индивидуальный проект по астрономии на тему

Введение
Данная работа посвящена исследованию особенностей, исторического развития и перспектив
существования планеты Земля. Также здесь показаны важнейшие биофизические и
биохимические характеристики нашей планеты.
Актуальность темы. Исследование нашей планеты проводилось на протяжении длительного
времени. Ещё античные философы проводили исследования в области астрономии. Именно
Пифагором было предложено, что Земля имеет форму шара. В сознании древнегреческих
философов прочно укрепилось представление о том, что космос является механизмом,
разработанным в соответствии с неким проектом. Число сфер в этом механизме соответствует
числу планет. Центром мира является наша планета Земля.
Согласно Аристотелю, мир создан совершенно иным образом. Он разделил движение планет на
круговые и прямолинейные, что объясняет существование двух разных миров.
2
1. Обзор особенностей планеты Земля с позиции эволюционных представлений
1.1. Общая характеристика планеты Земля
Земля – третья планета от Солнца и единственный известный астрономический объект, на
котором существует жизнь. Согласно радиометрическим исследованиям, Земля сформировалась
более 4,5 миллиардов лет назад. Гравитация Земли взаимодействует с другими объектами в
космосе, особенно с Солнцем и Луной, которая является единственным естественным спутником
Земли. Земля обращается вокруг Солнца за 365,256 дня - период, известный как годичный цикл.
Ось вращения Земли наклонена относительно ее орбитальной плоскости, что приводит к смене
времен года на Земле. Гравитационное взаимодействие между Землей и Луной вызывает
приливы, стабилизирует ориентацию Земли вокруг своей оси и постепенно замедляет ее
вращение. Земля – самая плотная планета в Солнечной системе и самая большая и массивная из
четырех скалистых планет [2, c. 58].
Внешний слой земли (литосфера) разделен на несколько жестких тектонических плит, которые
мигрируют по поверхности на протяжении многих миллионов лет. Около 71% поверхности Земли
покрыто водой, в основном океанами.
1.2. Геологическая история и эволюция Земли
В течение первого миллиарда лет истории Земли жизнь появилась в океанах и начала влиять на
атмосферу и поверхность Земли, что привело к распространению анаэробных, а затем и аэробных
организмов. Некоторые геологические данные указывают на то, что жизнь, возможно, возникла
еще 4,1 миллиарда лет назад. С тех пор сочетание расстояния Земли от Солнца, физических
свойств и геологической истории позволило жизни развиваться и процветать. В истории жизни на
Земле биологическое разнообразие проходило через длительные периоды расширения, иногда
прерываемые массовыми вымираниями. Более 99% всех видов, когда-либо живших на Земле,
вымерли. Оценки числа видов на Земле сегодня сильно различаются; большинство видов не было
описано [8, c. 83].
Земная атмосфера и океаны были сформированы вулканической деятельностью и выбросами
газов. Водяной пар из этих источников конденсируется в океаны, дополняясь водой и льдом от
астероидов, протопланет и комет. Атмосферные «парниковые газы» удерживали океаны от
замерзания, когда вновь формирующееся Солнце имело только 70% своей текущей светимости.
Впоследствии было установлено магнитное поле Земли, которое помогло предотвратить
разрушение атмосферы солнечным ветром.
1.3. Перспективы развития планеты Земля
Ожидаемое долгосрочное будущее Земли связано с будущим Солнца. В течение следующих 1,1
миллиарда лет светимость Солнца увеличится на 10%, а в течение следующих 3,5 миллиардов лет
- на 40%. Повышение температуры поверхности Земли ускорит неорганический углеродный цикл,
уменьшая содержание углекислоты до уровней, смертельно низких для растений, примерно
через 100-900 миллионов лет. Недостаток растительности приведет к потере кислорода в
атмосфере, что сделает невозможной жизнь животных [5, c. 44].
3
Примерно через миллиард лет вся поверхностная вода исчезнет, и средняя глобальная
температура достигнет 70 °C (158 °F). Ожидается, что Земля будет пригодна для жизни до конца
фотосинтеза примерно через 500 миллионов лет, но если азот будет удален из атмосферы, жизнь
может продолжаться до тех пор, пока не возникнет необратимый парниковый эффект через 2,3
миллиарда лет.
Антропогенные выбросы не являются достаточным основанием, чтобы вызвать парниковый
эффект при текущей солнечной яркости. Однако даже если бы Солнце будет вечным и
стабильным, 27% воды в современных океанах опустится в мантию через миллиард лет из-за
уменьшения выхода пара из срединно-океанических хребтов.
2. Биофизические и биохимические характеристики Земли
2.1. Вращение земли
Земля обращается вокруг Солнца на среднем расстоянии около 150 миллионов километров (93
миллиона миль) каждые 365,2564 средних солнечных дня, или один звездный год. Это дает
видимое движение Солнца на восток относительно звезд со скоростью около 1° / сут, что
составляет один видимый диаметр Солнца или Луны каждые 12 часов. Из-за этого движения в
среднем требуется 24 часа (солнечные сутки) для того, чтобы Земля совершила полный оборот
вокруг своей оси, так что Солнце возвращается на меридиан.
Орбитальная скорость Земли в среднем составляет около 29,78 км / с (107,200 км / ч; 66 600 миль
в час), что достаточно быстро, чтобы преодолеть расстояние, равное диаметру Земли, около 12
742 км (7 918 миль), за семь минут, и расстояние до Луны, 384 000 км (239 000 миль), примерно за
3,5 часа [1, c. 42].
2.2. Ресурсы Земли
Земля обладает ресурсами, которые были использованы людьми. Это так называемые
невозобновляемые ресурсы, такие как ископаемое топливо, возобновляются только в
геологическом масштабе времени.
Большие залежи ископаемого топлива получают из земной коры, состоящей из угля, нефти и
природного газа. Эти месторождения используются человеком как для производства энергии, так
и в качестве сырья для химического производства. Минеральные рудные тела также
формировались в пределах земной коры в процессе рудогенеза, в результате действия
магматизма, эрозии и тектоники плит. Эти тела образуют концентрированные источники многих
металлов и других полезных элементов.
2.3. Жизнь на Земле. Биосфера
Планета, способная поддерживать жизнь, называется обитаемой, даже если жизнь на ней и не
зародилась. Земля обеспечивает жидкую воду - среду, где сложные органические молекулы могут
собираться и взаимодействовать, и достаточную энергию для поддержания метаболизма.
4
Расстояние Земли от Солнца, а также эксцентриситет ее орбиты, скорость вращения, наклон оси,
геологическая история, поддерживающая атмосфера и магнитное поле - всё это вносит свой вклад
в современные климатические условия на поверхности.
Заключение
Проведённое исследование показало, что планета Земля является одной из планет Солнечной
системы. В настоящее время только на данной планете отмечается существование жизни.
Современному состоянию нашей планеты предшествовала длительная химическая, а затем и
биологическая эволюция. Жизнь на планете Земля стала возможной в тех условиях, когда этому
способствовал определённый газовый состав атмосферы и благоприятное состояние гидросферы.
В настоящее время исследования учёных посвящены не только определению особенностей
исторического развития нашей планеты, но и определению перспектив её развития. При этом
исследователи считают, что дальнейшее существование нашей планеты, а соответственно и
развитие жизни на ней связано с изменением состава и свойств Солнца.