Контрольная работа по "Естествознание"

Контрольная работа №2

 

1. Планеты Солнечной системы. Система Земля – Луна.

Солнечная система - планетная система, включающая в себя центральную звезду - Солнце - и все естественные космические объекты, обращающиеся вокруг Солнца.

Большая часть массы объектов, связанных  с Солнцем гравитацией, содержится в восьми относительно уединённых планетах, имеющих почти круговые орбиты и располагающихся в пределах почти плоского диска - плоскости эклиптики. Четыре меньшие внутренние планеты: Меркурий, Венера, Земля и Марс (также называемые планетами земной группы), состоят в основном из силикатов и металлов. Четыре внешние планеты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, также называемые газовыми гигантами, в значительной степени состоят из водорода и гелия и намного массивнее, чем планеты земной группы.

Шесть планет из восьми и три карликовые планеты окружены естественными спутниками. Каждая из внешних планет окружена кольцами пыли и других частиц.

Система Земля - Луна. Благодаря наличию спутника, Луны, Землю нередко называют двойной планетой. Этим подчеркивается как общность их происхождения, так и редкостное соотношение масс планеты и ее спутника: Луна всего в 81 раз меньше Земли.

Несмотря на общность происхождения, природа Луны существенно отличается от земной, что определяется ее массой и размерами. Из-за того что сила тяжести на поверхности Луны в 6 раз меньше, чем на поверхности Земли, молекулам газа гораздо легче покинуть Луну. Поэтому наш естественный спутник лишен заметной атмосферы и гидросферы.

Отсутствие атмосферы и медленное  вращение вокруг оси (сутки на Луне равны земному месяцу) приводят к  тому, что в течение дня поверхность Луны нагревается до 120°C, а ночью остывает до -170°C. Из-за отсутствия атмосферы лунная поверхность подвержена постоянной «бомбардировке» метеоритами и более мелкими микрометеоритами, которые падают на нее с космическими скоростями (десятки километров в секунду). В результате вся Луна покрыта слоем мелкораздробленного вещества - реголита. Как описывают американские астронавты, побывавшие на Луне, и как показывают снимки следов луноходов, по своим физико-механическим свойствам (размеры частиц, прочность и т.п.) реголит похож на мокрый песок.

При падении на поверхность Луны крупных тел образуются кратеры  размером до 200 км в диаметре. Кратеры метрового и даже сантиметрового диаметра хорошо видны на панорамах лунной поверхности, полученных с космических аппаратов.

В лабораторных условиях детально исследованы  образцы пород, которые похожи по своему составу на земные породы типа базальтов, норитов и анортозитов. Набор минералов в лунных породах беднее, чем в земных, но богаче, чем в метеоритах. На нашем спутнике нет и не было ни гидросферы, ни атмосферы такого состава, как на Земле. Поэтому там отсутствуют минералы, которые могут образовываться в водной среде и при наличии свободного кислорода. Лунные породы по сравнению с земными обеднены летучими элементами, но отличаются повышенным содержанием оксидов железа и алюминия, а в некоторых случаях титана, калия, редкоземельных элементов и фосфора. Никаких признаков жизни даже в виде микроорганизмов или органических соединений на Луне не обнаружено.

Светлые области Луны - «материки» и более темные - «моря» отличаются не только по внешнему виду, но также по рельефу, геологической истории и химическому составу покрывающего их вещества. На более молодой поверхности «морей», покрытой застывшей лавой, кратеров меньше, чем на более древней поверхности «материков». В различных частях Луны заметны такие формы рельефа, как трещины, по которым происходит смещение коры по вертикали и горизонтали. При этом образуются только горы сбросового типа, а складчатых гор, столь типичных для нашей планеты, на Луне нет.

Отсутствие на Луне процессов размывания и выветривания позволяет считать  ее своеобразным геологическим заповедником, где на протяжении миллионов и  миллиардов лет сохраняются все  возникавшие за это время формы  рельефа. Таким образом, изучение Луны дает возможность понять геологические  процессы, происходившие на Земле  в далеком прошлом, от которого на нашей планете не осталось никаких  следов.

Приливы, которые мы наблюдаем  на Земле, происходят большей частью под воздействием Луны, Солнце оказывает  только небольшое воздействие на эти процессы. Приливные процессы являются причиной постепенного удаления Луны от Земли, которое вызвано потерей  углового момента в системе Земля - Луна. Расстояние между Землей и Луной увеличивается на 3,8 метра каждое столетие. Также, эти процессы отвечают за постепенное замедление вращения Земли вокруг своей оси, которое увеличивает продолжительность земных суток на 0.002 секунды в столетие.

Система Земля - Луна некоторыми учеными рассматривается не как система Планета - Спутник, а как двойная планета, поскольку размер и масса Луны достаточно велики. Диаметр Луны равен 3/4 диаметра Земли, а масса Луны составляет 1/81 массы Земли. В результате, вращение системы Земля - Луна происходит не вокруг центра Земли, а вокруг центра масс системы Земля - Луна, который находится на расстоянии 1700 км под поверхностью Земли.

 

 

2. Измерение времени

Все науки возникли для удовлетворения тех или иных потребностей человечества. Наблюдая за расположением и движением небесных светил, люди научились определять свое местоположение на Земле, вести счет больших и малых промежутков времени. Не случайно все единицы времени – сутки, месяц, год и даже неделя – связаны с астрономическими явлениями.

Именно потому, что многие из наблюдаемых на небе явлений отличались строгой периодичностью, они и  были выбраны в качестве единиц для  измерения времени. Причем эти единицы  стали использовать еще тогда, когда  считалось, что небесная сфера со всеми расположенными на ней «неподвижными» звездами совершает за сутки один оборот вокруг Земли, а Солнце, перемещаясь  на фоне звезд, за год один раз обходит  вокруг нее. Луна же движется вокруг Земли  с периодом обращения один месяц.

В XVII в. Николай Коперник предложил гелиоцентрическую систему мира, согласно которой суточное движение светил вызвано вращением Земли вокруг оси, а те изменения, которые происходят на небе в течение года, связаны с обращением нашей планеты вокруг Солнца.

Местное время.

Вращаясь вокруг своей  оси, Земля поворачивается за 1 ч  на 15°. Местное время зависит от географической долготы. Например, в  тот момент, когда в Москве полдень, в пунктах, лежащих на 15° к востоку  от нее, уже 13 ч, а в тех, которые  на те же 15° западнее, еще только 11 ч. В Санкт-Петербурге, который расположен на 8°45 западнее Москвы, полдень наступает на 35 мин позже.

Всемирным временем (UT 0) называют местное время начального (нулевого) меридиана, проходящего через Гринвичскую обсерваторию, которая расположена недалеко от Лондона.

Для того чтобы узнать местное  время в данном пункте (Т м), достаточно знать всемирное время и долготу  этого пункта (λ) относительно начального меридиана:

Т м = UT0 + λ.

Местное время любого пункта равно всемирному времени в этот момент плюс долгота данного пункта от начального меридиана, выраженная в часовой мере.

Из того что Земля за 1 ч поворачивается на 15°, следует: 1°  соответствует 4 мин, а 1 (угловая минута) – 4 с.

Если бы мы пользовались местным временем, то по мере передвижения на запад или восток приходилось  бы непрерывно передвигать стрелки  часов. Возникающие при этом неудобства столь очевидны, что в настоящее  время практически все население  земного шара пользуется поясным  временем.

Поясная система  счета времени была предложена в 1884 г. Согласно этой системе, весь земной шар был разделен по долготе на 24 часовых пояса (по числу часов в сутках), каждый из которых занимает примерно 15°. По сути, счет времени по этой системе ведется только на 24 основных меридианах, отстоящих друг от друга на 15° по долготе. Время на этих меридианах, которые расположены примерно посередине каждого часового пояса, отличается ровно на 1 ч.

Границы часовых поясов не всегда идут строго по меридианам, а  проведены так, как это удобно людям. Москва, например, находится  на границе третьего часового пояса. Если бы формально следовали принятому правилу деления на часовые пояса, то граница пояса разделила бы город на две неравные части. Поэтому нередко границы часовых поясов проводят по административным границам областей или других регионов так, чтобы на всей их территории действовало одно и то же время.

В нашей стране поясное  время было введено с 1 июля 1919 г. В связи с изменениями, происходящими  в социально-экономической жизни, границы часовых поясов неоднократно пересматривались и изменялись.

Местное время основного  меридиана данного пояса называется поясным временем.

Поясное время, которое принято  в конкретном пункте, отличается от всемирного на число часов, равных номеру его часового пояса:

Т = UT 0 + n,

где UT 0 – всемирное время, а n – номер часового пояса.

Линия изменения  даты.

При переезде из одного часового пояса в соседний стрелки часов  нужно передвинуть на 1 ч вперед, если мы движемся на восток, или назад, если - на запад. Среди границ часовых поясов выделена линия изменения даты (линия перемены дат), при пересечении которой, наряду с изменением времени на 1 ч, производится и изменение даты. Она в основном проходит по 180-му меридиану, расположенному между Азией и Америкой.

На корабле, пересекающем линию изменения даты с запада на восток, на следующий день повторяется  то же число, а при пересечении  этой линии в противоположном  направлении 1 сут из счета выбрасываются, т. е. после 3 апреля наступит 5-е.

Календарь.

Календарь, которым мы пользуемся в настоящее время, создан в результате длительных поисков, на протяжении истории  человечества их существовало более 200.

Уже на первом этапе развития цивилизации некоторые народы стали  пользоваться лунными календарями.

В этих календарях чередовались месяцы продолжительностью 29 и 30 сут. Началом месяца всегда считалось новолуние. Но от одного новолуния до следующего проходит примерно 29 1/2 сут - такова периодичность смены фаз Луны, связанная с ее обращением вокруг Земли. При таком календаре продолжительность года из 12 «лунных» месяцев составляет всего 354 дня.

В солнечном календаре за основу берется продолжительность тропического года, т.е. промежуток времени между двумя последовательными прохождениями центра Солнца через точку весеннего равноденствия. Тропический год составляет 365 сут 5 ч 48 мин 46,1 с. Поскольку число суток в году не может быть дробным, во всех календарях условно приняли, что год содержит 365 сут, а каждый четвертый (високосный) год – на 1 сут больше (5 ч 48 мин 46,1 с х 4 г ~ 24 ч).

В Древнем Египте в V тыс. до н. э. был введен календарь, который  был согласован со сменой времен года и состоял из 12 месяцев по 30 дней в каждом и дополнительных 5 дней в конце года. Такой календарь  давал ежегодно отставание в 1/4 сут, или 1 год за 1460 лет.

Непосредственный предшественник современного календаря был разработан в Древнем Риме по приказу императора Юлия Цезаря и потому получил название юлианского календаря.

Год, согласно этому календарю, состоял из 12 месяцев, содержащих 365 или 366 сут. Лишние сутки добавлялись каждые четыре года, такие года получили название високосных.

С учетом високосных лет  продолжительность года по юлианскому календарю отличалась от продолжительности  тропического года всего на 11 мин 14 с, что давало ошибку в 1 сут за 128 лет или 3 сут примерно за 400 лет. Юлианский календарь был принят в качестве христианского в 325 г. н. э., и ко второй половине XVI в. расхождение достигло уже 10 сут.

Для того чтобы исправить  положение дел, папа римский Григорий XIII в 1582 г. ввел так называемый новый стиль - григорианский календарь.

Год по григорианскому календарю  оказывается в среднем на полминуты  длиннее тропического, так что  расхождение за 400 лет составляет всего 2 ч 53 мин, или сутки за 3300 лет.

Решено было, чтобы уменьшить  отличие календарного года от тропического, каждые 400 лет выбрасывать из счета 3 сут путем сокращения числа високосных лет. Простыми, не високосными условились считать все годы столетий, за исключением тех, у которых число столетий делится на 4 без остатка. Високосными считались 1600 г. и закончивший XX в. 2000 г. В то же время 1700, 1800 и 1900 гг. были простыми.

В России новый стиль был  введен только с 1 февраля 1918 г. К этому  времени между ним и старым стилем накопилась разница в 13 дней. Эта разница сохранится до 2100 г., который по старому стилю должен был бы считаться високосным, а  по новому – простым. Различие между  старым и новым стилем обычно указывается, когда мы имеем дело с событиями, относящимися к прошлому. Так, например, мы говорим, что К.Э. Циолковский родился 5(17) сентября 1857 г.

Нумерация лет как по новому, так и по старому стилю ведется от года Рождества Христова. В России новая эра была введена указом Петра I, согласно которому после 31 декабря 7208 г. «от сотворения мира» наступило 1 января 1700 г.

 

 

3. Биосфера. Общая  характеристика

На высшей ступени иерархии биосистем находится глобальная экосистема - биосфера - совокупность всех живых организмов и их экологической среды в пределах планеты.

Термин «биосфера» впервые  применил австрийский геолог Э. Зюсс (1873), определяя им пространство органической жизни на Земле.

Выдающаяся роль в развитии учения о биосфере принадлежит русскому ученому В.И. Вернадскому. В своем  классическом труде «Биосфера» (1926 г.) он по существу переоткрыл это понятие, придав ему смысл и статус глобальной системы, в которой все живые организмы так взаимодействуют между собой и с окружающей средой, что оказывают определяющее влияние на планетарные геохимические и энергетические превращения.

Биосфера – это часть земного шара, в пределах которой существует жизнь. Она представляет собой оболочку Земли, состоящую из атмосферы, гидросферы и верхней части литосферы, которые взаимно связаны сложными биохимическими циклами миграции вещества и энергии.