Из чего сделана Земля?

Человек начал изучение Луны и других планет — и тем не менее ему неизвестно точное строение Земли.

Приблизительный ответ на этот вопрос таков: Земля представляет собой огромный шар, или сферу, в основном состоящую из твердых скальных пород. Ядро Земли также твердое, так как внутренние породы находятся под чудовищным давлением.

Рассмотрим все это поподробнее. Поверхность Земли — это земная кора толщиной 18-50 км, состоящая из скальных пород. Ее еще называют «литосфера». Верхняя часть коры — это континенты, а углубления в ней занимают воды морей и океанов, внутренних морей и озер. Вся вода земной поверхности: океанов, озер, рек и всех малых водоемов — называется «гидросфера.

Человек смог изучить только самую верхнюю часть земной коры, поэтому нам трудно сказать, как выглядит Земля изнутри. При бурении скважин и проходке шахт обнаружили, что с увеличением глубины повышается температура. На глубине порядка 3,5 км от поверхности земли температура достаточно высока, чтобы вскипятить воду.

Ученым при изучении внутреннего строения Земли помогло исследование землетрясений. Они полагают, что на большей глубине температура не повышается так быстро, как в земной коре. Поэтому, по их оценкам, температура ядра Земли не превышает 5500° С. Несомненно, это очень высокая температура, так как при температуре 1200° С плавятся скальные породы.

Земная кора состоит из двух слоев. Верхний слой, служащий основанием для континентов, состоит из гранита. Под этим слоем гранита находится очень обширный слой, состоящий из очень твердой породы, которая называется «базальт». Ученые считают, что в центре Земли расположено огромное ядро из расплавленного железа диаметром около 7500 км. Между центральным ядром и земной корой располагается слой толщиной около 3,5 тыс. км, называемый «мантией». В состав мантии предположительно входят породы, наподобие скальных, которые называют «оливины».

Где находится Луна днем?

Очень редко, но мы все же можем увидеть Луну днем. Редко потому, что днем она обычно находится со стороны Земли, противоположной той, на которой мы живем. Иногда она прямо над нами, но увидеть ее почти невозможно, потому что яркий солнечный свет не позволяет нам заметить отраженный блеск Луны.

Рано утром или поздно вечером мы можем видеть одновременно и Луну, и Солнце, так как его свет не ослепляет нас.

Почему нет жизни на других планетах?

Мы до сих пор не уверены, что на других планетах нет жизни в тех или иных формах. Как раз это пытаются выяснить космические исследования. Но мы точно знаем, что для существования жизни нужны определенные условия.

Должна быть необходимая температура. Все живые организмы могут существовать только при определенной, оптимальной температуре. Жизнь не может возникнуть в жаре или в большом холоде. Другое необходимое условие — вода. Всем живым организмам требуется вода. Зеленым растениям еще нужен свет, а также минеральные вещества. Животным требуется источник пищи. Они не могут существовать в местах, где не могут добыть пищу.

Существуют ли все эти необходимые условия для жизни на какой-нибудь другой планете? Основываясь на тех знаниях, которые получены о других планетах, мы можем ответить отрицательно. Давайте посмотрим на примерах.

Венера — самая близкая к Земле планета, она имеет такие же размеры, долгое время их считали планетами-близнецами. Тем не менее Венера окутана плотными облаками из серной кислоты и атмосфера ее состоит из удушающего углекислого газа. Атмосферное давление очень высокое, а температура на поверхности достигает 460 градусов Цельсия — слишком жарко для возникновения жизни.

Атмосфера Марса состоит главным образом из углекислого газа. Но тем не менее температура на планете не поднимается выше —29 градусов Цельсия, а может опускаться до —85 градусов. То небольшое количество воды, которое есть на планете, находится в постоянно замороженном состоянии.

Поэтому очевидно, что на каждой из этих планет нет подходящих условий для жизни. Подобным образом доказано, что вблизи Земли жизни нет ни в какой форме.

Движутся ли другие планеты так же, как земля?

У Земли три вида движения. Она движется вокруг Солнца по твердо установленному пути, который называется орбитой. Время, которое требуется Земле для прохождения этой орбиты, называется годом. Земля также вращается вокруг своей оси. Время, необходимое для этого, называется сутками. Направление оси очень медленно меняется. Это движение называется прецессией. Другие планеты также вращаются вокруг Солнца и вокруг своей оси, но скорость их вращения от­личается от земной.

Земля вращается вокруг Солнца на среднем от него расстоянии в 150 000 000 километров. Для прохождения своей орбиты Земле требуется более 365 дней. Чтобы совершить оборот вокруг своей оси, ей нужно немного меньше 24 часов. А сейчас давайте взглянем на другие планеты. Среднее расстояние Меркурия до Солнца 58 000 000 километров, и ему нужно 88 земных суток, чтобы со­вершить оборот вокруг Солнца. Считают, что Меркурий поворачивается вокруг своей оси за 58—59 суток.

Венера находится на расстоянии 108 000 000 километров от Солнца. Ей нужно 225 суток, чтобы сделать один оборот вокруг него. Венере нужно 243 суток, чтобы повернуться вокруг своей оси, к тому же она вертится совсем в другом направлении. Другими словами, Венера — это планета, вращающаяся с Востока на Запад.

Марсу, отстоящему от Солнца на 228 000 000 километров, нужно 687 суток, чтобы завершить движение по орбите, а вокруг собственной оси он вращается примерно с такой же скоростью, как Земля. Юпитер находится в 789 000 000 километров от Солнца, ему нужно 11,9 лет, чтобы обойти вокруг Солнца, но вокруг своей оси он поворачивается менее чем за 10 часов. Сатурн, находящийся на расстоянии 1 426 000 000 километров от Солнца, требует 29,5 земных лет для прохождения своей орбиты. Но ему нужно только 10 часов, чтобы повернуться вокруг своей оси.

Уран находится в 2 870 000 000 километрах от Солнца и обходит его по орбите за 84 года. Нептун отдален от Солнца на 4 493 000 000 километров. Ему нужно 165 земных лет для прохождения своей орбиты.

Могут ли столкнуться планеты?

Если поднять голову и посмотреть на заполняющие небо планеты и звезды, то может возникнуть вопрос: а не может ли в один прекрасный день произойти столкновение между ними? Но, к счастью, это маловероятно.

Глядя в небо, мы не можем определить, насколько одни звезды и планеты дальше от Земли, чем другие. Чтобы лучше это понять, давайте рассмотрим всю нашу Солнечную систему. Планеты никогда не выходят из зоны притяжения Солнца. Они постоянно движутся по своим орбитам, имеющим не совсем круглую форму. Скорость планет зависит от их расстояния до Солнца.

Представьте, что ваша голова — Солнце, с теми же размерами и с тем же местом в Солнечной системе. В этом случае она является центром нескольких окружностей различного диаметра. Эти окружности и есть орбиты, по которым планеты вращаются вокруг Солнца.

Если ваша голова находится в центре, то тогда вращающийся по ближайшей окружности Меркурий будет находиться в 6 метрах от вас! Размером он будет примерно с точку в конце этого предложения. (Не забывайте, что ваша голова по размеру соответствует Солнцу.) Венера перемещается по окружности на расстоянии в 11,9 метра, и ее размер примерно равен букве «о». На третьей окружности находится наша планета, Земля, и она немного больше Венеры. Это примерно в 16 метрах от вашей головы (на самом деле это расстояние составляет примерно 150 000 000 километ­ров).

На четвертой окружности находится Марс, который немного меньше Земли. От вашей головы это 25 метров. Затем мы переходим к Юпитеру, самой большой планете. По сравнению с вашей головой (Солнцем) он выглядит стеклянным шариком и находится на расстоянии, равном длине футбольного поля! На шестой окружности — Са­турн, 12 мм в диаметре и почти в два раза дальше, чем Юпитер.

Уран, 5 мм в диаметре, находится в два раза дальше Сатурна. Нептун, немного меньше Урана, располагается на половине его расстояния до Солнца. А Плутон, который в два раза меньше Земли,— в 8 раз дальше Юпитера. Поскольку все они неизменно вращаются по своим орбитам вокруг вас, теперь вы можете видеть, почему очень маловероятно, что они когда-нибудь столкнутся.

На чем держится Земной шар?

В древности люди чего только не говорили о Земле! Например, что она похожа на большую лепешку, на толстый блин или гору...

Теперь даже маленькие дети такого не скажут: они знают, что наша планета - шар. Но тут возникает другой вопрос: на чем земной шар держится? Когда люди в древности думали, что Земля напоминает большой толстый блин, они понимали, что без подставки блин держаться не может. Вот и придумали, что блин лежит на спинах слонов, а те стоят на огромной черепахе. Забавная получалась пирамида, причем вся она плавала в океане, не земном, а космическом...

Сейчас в такую сказку никто, конечно, не верит. Ну, а на чем же все-таки держится Земля? Если вы узнаете, что она ни на чем не держится и никаких подставок не имеет, как вы это себе представите?

Вопрос трудный. Поэтому, чтобы докопаться до ответа, начнем с более простого. Как вы думаете, что будет, если ведро с водой перевернуть вверх дном у вас над головой? Наверное, уверены, что вода польется вам на голову. Тогда рискните и проделайте такой цирковой номер. Крепко привяжите к маленькому детскому ведерку ве­ревку и сначала научитесь вращать над головой пустое ведерко, а потом и наполненное водой. Учиться, конечно, лучше где-нибудь во дворе. Можно так натренироваться, что ни одна капля воды из вращающегося ведра не выльется. Но если вы вдруг резко затормозите вращение, то обольетесь с ног до головы. Значит, пока ведро находилось в движении, все было хорошо, но стоило ему остановиться, и вода в, опрокинутом ведре уже не держится.

Примерно то же самое происходит и с Землей. Земной шар действительно ни на чем не держится, а не падает только потому, что быстро, не останавливаясь, движется вокруг Солнца, делая виток за витком, - каждый виток за один год. Конечно, никакой веревкой Земля к Солнцу не привязана. Да веревка здесь и не нужна, потому что и без нее Солнце притягивает к себе Землю и другие планеты. Земля как бы одновременно падает на Солнце и улетает от него, а в результате уже миллиарды лет движется вокруг Солнца, не падая и не улетая...

Если бы Солнце вдруг перестало притягивать Землю, она сразу же унеслась бы куда-нибудь в космическое пространство. А если бы вдруг Земля почему-то останови­лась, она немедленно упала бы на Солнце. Хорошо, что ни того, ни другого не может быть!

Ну а раз Земля ни на секунду не останавливается, а все время летит и летит, то и мы летим с ней.

Земной шар не только движется вокруг Солнца, он еще и вращается вокруг собственной оси. Как волчок, один оборот - одни сутки. Поэтому мы живем как будто бы на карусели, поворачиваясь вокруг своей оси. Земля подставляет Солнцу то одну, то другую стороны. Именно поэтому день сменяется ночью, а потом снова наступает день.

Сколько весит планета Земля?

О том, что Земля имеет не форму шара, как обычно говорят, а на самом деле сплющена на полюсах, можно прочесть в учебнике. А вот сколько она весит?

Впервые массу Земли подсчитал доктор Невил Мэкелин из Пертшира, что в Шотландии, в 1774 году. Весит наша планета (приготовься считать нули!) 5879000000000000000000 тонн.

Но с каждым годом Земля становится все тяжелее: на нее оседает примерно тридцать тысяч тонн космической пыли в год. Совсем запылилась, бедная!

Так как Земля подвешена в космосе, «взвесить» ее — совсем не то же самое, что положить предмет на чашу весов. Когда мы говорим о весе Земли, мы имеем в виду количество вещества, из которого она состоит. Это называется массой.

Сегодня масса Земли — около 5,976 секстиллионов тонн. Чтобы вы могли наглядно себе представить, как выглядит что число, то вот оно: 5 976 000 000 000 000 000 000. Как же ученые подсчитали, что масса Земли именно такая.

Чтобы сделать это, они использовали принцип, основанный на том, что два тела притягиваются друг к другу. От этого зависит сила гравитации. Проще говоря, закон гравитации гласит, что два тела притягиваются друг к другу с силой, которая зависит от их массы и расстояния между ними.

Чем больше предметы, тем значительнее сила, которая притягивает их друг к другу. Чем дальше друг от друга они находятся, тем эта сила меньше.

Чтобы измерить вес Земли, нужно сделать следующее: маленький груз подвесить на нити, затем измерить точное положение этого груза. Потом тонну свинца надо расположить рядом с подвешенным грузом. Между ним и свинцом возникнет притяжение, в результате которого груз чуть-чуть отклоняется в сторону. (В действительности это отклонение составляет меньше чем 0,000 02 мм, то есть вы видите, насколько точным должно быть измерение.)

После этих измерений ученые могут с помощью математики вычислить вес Земли. Они измерили силу земного притяжения по отношению к весу, и измерили силу, с которой тонна свинца притягивает подвешенный груз. Относительная разница может быть вычислена, она и скажет о массе Земли.

Чем же создается эта масса? Сюда входит кора из твердых горных пород, затем слой, называемый мантией, который также представляет собой твердые породы и уходит вглубь на 2880 км, затем идет внутренняя часть — ядро (около 3360 км в радиусе). Ядро жидкое из-за высокой температуры в центре Земли.

Каковы размеры планет?

Планета очень отличается от звезды. Звезда — это огромный шар, состоящий из горячих газов, которые выделяют тепло и свет. Планета — намного меньшее небесное тело, которое светит отраженным светом.

Давайте начнем с планет, ближайших к Солнцу. Первая из них — это Меркурий. Диаметр Меркурия 4640 км — это почти ширина Атлантического океана, то есть это только часть размера Земли.

Следующая планета — Венера. Она почти такого же размера, что и Земля. Ее диаметр 12 160 км, в то время как диаметр Земли 12 660 км. Кстати, известен такой странный факт, что Венера вращается в противоположном направлении, то есть с востока на запад.

Следующая планета — наша Земля, а затем Марс.

Марс светит красноватым светом. Его диаметр 6720 км, что немного больше половины диаметра Земли. Некоторые части его поверхности похожи на лунные пейзажи, с большими кратерами, очевидно образованными упавшими метеоритами, но там также есть и гигантские вулканы и долины, что доказывает возможную геологическую активность планеты.

Юпитер — следующая планета — находится далеко от Солнца. Ему требуется 11,9 лет, чтобы совершить один круг по орбите. Юпитер — самая большая из планет. Его диаметр 141 920 км, почти в 11 раз больше диаметра Земли.

Сатурн, следующий за ним,— тоже гигант. Его диаметр 120 160 км. Это почти в 9 раз больше земного. Сатурн необычен тем, что его окружает группа плоских колец. Эти кольца состоят из миллиардов мельчайших частиц.

Следующая планета, Уран, намного больше, чем Земля. Уран немного наклонен в сторону: его ось наклонена под углом 98° к своей орбите. (Ось Земли наклонена на угол в 23,5°.) Далее идет Нептун — планета с диаметром 48 000 км. И, наконец, последняя из известных планет — Плутон, который, как полагают, имеет диаметр 3000 км.

Он находится так далеко от Солнца, что оно для Плутона — просто яркая звезда на небосклоне.

Почему мы не чувствуем вращения Земли?

Еще несколько столетий назад люди верили, что Земля неподвижна, а Солнце, Луна и звезды вращаются вокруг нее. Легко понять, почему люди так думали. По крайней мере, именно так все выглядело. И никто не мог почувствовать, что Земля вращается. Если Земля вращается, почему предметы не улетают с нее, включая воду в океанах?

Сегодня мы, конечно, знаем, что Земля вращается в двух направлениях. Она движется вокруг Солнца и вращается вокруг собственной оси. Причина того, почему мы не чувствуем этого,— в том, что мы движемся вместе с поверхностью Земли. Нас, как и воду в океанах, на поверхности Земли удерживает гравитация.

Вращение Земли известно нам по многим вещам, которые мы наблюдаем и чувствуем. Именно вращение вызывает смену дня и ночи. Если бы Земля не вращалась, то на стороне, обращенной к Солнцу, всегда был бы день, а противоположная сторона всегда находилась бы в темноте. Но каждая точка Земли в течение 24 часов находится сначала на освещенной стороне, а затем на темной.

Другое важное движение Земли, которое мы не можем «чувствовать», но которое меняет нашу жизнь,— это вращение Земли вокруг Солнца. Именно это движение является причиной смены времен года, а вы знаете, как меняется наша жизнь каждый сезон. Это путешествие вокруг Солнца происходит за 365,25 дня, то есть за год, который является мерилом нашей истории, наших жизней и т.д.

Смена времен года вызвана наклоном земной оси. Он составляет 23,5 градуса по вертикали. Каждый полюс наклонен к Солнцу в течение полугода и отклонен от него в течение второй половины. Поэтому 6 месяцев северная часть Земли получает больше солнечного света и тепла (на ней лето), а в течение других месяцев она получает меньше солнечного света (это более про­хладные времена года).