Чем отличается планета земля от других планет: «Чем Земля отличается от других планет Солнечной системы?» – Яндекс.Кью

Чем Земля отличается от других планет — Сноб

В новой книге «Фабрика планет», которая вышла в издательстве «Альпина нон-фикшн», австралийская исследовательница Элизабет Таскер рассказывает, какие еще есть планеты, помимо нашей. «Сноб» публикует главу, в которой объясняется, чем Земля отличается от других планет

Фото: Robson Hatsukami Morgan

Когда двадцать лет назад позиции теорий образования планет пошатнулись в результате открытия 51 Пегаса b, астрономы пришли к одному важному выводу: мы представляем собой отклонение от нормы.

К настоящему моменту вокруг звезд за пределами Солнечной системы обнаружено более 2000 планет. Наблюдения показали, что приблизительно один процент звезд соседствуют с горячим юпитером. Таким образом, несмотря на относительную многочисленность, эти необычно расположенные газовые гиганты все-таки достаточно редки.

При этом, если взять обычные звезды, похожие на наше Солнце, окажется, что примерно вокруг половины из них обращаются планеты, аналогов которым в Солнечной системе просто нет.

Их назвали суперземлями. Они больше Земли, но меньше Нептуна — размер варьируется в диапазоне от 1,25 до 4 радиусов Земли. Большинство обнаруженных суперземель совершали полный оборот вокруг своей звезды менее чем за 100 дней. При этом многие из них двигались по орбитам, которые были ближе к звезде, чем даже орбиты горячих юпитеров. Чаще всего орбита горячей суперземли находилась на расстоянии 0,05 а. е., то есть составляла всего лишь пять процентов от расстояния между Солнцем и Землей и 13 процентов  от расстояния от Солнца до Меркурия.

Что же это за миры, которые больше нашей самой крупной твердотельной планеты и меньше наименее массивной газовой? Что именно мы открыли — мегаземли с твердой поверхностью и тонкой атмосферой или мини-нептуны с маленьким твердым ядром, заключенным в гигантскую газовую оболочку? Как они оказались так близко к своей звезде и почему в Солнечной системе нет планеты такого размера? Есть ли какая-нибудь связь между ответами на эти вопросы и ответом на вопрос об условиях возникновения жизни во Вселенной?

Поскольку аналоги суперземли в Солнечной системе отсутствуют, астрономам пришлось объяснять происхождение самого массового, согласно накопленных данным, класса планет, не имея возможности сравнить его с чем-то, что было им уже знакомо.

В конце 2001 г. специалисты агентства NASA определили, что, проведя 34 года в странствиях по космосу, зонд «Вояджер-1» наконец достиг границы Солнечной системы. В течение следующих нескольких лет, вызывая все большее удивление у широкой публики, агентство несколько раз объявляло о точной дате выхода зонда за пределы Солнечной системы, давая повод для громких заголовков, например таких: «Человечество выходит за пределы Солнечной системы — но это не точно.» — в журнале TIME — и «“Вояджер” покинул Солнечную систему (на этот раз по-настоящему!)» — в новостях американского радио NPR. Проблема заключалась в том, что установить, где именно проходит граница Солнечной системы, практически невозможно, ведь единственным источником наших знаний в этой области являются теоретические модели.

Несмотря на эти трудности, благодаря путешествию «Вояджера-1» один факт удалось установить совершенно точно: если с момента запуска в 1977 г. зонду потребовалось столько времени, чтобы добраться до границы нашей планетной системы, вряд ли в обозримом будущем мы сможем посетить какую-либо экзопланету.

Ближайшая к нам звезда (помимо Солнца) — Проксима в созвездии Центавр. Это тусклая звезда, которая находится на расстоянии 4,24 светового года от Земли. Полагают, что рядом с ней есть планета с массой, как минимум на 30 процентов превышающей массу Земли. Таким образом, эта планета является ближайшим к нам кандидатом в экзопланеты. Но в любом случае расстояние до Проксимы Центавра почти в 2000 больше того, которое «Вояджер-1» уже преодолел к настоящему времени. При текущей скорости космического зонда, составляющей 60000 км / ч, ему понадобится более 75000  лет, чтобы достичь ближайшей к нам возможной планетной системы. С учетом огромных расстояний отправка зонда для изучения загадочных свойств суперземель — предприятие, заранее обреченное на провал. Будь у нас возможность измерить хотя бы плотность планеты, это уже позволило бы нам сказать, является ли она твердотельным миром земного типа или газовым нептуном.

Внутренние планеты вроде Земли состоят преимущественно из силикатов и железа: они рождаются слишком близко к звезде, чтобы на них мог образоваться лед.

Из-за тяжелых материалов эти миры характеризуются высокой плотностью: плотность Меркурия, Венеры, Земли и Марса составляет 3,9–5,5 г/см³. При аналогичном составе планета с большей массой должна обладать более высокой плотностью, так как под действием гравитации твердые породы сожмутся еще больше. Моделирование внутреннего строения планет показывает, что каменистая суперземля с массой в 5 раз больше массы нашей планеты должна иметь плотность около 7,8 г/см³.

С другой стороны, большая часть объема Нептуна приходится на его громадную атмосферу. В ее составе преобладают водород и гелий — два самых легких элемента во Вселенной. Из-за этого плотность Нептуна не превышает 1,6 г/см³. Газовый вариант суперземли — это мини-нептун с толстой атмосферой, окружающей ядро из твердых пород или льда. Плотность газовой планеты массой в 5 масс Земли может быть равна примерно 3–4 г/см³, то есть намного меньше, чем у каменистой суперземли, но выше, чем у Нептуна, так как в силу меньшей массы такая планета накапливает меньше легкого газа.

Чтобы вычислить среднюю плотность планеты, ее массу делят на объем заполняемого ею пространства. Поскольку по форме планеты близки к сфере, все сводится к двум значениям — массе планеты и ее радиусу. К сожалению, проблема состоит не только в том, что оба эти значения очень непросто получить, но и в том, что зафиксированные значения будут иметь большую погрешность. При определении типа планеты, балансирующей на грани между массивным миром земного типа и маленьким газовым гигантом, из-за этой погрешности мы будет так же бессильны, как и врач при определении пола плода, который лежит в утробе, скрестив ножки.

В качестве примера такой планеты можно привести суперземлю, обращающуюся вокруг звезды Кеплер-93. Как следует из названия звезды, наблюдение за ней велось с помощью космического телескопа «Кеплер». Цель наблюдения — поиск планет, проходящих по диску звезды. Кеплер-93 была самой яркой звездой из наблюдавшихся в телескоп, и уже очень скоро — в 2011 г. — было объявлено об обнаружении планеты, обращающейся вокруг нее по близкой орбите.

При этом размер планеты был оценен удивительно точно. Период обращения планеты Кеплер-93 b составлял 4,7 дней, радиус — 1,478 радиуса Земли с погрешностью всего лишь 0,019 радиуса Земли, то есть 119 км. Таким образом, точное значение радиуса планеты Кеплер-93 b укладывалось в узкий диапазон от 1,459 до 1,497 радиуса Земли, и по этому показателю она однозначно могла быть отнесена к суперземлям.

После проведения точных измерений радиуса была предпринята попытка определить массу планеты. На звезду Кеплер-93 были направлены телескопы «Кек» на вершине спящего вулкана Мауна-Кеа на Гавайях, которые должны были зафиксировать колебания лучевой скорости. Исследователям удалось наблюдать покачивания звезды, но ее движение трудно поддавалось точному измерению. Согласно первоначальной оценке, Кеплер-93 b была в 2,6 раза тяжелее Земли. Но из-за огромной погрешности ее масса вполне могла быть равна и 4,6 массы Земли. Дальнейшие измерения помогли установить более точные рамки для определения характера движения звезды.

В результате было получено новое значение массы Кеплер-93 b: 3,8 массы Земли с погрешностью плюс-минус 1,5 массы Земли. Это было уже лучше, но при массе в диапазоне 2,3–5,3 земных массы планету с радиусом 1,478 Земли можно было отнести сразу к нескольким типам. Исходя из полученного диапазона значений средней плотности 4–9 г/см³ Кеплер-93 b могла быть чем угодно — хоть газовым миром, хоть землеподобной планетой с твердой поверхностью. Поэтому, несмотря на большой объем наблюдений, тип планеты Кеплер-93 b оставался загадкой.

Разгадать ее удалось спустя четыре года после публикации результатов измерения радиуса Кеплер-93b. Дополнительная серия наблюдений за лучевой скоростью с использованием телескопа «Галилей» на Канарских островах позволила наконец-то сузить диапазон возможных значений массы планеты до 4,02 массы Земли с погрешностью всего лишь 0,68 массы Земли. Из этого следовало, что ее средняя плотность должна составлять около 6,88 г/см³, то есть Кеплер-93 b — гигантская каменная планета. Значило ли это, что все суперземли на самом деле представляют собой увеличенные версии Земли?

В начале 2014 г. астрофизик Дэвид Киппинг занялся поиском экзолун, то есть естественных спутников, обращающихся вокруг экзопланет. Задачу себе он выбрал не из легких. В Солнечной системе самая крупная луна — это спутник Юпитера Ганимед. Он в два раза массивнее нашей Луны, его масса составляет 2,5% массы Земли. Не исключено, что рядом с экзопланетами могут обнаруживаться спутники большего размера, но в любом случае их влияние на звезду будет ничтожным.

Как решить эту проблему? Например, можно попытаться отыскать следы влияния спутника не на звезду, а на планету. Спутник и планета обращаются вокруг общего центра масс точно так же, как это делают планета и звезда. Это вызывает колебания планеты при движении по орбите вокруг звезды. Из-за колебаний временной промежуток между прохождениями планеты по диску звезды может слегка отличаться. Чтобы наглядно представить себе эту ситуацию, воспользуемся аналогией со спортсменом, который бежит по дорожке вокруг стадиона, держа за руку маленького ребенка. Когда ребенок устремляется вперед, бегун немного ускоряется. И наоборот — когда ребенок тянет спортсмена назад, бежать становится труднее, и скорость снижается. В результате время прохождения круга оказывается разным. Таким образом, изменение количества времени, которое требуется планете, чтобы в очередной раз появиться перед звездой, может служить надежным доказательством существования рядом с ней невидимого спутника.

Этот метод называют анализом изменения моментов прохождений, сокращенно — TTV (transit timing variations). В 2014 г. команда Киппинга опубликовала данные наблюдений за прохождениями восьми планет с целью выявления незначительных изменений в периодичности их появления перед звездами. К радости исследователей, в одном случае им удалось зафиксировать изменение времени наступления транзита. Однако дело было не в спутнике.

Объектом наблюдения была планета, движущаяся по орбите вокруг холодной звезды, известной под именем Кеплер-138. До этого с помощью космического телескопа «Кеплер» рядом с этой звездой уже было найдено три планеты. Все они отличались очень маленькими радиусами, составляющими 0,4–1,6 радиуса Земли, и обращались по близким к звезде орбитам с периодом не больше месяца. Колебавшаяся планета оказалась самой дальней в сис теме. Она получила условное обозначение Кеплер-138 d. Но ее колебания были вызваны не предполагаемым спутником, а разгоном и торможением под влиянием соседней средней планеты — Кеплер-138 c.

Несмотря на некоторое разочарование, связанное с тем, что первый экзоспутник найти все-таки не удалось, сам по себе полученный результат заслуживал включения в книгу рекордов. Подобно колебаниям звезды, изменения времени наступления транзита могут служить своего рода весами, с помощью которых можно измерить массу планеты. Кеплер-138 d стала самой легкой планетой, у которой удалось измерить и размер, и массу. Предыдущий рекорд принадлежал каменистой планете Кеплер-78 b, которая оказалась на 70 процентов тяжелее Земли. Масса Кеплер-138 d совпала с массой Земли.

Учитывая близость полученной массы к массе планеты, являющейся нашим домом, определение типа Кеплер-138 d не должно было вызывать никаких затруднений. Это должен был быть каменистый землеподобный мир — слишком горячий, чтобы содержать воду в жидкой форме, но обладающий твердой оболочкой и тонкой атмосферой. Однако радиус Кеплер-138 d был почти на 60 процентов больше радиуса Земли, а значит, плотность ее должна была быть в 4 раза ниже плотности нашей планеты, превышая плотность воды всего лишь на 30 процентов. Это был не каменистый мир, а очень маленький нептун.

Проведенные в 2015 г. дополнительные измерения позволили уточнить значения массы и радиуса Кеплер-138 d: масса была скорректирована в сторону уменьшения — до 0,64 массы Земли, а новое значение радиуса оказалось на 20 процентов больше радиуса Земли. При этом у планеты по-прежнему была очень низкая плотность, равная 2,1 г/см³, и толстая атмосфера.

В интервью средствам массовой информации Киппинг отмечал: «Даже если масса этой планеты равна массе Земли, она совершенно не похожа на Землю. Это доказывает, что невозможно провести четкую границу между каменистыми мирами вроде Земли и более “пышными” планетами вроде водных миров или газовых гигантов».

Получается, что наиболее часто встречающийся тип планет похож на коллекцию шариков из разных минералов: размер один, а вот внешний вид и строение — совершенно разные.

Перевод: Сергей Чернин

Урок по окружающему миру для 2 класса «Чем Земля отличается от других планет»

План-конспект открытого урока.

Дата проведения: 11.02.2016

Автор: 

 Лаврова Виталия Викторовна

Класс: 

 2 класс

Предмет: 

 Окружающий мир

Тема урока: «Чем Земля отличается от других планет».

Цели урока: 

Предметные:

Формирование знаний учащихся  о планете Земля, об особенностях и отличиях её от других планет солнечной системы. Выяснить, какие условия необходимы для того, чтобы на планете возникла жизнь.

Метапредметные:

Познавательные: учить овладевать логическими действиями сравнения, анализа, синтеза, обобщения информации.

Регулятивные: формировать умение соотносить правильность выбора, выполнения и результата действия с требованием конкретной задачи.

Коммуникативные: оценка действий партнера, умение с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли, аргументировать свою позицию и координировать её с позициями партнёров в совместной деятельности.

Тип урока: 

 Урок изучения и первичного закрепления новых знаний.

Используемые учебники и учебные пособия: 

1. Виноградова Н.Ф. Окружающий мир: 2 класс: учебник для учащихся общеобразовательных учреждений : в 2 ч. / Н.Ф.Виноградова. – 4-е изд., дораб. – М.: Вентана-Граф, 2009. – 160 с.: ил. – (Начальная школа ХХI века).

2. Сборник программ к комплекту учебников «Начальная школа  XXI века». – 3-е изд., дораб. доп. — М.: Вентана – Граф, 2009. – 160 с.

Ход урока:

I Орг. момент.

II Актуализация знаний, определение темы и постановка учебной проблемы.

1. Повторение пройденного материала.

— Ребята, давайте вспомним, что же узнали на прошлом уроке.

— Начнём с разминки.

— О чём говорили на прошлом уроке? (о Солнечной системе)

— Что такое Солнечная система? (Солнце с вращающимися вокруг него планетами)

— Что такое Солнце?

— Сколько планет входит в Солнечную систему?

— Вспомним названия этих планет. Расшифруйте их.

— Что вы видите на доске? (Солнце и планеты)

— Какое задание можно предложить для изображений на доске? (расположить по порядку)

— Кто хочет выйти поработать? (1 человек работает у доски)

— Пока ученик работает, мы устроим блиц-турнир.

Вопросы:

— Самая крупная планета Солнечной системы? (Юпитер)

— Планета, названная в честь бога воды. (Нептун)

— Первая планета от Солнца. (Меркурий)

— Какую планету исключили из списка планет солнечной системы? Почему?

— Учёный, открывший, что Земля вращается вокруг Солнца? (Коперник)

— Планета, всегда окутанная облаками. (Венера)

— Название планеты ,которую называют «красной». (Марс)

— Планета, окольцованная астероидами. (Сатурн)

— Молодцы, ребята! А теперь пришло время посмотреть на работу у доски.

II Совместное открытие знаний.

1. Постановка учебной задачи.

– Сегодня с вами на уроке мы поговорим об одной удивительной планете Солнечной системы. А что это за планета и чем она удивительна, вам предстоит узнать сегодня.

Для начала отгадаем загадку:

Планета голубая,
Любимая, родная,
Она твоя, она моя,
А называется… (Земля)

— Что вы знаете о Земле?

— Чем Земля отличается от других планет? (На ней есть ЖИЗНЬ) (фиксируется карточка со словом «ЖИЗНЬ» на доске)

— Давайте подумаем вместе, почему жизнь есть только на Земле? Набираем в корзину гипотезы! (все версии фиксируются на доске)

— Ну что ж, наверное, вы уже догадались, о чем пойдет речь на сегодняшнем уроке?

(если дети не ответят)

— Наша цель выяснить, что же необходимо для того, чтобы на планете появилась жизнь. А правы вы были или нет, высказывая идеи, мы узнаем позже, открывая новое на уроке.

(часть доски, на которой были записаны версии, закрывается!)

— Ну что ж, начнём.

2 ) Таблица «Сравнительный анализ планет Солнечной системы».

— Рассмотрите таблицу.

Анализ  данных  колонки «Температура поверхности».

— Определите, на каких планетах возможна жизнь, а на каких — нет?

— Почему? От чего зависит t на поверхности планеты? (от удалённости от Солнца)

— Что же необходимо для возникновения на планете жизни? (тепло)

Учитель выносит на доску под карточкой «жизнь», карточку со словом «тепло».

— Что ещё даёт Солнце кроме тепла? (свет) Нужен ли нам для жизни свет? Что он нам дает?

Учитель выносит на доску под карточкой «жизнь», вторую карточку со словом «свет».

— Что вы можете сказать, рассмотрев следующую колонку?

— Что такое атмосфера? (воздушная оболочка)

— Нужен ли воздух для жизни?

Учитель выносит на доску под карточкой «жизнь», третью карточку со словом «воздух».

— Посмотрите на последнюю колонку?

— В каких ещё состояниях бывает вода?

— Почему мы будем говорить именно о жидкой воде?

— Какой вывод сделаем? (для жизни необходима вода)

Учитель выносит на доску под карточкой «жизнь» четвертую карточку со словом «вода».

Планета от Солнца

Название

планеты

Температура поверхности

Наличие атмосферы

Наличие жидкой

воды

 

 

Максим. Миним.

 

1

Меркурий

+427          -173

Да

Нет

2

Венера

+460

Да

Нет

3

Земля

+58             — 90

Да

Да

4

Марс

+20            -140

Да

Нет

5

Юпитер

-160

Да

Нет

6

Сатурн

-150          

Да

Нет

7

Уран

-220           

Да

Нет

8

Нептун

-213           

Да

Нет

— Что же нужно для того, чтобы на планете возникла жизнь? (дети читают)

— свет;

— тепло;

— воздух;

— вода.

ΙV. Применение нового знания

Работа в группах.

— Представим себя астронавтами, исследователями. Вам предстоит совершить путешествие за пределы нашей Солнечной системы и найти планету, пригодную для жизни. Вы разделитесь на три экипажа. Каждый экипаж займет место в своей ракете.

(Дети делятся на три группы)

— А сейчас попрошу команды покинуть свои каюты и собраться на капитанских мостиках.

— Вам вручаются следующие предметы для работы: 1. Описание планеты; 2. Набор фотографий, 3. Листы для отчета, 4. Космический клей и космические фломастеры.

— Вы должны: 1. По описанию выбрать фото вашей планеты, 2 рассказать, пригодна она для жизни или нет и доказать, почему.

-Чтобы путешествие было успешным, надо быть сплоченной командой. Какие правила работы в команде вы знаете?

— Пока вы будете путешествовать на Земле пройдет 10 минут. Ждём выступления капитанов через 10 минут. Время пошло!

По истечении указанного времени, ответы детей заслушиваются

1 экипаж
Наша ракета приземлилась на планету и мы увидели бесконечную ледяную равнину. Холодный ветер пронизывал нас с головы до ног даже сквозь скафандры. Температура на планете не поднимается выше —40 градусов, а самая низкая достигает -120. Вечная мерзлота царит здесь круглый год. Чтобы не замёрзнуть, мы поспешили вернуться к кораблю.

2 экипаж
Приземлившись на планету, мы увидели бескрайнюю пустыню. Раскалённое солнце сожгло всю поверхность планеты. Дышать без скафандров было невозможно. Жаркий ветер гнал клубы пыли. Разглядеть что-либо становилось все труднее из-за поднятого в воздух песка. Мы поторопились вернуться к кораблю, пока не потеряли его из виду.

3 экипаж
Поверхность планеты была покрыта невысокими горами. Было тепло и ясно, и только изредка мы замечали небольшие облака, пробегавшие по небу. Дул теплый ветер. Мы продолжили свое путешествие и обнаружили небольшую речку. Вода в ней была чистая и прозрачная. Вдали нам открылась покрытая зеленью равнина. Мы поспешили к своему кораблю доложить о своём открытии.

Выступления детей. Сначала читают текст, потом отвечают. Группы занимают свои места.

V. Итог урока

— Что же необходимо для возникновения жизни на планете?

— Давайте посмотрим на ваши версии в начале урока (их записывать на закрывающимся крыле доски).

— Какой вывод сделаете? (были правы.)

— В чём особенность планеты Земля? (есть жизнь)

— Наш урок приближается к концу, и я хочу посмотреть, усвоили ли вы материал этого урока. Разгадайте кроссворд. Если разгадаете, вам откроется ключевое слово и мы сразу поймем, запомнили вы материал или нет.

Останется время, кроссворд.

1. Это даёт нам солнце. Оно согревает нас и мы чувствуем….

2. То, чем мы дышим.

3. …..

4. Солнце дает нам тепло и ….

5. Мы пьем её, чтобы жить.

6. …..

Т

С

В

Е

В

В

О

П

О

Б

Е

Д

А

Л

З

Т

А

О

Д

У

Х

— Догадались, какое слово будет ключевым?

-Что заметили? (не хватает двух букв. )

— Но для полной победы нам необходимо отгадать ещё 2 слова, с которыми мы и познакомимся на следующем уроке! — Спасибо за работу!

Земля среди других планет Солнечной системы. География. 5 класс. План-конспект урока

Базовое содержание урока		Деятельностный компонент урока (на уровне учебных действий)	Ценностный компонент урока	Творческий компонент урока
Смысловые блоки содержания	Познавательные задачи для учащихся
1. Организационно-мотивационный этап урока
Определение темы урока	Учебник с. 14. Беседа по вопросам: – Что называют космосом или космическим пространством? – Какие космические тела вам уже известны? – Почему космические тела видны в ночном небе?	– Предлагают варианты понятия «Космос». – Называют планеты, звезды, кометы, метеоры и метеориты. – Высказывают различные предположения
Формулирование задач урока	Изучите название разделов параграфа и сформулируйте на их основе задачи (применив деятельностную форму, используя глаголы)	Формулируют: Изучить место Земли в Солнечной системе. Познакомиться с возникновением Земли. Определить форму и размеры Земли.		С помощью учителя формулируют задачи урока на основе содержания параграфа
Создание мотивационной установки	– Для чего современному человеку необходимо знать историю возникновения планеты Земля? – Известно, что наша Земля является одной из планет Солнечной системы. Что общего и что отличительного у нашей планеты и других планет Солнечной системы?	– Высказывает свое мнение. – Высказывают свои предположения, но не хватает аргументов, которые необходимо добыть на уроке
2. Процессуально-содержательный этап урока
Земля в Солнечной системе	По рис. 5 и тексту раздела 1 учебника определите общие и отличительные признаки планеты Земля от других планет Солнечной системы	– Выделяют в тексте «Земля в Солнечной системе» с.14–15 учебника необходимые данные (факты) и заполняют таблицу: Общие признаки Отличительные признаки		Дополняют таблицу недостающими признаками из просмотренной презентации учителя. Формулируют уточняющие вопросы.
Возникновение Земли	Просмотреть фрагмент фильма «Дело о планете Земля: Рождение Земли» (начало) (http://rutube.ru/tracks/2317444.html) и сделать вывод о том, как появились космические тела и происходило зарождение Земли	Знакомятся с фрагментом фильма и приводят утверждения ученых о происхождении, космических тел. Работа с рис. 6 стр. 16		Составить свой рассказ об этапах развития планеты
Этапы развития Земли	Используя рис.6 и тест раздела 2 «Возникновение Земли» составьте рассказ «Развитие Земли»			В рабочей тетради выполните зад. 2 с. 8 и дополните рисунок еще одним фрагментом
Форма и размеры Земли	Используя глобус как модель Земли, попробуйте доказать или опровергнуть утверждение И. Ньютона о том, что Земле не имеет форму идеального шара	Изучают последовательность шагов «Школы географа-следопыта» с. 17–18 и на основе проведенных измерений приходят к выводу о точности модели Земли – глобуса в виду значительных уменьшений модели, на которой трудно заметить сплюснутость Земли на полюсах в 21 км. В рабочей тетради делают необходимые записи на с. 9		С помощью карандаша и закрепленных на нем полосок бумаги проведите опыт,  наглядно демонстрирующий причину сплюснутости Земли у полюсов
3. Этап закрепления
Закрепление	1. Вопросы для беседы: – Сколько планет в Солнечной системе? – По каким признакам некоторые планеты объединены в Земную группу? – Какой возраст у нашей Земли? Когда и как она возникла?	Отвечают на вопросы. – 8 планет. – Называют газовую оболочку, твердую поверхность, внутреннее содержание, малое количество спутников, близкое положение к Солнцу. – 4,6 млрд лет
	2. Тестирование 1) Выберите планеты земной группы: а) Меркурий, Венера, Марс, Земля б) Земля, Юпитер Сатурн, Марс в) Марс, Земля, Уран, Юпитер 2) Выбери планеты — гиганты: а) Уран, Земля, Меркурий, Марс б) Марс, Земля, Уран, Юпитер в) Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун 3) Какая из планет Солнечной системы имеет самый короткий год? а) Земля б) Меркурий в) Венера 4) Какая из планет имеет самые длинные сутки по сравнению с его годом? а) Плутон б) Меркурий в) Юпитер 5) Какая из планет земной группы находится ближе всего к Земле? а) Марс б) Венера в) Меркурий 6) Какая из планет является самой яркой на ночном небе? а) Меркурий б) Венера в) Юпитер 7) На какой планете облака совершают облет поверхности за 4 часа? а) Марс б) Сатурн в) Венера 8) Названия спутников этой планеты переводятся как “страх” и “ужас”. О какой планете идет речь? а) Юпитер б) Плутон в) Марс 9) Какую планету называют красной? а) Юпитер б) Марс в) Меркурий 10) Выберите из списка планет те, которые имеют кольца? а) Юпитер б) Сатурн в) Уран г) Нептун д) Плутон	Отвечают и проводят взаимопроверку, используя ключ: 1 – б, 2 – в, 3 – б, 4 – б, 5 – б, 6 – б, 7 – в, 8 – в, 9 – б, 10 – а, б, в, г.
Подведение итогов	Подготовьте свое предложение в общий (всего класса) рассказ о том, что узнали на уроке: – Как возникла Земля в Солнечной системе? – Какие у нее есть особенности? – Как она развивалась? – Какую имеет форму и размеры?	Составляют коллективный рассказ, дополняя предложения предыдущего товарища выстраивая его в логике
4. Рефлексивный этап урока
Рефлексия деятельности	– Прием «Ассоциации» К предложенному понятию каждый участник подбирает 2-3 слова (пишет в тетради или вслух говорит), с которым оно у него ассоциируется. Можно взять понятие «Земля»	– Записывают на предложенных листочках. Зачитывают вслух
Рефлексия эмоционального состояния	Прием «Пять пальцев» М – (мизинец) – мыслительный процесс: какие знания, опыт я получил? Б – (безымянный) – близость цели: что я сегодня сделал и чего достиг? С – (средний) — состояние духа: какое было сегодня у меня преобладающее настроение, расположение духа? У – (указательный) — услуга, помощь: чем я сегодня помог другим, чем услужил, порадовал или поспособствовал? Б — (большой) — бодрость, физическая форма: каким было моё самочувствие? Обведите свою ладошку. – На мизинце продолжите: Я узнал о… – На безымянном продолжите: Я сделал… – На среднем пальце продолжите: Настроение у меня … – На указательном – продолжите: Я помог … – На большом пальце – продолжите: Мое самочувствие …	Обводят ладошки, подписывают и прикрепляют возле модуля «Солнечная система». «Порядок должен быть везде. Во Вселенной, в Солнечной системе, в наших мыслях, делах, поступках. И тогда воцарится гармония, любовь, красота, мир в нашей жизни и во всем необъятном космосе».	– Анализируют свою деятельность на уроке. – Выражают свое эмоциональное настроение и самочувствие словами.
5. Объяснение домашнего задания
Обязательное задание	– Найти в тексте (параграф 3 с. 14–17) определения основных понятий урока и выписать их в тетрадь. – Выполните устно задание 5 и 6 с. 18 учебника. – В рабочей тетради выполните задания 1, 3. с. 8–9	– Находят в параграфе основные понятия и выделяют в тексте их определения. – Готовят ответ на задания в конце параграфа. – Выполняют задания в тетради
Дополнительное задание (по желанию и по выбору)	Создание с помощью разноцветного пластилина модели солнечной системы	По рис. 5 и другим источникам определяют соотношение размеров планет Солнечной системы и расстояний удаленности от Солнца		Готовят модель, пропорции размеров планет и Солнца
	Составление презентации о различных гипотезах возникновения Земли	– Изучают детскую энциклопедию (Аванта+), географические словари и Интернет-ресурсы. – Выбирают необходимый материал и составляют сообщение или презентацию		Презентация в программе Power Point «Гипотезы возникновения Земли»

Ученые объяснили необычное вращение Урана столкновением его с объектом вдвое больше Земли — Наука

ЛОНДОН, 3 июля. /ТАСС/. Необычный наклон оси вращения Урана, отличающий его от остальных планет Солнечной системы, а также аномально низкая температура на поверхности могут объясняться тем, что в прошлом Уран столкнулся с гигантской ледяной протопланетой, обладающей вдвое большей массой, чем Земля. К таким выводам пришла группа британских исследователей из Даремского университета, которые смоделировали столкновение с помощью суперкомпьютера. Исследование опубликовано в журнале The Astrophysical Journal.

Уран отличается от других планет Солнечной системы тем, что фактически лежит на боку: плоскость экватора наклонена к плоскости его орбиты почти под прямым углом. В результате, когда он движется по орбите, то напоминает, в отличие от остальных планет, скорее катящийся шар, чем волчок. Это приводит к тому, что смена времен года там происходит не так, как в других местах. Кроме того, Уран — еще и самая холодная планета Солнечной системы, хотя находится она ближе к Солнцу, чем Нептун.

«Уран лежит на боку, и ось его вращения наклонена практически под прямым углом к осям остальных планет в Солнечной системе. Практически с полной уверенностью можно сказать, что это следствие гигантского столкновения, но нам очень мало известно о том, как именно это произошло на самом деле, и как еще такое катастрофическое событие повлияло на планету», — объяснил руководитель исследования доктор Джейкоб Кегеррейс.

«Мы смоделировали более 50 различных сценариев столкновения, используя мощный суперкомпьютер, чтобы проверить, сможем ли мы воспроизвести именно те условия, которые повлияли на процесс формирования планеты», — отметил он. «Наше исследование подтверждает: наиболее вероятный сценарий заключается в том, что молодой Уран пережил катастрофическое столкновение с объектом, масса которого превышала земную вдвое или даже больше. Этот объект задел его сбоку и запустил тем самым процессы, которые привели к тому, что планета стала такой, какой мы ее знаем сейчас», — добавил Кегеррейс. Компьютерная модель объясняет также формирование колец и спутников Урана: они могут быть отколовшимися при столкновении обломками протопланеты.

Какие особенности строения нашей планеты отличают её от других планет Солнечной системы?

В детстве я мечтала и одновременно боялась встретить представителей инопланетной цивилизации. С одной стороны так хотелось рассказать им о нашей планете, а с другой — мало ли что у них на уме? Позже я узнала, что на других планетах нашей системы жизни в принципе быть не может, потому что там ужасные климатические условия. В других очень далеких системах вполне может находиться планета, аналогичная нашей.То есть, главная отличительная особенность Земли — это наличие живых организмов. Какие же особенности строения Земли обеспечивают возможности для жизни?

Особенность нашей планеты — атмосфера

Только на Земле есть воздушная атмосфера. На Марсе и Венере, например, атмосфера состоит в основном из углекислого газа, дышать таким составом невозможно. Наша же воздушная оболочка служит еще и для защиты всех живых существ от избыточного солнечного излучения и от переохлаждения, уменьшая колебания температур в течение суток и в течение года. Именно из-за защитных свойств атмосферы экологи обеспокоены разрушением озонового слоя. Еще атмосфера помогает сгорать падающим небольшим метеоритам, поэтому они практически не опасны для живых существ.

Особенность нашей планеты — вода

Само вещество Н2О было найдено:

• на Венере, но только в форме пара;
• на Луне — в виде льда;
• на спутниках других планет также предполагают наличие ледяных кристаллов.

Но вода в жидком состоянии, да еще и в таком огромном количестве, есть только на Земле. Вода является еще одним фактором, обеспечивающим жизнь. Ведь обмен веществ любого существа (бактерии, гриба, растения, животного) устроен так, что вода принимает в нем непосредственное участие. Человек, например, без воды не сможет просуществовать и нескольких дней.

Особенность нашей планеты — ее расположение

Находясь в списке планет на третьем месте по расстоянию от Солнца, Земля выгодно отличается от своих соседей. Не слишком близкое и не слишком далекое расположение делает климат планеты мягким.

Итак, жизнь на Земле обусловлена несколькими факторами. Если изменить хотя бы один из них, Земля станет необитаемой.

Уникальная планета — Земля

Какие особенности строения нашей планеты отличают её от других планет Солнечной системы?

Наша Земля прекрасна. Космонавты говорят, что из космоса она выглядит как драгоценный камень. Но главная особенность Земли, её уникальность состоит в том, что только на ней из всех планет Солнечной системы есть жизнь. Почему же возможна жизнь на Земле?

Вы уже знаете, что наша планета — третья из ближайших к Солнцу. Её орбита удалена от Солнца в среднем на 150 млн км. На долю Земли приходится совсем небольшая часть солнечного света и тепла. Но этого количества достаточно для поддержания жизни. Именно такое, не большее и не меньшее, расстояние от Солнца до Земли позволяет нашей планете не перегреваться и не замерзать. Вспомните, какая жара царит на Меркурии и Венере и какой холод — на Марсе и более далёких планетах, и вы убедитесь, что температура на Земле наиболее благоприятна для жизни.

При этом вращение Земли вокруг своей оси обеспечивает смену света и темноты каждые 24 часа. Это позволяет земной поверхности прогреваться достаточно равномерно. Если бы Земля вращалась медленнее, то, вероятно, на одной её части была бы невероятная жара, а на другой — ужасный холод.

Только Земля обладает огромными запасами воды. А ведь это удивительное вещество. Оно входит в состав всех живых организмов, выполняя самую разнообразную работу. Например, входя в состав крови человека и животных, сока растений, вода обеспечивает перемещение различных веществ по организму. Необходимая для жизни вода перемещается в результате постоянного круговорота. Каждую секунду миллионы кубометров воды превращаются в пар. Поднимаясь в воздух, они образуют облака, которые вместе с воздушными потоками перемещаются на сотни километров, перенося с собой живительную влагу.

Наша планета обладает атмосферой, которая отличается от атмосферы других планет. Воздушная оболочка Земли очень важна для сохранения и поддержания жизни. В ней содержатся кислород, которым дышат живые существа, и углекислый газ, необходимый для питания растений. К тому же в атмосфере есть озон, разновидность кислорода. Он образует особый озоновый слой, который задерживает опасное для организмов излучение из космоса. Кроме того, атмосфера, как одеяло, защищает Землю от сильного охлаждения в ночные часы. Она предохраняет Землю и от метеоритов. Большинство из них, попадая в неё, сгорают.

Только Земля имеет почву — верхний плодородный слой земли. Почва содержит вещества, необходимые для роста и развития растений. Зелёные растения поглощают минеральные вещества и воду из почвы, углекислый газ из воздуха и при участии солнечного света образуют вещества, необходимые для жизни.

Все эти особенности нашей планеты и делают возможным существование на ней самых разнообразных организмов, в том числе человека.

1. Какие особенности расположения и движения Земли в космическом пространстве делают возможным существование на ней разнообразных живых организмов?
2. Какое значение для живого имеет атмосфера нашей планеты?
3. Что такое озоновый слой? Какова его роль на планете?
4. Какую роль для живого играет вода на планете?
5. Каково значение почвы для жизни на Земле?

Земля — уникальная планета. В настоящее время из всех планет Солнечной системы только на ней обнаружена жизнь. Существованию живого способствует ряд особенностей Земли: определённое расстояние от Солнца, скорость вращения вокруг собственной оси (один оборот за 24 часа), наличие воздушной оболочки (атмосферы) и больших запасов воды, существование почвы. Вода входит в состав всех живых организмов. Воздушная оболочка Земли обеспечивает дыхание живых существ и питание растений, защищает Землю от охлаждения и от метеоритов. Озоновый слой атмосферы задерживает опасное для организмов излучение из космоса. Почва содержит вещества, необходимые для роста и развития растений.

Буду благодарен, если Вы поделитесь этой статьей в социальных сетях: Поиск по сайту:

Планеты земной группы — урок. География, 5 класс.

Планеты земной группы:

• находятся ближе к Солнцу;
• состоят из твёрдого вещества;
• имеют небольшие размеры;
• медленно вращаются вокруг своей оси.

 

Ближе всего к Солнцу находится Меркурий. Заметить Меркурий трудно, так как солнечные лучи мешают его рассмотреть. У Меркурия нет атмосферы. Температура поверхности планеты сильно изменяется: от \(–\)\(170\) °С ночью до \(+430\) °С днём. Спутников Меркурий не имеет.

 

Меркурий намного меньше Земли, по размерам и массе он похож на Луну. Поверхность также сходна с лунной: много кратеров (диаметром до \(200\) км) и гор (высотой до \(4000\) м).

 

Диаметр Меркурия — \(4880\) км. Расстояние от Меркурия до Солнца — \(58\) млн км. Полный оборот вокруг Солнца Меркурий делает за \(88\) земных суток. Сутки на самой маленькой планете земной группы равны \(59\) земных суток.

 

Название планета получила в честь бога Меркурия.

 

Меркурий  — в древнеримской мифологии бог-покровитель торговли, сын бога неба Юпитера. К его атрибутам относятся жезл кадуцей, крылатые шлем и сандалии, а также часто денежный мешочек.

 

Вторая от Солнца планета Солнечной системы — Венера. По размерам Венера сходна с Землёй, поэтому её иногда называют «сестрой планеты Земля».

 

С нашей планеты поверхность Венеры не удаётся рассмотреть из-за плотной атмосферы, которая состоит в основном из углекислого газа. Очень густые облака пропускают мало солнечного света. Атмосфера удерживает тепло, поэтому температура поверхности Венеры больше, чем у Меркурия, она в течение суток достигает \(+470\) °С.

 

На поверхности Венеры есть горы и равнины. Естественных спутников у планеты нет.

 

Год на Венере длится \(225\) земных суток, один оборот вокруг своей оси — \(243\) земных суток. Диаметр Венеры — \(12100\) км, среднее расстояние до Солнца — \(108\) млн км.

 

Планета получила своё название в честь богини Венеры.

 

Венера — в римской мифологии богиня красоты, плодородия и процветания.

 

Земля — третья от Солнца планета. Пятая по размеру среди всех планет Солнечной системы. Она является также крупнейшей по диаметру, массе и плотности среди планет земной группы.

 

Атмосфера Земля состоит из газов, необходимых для развития жизни: азот, кислород, углекислый газ и других.

 

Земля имеет огромное количество воды (более \(70\) % поверхности планеты). Это её отличает от других планет.

 

Год на Земле составляет \(365\) суток. Расстояние от планеты до Солнца — около \(150\) млн км. Диаметр Земли — \(12742\) км.

 

Земля имеет один-единственный спутник — Луну.

 

Марс — четвёртая планета от Солнца. Поверхность Марса можно наблюдать с помощью любительских телескопов. Марс отличается от других планет красно-бурым цветом. Снимки, полученные с космических аппаратов, говорят о том, что поверхность планеты является безжизненной пустыней, которая покрыта песком и камнями. Красноватый цвет Марса объясняется железом, которым очень богат грунт планеты.

 

Земля в \(2\) раза больше Марса в диаметре и в \(10\) раз больше по массе.

 

Температура планеты изменяется от \(–\)\(130\) °С до \(+15\) °С. На полюсах Марса существуют ледяные шапки. Учёные считают, что раньше на планете была вода, так как на её поверхности видны высохшие русла рек.

 

Атмосфера Марса очень разрежена, она состоит в основном из углекислого газа.

 

Фобос и Деймос

 

Марс имеет два спутника — Фобос («Страх») и Деймос («Ужас»).

 

Год на Марсе длится \(687\) земных суток, оборот около своей оси планета делает примерно за \(24\) часа. Расстояние до Солнца — \(228\) млн км, диаметр планеты — \(6790\) км.

 

Марс — бог войны в римской мифологии.

Что делает Землю особенной по сравнению с другими планетами

Земля — ​​особенная планета.

Здесь жидкая вода, тектоника плит и атмосфера, защищающая его от наихудших солнечных лучей. Но многие ученые согласны с тем, что самой особенной особенностью нашей планеты могут быть только мы.

«Это единственная известная нам планета, на которой есть жизнь», — сказал Алан Босс, теоретик образования планет из Института Карнеги в Вашингтоне, округ Колумбия.

Хотя другие тела в нашей солнечной системе, такие как спутник Сатурна Титан Кажется, что когда-то они могли быть гостеприимны для какой-то формы жизни, и у ученых все еще есть надежда в конечном итоге выкопать микробы под поверхностью Марса, Земля по-прежнему является единственным известным миром, поддерживающим жизнь.

«Пока что мы не нашли его больше нигде», — сказал Алекс Вольщан из Университета штата Пенсильвания, который открыл первые планеты за пределами нашей Солнечной системы. Он согласился с тем, что жизнь была самой впечатляющей характеристикой Земли.

Ничего из этого не является откровением, но понимание того, что особенного в Земле, имеет решающее значение для поиска других планет и предсказания того, какими они могут быть.

Тот факт, что на Земле есть не только жизнь, но и разумная жизнь, делает ее вдвойне уникальной.По словам Грегори Лафлина, астрофизика и исследователя планет из Калифорнийского университета в Санта-Крузе, разумная жизнь планеты (человечество) даже разработало ракеты, которые позволяют путешествовать за пределы планеты.

«За последние полвека планета Земля собрала вместе крошечные кусочки металла в своей коре и бросила эти изящно сконструированные объекты на все другие планеты Солнечной системы», — сказал Лафлин, добавив, что эти достижения следует считать образцовым признаком нашей планеты.

«С нашей антропоцентрической точки зрения мы естественным образом отделяем себя от планеты, на которой живем, но если принять точку зрения внешнего наблюдателя, то это« планета »(взятая в целом) сделала эти замечательные вещи «, — сказал он SPACE.com .

Водный мир

Для обеспечения жизни, этого самого особенного атрибута, планета Земля имеет ряд идеальных характеристик. Среди планет нашей солнечной системы он уникален тем, что на поверхности находится вода в жидкой форме в количестве, способствующем развитию жизни.

«Самым впечатляющим атрибутом Земли является наличие и количество жидкой воды на ее поверхности», — сказал Джеффри Марси, астроном из Калифорнийского университета в Беркли, который помог открыть десятки внесолнечных планет. По его словам, никто не знает, почему на Земле такое количество воды, которое относительно невелико, учитывая, что количество молекул воды превышает количество молекул силиката в галактике.

«Земля примечательна своим точно подобранным количеством воды, не слишком большим, чтобы покрывать горы, и не настолько маленьким, чтобы это была сухая пустыня, как Марс и Венера, наши« сестринские »планеты», — сказал он.

Планета Златовласки

Земная вода также отличается тем, что так долго оставалась жидкой. Как Земля смогла удержать свои океаны, в то время как на других планетах замерзают или жарятся?

«Необходимо проработать многие детали относительно того, почему Земля является единственной планетой с жидкой водой в нашей солнечной системе, — сказала Диана Валенсия, аспирантка Гарвардского университета в области наук о Земле и планетах. «Конечно, это стало возможным из-за расстояния до Солнца.Планета, находящаяся намного дальше, будет получать слишком много энергии от Солнца, а планета, расположенная слишком далеко, быстро замерзнет ».

« Правильное »расположение нашей планеты в солнечной системе, подобное Златовласке, помогло, как и ее система пластин тектоника — скользящие движения земной коры, которые, как считается, создали высокие горные хребты планеты и стремительно падают глубины океана.

«Тот факт, что у Земли есть тектоника плит, позволяет углеродно-силикатному циклу действовать в геологических временных масштабах», Валенсия сказала.«С помощью углеродно-силикатного цикла уровни углерода в атмосфере регулируются, чтобы поддерживать температуру поверхности около температуры жидкой воды».

Тектоника плит и вода неразрывно связаны. Мало того, что тектоника плит позволяет существовать жидкой воде посредством регулирования температуры, но многие ученые утверждают, что вода способствует возникновению тектоники плит.

«Без воды планета была бы геологически мертвой», — сказал Майк Браун из Калифорнийского технологического института, открывший недавно реклассифицированный «плутоидный» объект по имени Эрида, который находится за Плутоном в нашей солнечной системе.«Вода — это то, что смазывает тектонику плит, что приводит к огромной разнице между континентами и морским дном, большому количеству землетрясений и вулканов, свежему горообразованию. На Венере нет воды, нет тектоники плит, нет глубокого морского дна, нет крутых склонов. горы, никаких континентов, вероятно, несколько землетрясений или вулканов. Гораздо менее интересное с геологической точки зрения место! »

Еще одним «правильным» аспектом Земли является ее размер: если бы она была намного меньше, она не могла бы удерживать нашу драгоценную атмосферу, но намного больше, и это мог бы быть газовый гигант, слишком горячий для жизни.

Присутствие нашей планеты-старшего брата, Юпитера, находящейся дальше в солнечной системе, блокирующей Землю от большей части поступающего мусора, также помогло Земле стать безопасным убежищем для жизни. Юпитер действует как гигантская метла, сметая солнечную систему из мусора? камни маленькие, как машины, и огромные, как луны? который мог уничтожить жизнь одним смертельным ударом. Этот защитный эффект был особенно полезен в первые годы существования Солнечной системы, когда Земля все еще подвергалась ударам, но, по словам ученых, не так сильно, как было бы без Юпитера.

Дружественная луна

Жизнь на Земле также может быть в долгу перед нашим ближайшим небесным соседом, Луной.

Луна Земли стабилизирует вращение нашей планеты, предотвращая резкие движения полюсов, которые могут вызвать массивные изменения климата, которые, по мнению некоторых ученых, могли обречь любой шанс для зарождающейся жизни на формирование или развитие.

Луна также помогает справиться с океанскими приливами, что, по мнению ученых, могло быть идеальным местом для начала эволюции ранних форм жизни и выживания на суше.

Хотя на Земле есть все необходимые ингредиенты для жизни, неясно, могло ли развитие жизни здесь быть единовременной случайностью, или это что-то, что происходит почти везде, при подходящих условиях.

Редкая Земля

Все эти особенности делают Землю особенной среди известных близких и далеких планет.

«Вы все время слышите, насколько Марс похож на Землю, но если бы вас отправили на Марс, вы бы совсем не почувствовали себя там счастливым», — сказал астроном Вашингтонского университета Дон Браунли, автор книги «Редкая Земля» ( Springer, 2003).«Он не похож на Землю. А на Титане, когда приземлился зонд [Гюйгенс], в средствах массовой информации писали о том, насколько он похож на Землю. Он похож на Землю? Это совершенно другое. поверхность. Венера имеет примерно такую ​​же массу [как Земля], почти такое же расстояние от Солнца. Но это совершенно другое место — без океанов, без тектоники плит — и это не то место, где вы бы хотели быть ».

До сих пор мы не видели, чтобы никакая планета за пределами Солнечной системы подходила очень близко к Земле.

Из почти 300 новых миров, увиденных где-то еще в галактике, большинство — «горячие юпитеры»? большие планеты, вращающиеся вокруг своих звезд, на которых вряд ли могут существовать жизнь и жидкая вода.

«Я сомневаюсь, что в нашей галактике у типичных звезд есть планеты, подобные Земле», — сказал Браунли. «Я уверен, что в галактике есть множество планет, которые чем-то похожи на Землю, но идея, что это типичная планета, бессмысленна».

Однако мнение Браунли может быть в меньшинстве.

Не такая уж особенная Земля

По мере совершенствования нашей технологии охоты за планетами многие охотники за планетами надеются найти двойника Земли. Поиски привели ученых к спорам о том, действительно ли Земля такая особенная, как мы думаем.

«За последние 10 лет все было направлено в сторону:« Эй, Солнечная система, которую мы считали уникальной, не уникальна вовсе », — сказал Алан Босс.

Босс и многие другие ученые считают вполне вероятным, что на некоторых из этих бесчисленных других планет существует какая-то форма жизни.

«Конечно, будут и другие планеты, поддерживающие жизнь», — сказал он. «Я думаю, что жизнь на самом деле довольно распространена. Я думаю, мы обнаружим, что в галактике их буквально миллиарды».

Планета Земля: факты о ее орбите, атмосфере и размере

Земля, наш дом, является третьей планетой от Солнца. В то время как ученые продолжают искать подсказки о жизни за пределами Земли, наша родная планета остается единственным местом во Вселенной, где мы когда-либо идентифицировали жизнь.

Земля — ​​пятая по величине планета Солнечной системы.Он меньше четырех газовых гигантов — Юпитер , Сатурн , Уран и Нептун — но больше трех других скалистых планет, Меркурия , Марса и Венеры .

Земля имеет диаметр примерно 8 000 миль (13 000 километров) и круглая, потому что гравитация тянет материю в шар. Но наша родная планета не идеально круглая, скорее, Земля на самом деле представляет собой «сплюснутый сфероид», потому что ее вращение заставляет ее сдавливаться на полюсах и раздуваться на экваторе.

Вода покрывает примерно 71 процент поверхности Земли, при этом большая часть этой воды находится в океанах нашей планеты, а примерно пятая часть атмосферы Земли состоит из кислорода, производимого растениями. Хотя ученые веками изучали нашу планету, за последние десятилетия многое было изучено путем изучения Земли из космоса с использованием спутниковых технологий.

Орбита Земли

Пока Земля вращается вокруг Солнца, планета одновременно вращается по воображаемой линии, называемой осью, которая проходит от Северного полюса к Южному полюсу.Земле требуется 23,934 часа, чтобы совершить оборот вокруг своей оси, и 365,26 дня, чтобы совершить полный оборот вокруг Солнца.

Ось вращения Земли наклонена по отношению к плоскости эклиптики, воображаемой поверхности, проходящей через орбиту планеты вокруг Солнца. Это означает, что северное и южное полушария иногда будут указывать в сторону или от Солнца в зависимости от времени года, и это изменяет количество света, получаемого полушариями, что приводит к смене времен года.

Земля вращается вокруг Солнца в так называемой «зоне Златовласки», где температуры как раз подходят для поддержания жидкой воды на поверхности нашей планеты.Орбита Земли не является идеальным кругом, это скорее овальный эллипс, похожий на орбиты всех других планет в нашей солнечной системе. Наша планета немного ближе к Солнцу в начале января и дальше в июле, хотя эта близость оказывает гораздо меньшее влияние на температуру Земли, чем наклон земной оси.

Статистические данные об орбите Земли согласно NASA :

• Среднее расстояние от Солнца: 92 956 050 миль (149 598 262 км)
• Перигелий (самый близкий подход к Солнцу): 91 402 640 миль (147 098 291 км)
• Самый дальний афелий (149 598 262 км). расстояние от Солнца): 94 509 460 миль (152 098 233 км)
• Продолжительность солнечного дня (однократное вращение вокруг своей оси): 23.934 часа
• Продолжительность года (один оборот вокруг Солнца): 365,26 дня
• Экваториальное наклонение к орбите: 23,4393 градуса

Формирование и эволюция Земли

Ученые считают, что Земля образовалась примерно в то же время, что и Солнце и другие планеты около 4,6 миллиарда лет назад, когда Солнечная система образовалась из гигантского вращающегося облака газа и пыли, известного как солнечная туманность . Когда туманность схлопывалась под действием собственной гравитации, она вращалась быстрее и превращалась в диск.Большая часть материала в этом диске затем потянулась к центру, чтобы сформировать Солнце.

Другие частицы в диске столкнулись и слиплись , образуя все более крупные тела, включая Землю. Ученые считают, что Земля началась как безводных горных пород .

«Считалось, что из-за того, что эти астероиды и кометы летают и сталкиваются с Землей, условия на ранней Земле могли быть адскими», — сказала ранее Space Simone Марчи, планетолог из Юго-западного исследовательского института в Боулдере, штат Колорадо.com.

Однако в последние годы новые анализы минералов, заключенных в древние микроскопические кристаллы, показывают, что жидкая вода уже присутствовала на Земле в течение первых 500 миллионов лет, сказал Марчи.

Радиоактивные материалы в горных породах и увеличивающееся давление глубоко внутри Земли генерировали достаточно тепла, чтобы расплавить внутреннюю часть планеты, в результате чего некоторые химические вещества поднялись на поверхность и образовали воду, а другие превратились в газы атмосферы. Последние данные свидетельствуют о том, что земная кора и океаны, возможно, сформировались в течение примерно 200 миллионов лет после того, как планета сформировалась.

Внутренняя структура

Ядро Земли имеет ширину около 4400 миль (7100 км), немного больше половины диаметра Земли и примерно такого же размера, как Марс в диаметре футов. Самые внешние 1400 миль (2250 км) ядра жидкие, а внутреннее — твердое; он примерно в четыре пятых от размера Луны Земли, а его диаметр составляет около 1600 миль (2600 км). Ядро отвечает за магнитное поле планеты, которое помогает отражать вредные заряженные частицы, вылетающие от Солнца.

Над ядром находится мантия Земли, толщина которой составляет около 2 900 км. Мантия не совсем жесткая, но может медленно течь. Земная кора плавает на мантии так же, как кусок дерева плывет по воде. Медленное движение горных пород в мантии перемещает континенты и вызывает землетрясения, извержения вулканов и образование горных хребтов.

Над мантией у Земли есть два типа коры. Суша континентов состоит в основном из гранита и других легких силикатных минералов, а дно океана состоит в основном из темной плотной вулканической породы, называемой базальтом.Континентальная кора в среднем имеет толщину около 25 миль (40 км), хотя в некоторых областях она может быть тоньше или толще. Океаническая кора обычно имеет толщину всего около 8 км. Вода заполняет низкие участки базальтовой коры, образуя мировые океаны.

Земля становится теплее по направлению к ядру. На дне континентальной коры температуры достигают примерно 1800 градусов по Фаренгейту (1000 градусов по Цельсию), повышаясь примерно на 3 градуса по Фаренгейту (1 градус по Цельсию на км) ниже коры. Геологи считают, что температура внешнего ядра Земли составляет от 6700 до 7800 градусов по Фаренгейту (от 3700 до 4300 градусов по Цельсию), а внутреннее ядро ​​может достигать 12 600 градусов по Фаренгейту (7000 градусов по Цельсию) — горячее, чем поверхность Солнца.

Магнитное поле

Магнитное поле Земли создается токами, протекающими во внешнем ядре Земли. Магнитные полюса всегда находятся в движении, а магнитный полюс North Pole ускоряет свое движение на север до 24 миль (40 км) ежегодно с момента начала отслеживания в 1830-х годах. Скорее всего, через несколько десятилетий он выйдет из Северной Америки и достигнет Сибири.

Магнитное поле Земли меняется и по другим причинам. По данным НАСА, в мире магнитное поле на ослабло на 10 процентов с 19 века.Эти изменения незначительны по сравнению с тем, что магнитное поле Земли происходило в прошлом. Несколько раз каждые миллион лет или около того поле полностью меняется, когда Северный и Южный полюса меняются местами. Магнитному полю может потребоваться от 100 до 3000 лет, чтобы завершить переворот.

По словам Эндрю Робертса, профессора Австралийского национального университета, напряженность магнитного поля Земли уменьшилась примерно на 90 процентов, когда в древнем прошлом произошло инверсное поле. Падение делает планету более уязвимой для солнечных бурь и радиации, которая может нанести значительный ущерб спутникам, а также коммуникационной и электрической инфраструктуре.

«Надеюсь, до такого мероприятия еще далеко, и мы сможем разработать будущие технологии, чтобы избежать огромного ущерба», — говорится в заявлении Робертса.

Когда заряженные частицы от Солнца попадают в магнитное поле Земли, они сталкиваются с молекулами воздуха над магнитными полюсами, заставляя их светиться. Это явление известно как полярных сияний и — северное и южное сияние.

Атмосфера Земли

Атмосфера Земли примерно на 78 процентов состоит из азота и на 21 процент из кислорода, с небольшими количествами воды, аргона, двуокиси углерода и других газов.Нигде больше в Солнечной системе нет атмосферы, наполненной свободным кислородом, который жизненно важен для одной из других уникальных особенностей Земли: жизни.

Воздух окружает Землю и становится тоньше по мере удаления от поверхности. Примерно в 100 милях (160 км) над Землей воздух настолько разрежен, что спутники могут проноситься сквозь атмосферу с небольшим сопротивлением. Тем не менее, следы атмосферы можно найти на высоте 370 миль (600 км) над поверхностью планеты.

Самый нижний слой атмосферы известен как тропосфера, которая постоянно находится в движении, и поэтому у нас есть погода.Солнечный свет нагревает поверхность планеты, заставляя теплый воздух подниматься в тропосферу. Этот воздух расширяется и охлаждается по мере снижения давления воздуха, и поскольку этот холодный воздух более плотный, чем его окружение, он затем опускается и снова нагревается Землей.

Над тропосферой, примерно в 30 милях (48 км) над поверхностью Земли, находится стратосфера. Неподвижный воздух стратосферы содержит озоновый слой, который был создан, когда ультрафиолетовый свет заставил три атома кислорода соединиться в молекулы озона.Озон предотвращает попадание большей части вредного ультрафиолетового излучения солнца на поверхность Земли, где оно может повредить и изменить жизнь.

Водяной пар, углекислый газ и другие газы в атмосфере улавливают солнечное тепло, нагревая Землю. Без этого так называемого «парникового эффекта» Земля, вероятно, была бы слишком холодной для существования жизни, хотя неконтролируемый парниковый эффект привел к адским условиям, которые сейчас наблюдаются на Венере.

Спутники, находящиеся на околоземной орбите, показали, что верхние слои атмосферы фактически расширяются в течение дня и сжимаются ночью из-за нагрева и охлаждения.

Химический состав

Кислород — самый распространенный элемент в горных породах земной коры, составляющий примерно 47 процентов веса всей породы. Вторым по распространенности элементом является кремний , 27 процентов — , за ним следует алюминий , — 8 процентов; железо, на 5 процентов; кальция, на 4 процента; и натрия , калия и магния , примерно по 2 процента каждый.

Ядро Земли состоит в основном из железа и никеля, и потенциально меньшего количества более легких элементов, таких как сера и кислород.Мантия состоит из силикатных пород, богатых железом и магнием. (Комбинация кремния и кислорода известна как кремнезем, а минералы, содержащие кремний, известны как силикатные минералы.)

Луна Земли

Луна Земли Луна имеет ширину 2159 миль (3474 км), примерно одну четвертую диаметра Земли. . На нашей планете одна луна, в то время как у Меркурия и Венеры их нет, а на всех других планетах нашей солнечной системы их две или больше.

Основное объяснение того, как образовалась луна Земли , заключается в том, что гигантский удар выбил сырые ингредиенты для луны с примитивной расплавленной Земли на орбиту.Ученые предположили, что объект, упавший на планету, имел массу примерно 10 процентов от массы Земли, размером с Марс.

Жизнь на Земле

Земля — ​​единственная планета во Вселенной, на которой, как известно, есть жизнь. Планета может похвастаться несколькими миллионами видов жизни, обитающих в средах обитания от дна глубочайшего океана до нескольких миль в атмосфере. И ученые считают, что еще предстоит открыть гораздо больше видов.

Исследователи подозревают, что другие кандидаты на место обитания жизни в нашей солнечной системе — такие как спутник Сатурна Титан или спутник Юпитера Европа — могут служить домом для примитивных живых существ.Ученым еще предстоит точно определить, как наши первобытные предки впервые появились на Земле. Одно из решений предполагает, что жизнь сначала развивалась на соседней планете Марс, которая когда-то была обитаемой, а затем отправилась на Землю на метеоритах , брошенных с Красной планеты в результате ударов других космических камней.

«Тем не менее, нам повезло, что мы оказались здесь, поскольку, безусловно, Земля была лучшей из двух планет для поддержания жизни», — сказал Space биохимик Стивен Беннер из Института науки и технологий Вестхаймера во Флориде.com. «Если бы наши гипотетические марсианские предки остались на Марсе, возможно, не было бы ничего, о чем можно было бы рассказать».

Дополнительная литература:

Эта история была обновлена ​​10 октября 2018 г. участником Space.com Нолой Тейлор Редд.

Что другие планеты могут рассказать нам о Земле

Составное изображение показывает Землю с точки зрения космического корабля, находящегося на орбите вокруг Луны нашей планеты в октябре 2015 г. (Изображение предоставлено НАСА / Годдард / Государственный университет Аризоны)

Иногда нужно выйти из дома, чтобы понять это.По мнению геолога-планетолога Матье Лапотра из Стэнфорда, «дом» охватывает всю Землю.

«Мы не только смотрим на другие планеты, чтобы знать, что там снаружи. Это также способ узнать о планете, которая находится у нас под ногами », — сказал Лапотр, доцент геологических наук в Школе наук о Земле, энергии и окружающей среде (Стэнфордский университет Земли).

Со времен Галилея ученые стремились понять другие планетные тела через призму Земли. Совсем недавно исследователи признали исследование планет улицей с двусторонним движением.Например, исследования космоса помогли объяснить аспекты климата и физику ядерной зимы. Однако откровения не пронизывают все области геонаук в равной степени. Попытки объяснить процессы ближе к Земле — на поверхности Земли и глубоко в ее чреве — только начинают приносить пользу из знаний, собранных в космосе.

Теперь, когда телескопы становятся все более мощными, исследования экзопланет становятся все более сложными, а планетарные миссии дают новые данные, есть потенциал для гораздо более широких воздействий на науки о Земле, как отмечает Лапотр и его соавторы из Университета штата Аризона, Гарвардского университета, Университета Райса, Стэнфорда и США. Йельский университет утверждает в журнале Nature Reviews Earth & Environment .

«Множество и разнообразие планетных тел внутри и за пределами нашей Солнечной системы, — пишут они в статье, опубликованной 2 марта, — могут быть ключом к разгадке фундаментальных загадок Земли».

В ближайшие годы исследования этих тел вполне могут изменить то, как мы думаем о нашем месте во Вселенной.

«Иногда, исследуя другую планету, вы делаете наблюдение, которое бросает вызов вашему пониманию геологических процессов и заставляет пересмотреть свои модели.”

—Матье Лапотр

Доцент геологических наук, Стэнфордский университет Земли

Инопланетные формы

Наблюдения с Марса уже изменили представление ученых о физике осадочных процессов на Земле. Один из примеров имел место, когда марсоход НАСА Curiosity пересек дюнное поле на красной планете в 2015 году.

«Мы увидели большие песчаные дюны и маленькие волны дециметрового масштаба, подобные тем, которые мы видим на Земле», — сказал Лапотр, который работал в миссии в качестве аспиранта в Калифорнийском технологическом институте в Пасадене, Калифорния.«Но был также третий тип пласта, или ряби, которого не существует на Земле. Мы не могли объяснить, как и почему эта форма существует на Марсе ».

Странные узоры побудили ученых пересмотреть свои модели и изобрести новые, что в конечном итоге привело к открытию связи между размером ряби и плотностью воды или другой жидкости, которая ее создала. «Используя эти модели, разработанные для окружающей среды Марса, теперь мы можем посмотреть на старую скалу на Земле, измерить рябь на ней, а затем сделать выводы о том, насколько холодной или соленой была вода в момент образования скалы», — сказал Лапотр, « потому что и температура, и соль влияют на плотность жидкости.”

Этот подход применим ко всем наукам о Земле. «Иногда, исследуя другую планету, вы делаете наблюдение, которое бросает вызов вашему пониманию геологических процессов и заставляет пересмотреть свои модели», — объяснил Лапотр.

Рябь, образованная ветром на вершине песчаной дюны в кратере Гейла на Марсе, предлагает аналог для понимания условий, которые создавали древнюю рябь и дюны на Земле. (Изображение предоставлено NASA / JPL-Caltech / MSSS)

Планеты как эксперименты

Другие планетные тела также могут помочь показать, насколько часто во Вселенной встречаются земные тела и что именно отличает Землю от средней планеты.

«Изучая различные результаты, которые мы наблюдаем на других планетных телах, и понимая переменные, которые формируют каждую планету, мы можем узнать больше о том, как что-то могло происходить на Земле в прошлом», — поясняет соавтор Соня Тико-Шанц. профессор геофизики Стэнфордского университета Земли, чьи исследования сосредоточены на палеомагнетизме.

В отличие от Земли, у Венеры в основном сплошная крышка, на ее поверхности нет воды и очень сухая атмосфера. (Изображение предоставлено НАСА / Лаборатория реактивного движения)

Подумайте, — предложила она, — как исследования Венеры и Земли помогли ученым лучше понять тектонику плит.«Венера и Земля примерно одинакового размера и, вероятно, образовались в довольно похожих условиях», — сказал Тико-Шанц. Но в то время как на Земле движутся тектонические плиты и много воды, у Венеры в основном твердая крышка, на ее поверхности нет воды и очень сухая атмосфера.

«Время от времени на Венере происходят какие-то катастрофические разрушения и возрождение большей части мира, — сказал Тико-Шанц, — но мы не видим этой непрерывной устойчивой тектонической среды, которая есть на Земле.”

Ученые все больше убеждаются в том, что вода может во многом объяснить разницу. «Мы знаем, что субдукция тектонических плит приводит к опусканию воды на Землю», — сказал Тико-Шанц. «Эта вода помогает смазывать верхнюю мантию и способствует возникновению конвекции, что способствует развитию тектоники плит».

Этот подход — использование планетных тел в качестве грандиозных экспериментов — можно применить, чтобы ответить на другие вопросы о том, как работает Земля. «Представьте, что вы хотите увидеть, как гравитация может повлиять на определенные процессы», — сказал Лапотр.«Путешествие на другие планеты может позволить вам провести эксперимент, в котором вы сможете наблюдать, что происходит при более низкой или более высокой гравитации — то, что невозможно сделать на Земле».

Основной парадокс

Исследования по измерению магнетизма в древних породах показывают, что магнитное поле Земли было активным по крайней мере 3,5 миллиарда лет. Но охлаждение и кристаллизация внутреннего ядра, которое, по мнению ученых, поддерживает сегодня магнитное поле Земли, началось менее 1,5 миллиарда лет назад. Этот двухмиллиардный промежуток времени, известный как новый парадокс ядра, заставил исследователей ломать голову над тем, как земная динамо-машина могла возникнуть так рано и сохраняться так долго.

Ответы могут лежать в других мирах.

«В нашем кругу ближайших соседей — Луна, Марс, Венера — мы единственная планета с магнитным полем, которое было сильным с самого начала и остается активным сегодня», — сказал Лапотр. Но экзопланеты размером с Юпитер, вращающиеся близко к своей звезде, были идентифицированы с помощью магнитных полей, и вскоре может появиться техническая возможность обнаружить подобные поля на меньших каменистых планетах, подобных Земле. Такие открытия помогли бы прояснить, является ли долгоживущее динамо Земли статистической аномалией во Вселенной, запуск которой потребовал некоторых особых обстоятельств.

В конечном счете, загадка происхождения и двигателя динамо-машины Земли — это загадка того, что создает и поддерживает условия для жизни. Магнитное поле Земли необходимо для ее обитаемости, поскольку оно защищает ее от опасных солнечных ветров, которые могут лишить планету воды и атмосферы. «Отчасти поэтому Марс — такая сухая пустыня по сравнению с Землей», — сказал Тико-Шанц. «Марс начал обезвоживаться, когда исчезло его магнитное поле».

Ночной вид силовых линий магнитного поля при моделировании экзопланеты «горячий Юпитер».Подобные симуляции помогают исследователям лучше понять внутреннюю динамику этих планет и узнать больше о том, как они могли образоваться. Пурпурный цвет указывает на магнитные поля с положительной полярностью, а синий указывает на поля с отрицательной полярностью. (Изображение предоставлено Тамара Роджерс, Джесс Вризема, Университет Аризоны)

Земля вечно изменяющаяся

Во многом побуждение заглянуть далеко за пределы Земли при попытке расшифровать ее внутреннее устройство связано с беспокойной природой нашей планеты. Во многих случаях в 4.Земля существовала 5 миллиардов лет и совсем не походила на сине-зеленый мрамор, которым она является сегодня.

«Мы пытаемся подойти к моменту, когда мы сможем охарактеризовать планеты, похожие на Землю, и, надеюсь, когда-нибудь найдем жизнь на одной из них», — сказала соавтор Лора Шефер, планетолог из Стэнфордского университета Земли, изучающая экзопланеты. . Скорее всего, это будет что-то большее, чем бактерии, а не инопланетяне, сказала она.

«Было бы замечательно иметь еще один пример жизни где угодно», — сказал Шефер.Это также поможет пролить свет на то, что происходило на Земле за миллиарды лет до того, как кислород стал изобильным, и благодаря процессам и петлям обратной связи, которые остаются непрозрачными, возникла сложная жизнь.

«Нам не хватает информации о различных средах, существовавших на поверхности Земли в тот период времени», — пояснил Шефер. Тектоника плит постоянно перерабатывает горные породы с поверхности, погружая их в огненные внутренности планеты, в то время как вода плещется вокруг океанов, падает с дождевых облаков, висит в воздухе и скользит в реках и ручьях, как правило, изменяет геохимию оставшихся горных пород и минералов. у поверхности.

Из-за очень живой природы Земли она не является архивом свидетельств жизни и ее воздействий. Другие планетные тела — некоторые из них еще мертвые и высохшие, другие каким-то образом сродни древней Земле — могут оказаться более подходящими для этой задачи.

Это одна из причин, почему ученые были так взволнованы, обнаружив в 2019 году, что образец горной породы, собранный астронавтами Аполлона-14 в 1971 году, на самом деле может содержать минералы, которые взлетели с Земли в виде метеорита миллиарды лет назад. «На Луне нет тектоники плит или водного выветривания», — сказал Лапотр.«Итак, этот кусок скалы оставался нетронутым последние несколько миллиардов лет и ждал, когда мы его найдем».

Конечно, планетологи не ожидают найти много древних земных капсул времени, сохранившихся в космосе. Но продолжающееся исследование других миров в нашей солнечной системе и за ее пределами может в конечном итоге дать небольшую статистическую выборку планет с жизнью на них — не точные копии систем Земли, но тем не менее систем, в которых взаимодействие между жизнью и атмосферой может стать более четким.

«Они не будут находиться на той же стадии жизни, что и мы сегодня на Земле, и поэтому мы сможем узнать, как планеты и жизнь развиваются вместе», — сказал Шефер. «Это было бы довольно революционно».

Планетарные размеры и сравнение расстояний

1. Просмотрите порядок и относительные размеры планет в нашей солнечной системе.
Покажите иллюстрацию НАСА: все размеры планет. Попросите учащихся указать местонахождение Земли. Затем предложите им определить все планеты, расположенные снаружи от Солнца (слева направо): внутренние планеты Меркурий, Венера, Земля, Марс; внешние планеты Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон.Напомните студентам, что Плутон больше не считается планетой в нашей солнечной системе; в 2006 году он был понижен до статуса карликовой планеты. Укажите местоположения пояса астероидов (между Марсом и Юпитером) и пояса Койпера (после Плутона), если они были включены в эту иллюстрацию. Объясните студентам, что на рисунке показаны планеты в относительном размере. Спросите: Что, по вашему мнению, означает относительный размер? Сообщите учащимся, что картинки показывают, насколько велики планеты по сравнению друг с другом и с Солнцем.Спросите: Какая планета самая маленькая? (Меркурий) Какой самый большой? (Юпитер)

2. Попросите учащихся собрать данные и сравнить размеры планет.
Разделите учащихся на небольшие группы. Раздайте по одной копии таблицы «Сравнение планетарных размеров» каждой группе. Попросите группы использовать интерактивное «Сравнение размеров планет» для поиска и записи данных о диаметрах и соотношениях планет. Спросите:

• Что вы заметили в размере планет? (Возможный ответ: внутренние скалистые планеты меньше внешних газовых планет.)
• Как вы думаете, сравниваются размеры планет? (Возможный ответ: существует большая разница в размерах планет. Некоторые из них довольно маленькие, а другие очень большие.)
• Легко ли смоделировать размеры планеты? Почему или почему нет? (Возможный ответ: нет, из-за большой разницы в размерах.)
• Как мы можем моделировать различия? Какие предметы повседневного обихода могут представлять планеты и солнце? (Возможные ответы: горошек / пляжный мяч; песчинки / апельсин)

Предложите учащимся обсудить ответы в своих небольших группах.Затем соберитесь вместе с классом, чтобы обсудить идеи студентов.

3. Постройте фон об астрономической единице (AU).
Объясните студентам, что астрономическая единица или AU — это упрощенное число, используемое для описания расстояния планеты от Солнца. Это единица длины, равная среднему расстоянию от Земли до Солнца, примерно 149 600 000 километров (92 957 000 миль). Только Земля может быть отнесена к AU 1. Планеты, расположенные дальше, будут иметь AU больше 1; планеты, расположенные ближе, будут иметь а.е. меньше 1.Спросите: Как вы думаете, почему ученые считают полезным использовать астрономические единицы? (Возможный ответ: расстояния в солнечной системе очень велики. Использование AU помогает сохранять числа управляемыми или меньшими, поэтому мы можем легко вычислять очень большие расстояния.) Какие проблемы возникают при использовании километров или миль вместо этого? (Возможный ответ: использование километров или миль затруднит вычисления и может привести к ошибкам в измерениях, необходимых для точной отправки зонда или посадочного модуля на другую планету.) Объясните учащимся, что астрономическая единица позволяет выражать и соотносить расстояния до объектов в солнечной системе, а также выполнять астрономические вычисления. Например, утверждение, что планета Юпитер находится на расстоянии 5,2 а.е. (5,2 земных расстояния) от Солнца, а Плутон — почти 40 а.е., позволяет вам легче сравнивать расстояния всех трех тел.

4. Начните заниматься моделированием.
Скажите студентам, что они собираются заменить планеты и планетарные объекты, чтобы создать модель относительных размеров планет и относительных расстояний.Покажите иллюстрацию НАСА: Насколько велико Солнце? чтобы дать учащимся представление об относительных размерах планет по сравнению с обычным предметом, таким как баскетбольный мяч. Убедитесь, что учащиеся понимают, что расстояния между планетами очень большие по сравнению с размерами каждой планеты. Это чрезвычайно затрудняет создание точного масштаба нашей Солнечной системы, поэтому в этом упражнении мы сосредоточимся на сравнении расстояний.

5. Попросите группы создать модели относительных планетарных расстояний.
Разделите учащихся на группы по 9, 10 или 11 человек, в зависимости от размера класса.(Если 9, один ученик представляет солнце, а остальные ученики представляют 8 планет; если 10, солнце, планеты и пояс астероидов; если 11, солнце, планеты, пояс астероидов и пояса Койпера) Отведите учеников на большую территорию , например спортзал или пустая автостоянка. Каждой группе потребуется достаточно места, чтобы разложиться и создать свою модель в следующем масштабе, каждый шаг которого составляет примерно 1 метр (примерно 3,28 фута):

• Солнце: стоит на краю площади
• Меркурий = 1 шаг от Солнца
• Венера = 2 шага от Солнца
• Земля = 2.5 шагов от солнца
• Марс = 4 шага от Солнца
• Пояс астероидов = 8 шагов от солнца
• Юпитер = 13 шагов от Солнца
• Сатурн = 24 шага от Солнца
• Уран = 49 шагов от солнца
• Нептун = 76 шагов от солнца
• пояс Койпера = 100 шагов от солнца

Подчеркните, что в этом масштабе Солнце будет меньше 1,3 сантиметра (0,5 дюйма) в диаметре. Попросите учащихся описать, что они замечают в отношении планетных расстояний от модели.При необходимости позвольте одному ученику из каждой группы поставить предмет на свое место и обойти модель своей группы, чтобы сделать наблюдения.

6. Предложите учащимся установить математическую связь.
Раздайте копии рабочего листа «Выход за пределы Солнечной системы» среди каждой группы. Попросите учащихся пересчитать количество шагов для орбиты каждой планеты в зависимости от размера доступной области. Используйте предоставленный ключ ответа, чтобы проверить работу групп. Затем попросите учащихся воссоздать модель.

атмосфера | Определение, слои и факты

Атмосфера , газовая и аэрозольная оболочка, которая простирается от океана, суши и покрытой льдом поверхности планеты в космос.Плотность атмосферы уменьшается наружу, потому что гравитационное притяжение планеты, которое притягивает газы и аэрозоли (микроскопические взвешенные частицы пыли, сажи, дыма или химикатов) внутрь, наиболее близко к поверхности. Атмосферы некоторых планетных тел, таких как Меркурий, практически отсутствуют, поскольку изначальная атмосфера избежала относительно низкого гравитационного притяжения планеты и была выпущена в космос. Другие планеты, такие как Венера, Земля, Марс и внешние планеты-гиганты Солнечной системы, сохранили атмосферу.Кроме того, атмосфера Земли может содержать воду в каждой из трех фаз (твердой, жидкой и газовой), что имеет важное значение для развития жизни на планете.

перистые перистые облака над провинциальным парком плотины Пинава

Атмосферы планет солнечной системы состоят из различных газов, твердых частиц и жидкостей. Они также являются динамическими местами, которые перераспределяют тепло и другие формы энергии. На Земле атмосфера обеспечивает жизненно важные ингредиенты.Здесь перистые перистые облака плывут по глубокому синему небу над провинциальным парком Пинава-Дам, недалеко от Пинавы, Манитоба, Канада.

© Кушниров Авраам / Dreamstime.com

Британская викторина

Какая сегодня погода? Факт или вымысел

Улучшите свою светскую беседу, узнав, что на самом деле происходит с погодой, и узнайте то, что вы уже знаете, с помощью этой викторины.

Эволюция современной атмосферы Земли до конца не изучена. Считается, что нынешняя атмосфера возникла в результате постепенного высвобождения газов как изнутри планеты, так и в результате метаболической активности форм жизни, в отличие от изначальной атмосферы, которая образовалась за счет выделения газов во время первоначального формирования планеты. . Текущие выбросы вулканических газов включают водяной пар (H ₂ O), диоксид углерода (CO ₂ ), диоксид серы (SO ₂ ), сероводород (H ₂ S), оксид углерода (CO), хлор. (Cl), фтор (F) и двухатомный азот (N ₂ ; состоящий из двух атомов в одной молекуле), а также следы других веществ.Примерно 85 процентов вулканических выбросов происходит в виде водяного пара. Напротив, диоксид углерода составляет около 10 процентов сточных вод.

Во время ранней эволюции атмосферы на Земле вода должна была существовать в жидком виде, поскольку океаны существуют не менее трех миллиардов лет. Учитывая, что солнечная энергия четыре миллиарда лет назад составляла всего около 60 процентов от сегодняшней, должны были присутствовать повышенные уровни углекислого газа и, возможно, аммиака (NH ₃ ), чтобы замедлить потерю инфракрасного излучения в космосе.Первоначальные формы жизни, которые развивались в этой среде, должны были быть анаэробными (то есть выжившими в отсутствие кислорода). Вдобавок они должны были противостоять биологически разрушительному ультрафиолетовому излучению солнечного света, которое не поглощалось слоем озона, как сейчас.

Когда организмы развили способность к фотосинтезу, кислород стал производиться в больших количествах. Накопление кислорода в атмосфере также способствовало развитию озонового слоя, поскольку молекулы O ₂ диссоциировали на одноатомный кислород (O; состоящий из отдельных атомов кислорода) и рекомбинировали с другими молекулами O ₂ с образованием трехатомных молекул озона ( О ₃ ).Способность к фотосинтезу возникла у примитивных форм растений от двух до трех миллиардов лет назад. До эволюции фотосинтезирующих организмов кислород производился в ограниченных количествах как побочный продукт разложения водяного пара ультрафиолетовым излучением.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Узнайте, сколько азота, кислорода, водяного пара, углекислого газа и других элементов составляет воздух Земли.

Атмосфера Земли представляет собой смесь азота, кислорода, водяного пара, углекислого газа и нескольких других второстепенных компонентов.

Encyclopædia Britannica, Inc. Посмотреть все видео к этой статье

В настоящее время молекулярный состав атмосферы Земли состоит из двухатомного азота (N ₂ ), 78,08%; двухатомный кислород (O ₂ ), 20,95 процента; аргон (А) 0,93%; вода (H ₂ 0), примерно от 0 до 4 процентов; и диоксид углерода (CO ₂ ) 0,04 процента. Инертные газы, такие как неон (Ne), гелий (He) и криптон (Kr), а также другие составляющие, такие как оксиды азота, соединения серы и соединения озона, встречаются в меньших количествах.

В этой статье дается обзор физических сил, которые управляют атмосферными процессами Земли, структуры атмосферы Земли и приборов, используемых для измерения атмосферы Земли. Для полного описания процессов, которые создали нынешнюю атмосферу на Земле, см. эволюция атмосферы. Для получения информации о долгосрочных условиях атмосферы на поверхности Земли, см. климат. Для описания самых высоких областей атмосферы, где условия в основном определяются наличием заряженных частиц, см. ионосфера и магнитосфера.

Планета Земля: факты и информация

Земля, наша родная планета, — это мир, не похожий ни на один другой. Третья планета от Солнца, Земля — ​​единственное место во вселенной, где подтверждена жизнь.

Земля с радиусом 3959 миль является пятой по величине планетой в нашей солнечной системе и единственной, на поверхности которой наверняка есть жидкая вода. Земля также уникальна с точки зрения названий. Каждая другая планета солнечной системы была названа в честь греческого или римского божества, но в течение как минимум тысячи лет некоторые культуры описывали наш мир, используя германское слово «земля», что означает просто «земля».”

Земля 101

Земля — ​​единственная известная планета, на которой существует жизнь. Узнайте происхождение нашей родной планеты и некоторые ключевые ингредиенты, которые помогают сделать это синее пятнышко в космосе уникальной глобальной экосистемой.

Наш танец вокруг Солнца

Земля обращается вокруг Солнца один раз за 365,25 дня. Поскольку в нашем календарном году всего 365 дней, мы добавляем дополнительный високосный день каждые четыре года, чтобы учесть разницу.

Хотя мы этого не чувствуем, Земля движется по своей орбите со средней скоростью 18.5 миль в секунду. Во время этого кругооборота наша планета находится в среднем на 93 миллиона миль от Солнца, а свету требуется около восьми минут, чтобы пройти это расстояние. Астрономы определяют это расстояние как одну астрономическую единицу (а.е.), меру, которая служит удобным космическим мерилом.

Земля вращается вокруг своей оси каждые 23,9 часа, определяя день и ночь для обитателей поверхности. Эта ось вращения наклонена на 23,4 градуса от плоскости орбиты Земли вокруг Солнца, что дает нам времена года. Какое бы полушарие ни было наклонено ближе к солнцу, оно испытывает лето, а отклоненное полушарие — зимой.Весной и осенью каждое полушарие получает одинаковое количество света. Каждый год в две определенные даты, называемые равноденствиями, оба полушария освещаются одинаково.

Много слоев, много деталей

Около 4,5 миллиарда лет назад гравитация заставила Землю образоваться из газообразного пыльного диска, окружавшего наше молодое Солнце. Со временем внутренняя часть Земли, состоящая в основном из силикатных пород и металлов, разделилась на четыре слоя.

В сердце планеты находится внутреннее ядро, сплошная сфера из железа и никеля, шириной 759 миль и горячей до 9800 градусов по Фаренгейту.Внутреннее ядро ​​окружено внешним ядром — полосой из железа и никеля толщиной 1400 миль. За внешним ядром находится мантия, слой вязкой расплавленной породы толщиной 1800 миль, на котором лежит самый внешний слой Земли, кора. На суше континентальная кора в среднем имеет толщину 19 миль, но океаническая кора, образующая морское дно, тоньше — около трех миль — и плотнее.

Подобно Венере и Марсу, на Земле есть горы, долины и вулканы. Но в отличие от своих скалистых собратьев, почти 70 процентов поверхности Земли покрыто океанами жидкой воды, которые в среднем составляют 2.Глубина 5 миль. Эти водоемы содержат 97 процентов вулканов Земли и срединно-океанический хребет, массивный горный хребет протяженностью более 40 000 миль.

Земная кора и верхняя мантия разделены на массивные плиты, которые медленно трутся друг о друга. Когда эти плиты сталкиваются, разрываются или скользят мимо друг друга, они порождают нашу очень активную геологию. Грохот землетрясений, когда эти плиты зацепляются и скользят мимо друг друга. Многие вулканы образуются, когда кора морского дна врезается в континентальную кору и скользит под ней.Когда плиты континентальной коры сталкиваются, горные хребты, такие как Гималаи, сдвигаются к небу.

Защитные поля и газы

Атмосфера Земли состоит на 78 процентов из азота, на 21 процент из кислорода и на 1 процент из других газов, таких как двуокись углерода, водяной пар и аргон. Подобно теплице, эта газовая оболочка поглощает и сохраняет тепло. В среднем температура поверхности Земли составляет около 57 градусов по Фаренгейту; без нашей атмосферы было бы ноль градусов. За последние два столетия люди добавили в атмосферу достаточно парниковых газов, чтобы повысить среднюю температуру Земли на 1 градус.8 градусов по Фаренгейту. Это дополнительное тепло во многом изменило погодные условия на Земле.

Атмосфера не только питает жизнь на Земле, но и защищает ее: она достаточно толстая, чтобы многие метеориты сгорали до удара от трения, а ее газы, такие как озон, не позволяют повреждающему ДНК ультрафиолетовому свету достигать поверхности. Но несмотря на все то, что делает наша атмосфера, она на удивление тонкая. Девяносто процентов атмосферы Земли находится всего в 10 милях от поверхности планеты.

Силуэт женщины виден на норвежском острове под северным сиянием (северное сияние).

Фотография Гарсии Жюльена, Getty Images

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Мы также пользуемся защитой от магнитного поля Земли, создаваемого вращением нашей планеты и ее железно-никелевым ядром. Это поле в форме капли защищает Землю от высокоэнергетических частиц, падающих на нас с Солнца и из других мест космоса. Но из-за структуры поля некоторые частицы направляются к полюсам Земли и сталкиваются с нашей атмосферой, вызывая полярные сияния — естественный фейерверк, известный как северное сияние.

Космический корабль Земля

Земля — ​​это планета, которую мы можем лучше всего понять в деталях, помогая нам увидеть, как ведут себя другие каменистые планеты, даже те, которые вращаются вокруг далеких звезд. В результате ученые все чаще наблюдают за Землей из космоса. Только у НАСА есть десятки миссий, посвященных разгадке загадок нашей планеты.

В то же время телескопы смотрят наружу, чтобы найти другие Земли. Благодаря таким инструментам, как космический телескоп НАСА Кеплер, астрономы обнаружили более 3800 планет, вращающихся вокруг других звезд, некоторые из которых имеют размер Земли, а некоторые из них вращаются в зонах вокруг своих звезд, температура которых как раз подходит для быть потенциально пригодным для жилья.Другие миссии, такие как транзитный спутник для исследования экзопланет, готовы найти еще больше.

Солнечная система | TheSchoolRun

Земля совершит полный оборот вокруг Солнца за 365 дней. Мы называем продолжительность обращения вокруг Солнца годом, но, чтобы облегчить жизнь, в большинстве лет 365 дней, а в каждом 4-м году — 366 дней. Мы называем год из 366 дней високосным. Дополнительный день — 29 февраля. 2012 год был високосным, а 2016 и 2020 годы будут високосными.

Та же сила, которая удерживает вас на поверхности Земли, чтобы вы не уплыли при прыжке, — вот что заставляет Луну вращаться вокруг Земли, а Землю — вокруг Солнца. Эта сила называется гравитацией , и первым человеком, обнаружившим ее существование, был сэр Исаак Ньютон в 17 веке.

Земля — ​​единственная планета, на которой, как мы знаем, жили растения и животные. На некоторых планетах нет воздуха для дыхания, а на других либо слишком жарко, либо слишком холодно.Некоторые ученые думают, что существа, возможно, жили на Марсе миллионы лет назад, когда Марс был теплее и на нем было больше воздуха — они пытаются найти доказательства, подтверждающие, что это правда.

До 2006 года люди думали, что в Солнечной системе девять планет. Девятой планетой был Плутон, и он даже дальше от Солнца, чем Нептун. Астрономы решили, что Плутон слишком мал, чтобы его можно было назвать планетой, поэтому сейчас планет всего восемь.

Солнце — звезда, огромный шар из очень горячего газа.Температура Солнца составляет около 5500 ° C — оно настолько горячее, что вы можете почувствовать тепло от него на Земле, находящейся за миллионы миль от нас, и увидеть по излучаемому им свету. Солнцу около 4,5 миллиардов лет и просуществует до 10 миллиардов лет.

В Млечном Пути более 100 миллиардов звезд, и есть много разных типов звезд. Наше Солнце относится к типу «желтый карлик». Ученые группируют звезды по размеру и яркости. Некоторые примеры — красные карлики и сверхгиганты.Красный карлик — это звезда размером примерно в половину Солнца и намного менее яркая, чем Солнце. Звезда-сверхгигант примерно в 70 раз больше Солнца и может быть в 100 000 раз ярче.

Ближайшая к Земле звезда после Солнца — Проксима Центури. Это красный карлик, который меньше и холоднее нашего Солнца и излучает намного меньше света. Несмотря на то, что это ближайшая звезда за пределами Солнечной системы, свет от нее слишком слаб, чтобы его можно было увидеть, кроме как в телескоп. Проксима Центури находится в 24 триллионах миль от Земли, и свету требуется четыре года и три месяца, чтобы достичь Земли.

Планеты

Меркурий — это ближайшая к Солнцу планета. Это самая маленькая планета, сделанная из камня. Он настолько близок к Солнцу, что ему требуется всего 88 дней, чтобы завершить свою орбиту, и он намного горячее, чем Земля.

Венера — Венера — следующая планета от Солнца после Меркурия. Он тоже сделан из камня. Как и у Земли, у Венеры есть атмосфера (воздух) вокруг нее, но она намного толще Земли, а Венера постоянно покрыта облаками.Венера — самая горячая планета со средней температурой 460 ° C. Он примерно такого же размера, как Земля. Облет Солнца занимает 225 дней.

Земля — Здесь мы живем! Земля состоит из камня и является единственной планетой, где вода жидкая. Остальные планеты либо слишком горячие, либо слишком холодные. Земля совершает оборот вокруг Солнца за 365 дней.

Марс — Марс немного меньше Земли, но намного дальше. Раньше у него была такая же атмосфера, как у Земли и Венеры, но теперь ее мало.Марс имеет красноватый цвет, и его иногда называют «красной планетой». Марс совершает полный оборот вокруг Солнца за 687 дней, а средняя температура составляет -63 ° C.

Юпитер — Юпитер — самая большая планета в Солнечной системе. Внутри Юпитера можно разместить 1321 Землю. Он сделан из газа и является одним из четырех «газовых гигантов». У Юпитера 66 спутников; один из них, Ганимед, больше Меркурия. Юпитер в пять раз дальше от Солнца, чем Земля, и ему требуется почти 12 лет, чтобы облететь Солнце.

Сатурн — Сатурн известен своими кольцами. Кольца были впервые обнаружены (с помощью телескопа) в 1610 году Галилеем и состоят из огромного количества небольших кусков льда и пыли (в основном льда). Кусочки в кольцах могут быть от миллиметра до нескольких метров в диаметре. Сатурн — вторая по величине планета Солнечной системы и еще один из «газовых гигантов», подобных Юпитеру. Облет Солнца занимает 29,5 лет.

Уран — Уран — еще один из «газовых гигантов».Внутри Урана можно разместить 63 планеты размером с Землю. Уран обращается по орбите вокруг Солнца за 84 года и является самой холодной планетой со средней температурой -220 ° C.

Нептун — Нептун — самая дальняя планета от Солнца. Он в 30 раз дальше от Солнца, чем Земля, и за 165 лет, чтобы облететь его вокруг Солнца. Нептун — последний из четырех «газовых гигантов», он в 58 раз больше Земли.

Слова, которые необходимо знать:

Астероид — Астероиды представляют собой тела из скал и льда в космосе.Миллионы астероидов вращаются вокруг Солнца — между Марсом и Юпитером. Они различаются по размеру от 1 метра до 600 миль в поперечнике.
Атмосфера — слой газа вокруг планеты
Комета — комета представляет собой тело из льда, пыли и кусков камня, которое проходит через космос, оставляя за собой ледяной и пыльный хвост. Комета может достигать 25 миль в поперечнике.
День — время, за которое Земля совершает полный оборот, чтобы получить ночь и день — 24 часа
Галактика — большая группа звезд, вращающихся вокруг центральной точки.
Гравитация — сила, притягивающая луну к планете или планету к звезде
световой год — расстояние, которое свет проходит за один год. 5,9 триллиона миль
Метеор — небольшой кусочек космического мусора размером до валуна
Млечный Путь — галактика, в которой мы живем
Луна — Луна — это меньший объект, вращающийся вокруг планеты. На некоторых планетах много лун. У Земли есть только один, под названием Луна.
Орбита — путь, по которому планета движется вокруг Солнца или по которому луна движется вокруг планеты
Планета — большое тело из камня или газа, которое движется по постоянной орбите вокруг звезды
Падающая звезда — Это не совсем звезда! Падающая звезда — это метеор, который проходит через атмосферу Земли и становится настолько горячим, что светится в ночном небе.
Солнечная система — Солнце и совокупность звезд
Звезда — Звезда представляет собой огромный шар из очень горячих газов, излучающий много света и тепла.