1) геологическое строение местности;
2) рельеф;
3) состав и плотность горных пород.
Поэтому гравиразведка является одним из методов изучения тектонических структур и поисков месторождений полезных ископаемых. Магматические породы, особенно содержащие металлические руды, дают на картах положительные аномалии силы тяжести, а толщи рыхлых осадочных пород — отрицательные аномалии.
Гравитация оказывает огромное влияние на развитие внешних оболочек Земли. С ней связано явление изостазии или вертикальное перемещение структур земной коры при выравнивании давлений, а также круговорот вещества в литосфере, гидросфере и атмосфере, большая часть экзогенных процессов на поверхности Земли.
Благодаря большой массе оно обладает силой тяжести. В каждой точке величина гравитации является равнодействующей двух постоянных сил — притяжения и центробежной силы. Единица измерения гравитационного поля — гал (ускорение силы тяжести 1 см/с2). Средние значения силы тяжести равны 981 Гал. По мере приближения к экватору центробежные силы нарастают и значения силы тяжести уменьшаются примерно на 5,2 Гал по сравнению с полюсами.
ФИЗИЧЕСКИЕ ПОЛЯ ЗЕМЛИ
3. Магнитное поле
Земля, как гигантский магнит имеет два
ФИЗИЧЕСКИЕ ПОЛЯ ЗЕМЛИ
3. Магнитное поле
Земля, как гигантский магнит имеет два
Магнитная неоднородность земной коры связана с особенностями геологического строения, с магнитными свойствами горных пород. Максимальная намагниченность характерна для пород, содержащих ферромагнитные минералы: магнетит, гематит, лимонит.
В процессе намагничивания минералы горных пород получают определенную ориентировку по отношению к магнитным полюсам. Эта намагниченность сохраняется в минералах длительное время, несмотря на неоднократные изменения магнитного поля Земли. Изучение остаточной намагниченности пород определенного возраста позволяет уточнять стратиграфию и этапы геологической истории. Составление шкалы магнитных инверсий.
С изменениями и возмущениями магнитного поля связаны магнитные бури и полярные сияния, зависящие от вспышек на Солнце, образование опасных для космических кораблей радиационных поясов, погодные условия, состояние животных и человека. Изменения климата коррелируются с 11-летними вариациями магнитного поля
Связано со способностью горных пород к намагничиванию. Постоянное магнитное поле образовано магнетизмом самой планеты и генерируется ее ядром, а переменное связано с магнитосферой Земли. В связи с этим карты магнитного поля следует обновлять каждые 5 лет по периодам магнитных эпох.
Магнитное поле Земли взаимодействует с солнечным ветром, потоками частиц электромагнитного поля Солнца. Поэтому магнитосфера Земли асимметрична.
Со стороны Солнца ее граница расположена на расстоянии 70—80 тыс. км, а магнитный шлейф планеты превышает 5 млн км. На границе с атмосферой существует радиационный пояс, зона заряженных частиц, влияющая на вещественный обмен Земли с космическим пространством.
ФИЗИЧЕСКИЕ ПОЛЯ ЗЕМЛИ
4. Электрическое поле
Обусловлено существованием положительного потенциала в верхних слоях
ФИЗИЧЕСКИЕ ПОЛЯ ЗЕМЛИ
4. Электрическое поле
Обусловлено существованием положительного потенциала в верхних слоях
Инверсии магнитных полюсов Земли
Неоднократно происходили в прошлом, сопровождалось кратковременным исчезновением магнитосферы.
Инверсии магнитных полюсов Земли
Неоднократно происходили в прошлом, сопровождалось кратковременным исчезновением магнитосферы.
Сейчас напряженность магнитного поля Земли падает. За последние 22 года магнитное поле Земли стало слабее на 1,7%, причём в некоторых частях Атлантического океана оно ослабело на 10%, а в нескольких регионах немного усилилось.
Смещение магнитных полюсов Земли было зарегистрировано еще в 1885 году. С тех пор южный магнитный полюс сместился на 900 километров в сторону Индийского океана, а северный магнитный полюс – в сторону Восточно-Сибирской магнитной аномалии. Скорость дрейфа полюсов в настоящее время составляет около 60 километров в год, чего никогда ранее не наблюдалось.
Ускорение движения полюсов (в среднем на 3 км/год) и движение их по коридорам инверсии магнитных полюсов (более 400 палеоинверсий позволили выявить эти коридоры), позволяет предположить, что в данном перемещении полюсов следует усматривать не экскурс, а очередную инверсию магнитного поля Земли.
Положение магнитных полюсов Земли
Северный магнитный полюс
Южный магнитный полюс
Положение магнитных полюсов Земли
Северный магнитный полюс
Южный магнитный полюс
Инверсии магнитного поля на протяжении истории Земли
I - за последние
Инверсии магнитного поля на протяжении истории Земли
I - за последние
II - за последние 55 млн. лет.
Черный цвет - нормальная намагниченность,
белый цвет - обратная намагниченность
Геомагнитное поле Земли за последние 2,0 - 2,5 млрд. лет, что составляет больше половины ее геологической истории, принципиально не изменялось.
ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКА ШКАЛА
ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКА ШКАЛА
Хронология планетарных событий
Основные события Число лет
____________________________________________________________
Образование Вселенной 20 000 000 000
Происхождение Земли 4 700 000 000
Первые
Хронология планетарных событий
Основные события Число лет
____________________________________________________________
Образование Вселенной 20 000 000 000
Происхождение Земли 4 700 000 000
Первые
Первые многоклеточные организмы 1 000 000 000 млрд.
Первые позвоночные животные 500 000 000 млн.
Первые наземные растения 400 000 000
Первые млекопитающие 200 000 000
Первые приматы 70 000 000
Первые гоминоиды(человекообразные) 15 000 000
Первые гоминиды 3 000 000
Первые представители вида Homo sapiens 200 000 (2 млн. – 10 тыс.л.н)
Хронология планетарных событий (аллегория)
Временной масштаб:
5 млрд. лет = 12 месяцам,
Хронология планетарных событий (аллегория)
Временной масштаб:
5 млрд. лет = 12 месяцам,
На такой шкале продолжительность антропогена (около 2 млн. лет) занимает лишь несколько часов, тогда события расположатся следующим образом.
1 января: образование Земли.
28 марта: появление первых бактерий.
12 декабря: время расцвета динозавров.
26 декабря: исчезновение динозавров.
31 декабря, 1 ч: появление общего предка обезьяны и человека.
31 декабря, 17 ч 30 мин.: появление гоминоидов – австралопитеков.
31 декабря, 23 ч 54 мин.: появление гоминидов – неандертальцев.
31 декабря, 23 ч 59 мин. 46 с: начало новой эры.
31 декабря, полночь: человек шагнул на Луну.
Положение Земли относительно Солнца
Ось вращения Земли отклонена от перпендикуляра к плоскости
Положение Земли относительно Солнца
Ось вращения Земли отклонена от перпендикуляра к плоскости
Полярный день
это период, когда Солнце в высоких широтах больше суток не
Полярный день
это период, когда Солнце в высоких широтах больше суток не
Чем ближе от полярного круга к полюсу, тем длиннее полярный день. На полярных кругах солнце не заходит только в день солнцестояния.
На полярном круге Солнце не заходит только в день солнцестояния, на 68° с.ш. полярный день длится около 40 суток, а на Северном полюсе - 189 суток.
На широте г.Мурманска продолжительность полярного дня составляет 62 суток (с 22 мая по 22 июля).
Причины разницы продолжительности
Самая короткая полярная ночь (почти двое суток) наблюдается на
Причины разницы продолжительности
Самая короткая полярная ночь (почти двое суток) наблюдается на
Причиной возникновения полярного дня и полярной ночи является что угол наклона земной оси(склонение эклиптики), который составляет примерно 23°26′.
Дни равноденствия
Лучи Солнца в любой момент могут освещать только одну половину
Дни равноденствия
Лучи Солнца в любой момент могут освещать только одну половину
23 сентября и 21 марта
Дни солнцестояний
22 декабря лучи Солнца охватывают всю зону до Южного полярного
Дни солнцестояний
22 декабря лучи Солнца охватывают всю зону до Южного полярного
Когда свет падает непосредственно на Северный тропик (23,5° к северу от Экватора), день в Северном полушарии максимально длиннее, чем ночь (21 июня). Когда свет падает непосредственно на Южный тропик (23,5° к югу от экватора), день в Северном полушарии максимально короче ночи (22 декабря).
22 декабря и 21 июня
ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ КООРДИНАТЫ
Линия перемены дат – это встреча восточных и западных линий
ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ КООРДИНАТЫ
Линия перемены дат – это встреча восточных и западных линий
Соотношение поверхностей
Соотношение поверхностей
Географические следствия планетарных характеристик Земли
Географические следствия планетарных характеристик Земли