Система земля луна доклад

Обновлено: 07.07.2024

Луна — единственный естественный спутник планеты Земля. Это второй самый яркий объект в небосводе после Солнца. Так как Луна вращается по орбите кругом Земли с временем в один месяц, угол меж Землей, Луной и Солнцем меняется; мы видим этот эффект как цикл лунных фаз.

Хотя Луна и вертится вокруг собственной оси, она всегда обращена к Земле одной и той же стороной. Дело в том, что она производит один кругооборот вокруг собственной оси за то же время (27,3 дней), что и один оборот вокруг Земли. А так как направленность обоих вращений совпадает, его противоположную сторону с Земли узреть нереально.

При этом вращение Луны вокруг Земли по эллиптической орбите проистекает неравномерно, с Земли имеется возможность видеть 59% лунной поверхности.

Еще до того, как стали проводиться космические исследования, астрономы уже заявляли о необычности Луны.

Ее плотность меньше плотности любой планеты земной группы (Земли, Марса, Венеры, Меркурия) — всего лишь в 3,3 раза больше плотности воды. Даже этот факт является свидетельством необычных условий образования спутника.

По пробам грунта с ее поверхности был установлен химический состав, а также возраст Луны (самые старые образцы – 4,1 млрд. лет), и это обстоятельство еще больше запутало представление землян о происхождении данного небесного тела.

В настоящее время большинство ученых считают, что Луна сформировалась в результате столкновения крупного небесного тела с Землей.

Луна по сравнению со спутниками других планет

Несмотря на не столь выдающиеся в сравнении с другими спутниками Солнечной системы размеры, Луна является самым крупным по отношению к своей планете – Земле – спутником.

Луна является достаточно большим спутником. По размерам ее превосходят лишь такие спутники других планет, как Ио, Каллисто, Ганимед, Титан. Таким образом, размер Луны позволяет занимать этому небесному телу среди 91 спутника всей Солнечной системы пятое место.

Орбита Луны

Перигей (ближайшая к Земле точка орбиты): 363 104 километра (изменяется в пределах 356 400 – 370 400 километров).
Апогей (самая далекая от Земли точка орбиты): 405 696 километров (изменяется в пределах 404 000 – 406 700 километров).
Средняя скорость движения Луны по орбите составляет около 1,023 километра в секунду.
Лунавращается вокруг Земли по эллиптической орбите с периодом 27,3 суток, постепенно удаляясь от нее вследствие приливного ускорения на 38 миллиметров в год, то есть ее орбита представляет собой медленно раскручивающуюся спираль.

Физические характеристики Луны

Температура поверхности Луны колеблется от −173 °C ночью до +127 °C в подсолнечной точке. Температура пород на глубине 1 метр постоянна и равна −35 °C.
Средний радиус Луны составляет 1737,1 километра, то есть примерно 0,273 радиуса Земли.
Площадь поверхности Луны составляет 3,793 х 107 квадратных километров.
Средняя плотность Луны составляет 3,3464 грамм на кубический сантиметр.
Ускорение свободного падения на Луне равно 1,62 метра на секунду в квадрате (0,165 g).
Масса Луны равна 7,3477 х 1022 килограмм.

Система Земля – Луна

Разумеется, не совсем верно говорить о движении Луны вокруг Земли. Точнее, оба эти тела обращаются вокруг их общего центра массы, лежащего ниже поверхности Земли. Анализ колебаний Земли показал, что масса Луны в 81 раз меньше массы Земли.

Гравитационное притяжение Луны вызывает приливы и отливы на Земле.

Приливные движения в результате трения замедляют вращение Земли, увеличивая продолжительность земных суток на 0,001 с за столетие.

Поскольку момент импульса системы Земля – Луна сохраняется, замедление вращения Земли приводит к медленному удалению Луны от Земли. Однако в нынешнюю эпоху расстояние между Землей и Луной уменьшается на 2,5 см в год из-за сложного взаимодействия Солнца и планет с Землей.

Луна всегда обращена к Земле одной стороной.

Лунная иллюзия

Рядом с горизонтом Луна по размерам кажется гораздо больше, нежели высоко на небосводе. Это оптический обман.

Согласно психологическим опытам, в подсознании наблюдателя формируется собственное представление о размерах объекта под воздействием восприятия величины соседствующих объектов. Чем выше в небе, тем Луна воспринимается меньше, поскольку находится в большом пустом пространстве. Но ближе к горизонту ее размеры легко сравнимы с расстоянием от Луны до горизонта, ввиду чего неосознанно усиливается впечатление о лунном размере.

Изменения видимой формы Луны

Продолжительность полной смены фаз Луны (так называемый синодический месяц) непостоянна из-за эллиптичности лунной орбиты. Средний синодический месяц составляет 29 суток 12 часов 44 минуты 2,82 секунды.

В фазах Луны, близких к новолунию (в начале первой четверти и в конце последней четверти), при очень узком серпе, неосвещённая часть образует т. н. пепельный свет Луны — видимое свечение неосвещённой прямым солнечным светом поверхности характерного пепельного цвета.

Луна проходит следующие фазы освещения:

новолуние — состояние, когда Луна не видна.
молодая луна — первое появление Луны на небе после новолуния в виде узкого серпа.
первая четверть — состояние, когда освещена половина Луны.
прибывающая луна
полнолуние — состояние, когда освещена вся Луна целиком.
убывающая луна
последняя четверть — состояние, когда снова освещена половина Луны.
старая луна

Обычно на каждый календарный месяц выпадает по одному полнолунию, но так как фазы Луны сменяются немного быстрее, чем 12 раз в году, иногда случаются и вторые полнолуния за месяц, называемые голубой луной.

Мнемоническое правило определения фаз Луны

Растущий месяц обычно наблюдается вечером, а стареющий — утром.

Если по направлению движения луны передний край освещённый — луна растущая, затенённый — убывающая.

Разница между Луной и Землей

Хотя между Землей и Луной около 400 тысяч километров, они тесно связаны и способны влиять друг на друга. Луна взаимодействует со всей земной природой, активизируя, к примеру, морские приливы и отливы. Тем не менее, у двух этих небесных тел довольно много отличий друг от друга.

Сравнение

Земля в 81 раз больше Луны по массе. Радиус Луны примерно в три с половиной раза меньше радиуса Земли.

Сравнение размеров Луны, Земли и Марса

Землю окружает геосфера – газовая оболочка с различными примесями. На Луне атмосфера практически отсутствует, нет кислорода, нет ветра. Поэтому днем поверхность Луны от палящего Солнца нагревается до 120°C, а ночью может остыть до –160°C.

Днем на Земле светло, ночью – темно. На Луне даже днем небо всегда черное и безоблачное: при ярком Солнце небо усыпано звездами. С Земли небо кажется голубым: такой цвет ему придает воздух. Солнечные лучи рассеиваются, и звезды днем не видны.

Земля отражает солнечный свет примерно раз в 50 сильнее, чем Луна.

Большая часть Земли занята морями и океанами, меньшая – материками и островами. Поверхность Луны состоит из гористой местности и лунных морей (огромных кратеров с застывшей лавой).

Лунные горы, вероятнее всего, сформировались после столкновения с поверхностью огромных метеоритов, в то время как горы на Земле – результат тектонических процессов.

Луну покрывает смесь скалистых обломков и мелкой пыли, так называемый реголит, толщиной до нескольких десятков метров.

На Луне, в отличие от Земли, нет вулканической активности и практически нет воды (кроме небольших запасов льда). Земная поверхность постоянно подвергается воздействию воды и ветра, поверхность Луны не размывается и не выветривается.

Магнитное поле Луны очень слабое, а сила тяжести в шесть раз меньше в сравнении с Землей.

Химический состав и Земли, и Луны различен. К примеру, Земля содержит достаточно большое количество железа, в то время как на Луне его практически нет.

Выводы

Земля в 81 раз тяжелее Луны.
Радиус Луны в среднем в 3,5 раза меньше радиуса Земли.
На Земле есть атмосфера, кислород, вода, а значит, и органическая жизнь. На Луне всего этого нет.
Днем на Земле светло, можно видеть голубое небо, ночью же – темно. На Луне небо всегда черное, безоблачное.
Земля отражает солнечный свет примерно раз в 50 сильнее, чем Луна.
Поверхность Земли занята материками, океанами, морями и островами. На поверхности Луны сформированы горы и лунные моря (гигантские кратеры).
На Луне сила тяжести в шесть раз меньше в сравнении с Землей.
У Земли есть магнитное (геомагнитное) поле, в то время как у Луны оно почти отсутствует
Химический состав двух астрономических объектов различен.

Видео

Проблемы, связанные с образованием Луны, рассматривались большей частью отдельно от общих космогонических теорий солнечной системы, описанных выше. Луна представляет собой довольно аномальное тело солнечной системы. Она обладает гораздо большей массой по сравнению с массой своей главной планеты, в отличие от любого другого спутника в солнечной системе. Луна характеризуется необычно низкой плотностью: в среднем всего лишь 3,34 г/см 3 , что ниже плотности метеоритов и намного меньше средней плотности внутренних планет типа Земли. Эти необычные характеристики дали повод многим ученым для утверждения, что образование Луны довольно необычное событие в истории солнечной системы.

Существует четыре основных типа теорий, пытающихся объяснить происхождение Луны. Это теории деления, теории атмосферной конденсации, теории двойных планет, согласно которым Луна образуется на орбите вокруг Земли, и теории захвата, допускающие возможность образования Луны где-то в другом месте солнечной системы и ее последующего захвата Землей. Все эти теории имеют своих приверженцев и в настоящее время. Проведенные в последнее время исследования Луны и лунных пород дали в руки ученых большое количество граничных условий, которым должны удовлетворять эти теории, но не дающие пока возможности остановить выбор на какой-либо одной из них.

В теории деления предполагается, что Луна оказалась на орбите вокруг Земли в результате какой-то катастрофы, происшедшей с Землей. Впервые такая теория была выдвинута Джорджем Дарвином в последние годы XIX столетия. Дарвин полагал, что первоначально период вращения Земли составлял около 4 час., т. е. что он примерно в два раза превышал резонансный период Земли. Вследствие этого на Земле могли возникнуть огромные приливные горбы, в результате отделения одного из которых и образовалась Луна. Эта теория в 1930 г. была подвергнута серьезной критике Джефрейсом, согласно которому приливная диссипация должна быть слишком велика, чтобы могло произойти отделение Луны. Несколько позднее появились модифицированные приливные теории, согласно которым предполагалось, что Земля на ранних стадиях своего развития вращалась еще быстрее, в режиме, близком к ротационной неустойчивости, причем такая ротационная неустойчивость, имевшая место во время образования железного ядра Земли, снижает момент инерции и повышает скорость вращения до уровня, превышающего скорость, достаточную для разрыва. Если бы Земля действительно вращалась настолько быстро, чтобы это могло произойти, то ее первоначальный момент количества движения намного превышал бы теперешний угловой кинетический момент системы Земля — Луна, в связи с чем потребовалось бы искать процесс, объясняющий уменьшение момента количества движения.

Теории атмосферной конденсации, или, по выражению Рингвуда, теории осадков, исходят из предположения образования Луны с небольшим содержанием внутреннего железа. Сторонники этих теорий считают, что Земля образовалась в пространстве очень быстро, так что растущая Земля сохраняла большое количество гравитационной энергии аккумуляции, а ее внешние слои должны были быть в таком сильном разогретом состоянии, что силикаты, а также продукты их распада присутствовали в этих слоях в газообразной форме. Если такая система приходит в столкновение с крупной планетезималью, то под ее влиянием она начинает быстро вращаться, при этом внешняя часть атмосферы может быть вовлечена в орбитальное движение и из нее может произойти выпадение кремниевых веществ, требующихся для образования Луны. Из этих кремниевых обломков на орбите вокруг Земли и образуется затем Луна.

Многие исследователи высказывали предположение о том, что Луна образовалась поблизости от Земли как самостоятельное тело в процессе формирования солнечной системы. Основная трудность, возникающая перед сторонниками этой гипотезы, состоит в том, что необходимо дать объяснение низкой плотности Луны, причем до сих пор еще не было предложено никакого простого механизма, который помог бы объяснить, каким образом могла возникнуть Луна с плотностью, намного уступающей плотности Земли, если вещества, из которых образовались эти два небесных тела, подобны. Луна должна была образоваться довольно близко к Земле. Некоторые расчеты орбитального движения Луны, проведенные при обратном отсчете времени, показывают, что Луна была близка к Земле значительно позднее того времени, когда образовалась Земля, однако эти расчеты обычно допускают постоянное запаздывание приливной фазы, а неопределенность в фактическом запаздывании фазы приливной волны вносит соответствующую неопределенность в шкалу времени. Высказывались различные варианты образования простейшей двойной планеты. Так, например, два возможных варианта теории были предложены Мак-Дональдом. Согласно первому варианту, на орбите около Земли образовался небольшой спутник Земли. Этот спутник столкнулся с приблизившимся более крупным небесным телом, в результате чего произошел захват последнего. Согласно второму варианту, около земной орбиты происходила аккумуляция множества мелких тел, подобно спутникам планет-гигантов, причем наиболее близко расположенное к центру и наиболее массивное из них удалялось от Земли под влиянием приливного торможения, захватывая при своем удалении другие тела.

Существует много различных гипотез захвата Луны. Они имеют как геохимический, так и динамический характер. В геохимическом варианте теории захвата рассматриваются возможные условия, способные объяснить низкую среднюю плотность лунного вещества, однако остаются в стороне детали динамики захвата. Динамическая теория, наоборот, игнорирует геохимические аспекты, концентрируя все внимание на механизме диссипации независимого движения Луны, ведущем к ее захвату, и последующей динамической истории лунной орбиты. В последнее время относительно подробно динамические теории рассматривались Каулом. В своем первоначальном виде, по мнению Герстенкорна, теории захвата исходят из того, что на первых порах Луна сближалась с Землей, двигаясь по орбите в обратном направлении, а затем над полюсом Земли произошло обращение этой эллиптической орбиты в орбиту прямого движения. Все эти варианты теории встречаются с трудностями, так как они пренебрегают важными деталями динамики. Наиболее современная формулировка динамической теории захвата Луны с орбиты прямого движения принадлежит Зингеру. По окончательному мнению Каулы, динамические теории захвата Луны маловероятны, но не исключены.

Перед всеми этими теориями стоит важнейшая задача: дать объяснение низкой средней плотности Луны. Сторонникам теории распада и атмосферной конденсации необходимо найти приемлемый единый механизм химической дифференциации, действующий до разделения Земли и Луны. Этот механизм, имеющий важное значение, выпадает из теорий, допускающих аккумуляцию Луны на околоземной орбите из вещества, подобного земному, что является главным недостатком этих теорий. Несколько лучше положение с теориями захвата, если иметь в виду, что условия для образования небесного тела лунного состава существуют в других частях солнечной туманности.

Несколько лет назад считалось, что обилие железа по отношению к кремнию на Солнце значительно меньше, чем в метеоритах или планетах земного типа. Это послужило для Юри отправным моментом при построении теории происхождения Луны, согласно которой Луна образовалась из конденсированной фракции солнечного вещества и поэтому характеризуется относительно низким содержанием железа и невысокой средней плотностью. Согласно этой теории, Луна представляет собой всего лишь одно из многих небесных тел солнечной системы, возникших в результате первичной конденсации. Предполагается, что в результате столкновения большинства этих тел друг с другом происходило фракционирование силикатов и железа и сосредоточение железа в выживающих планетах. Луна не была затронута этим процессом и была захвачена Землей как первичный небесный объект. Однако в последнее время было установлено, что в оценке сил осцилляторов линий железа, используемых для определения обилия железа на Солнце, была допущена ошибка и что отношение обилий железа и кремния на Солнце в общем соответствует обилию этих элементов в метеоритах и планетах земного типа.

Проведенные недавно анализы образцов лунного вещества показали, что верхние слои Луны обогащены алюминием, кальцием и титаном. То, что окислы и силикаты этих металлов являются в первую очередь теми основными жаропрочными материалами, которые могли конденсироваться из газа при высокой температуре, позволило Гасту предположить, что, когда Луна оформилась как небесное тело, ее внешние слои образовались из таких конденсатов с очень высокой температурой. Эта точка зрения была развита недавно Андерсоном, высказавшим мысль о том, что вся Луна в целом явилась продуктом полного химического фракционирования таких высокотемпературных конденсатов. Если эта точка зрения верна, то образование Луны должно было произойти в области первичной солнечной туманности с гораздо более высокой температурой, чем та, в которой образовалась основная часть Земли. В связи с этим Камерон предположил, что такая гипотеза позволяет считать местом образования Луны пространство в пределах орбиты Меркурия, где вследствие возмущений первоначальной лунной орбиты под влиянием Меркурия лунная орбита приняла форму сильно вытянутого эллипса. С этой орбиты Луна была захвачена Землей, что одновременно послужило и причиной необычайно большого эксцентриситета орбиты Меркурия.

Ученые, посвятившие себя изучению Земли, собрали огромное количество сведений, относящихся к физической и химической истории ее развития. Однако их выводы еще порой содержат противоречия принципиального характера, намного снижающие достоверность нашего знания раннего периода эволюции Земли. Возраст древнейших пород, определенный по распаду радиоактивных элементов, содержащихся в Земле, составляет всего лишь около 4*10 9 лет. С другой стороны, большое количество данных указывает на то, что возраст солнечной системы составляет 4,6 *10 9 лет. Первые несколько сотен миллионов лет эволюции Земли продолжают оставаться для ученых, занимающихся прямыми геологическими исследованиями, загадкой.

Один из основных спорных моментов — была ли Земля во время ее образования очень холодной или очень горячей. В самые первые годы нашего столетия геологи склонны были считать, что Земля на ранних стадиях своего существования находилась в полностью расплавленном состоянии, и, несомненно, что утверждению этой точки зрения способствовали дуалистические теории образования солнечной системы, согласно которым Земля представлялась как тело, сконденсировавшееся в горячем состоянии из оторвавшегося от Солнца волокна горячих газов. Однако около двух десятилетий назад против этой господствовавшей точки зрения выступил Юри, указавший, что некоторые летучие элементы, присутствующие в больших количествах в Земле, не могли бы входить в состав Земли, если бы она образовалась путем конденсации из такого очень горячего газового волокна. На основании этого Юри сделал вывод о том, что Земля образовалась из остывшего сконденсировавшегося вещества, температура которого не превышала нескольких сотен градусов Цельсия. При этом вполне допустимо, что сливавшиеся с Землей небольшие сконденсировавшиеся тела были довольно холодными, так как сам процесс аккумуляции может привести к образованию очень горячего тела, однако удерживать весьма летучие вещества такое тело становится способным только после того, как оно приобретает довольно значительную массу.

Первоначальная внутренняя температура Земли в сильной степени зависела от времени, необходимого для аккумуляции Земли. Если представить тело, которое растет непрерывно за счет аккумуляции сравнительно небольших частиц на гораздо большем по размерам ядре, то в момент, когда эти частицы приходят в контакт с поверхностью увеличивающегося в размерах тела, происходит высвобождение энергии гравитационного потенциала. Основная доля высвобождаемой энергии гравитационного потенциала излучается поверхностью в окружающее пространство. Однако чем выше скорость аккумуляции, тем выше должна быть температура поверхности, из которой происходит излучение в пространство основной доли энергии. Эта температура излучающей поверхности становится мерилом внутренней температуры Земли. Если образование Земли происходит по шкале времени, характерной для газовой диссипации первичной солнечной туманности, т. е. в течение времени порядка 10 3 лет, то внутренние температуры Земли должны быть порядка 5000—10000° К. При таких высоких температурах большая часть твердых веществ может существовать только в газообразном виде, образуя горячую протяженную атмосферу Земли. Такая гипотеза может служить основой для теорий атмосферной конденсации происхождения Луны. Однако вскоре эта горячая атмосфера должна потерять большую часть своего тепла за счет излучения в пространство, и, вероятно, через несколько тысяч лет должна была произойти ее конденсация в расплавленную каменистую массу.

В тесной связи с неопределенностями тепловой истории Земли находится проблема происхождения атмосферы и океанов Земли. В 1951 г. Руби собрал большое число данных геологических исследований, свидетельствующих в пользу мнения о том, что океаны были образованы за счет выделения газов из внутренней части Земли. Руби сделал вывод, что такой процесс выделения газов был очень длительным, выделение воды все еще происходит и в настоящее время. Однако мнение о том, что выделение первичной воды из недр Земли все еще продолжается, не нашло подтверждения, а исследования воды, поступающей в настоящее время из недр, показывают, что это в основном вода, рециркулировавшая с поверхности в недра Земли.

В то же время Браун указывал, что распространенность кислорода и азота в земной атмосфере на несколько порядков больше распространенности редких газов. Это позволяет считать, что атмосфера образовалась в основном некоторым другим путем за счет выделения газов изнутри Земли, поскольку в Землю небольшими остывшими телами, участвовавшими в процессе аккумуляции, могли быть привнесены в больших количествах только химически связанные элементы. Таким образом, имеющиеся в нашем распоряжении в настоящее время данные указывают на то, что как океаны, так и атмосфера Земли образовались в основном за счет выделения газов из недр Земли.

Обилие на Земле редких газов не сходно с их распространенностью на Солнце, а носит скорее сильно фракционированный характер, свойственный распространенности редких газов, абсорбированных метеоритами. Таким образом, видимо, даже редкие газы, присутствующие в земной атмосфере в небольших количествах, были занесены на Землю телами небольшого размера.

Эти соображения имеют важное значение для проблем, связанных с изучением происхождения жизни на Земле. Имеющиеся в распоряжении ученых данные указывают на то, что первичная атмосфера, образовавшаяся на Земле после ее конденсации из солнечной туманности, была, по-видимому, сметена очень сильным солнечным ветром на стадии звезды Т Тельца. А уже после этого произошло выделение из недр Земли теперешней атмосферы и океанов. Многие биохимические исследования, связанные с изучением происхождения жизни на Земле, допускают, что по своему составу первичная атмосфера Земли должна быть близка к составу Солнца и составляющими ее газами должны были являться водород, аммиак, метан и водяные пары. Однако вторичная атмосфера содержит значительно меньше водорода. Выделение азота частично могло происходить в форме аммиака, углерода — в виде метана или других газовых органических соединений, а выделение основной массы, по-видимому, происходило в виде двуокиси углерода. Поэтому при биохимическом изучении ранней стадии развития жизни на Земле лучше исходить из предположения, что по составу атмосфера состоит в основном из водяных паров и двуокиси углерода, а также из небольшого количества избыточного водорода в виде аммиака и метана.

Таким образом, происхождение жизни на Земле представляется нам как естественная последовательность длинной цепи физических и химических процессов, связанных с эволюцией Вселенной, многие стороны которой остаются для нас не разгаданными. Под влиянием этой кажущейся неизбежной последовательности процессов сложилось мнение о том, что планетные системы имеют очень широкое распространение в нашей Галактике и во всей Вселенной, что в значительной части этих планетных систем существуют планеты, пригодные для жизни, что общие геохимические условия этих планет сходны с геохимическими условиями на Земле и что развитие жизни и, возможно, разумных существ является весьма распространенным явлением.

Система Земля-Луна: Чудо жизни

Южная Скандинавия, снятая до полуночи в момент полнолуния. Выделяются зеленые северные сияния (сверху), мрачность Балтийского моря (внизу справа), облачный покров (вверху справа) и норвежский снег, освещенный полной Луной. Благодаря городским огням можно рассмотреть береговую линию Скагеррака и Каттегатского моря, ведущего к Балтийскому.

Пока система Земля-Луна выступает единственной на все пространство, способной похвастаться планетой с жизнью. Причем это невероятное разнообразие видов, где первый организм зародился 3.5 млрд. лет назад. Сначала это были простые одноклеточные, проживающие в воде. Фотосинтез помогал получать энергию от Солнца. Клеточная мутация и перемена среды помогли зародиться сложным формам. Сегодня есть животные, растения, микробы и люди.

Эволюция жизненных форм – долгий и сложный процесс. В ранней системе Земля получала много ударов от метеоритов и астероидов, каждый из которых мог стереть весь прогресс. Полагают, что случилось 5 массовых вымираний. Последнее произошло 65 млн. лет назад, когда астероид размером с Эверест поразил планету и забрал с собою динозавров. Но это помогло развиться млекопитающим и получить контроль над территориями. А за ними пришли и люди.

Зона обитаемости

Красный спрайт над белым светом активной грозы (вверху слева). Спрайты – крупные электрические разряды, которые не выступают обычной молнией. Это прохладная плазма, лишенная раскаленности, наблюдаемой под грозами. Они скорее напоминают разряд люминесцентной трубки. Полагают, что подобные энергетические вспышки формируются во время крупных событий грозы.

Луна вращается вокруг Земли, а сама система расположена на идеальном расстоянии от Солнца. Здесь присутствует комфортная температура для наличия воды в жидком состоянии. Подобные территории именуют зоной обитаемости. Тонкое кольцо начинается за орбитой Венеры и тянется к Марсу. Если бы мы подошли ближе к Солнцу, то океаны вскипели, а атмосфера разрушилась.

Система Земля-Луна - двойные планеты ?

Ближайшим соседом Земли выступает Луна. Это единственный спутник, который у нас есть. Луна меньше Земли, но ее размеры все еще заставляют некоторых думать, что Луна и Земля – двойная планета. Возможно, дело также в небольшом расстоянии между ними. Но Луна - спутник, потому что центр масс находится на земной поверхности, а не в пространстве. Полагают, что Луна появилась после того, как огромное небесное тело врезалось в Землю и вырвало материал на орбиту примерно 4.5 млрд. лет назад.

Изначально спутник находился ближе к планете и на орбитальный путь тратил 20 дней, а не современные 28. Тогда земной день занимал 18 часов. Но планетарное вращение замедлилось и спутник начал отдаляться, что продолжает делать и сейчас.

Луна оказывает сильное воздействие на планету. Гравитация позволяет удерживать Землю на оси, иначе она бы дико раскачивалась. Также спутник вызывает океанические приливы. Многие верят, что без Луны жизнь на Земле никогда бы не появилась.

Естественным спутником Земли является Луна — несветящееся тело, которое отражает солнечный свет.

Первыми, кто побывал на Луне, стали американцы Нейл Армстронг и Эдвин Олдрин. Это произошло 21 июля 1969 г. Советские ученые для дальнейшего изучения Луны предпочли использовать автоматические аппараты — луноходы.

Общие характеристики Луны

Средняя удаленность от Земли, км

Среднее расстояние между центрами Земли и Луны, км

Наклон орбиты к плоскости ее орбиты

Средняя орбитальная скорость

Средний радиус Луны, км

Экваториальный радиус, км

Полярный радиус, км

Средняя плотность, г/см 3

Наклон к экватору, град.

Масса Луны составляет 1/81 массы Земли. Положение Луны на орбите соответствует той или иной фазе (рис. 1).

Рис. 1. Фазы Луны

Фазы Луны — различные положения относительно Солнца — новолуние, первая четверть, полнолуние и последняя четверть. В полнолуние виден освещенный диск Луны, так как Солнце и Луна находятся на противоположных сторонах от Земли. В новолуние Луна находится на стороне Солнца, поэтому сторона Луны, обращенная к Земле, не освещается.

К Земле Луна обращена всегда одной стороной.

Линию, которая отделяет освещенную часть Луны от неосвещенной, называют терминатором.

Места пересечения орбит Земли и Луны называют узлами лунной орбиты.

Сидерический (от лат. сидерис — звезда) месяц — это период вращения Земли вокруг своей оси и одинакового положения Луны на небесной сфере по отношению к звездам. Он составляет 27,3 земных суток.

Синодическим (от греч. синод — соединение) месяцем называют период полной смены лунных фаз, т. е. период возвращения Луны в первоначальное положение относительно Луны и Солнца (например, от новолуния до новолуния). Он составляет в среднем 29,5 земных суток. Синодический месяц на двое суток длиннее сидерического, так как Земля и Луна вращаются вокруг своих осей в одну сторону.

Сила тяжести на Луне в 6 раз меньше силы тяжести на Земле.

Происхождение у кольцевых структур различное: метеоритное, вулканическое и ударно-взрывное. Кроме этого, на поверхности Луны имеются трещины, сдвиги, купола и системы разломов.

Значение Луны в жизни Земли

Хотя масса Луны в 27 млн раз меньше массы Солнца, она в 374 раза ближе к Земле и оказывает на нес сильное влияние, вызывая поднятия воды (приливы) в одних местах и отливы в других. Это происходит каждые 12 ч 25 мин, так как Луна делает полный оборот вокруг Земли за 24 ч 50 мин.

Из-за гравитационного воздействия Луны и Солнца на Землю возникают приливы и отливы (рис. 2).

Рис. 2. Схема возникновения приливов и отливов на Земле

Наиболее отчетливы и важны по своим следствиям прилив- но-отливные явления в волной оболочке. Они представляют собой периодические подъемы и опускания уровня океанов и морей, вызываемые силами притяжения Луны и Солнца (в 2,2 раза меньше лунной).

В атмосфере приливно-отливные явления проявляются в полусуточных изменениях атмосферного давления, а в земной коре — в деформации твердого вещества Земли.

На Земле наблюдаются 2 прилива в ближайшей и удаленной от Луны точке и 2 отлива в точках, находящихся на угловом расстоянии 90° от линии Луна — Земля. Выделяют сигизийные приливы, которые возникают в новолуние и полнолуние и квадратурные — в первой и последней четверти.

В открытом океане приливно-отливные явления невелики. Колебания уровня воды достигает 0,5-1 м. Во внутренних морях (Черное, Балтийское и др.) они почти не ощущаются. Однако в зависимости от географической широты и очертаний береговой линии материков (особенно в узких заливах) вода во время приливов может подниматься до 18 м (залив Фанди в Атлантическом океане у берегов Северной Америки), 13 м на западном побережье Охотского моря. При этом образуются приливно-отливные течения.

Основное значение приливных волн заключается в том, что, перемешаясь с востока на запад вслед за видимым движением Луны, они тормозят осевое вращение Земли и удлиняют сутки, изменяют фигуру Земли с помощью уменьшения полярного сжатия, вызывают пульсацию оболочек Земли, вертикальные смещения земной поверхности, полусуточные изменения атмосферного давления, изменяют условия органической жизни в прибрежных частях Мирового океана и, наконец, влияют на хозяйственную деятельность приморских стран. В целый ряд портов морские суда могут заходить только во время прилива.

Через определенный промежуток времени на Земле повторяются солнечные и лунные затмения. Увидеть их можно, когда Солнце, Земля и Луна находятся на одной линии.

Затмение — астрономическая ситуация, при которой одно небесное тело заслоняет свет от другого небесного тела.

Солнечное затмение происходит, когда Луна попадает между наблюдателем и Солнцем и загораживает его. Поскольку Луна перед затмением обращена к нам неосвещенной стороной, перед затмением всегда бывает новолуние, т. е. Луна не видна. Создается впечатление, что Солнце закрывается черным диском; наблюдающий с Земли видит это явление как солнечное затмение (рис. 3).

Рис. 3. Солнечное затмение (относительные размеры тел и расстояния между ними условны)

Лунное затмение наступает, когда Луна, находясь на одной прямой с Солнцем и Землей, попадает в конусообразную тень, отбрасываемую Землей. Диаметр пятна тени Земли равен минимальному расстоянию Луны от Земли — 363 000 км, что составляет около 2,5 диаметра Луны, поэтому Луна может быть затенена целиком (см. рис. 3).

Лунные ритмы — это повторяющиеся изменения интенсивности и характера биологических процессов. Существуют лунно-месячные (29,4 сут) и лунно-суточные (24,8 ч) ритмы. Многие животные, растения размножаются в определенную фазу лунного цикла. Лунные ритмы свойственны многим морским животным и растениям прибрежной зоны. Так, у людей замечено изменение самочувствия в зависимости от фаз лунного цикла.

Читайте также: