Земля в сонячній системі
Відео: Земля й інші планети. Що потрібно знати про Сонячну систему Документальний фільм, космос 17.08.2016
Зміст
Земля в Сонячній системі
Як відомо, в нашій Галактиці - в цьому скупченні майже 100 млрд зірок - Сонце є жовтим карликом. Сонце рухається по еліптичній орбіті навколо центральних мас Галактики з періодом близько (200 ± 20) млн років. Навколо Сонця звертаються дев`ять великих планет: Меркурій, Венера, Земля, Марс, Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Звернення планет навколо Сонця відбувається в тому ж напрямку, що і обертання самого Сонця навколо свого центру. Всі планети, крім Венери й Урана, обертаються навколо своїх центрів в тому ж напрямку. Аналогічно обертаються навколо своїх планет і більшість їх природних супутників.
Практично вся маса Сонячної системи (99,9%) зосереджена в Сонці, а 98% моменту кількості руху відображаються в орбітальному русі планет.
За фізичними властивостями планети підрозділяються на земну групу, до якої відносять Меркурій, Венера, Земля, Марс і, можливо, Плутон- і на групу Юпітера: Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун. Група розділена поясом астероїдів - малих планет, розміром від одного до 100 км, що обертаються навколо Сонця, як і всі планети, по еліптичній орбіті. Припускають, що астероїди - протопланетні тіла, які не змогли об`єднатися через гравітаційного впливу Юпітера.
Середні щільності планет земної групи - від 3,9 г / см3 для Марса до 5,6 г / см3 для Меркурія (для Землі - 5,516) - істотно більше щільності планет групи Юпітера (від 0,7 для Сатурна до 2,1 г / см3 для Нептуна). Зате число супутників у останніх від 2 до 13 перевершує число супутників у планет земної групи (один у Землі і два у Марса). Планети земної групи складаються з силікатів і заліза, а групи Юпітера - з водню і гелію з домішкою води, метану, аміаку та ін.
Особливістю протікання процесів на Сонці, що відбиваються на еволюції Землі, є процес пятнообразования, які представляють собою вихід трубок магнітних силових ліній. Напруженість магнітного поля в великих плямах близько 240 кА / м. Період пятнообразования дорівнює 22 роки. Сонячну радіацію поділяють на електромагнітні хвилі (ультрафіолетові промені, видиме світло і радіохвилі) і потік заряджених частинок. Останній, званий сонячним вітром, зі швидкістю 400 км / с мчить в тому числі на Землю, захоплюючи сонячне магнітне поле, яке поблизу Землі досягає кілька одиниць нанотесла. Потік цієї плазми Земля зустрічає свого магнітосферою, яка має наступну структуру (рис.1).
Як відомо, основна частина геомагнітного поля може бути представлена дипольним полем.Диполь, при відсутності зовнішніх впливів повинен створювати в навколоземному просторі сімейство замкнутих на полюсах силових магнітних ліній, точніше силових поверхонь.
Відео: Пізнавально про те, де ж ми живемо космос, земля, Сонячна система
Однак існування сонячного вітру (а також космічних заряджених частинок) змушує геомагнітне поле перебудуватися в таку структуру - магнітосферу, яка б перешкоджала проникненню сонячного вітру в атмосферу Землі. У зв`язку з цим область замкнутих магнітних силових поверхонь поширюється до 65 - 90 тис. Км на сонячній стороні Землі. Цю зону називають магнітопауза. Магнітопауза є зовнішньої кордоном магнітосфери Землі, напруженість магнітного поля в ній 100 - 200 нТл. Далі магнітні силові поверхні перебудовуються в квазіпараболоід з вершиною в бік Сонця і хвостом (шлейфом) на нічну сторону. На сонячному боці геомагнітні силові лінії підібгані (сплющені) до Землі, а на нічній стороні вони витягнуті на кілька мільйонів кілометрів.
На висотах понад 90 - 100 тис. Км від Землі геомагнітне поле зустрічає сонячний вітер, що рухається з надзвуковою швидкістю і володіє напруженістю 5 - 10 нТл. Утворюється ударний фронт, на кордоні якого тиск сонячного вітру врівноважується тиском магнітного поля: основна частина заряджених частинок огинає квазіпараболіческую магнітну силову поверхню ударного фронту, але деяким плазмовим часткам вдається проникнути в магнітну порожнину між ударним фронтом і зовнішньої кордоном магнітосфери - магнітопауза. Магнітопауза - це замкнута на полюсах силова поверхню. Проникли в магнітну порожнину заряджені частинки не можуть проникнути через магнітопаузу: вони скочуються до магнітних полюсів, які представляють собою магнітні щілини. Через ці щілини заряджені частинки сонячного вітру проникають в атмосферу Землі, де і викликають магнітні бурі і полярні сяйва.
Передбачається, що початок магнітної бурі пов`язано з моментом формування ударного фронту. Інтенсивність магнітних бур становить сотні і тисячі нанотесла.
Магнітні бурі виникають практично одночасно (відмінності в 1-2 хвилини) на всій земній кулі і протікають більш-менш однаково. Тривалість коливається від двох до трьох діб, з найбільшою інтенсивністю в перші години. Розрізняють бурі з раптовим і поступовим початком. Раптове збільшення магнітного поля на сотні нанотесла фіксується на всіх світових магнітних обсерваторіях в межах 1-2 хвилин. У другому випадку початок бурі на різних обсерваторіях може відрізнятися на десятки хвилин.
Відео: Недалеко від Сонячної системи знайшли двійника Землі (новини)
Через різких коливань амплітуди і періодів магнітної бурі, особливо в початковій фазі, структура магнітної бурі дуже складна. Але чітко простежується наступна закономірність: спочатку магнітне поле, як правило, різко зростає і протягом 1-3 годин досягає свого максимуму (від декількох сотень до 1000-3000 нТл, частіше до 100-300 нТл), потім поле спочатку різко падає, а через 2-3 ч. починає повільно зменшуватися до свого мінімуму (через 8-10 год.), після чого йде відносно спокійний підвищення поля до нормального рівня протягом 1-3 діб. Період розвитку бурі від моменту падіння поля до його відновлення називають головною фазою магнітної бурі.
За своєю інтенсивністю (амплітуді) магнітні бурі поділяють на помірні (до 200 нТл), великі (200 - 400 нТл) і дуже великі (понад 400 нТл). Частота появи магнітних бур дуже добре корелює з числом сонячних плям по 11-річному циклу: чим вище сонячна активність, тим частіше виникають магнітні бурі. Бурі мають тенденцію частіше з`являються в періоди рівнодення. Помічено, що бурі виникають через 2 дні після хромосферної спалаху Сонця. Частота великих і дуже великих бур приурочується до періодів максимальної сонячної діяльності. Існує повторюваність активності магнітних бур через 27 днів, відповідних періоду обертання верхніх шарів Сонця навколо осі.
Ці дані свідчать, що магнітні бурі своїм походженням зобов`язані хромосферні спалахів в областях сонячних плям: хромосфера в ці періоди викидає потужний корпускулярний потік заряджених частинок у вигляді плазми. При цьому створюються місцеві магнітні поля, крізь які проходить плазма. Рухаючись, плазма захоплює, розтягує силові лінії цього магнітного поля, утворюючи сонячний вітер.
Взаємодія Землі зі своїм супутником - Місяцем - призводить до так званого приливної тертя, в результаті якого Земля уповільнює своє обертання, а Місяць відсувається від Землі. На рис.2 наведено графік зміни середньорічної тривалості доби з 1900 р по 1966 р, а на рис 2б - графік зміни числа днів в році за останні 500 млн. Років. Зауважимо, що Земля обертається має вікове уповільнення, рівне - 5 10-22з-2.
