Космические и гелиофизические чрезвычайные ситуации реферат
Обновлено: 11.05.2024
Космические опасности и угрозы – это события космического масштаба или природные явления, обусловленные влиянием космических объектов, излучений и т.д., которые по интенсивности, масштабу распространения или продолжительности опасны для жизнедеятельности людей, объектов хозяйства и окружающей природной среды на Земле.
Любой биологический объект существует в определенных условиях, приспособившись к окружающей среде. Поэтому причины, которые могут вызвать изменение этих условий существования, следует рассматривать как потенциальные опасности для этого объекта. Основываясь на этом положении, различают следующие космические опасности и угрозы:
- космические лучи и электромагнитное излучение (см. опасные космические излучения ), поступающие на Землю из космоса ;
- солнце и солнечная активность ;
- солнечные и лунные затмения;
- астероиды и метеориты (см. метеоритные опасности , опасность астероидная ).
Негативное воздействие галактического космического излучения на нашу планету возможно через изменение им некоторых физических характеристик солнечно-земных связей (магнитные свойства Солнца и Земли, солнечный ветер и т.д.). Поскольку во время некоторых хромосферных вспышек на Солнце потоки солнечных космических лучей вблизи Земли в сотни раз превышают потоки галактических космических лучей, именно солнечное излучение (см. солнечная радиация ) космических полетов.
Солнечные космические лучи малой энергии оказывают существенное воздействие на состояние ионосферы Земли в высоких широтах, вызывая дополнительную ионизацию ее нижних слоев. Это приводит к ухудшению качества радиосвязи, а в некоторых случаях — к ее полному прекращению на коротких волнах. Поэтому очень важны систематические наблюдения хромосферных вспышек, всплесков радио- и рентгеновского излучения и др. проявлений солнечной активности, позволяющие, в тесной связи с измерениями интенсивности космических лучей, прогнозировать радиационную обстановку на трассах космических полетов, определять оптимальные условия связи с космическими аппаратами, а также радио- и телевизионной связи. Для этих целей существует Служба Солнца, ведущая систематические наблюдения за Солнцем и, в первую очередь, за солнечной активностью. Разработана система радиационной безопасности космонавтов, включающая комплекс средств и мероприятий, направленных на предупреждение и исключение неблагоприятных воздействий ионизирующих космических излучений. Ультрафиолетовая радиация (длины волн 10–400 нм), поступающая на Землю — наиболее опасная часть электромагнитного излучения для природных объектов и человека. Жизнь на Земле существует потому, что при длинах волн короче 290 нм излучение, идущее из космоса, полностью поглощается в верхних слоях атмосферы озоновым слоем , и выше. Излучение более мягкого диапазона длин волн (300–400 нм), которое лишь частично задерживается озоновым слоем Земли, в больших дозах приводит к ожогам кожи, ее старению, вызывает некоторые формы рака кожи. По прогнозам ученых, уже в течение ХХI века, в случае продолжения истощения озонового слоя, поступающая на Землю ультрафиолетовая радиация может увеличиться на 10%, что даст дополнительно 400 млн. заболеваний рака кожи и 7 млн. смертей у населения Земли.
Ультрафиолетовое излучение вызывает катаракту глаза и снижает иммунитет организма. Одним из методов борьбы с этими опасностями является работа, как на национальном, так и на межправительственном уровне по сохранению озонового слоя Земли, поддержанию его на уровне, способном защитить природные и живые объекты от избыточной ультрафиолетовой радиации.
Метеоритные опасности и опасность астероидная связаны, главным образом, с возможностью возникновения опасности для окружающей среды и жизнедеятельности людей при столкновении астероидов или продуктов их дробления с Землей. Значимыми могут оказаться сближения или даже столкновения мелких космических тел с космическими аппаратами и обитаемыми станциями, запущенными или пилотируемыми людьми. Такие явления могут приводить к изменениям орбит движения космических аппаратов, к нарушению связи с ними, к их повреждениям и полному разрушению, в случаях пилотируемых космических аппаратов возможна их разгерметизация и гибель космонавтов.
Опасности, связанные с солнечными и лунными затмениями , не столь глобальны, как рассмотренные выше, однако имеют значение непосредственно для каждого человека или животного. Затмения длятся недолго (длительность полного солнечного затмения от начала до конца всего 3–4 часа), однако они искажают привычные условия существования природных объектов, могут воздействовать на здоровье и самочувствие людей. Именно эти эмпирические факты многие века накапливали и классифицировали астрологи, порицаемые и гонимые наукой во все времена. Несмотря на известный скепсис, в последние годы активизировалось изучение связей самочувствия человека, особенно для больных с различными заболеваниями сердечнососудистой системы, с некоторыми космическими явлениями, в том числе с затмениями Солнца и Луны, с магнитными бурями и т.д. Критическое осмысление, изучение этих влияний, попытки их минимизировать — методы борьбы с такого рода опасностями. Другой способ защиты от них — заблаговременный прогноз аномальных космических явлений и ситуаций, опасных для человека.
Усиление солнечной активности, изменяет не только радиационную обстановку в околоземном пространстве, но воздействует на магнитосферу Земли, приводя к ее модуляциям. Магнитное поле Земли в значительной степени определяет условия существования жизни на поверхности нашей планеты, защищая ее от приходящих из космоса частиц и излучений. Изменения этого поля самым неожиданным образом воздействуют на объекты земной биосферы, начиная с энергетического и газового балансов в атмосфере и кончая самочувствием и смертностью отдельных людей и целых народов.
Источники: Поток энергии Солнца и его изменения. – М., 1980; Сергеев В.А., Цыганенко Н.А. Магнитосфера Земли. – М., 1980; Чечкин С.А. Основы геофизики. – Л., 1990.
В целях улучшения работы по защите населения и территорий в России при чрезвычайных ситуациях, придания этой работе общенациональной значимости, возведения ее на уровень государственной политики еще в 1990 г. был создан Российский корпус спасателей на правах Государственного комитета Российской Федерации, который после ряда преобразований (1994 г.) превратился в Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий (МЧС России).
МЧС России является федеральным органом исполнительной власти, проводящим государственную политику и осуществляющим управление в области гражданской обороны, защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, обеспечения пожарной безопасности, а также координирующим деятельность федеральных органов исполнительной власти в указанной области.
Основными задачами МЧС России являются:
1) выработка и реализация государcтвенной политики в области гражданской обороны, защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций, обеспечения пожарной безопасности, а также безопасности людей на водных объектах в пределах компетенции МЧС России;
2) организация подготовки и утверждения в установленном порядке проектов нормативных правовых актов в области гражданской обороны, защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций, обеспечения пожарной безопасности и безопасности людей на водных объектах;
3) осуществление управления в области гражданской обороны, защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций, обеспечения пожарной безопасности, безопасности людей на водных объектах, а также управление деятельностью федеральных органов исполнительной власти в рамках единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций;
4) осуществление нормативного регулирования в целях предупреждения, прогнозирования и смягчения последствий чрезвычайных ситуаций и пожаров, а также осуществление специальных, разрешительных, надзорных и контрольных функций по вопросам, отнесенным к компетенции МЧС России;
5) осуществление деятельности по организации и ведению гражданской обороны, экстренному реагированию при чрезвычайных ситуациях, защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций и пожаров, обеспечению безопасности людей на водных объектах, а также осуществление мер по чрезвычайному гуманитарному реагированию, в том числе за пределами Российской Федерации.
Функции МЧС России
Главное управление МЧС России в соответствии с возложенными на него задачами осуществляет следующие основные функции:
1. разрабатывает и представляет в установленном порядке предложения по реализации государственной политики и проекты нормативных правовых актов в области гражданской обороны, защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций, обеспечения пожарной безопасности и безопасности людей на водных объектах, а также другие документы;
2. разрабатывает и утверждает положения о структурных подразделениях Главного управления МЧС России, другие организационно-планирующие документы;
3. организует в пределах своей компетенции работу по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций, спасанию и жизнеобеспечению людей при этих чрезвычайных ситуациях;
4. организует в установленном порядке тушение пожаров на объектах, критически важных для безопасности Российской Федерации, объектах федеральной собственности, других особо важных пожароопасных объектах, особо ценных объектах культурного наследия России, при проведении мероприятий федерального уровня с массовым сосредоточением людей, перечень которых утверждается Правительством Российской Федерации;
5. организует в установленном порядке предупреждение и тушение пожаров и выполнение других задач в пределах компетенции МЧС России в закрытых административно-территориальных образованиях;
6. организует деятельность подчиненных пожарных, пожарно-спасательных, поисково-спасательных и аварийно-спасательных формирований и других сил МЧС России на территории субъекта Российской Федерации;
7. организует в установленном порядке поиск и спасание людей на водных объектах на территории субъекта Российской Федерации;
8. организует методическое руководство и контроль при решении вопросов по обучению населения в области гражданской обороны, защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций, обеспечения пожарной безопасности и безопасности людей на водных объектах, а также при подготовке молодежи по основам безопасности жизнедеятельности в пределах своей компетенции;
9. организует в установленном порядке материально-техническое обеспечение подчиненных подразделений, определение потребности в материально-технических ресурсах подчиненных подразделений, осуществляет учет лома и отходов драгоценных металлов, участвует в планировании и обеспечении воинских перевозок;
10. организует учет аттестованных аварийно-спасательных служб, пожарных, пожарно-спасательных, поисково-спасательных и аварийно-спасательных формирований, общественных объединений, имеющих уставные задачи по проведению аварийно-спасательных работ и тушению пожаров и действующих на территории субъекта Российской Федерации;
11. организует учет военнослужащих, сотрудников, государственных служащих, работников Главного управления МЧС России и подчиненных подразделений, нуждающихся в улучшении жилищных условий, и обеспечивает их жилыми помещениями в установленном порядке;
12. организует в установленном порядке финансовое обеспечение подчиненных подразделений, подготовку смет доходов и расходов по бюджетным средствам и внебюджетным источникам;
13. организует в установленном порядке оперативный, бухгалтерский и статистический учет финансово-хозяйственной и иной деятельности;
14. организует в установленном порядке разработку и представление предложений по закупке и ремонту вооружения, военной и специальной техники, другого имущества, материальных и других средств;
15. осуществляет в установленном порядке надзор за выполнением органами местного самоуправления, организациями и гражданами установленных требований по гражданской обороне, обеспечению пожарной безопасности (за исключением пожарного надзора на подземных объектах и при ведении взрывных работ), а также по защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций в пределах своих полномочий;
16. осуществляет в установленном порядке надзор за пользованием маломерными судами и базами (сооружениями) для их стоянок на территории субъекта Российской Федерации;
17. осуществляет контроль за созданием локальных систем оповещения в районах размещения потенциально опасных объектов;
18. осуществляет в пределах своей компетенции в установленном порядке меры по предупреждению, выявлению и пресечению террористической деятельности на объектах, подведомственных МЧС России, а также ликвидацию последствий террористических актов;
19. осуществляет в установленном порядке организацию подготовки должностных лиц органов государственной власти субъекта Российской Федерации по вопросам гражданской обороны, защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций, обеспечения пожарной безопасности и безопасности людей на водных объектах;
20. осуществляет контроль за созданием и поддержанием в состоянии постоянной готовности технических систем управления гражданской обороны и систем оповещения населения об опасностях, возникающих при ведении военных действий или вследствие этих действий;
21. осуществляет методическое обеспечение создания, хранения, использования, восполнения резервов материальных ресурсов и создания и использования финансовых резервов, предназначенных для ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций;
22. осуществляет сбор и обработку информации в области гражданской обороны, защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций, обеспечения пожарной безопасности и безопасности людей на водных объектах;
23. осуществляет методическое руководство по вопросам создания и развития содержащихся за счет средств бюджета субъекта Российской Федерации, местных бюджетов и средств организаций подразделений ГПС, пожарно-спасательных, поисково-спасательных, аварийно-спасательных формирований, образовательных учреждений переподготовки и повышения квалификации соответствующих должностных лиц;
24. осуществляет в установленном порядке функции заказчика-застройщика по строительству (ремонту) объектов в интересах МЧС России на территории субъекта Российской Федерации;
25. осуществляет мероприятия по созданию, сохранению и использованию страхового фонда документации на объекты повышенного риска и объекты систем жизнеобеспечения населения;
26. осуществляет подготовку статистической, бухгалтерской и других видов отчетности в порядке и сроки, установленные законодательными и иными нормативными правовыми актами Российской Федерации, а также распорядительными документами МЧС России;
27. осуществляет организационное и методическое руководство за накоплением, хранением и использованием для нужд гражданской обороны запасов материально-технических, продовольственных, медицинских и иных средств;
28. осуществляет в установленном порядке в соответствии с законодательством Российской Федерации лицензирование видов деятельности, отнесенных к компетенции МЧС России;
29. осуществляет планирование финансово-хозяйственной деятельности;
30. осуществляет в установленном порядке делопроизводство, архивное хранение документов и материалов по вопросам, отнесенным к компетенции МЧС России;
31. обеспечивает поддержание боевой готовности и готовности к применению Главного управления МЧС России, а также мобилизационное развертывание вновь формируемых соединений, воинских частей, подразделений войск гражданской обороны;
32. обеспечивает формирование и представление в установленном порядке материалов для ведения реестра подводных потенциально опасных объектов;
33. обеспечивает в пределах своей компетенции проведение мероприятий по защите государственной тайны и служебной информации;
34. принимает участие в разработке мобилизационного плана экономики субъекта Российской Федерации в части, касающейся задач, возложенных на МЧС России;\
35. участвует в пределах своей компетенции в информировании населения через средства массовой информации и по иным каналам о прогнозируемых и возникших чрезвычайных ситуациях и пожарах, мерах по обеспечению безопасности населения и территорий, приемах и способах защиты, а также осуществляет пропаганду в области гражданской обороны, защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций, обеспечения пожарной безопасности и безопасности людей на водных объектах;
36. участвует в работе по совершенствованию системы мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций, в том числе учреждений сети наблюдения и лабораторного контроля гражданской обороны, а также разработке и внедрению в установленном порядке показателей риска на территориях и объектах экономики;
37. участвует в установленном порядке в координации деятельности всех видов пожарной охраны;
38. участвует в установленном порядке в организации и проведении аттестации аварийно-спасательных служб, пожарно-спасательных, аварийно-спасательных формирований и спасателей федеральных органов исполнительной власти и органов исполнительной власти субъекта Российской Федерации;
39. участвует в методическом руководстве созданием и поддержанием в готовности убежищ и иных объектов гражданской обороны, организации радиационной, химической, биологической и медицинской защиты населения, а также осуществляет контроль в этой области;
40. участвует в пределах своей компетенции в подготовке заключений по результатам рассмотрения деклараций промышленной безопасности опасных производственных объектов;
41. участвует в установленном порядке в управлении территориальной подсистемой единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций;
42. участвует в установленном порядке в проведении аварийно-спасательных работ при чрезвычайных ситуациях и тушении пожаров;
43. участвует в установленном порядке в осуществлении методического руководства совместной деятельностью органов исполнительной власти субъекта Российской Федерации, органов местного самоуправления и организаций по вопросам реабилитации населения и территорий, подвергшихся радиационному воздействию вследствие радиационных аварий, и контролирует проведение мероприятий в этой области;
44. участвует в установленном порядке в осуществлении международного сотрудничества.
Стихийные бедствия: гелиофизические и космические.
Космические ЧС это опасности, угрожающие человеку из Космоса. Прежде всего это опасные космические объекты (ОКО) и космические излучения.
Встреча нашей планеты с небесными телами представляет серьезную угрозу для всей биосферы. Расчеты показывают, что удар астероида диаметром около 1 км сопровождается выделением энергии, в десятки раз превосходящей весь ядерный потенциал, имеющийся на Земле.
Различают два типа космических катастроф: ударно-столкновительная (УСК), когда не разрушенные в атмосфере части КО сталкиваются с поверхностью Земли, образуя на ней кратеры, и воздушно-взрывная (ВВК), при которой объект полностью разрушается в атмосфере. Возможны и комбинированные катастрофы.
Последствия катастроф, возникающих при воздействии на Землю космических объектов, могут быть следующие:
· Природно - климатические - возникновение эффекта ядерной зимы, нарушение климатического и экологического баланса, эрозия почвы, необратимые и обратимые воздействия на флору и фауну, загазованность атмосферы окислами азота, обильные кислотные дожди, разрушение озонного слоя атмосферы, массовые пожары;
· гибель и поражение людей;
· экономические - разрушение объектов экономики, инженерных сооружений и коммуникаций, в том числе разрушение и повреждение транспортных магистралей;
· культурно-исторические - разрушение культурно-исторических ценностей;
· политические - возможное осложнение международной обстановки, связанной с миграцией населения из мест катастрофы, и ослабление отдельных государств.
Поражающие факторы и их энергетика в каждом конкретном случае зависят от вида катастрофы, а также от места падения космического объекта, Они в значительной степени схожи с поражающими факторами, характерными для ядерного оружия (за исключением радиологических).
Ударная волна:
· воздушная - вызывает разрушения зданий и сооружений, коммуникаций, линий связи, повреждения транспортных магистралей, поражения людей, флоры и фауны;
· в воде - разрушения и повреждения гидросооружений, надводных и подводных судов, частичные поражения морской флоры и фауны (в месте катастрофы), а также стихийные природные явления (цунами), приводящие к разрушениям в прибрежных районах;
· в грунте - явления, аналогичные землетрясениям (разрушения зданий и сооружений, инженерных коммуникаций, линий связи, транспортных магистралей, гибель и поражения людей, флоры и фауны).
Основное средство борьбы с астероидами и кометами, сближающимися с Землей, это ракетно-ядерная технология. Международными научными организациями под эгидой ООН предлагается разработать систему планетарной защиты от астероидов и комет, которая основана на двух принципах защиты, а именно изменение траектории ОКО или разрушение его на несколько частей. Поэтому на первом этапе разработки системы защиты Земли от метеоритной и астероидной опасности предполагается создать службу наблюдения за их движением с таким расчетом, чтобы обнаруживать объект размером около 1 км за год-два до его подлета к Земле. На втором этапе необходимо рассчитать его траекторию и проанализировать возможность столкновения с Землей. Если вероятность велика, то необходимо принимать решение по уничтожению или изменению траектории этого небесного тела. Для этой цели можно использовать межконтинентальные баллистические ракеты с ядерной боеголовкой. Современный уровень космических технологий позволяет создать такие системы перехвата.
Огромное влияние на земную жизнь оказывает солнечная радиация.
Гелиофизические ЧС.
Гелиофизика – раздел астрофизики, изучающий явления, происходящие на Солнце. Проявления солнечной активности (вспышки на Солнце) приводят к выбросу солнечного вещества в виде отдельных плазменных сгустков. Сгустки, летящие в направлении Земли, ударяясь о магнитосферу, вызывают её кратковременное сжатие с последующим расширением. Так возникают магнитные бури, а некоторые частицы сгустка, проникающие через магнитосферу, вызывают полярные сияния, нарушения радио- и даже телеграфной связи. Длительность каждой вспышки обычно не превышает нескольких минут, однако этого времени и мощности выброса энергии вполне хватает для того чтобы оказать влияние на состояние Земли и самочувствие ее жителей. Многочисленными учеными и исследователями замечено, что даже тайфуны, ураганы и землетрясения чаще всего возникают во время проявления солнечной активности. Поэтому прогнозы различных природных катаклизмов нередко связаны со вспышками на Солнце.
Чаще всего вспышки возникают в нейтральных областях, расположенных между большими пятнами противоположной полярности. Обычно развитие вспышки начинается с внезапного увеличения яркости факельной площадки - области более яркой, а значит и более горячей фотосферы. Затем происходит катастрофический взрыв, во время которого солнечная плазма сильно разогревается (до 40-100 млн к.). Это проявляется в многократном усилении коротковолнового излучения Солнца (ультрафиолетового и рентгеновского), а также в усилении "радиоголоса" дневного светила и в выбросе ускоренных солнечных корпускул (частиц). А в некоторых наиболее мощных вспышках генерируются даже солнечные космические лучи, протоны которых достигают скорости, равной половине скорости света. Такие частицы обладают смертоносной энергией. Они способны почти беспрепятственно проникать в космический корабль и разрушать клетки живого организма. Поэтому солнечные космические лучи могут представлять серьезную опасность для экипажа, застигнутого во время, полета внезапной вспышкой.
Солнечные вспышки излучают радиацию в виде электромагнитных волн и в виде частиц вещества. Усиление электромагнитного излучения происходит в широком диапазоне длин волн - от жестких рентгеновских лучей и гамма-квантов до километровых радиоволн. При этом общий поток видимого излучения остается всегда постоянным с точностью до долей процента. Слабые вспышки на Солнце бывают практически всегда, а большие - раз в несколько месяцев. Зато в годы максимума солнечной активности большие солнечные вспышки происходят по нескольку раз в месяц. Обычно небольшая вспышка длится 5 - 10 минут.
Как и всякое нагретое тело, Солнце непрерывно испускает радиоволны. Тепловое радиоизлучение спокойного Солнца, когда на нем нет пятен и вспышек, постоянно и на миллиметровых и сантиметровых волнах исходит из хромосферы, а на метровых - из короны. Но стоит только появиться большим пятнам, произойти вспышке, как на фоне спокойного радиоизлучения возникают сильные радиовсплески. И тогда радиоизлучение Солнца скачкообразно возрастает в тысячи, а то и в миллионы раз.
В Солнечной системе, помимо планет, имеется большое количество так называемых малых тел. К ним относятся астероиды (малые планеты), кометы, метеороиды и межпланетная пыль.
Развитие физики элементарных частиц тесно связано с изучением космического излучения — излучения, приходящего на Землю практически изотропно со всех направлений космического пространства. Измерения интенсивности космического излучения, проводимые методами, аналогичными методам регистрации радиоактивных излучений и частиц, приводят к выводу, что его интенсивность быстро растет с высотой, достигает максимума, затем уменьшается и с h =50 км остается практически постоянной. Огромное влияние на земную жизнь оказывает солнечная радиация.
Таким образом, космические ЧС — это опасности, угрожающие человеку из Космоса. Прежде всего, это опасные космические объекты (ОКО) и космические излучения.
Цель данной работы: изучить проблему космических ЧС.
Задачи данной работы:
- Дать характеристику космическим телам, которые могут вызвать космические ЧС.
- Изучить последствия космических ЧС.
Астероиды — это малые планеты, диаметр которых колеблется в пределах 1-1000 км. Самые первые и, естественно, самые крупные астероиды были открыты 200 лет назад с помощью простейшего телескопа (астероид № 1 Церера обнаружен в ночь на 1 января 1801г.). Интерес к этим небесным телам рос по мере усовершенствования техники наблюдения. Наблюдательные средства, используемые в конце XX столетия, позволили обнаружить несколько десятков тысяч малых планет. Практически все они расположены между орбитами Марса и Юпитера - в главном поясе астероидов. Составлен каталог, включивший примерно 8 тыс. астероидов с хорошо известными орбитами; есть еще около 12 тыс. малых планет, чьи орбиты определены неуверенно, так как они наблюдались для этого недостаточное время. Строго доказано, что из всего изобилия астероидов примерно 500 имеют орбиты, пересекающие или опасно приближающиеся к орбите Земли. Полное же возможное число таких "опасных" объектов оценивается в несколько тысяч.
Кометы известны с глубокой древности. Эти небесные тела, которые по мере приближения к Солнцу становятся все ярче и приобретают длинные (тоже очень яркие) хвосты, появляются довольно редко, а главное - внезапно. За всю историю человечества отмечено около 2 тыс. появлений комет. Почти для половины из них нет точных сведений о положениях и моментах времени наблюдений, поэтому ничего определенного об их орбитах сказать нельзя. Большинство комет движется хаотично в результате эпизодических сближений с большими планетами. Перемещаясь по разнообразным и вытянутым орбитам вокруг Солнца, они также могут подходить близко к планетам, а порой и сталкиваться с ними. В 1993 г. комета Шумейкера-Леви 9, открытая за год до этого, упала на Юпитер. Фиксируют астрономы падение комет и на Солнце.
Кометы делят на два основных класса в зависимости от периода их обращения вокруг Солнца. Короткопериодическими называют кометы с периодами обращения менее 200 лет, а долгопериодическими – с периодами более 200 лет.
Исследования, выполненные в последние годы, свидетельствуют о существовании такой же многочисленной, как и главный пояс астероидов, популяции объектов во внешних частях Солнечной системы. Источниками появлений комет (как короткопериодических, так и долгопериодических) считаются скопления материи вне и на периферии нашей планетной системы - "Облако Оорта" и "пояс Койпера". Последний, находящийся за орбитой Нептуна, по-видимому, можно рассматривать как аналог главного пояса астероидов.
Добавим ко всему сказанному, что Земля ежегодно в своем движении по орбите пересекает десятки метеорных потоков (роев), которые состоят из тел разного размера и состава, перемещающихся в пространстве Солнечной системы. Таких мелких объектов ежегодно выпадает на Землю несколько сотен тонн. Теперь можно лучше представить, насколько велика вероятность встречи Земли с астероидами, кометами или метеороидами.
ВХОД МЕТЕОРОИДА В АТМОСФЕРУ
Процесс входа метеороидов в атмосферу довольно хорошо изучен. Сначала эти тела вступают во взаимодействие с очень разреженной верхней атмосферой, где мелкие частицы размером до 100 мкм полностью сгорают. Более крупные достигают плотных слоев атмосферы. Перед летящим метеороидом образуется ударная волна, и атмосферные газы между ее фронтом и поверхностью небесного тела сильно сжимаются и нагреваются. Ударные волны от падающих на поверхность Земли с большой скоростью крупных метеороидов могут вызвать серьезные разрушения.
Метеориты, достигшие земной поверхности, редко представляют собой единое целое, что и неудивительно, так как аэродинамические напряжения превышают прочность метеороидов. Только самые прочные железные или каменные метеориты могут достичь поверхности Земли, имея высокую скорость и не будучи разрушенными аэродинамическими силами. Результатом их удара о Землю будет поле рассеяния кратеров. Начиная с некоторого размера метеороида, его фрагменты заполняют весь эллипс рассеяния обломков и возникает только один кратер при почти одновременном ударе о поверхность множества обломков. На Земле такое происходит, когда масса метеороида превышает 100 т.
После того, как метеороид прошел через атмосферу и столкнулся с поверхностью, развиваются процессы, подобные тем, что наблюдаются при взрыве ядерной бомбы. Если скорость объекта достаточно велика (более 15 км/с), то происходит сильное испарение вещества и метеороида и поверхностных слоев Земли. При расширении пара от точки удара формируется ударная волна. Над местом падения образуется классическое грибовидное облако, которое может захватывать пыль и обломки, поднимать их на большую высоту. Если сила удара превышает некоторый порог, султан горячего пара способен "прорвать" атмосферу Земли и выйти в космическое пространство (рис. 5, б). Такой "прорыв" наблюдается, когда размер султана горячего пара существенно превосходит характерную высоту атмосферы (8.5 км при нормальных условиях). Предполагается, что с этим процессом связан выброс тектитов - стекловидных шариков затвердевшего расплава - за пределы земной атмосферы. Многие поля рассеяния тектитов простираются на тысячи километров, что трудно объяснить чем-либо иным, кроме продолжительного баллистического полета их за пределами земной атмосферы.
Численное моделирование показало, что для начала "прорыва" в атмосфере должна выделиться энергия, эквивалентная энергии взрыва 150 Мт тротила. Расчеты также свидетельствуют, что такой "прорыв" возможен при образовании кратера диаметром более 20 км. Это соответствует падению астероида размером 0.5-1 км. Напомним, мощность самого большого из известных наземного ядерного взрыва, проведенного в 1961 г. в Советском Союзе, составляла 60 Мт, или 2.5 • 1017 Дж энергии, выделившейся в атмосфере.
Попадание космических тел при их столкновении с Землей в океан, а не на сушу - более вероятное событие в силу большей площади поверхности океана на планете. При столкновениях с крупными телами (размером несколько километров и более), оказывающих глобальное воздействие на Землю, последствия их попадания на сушу и в океан близки по масштабам. Падение малых тел в океан должно приводить к меньшим последствиям, чем падение их на сушу. Удары тел промежуточных размеров (100 м и более) могут нанести больший ущерб, если они падают в океан, а не на сушу. Причиной тому - волны цунами, которые будут формироваться в океане. Распространяясь по поверхности воды со слабым затуханием, они обрушатся на побережье на значительном его протяжении.
АСТРОБЛЕМЫ И БИОТИЧЕСКИЕ КРИЗИСЫ
Согласно геологическим и астрономическим данным, Земля в течение сотен миллионов лет бомбардировалась достаточно интенсивным потоком космического вещества - астероидами, кометами и метеороидами. В настоящее время на ее поверхности известно свыше 230 больших ударных кратеров - их называют астроблемами ("звездные раны"). Крупнейшие из них имеют диаметр до 200 км. Далеко не вся земная поверхность обследована, поэтому даже на суше могут быть открыты новые кратеры и астроблемы.
Возраст определен всего лишь для 37 кратеров, диаметр которых больше 20 км.
Каждой геологической эре, периоду, эпохе соответствует свой тип биосферы. Смена видового состава на рубеже эр, периодов и эпох происходила в силу изменения природных условий на Земле. Но столкновения с крупными небесными телами также могли быть причиной изменений видового состава биоты.
На протяжении фанерозоя (возраст менее 570 млн. лет) происходили неоднократные массовые вымирания биоты - биотические кризисы - и оледенения значительной части земной поверхности, причем оледенения наступали в периоды не только холодного глобального климата, но и глобальных потеплений. Считается, что биотические кризисы вызываются как геологическими изменениями на Земле, так и ее столкновениями с астероидами или кометами.
За последние 250 млн. лет начало почти всех геологических периодов и эпох связано с одновременным появлением на Земле ударных кратеров диаметром более 20 км. Такой кратер образуется при падении астероида диаметром 1.5 км со скоростью около 20 км/с. Подобное столкновение ведет к гибели значительной части биоты. Падение даже в 10 раз меньшего небесного тела способно вызвать серьезные локальные и даже глобальные (через воздействие на климат) последствия, нанести значительный ущерб сельскому хозяйству во всем мире. Многие границы геологических периодов отмечены не одним, а несколькими столкновениями нашей планеты с крупными небесными телами, что наводит на мысль о "ливнях" космических ударов по Земле в эти временные интервалы, длительность которых 1-3 млн. лет. Следует также учитывать, что поверхность океанов, составляющая почти 70% земной поверхности, не сохранила следов ударов, поэтому число ударных воздействий на самом деле могло быть гораздо больше.
При падении на Землю метеоритов происходит не только образование кратера со всеми сопутствующими последствиями - землетрясения, разрушения взрывной ударной волной, изменения ландшафта, но и выброс вещества в атмосферу. Масса этих выбросов во много раз превышает массу упавшего тела. Если его размер достаточно велик, то могут создаться условия, когда выбросы вещества в атмосферу приобретут глобальный характер. Математический анализ выбросов в атмосферу и их последствий показал, что, когда превышается определенный порог, возможно глобальное изменение климата.
Заметим, что впервые подобные расчеты проводились для анализа последствий ядерной войны, и тогда эффект глобального изменения климата получил название "ядерная зима". Из анализа экспериментов, осуществляемых в ходе испытаний ядерного оружия, следует, что взрыв с эквивалентной энергией 105-106 Мт должен повлечь за собой образование такого большого количества пыли в атмосфере, что это вызовет понижение средней температуры на 10°С и более на значительной части суши. К аналогичным последствиям приводит и столкновение Земли с астероидами и кометами, если их размеры превышают 1-2 км, а скорости не менее 20 км/с.
Наиболее изучено массовое вымирание биоты на рубеже мезозоя-кайнозоя, то есть 65 млн. лет назад. Тогда погибло почти две трети всех видов живых организмов, населявших Землю, полностью вымерли динозавры. С этим же моментом в геологической истории Земли связан слой отложений, характеризующийся повышенной концентрацией элемента иридия.
Еще в середине 50-х годов была высказана гипотеза, согласно которой иридий был привнесен на Землю вспышкой сверхновой звезды в окрестностях Солнца. Жесткая радиация после вспышки сверхновой, достигнув Земли, могла привести к массовому вымиранию биоты. Лауреат Нобелевской премии по физике Л. Альварес с коллегами вычислил расстояние до сверхновой, взрыв которой мог быть причиной образования слоя иридия в отложениях рубежа мел-палеоген. Оказалось, что это расстояние должно было составлять всего 0.3 пс (1 пс = 30.86 х 1012 км), что свидетельствовало бы об исключительности события.
Современные знания о феномене сверхновой не позволяют говорить о вспышке звезды на таком близком расстоянии от Солнца. А так как слоев с повышенным содержанием иридия несколько в земной истории, то сверхновые звезды явно не имеют к ним отношения. Поэтому Альварес отказался от гипотезы о сверхновых как источниках аномального содержания иридия и выдвинул другую гипотезу, связавшую и образование иридиевого слоя, и вымирание динозавров с одной общей причиной: падением на Землю крупного астероида или ядра кометы. Основанием для этого предположения послужил следующий факт: содержание иридия в метеоритах почти в 1000 раз больше, чем в земной коре.
При таком столкновении должен был образоваться кратер диаметром около 200 км. Физическое и климатическое воздействие подобного удара достаточно для объяснения полного вымирания наземных животных, масса тела которых больше 10 кг, и половины всех биологических видов живых существ. Вероятно, след этого события сохранился на полуострове Юкатан в Мексике -кратер Чиксулуб. Его диаметр 180 км, возраст 64.98 ± 0.04 млн. лет. Кратер получил название Чиксулуб (Chicxulub) – по наименованию расположенной неподалёку бедной деревушки. Не удивительно, что местные жители не догадывались, что ходят по мемориалу. Перепад высот на пяти километрах внешней границы воронки составляет всего несколько метров. По расчётам учёных, диаметр астероида, вызвавшего столь значительные разрушения, должен был составлять порядка 10 километров. Если только ущерб не причинила залётная комета. Последствия столкновения оказались губительными для всякой земной живности конца мезозойской эры. Предположительно, в воздух поднялись гигантские массы пыли, застилающей Солнце и препятствующей росту растений. Мгновенное испарение миллиардов тонн скальных пород привело к изменению климата на планете. Серные пары с места катастрофы вызвали выпадение кислотных дождей. В довершение всего, активизировалась поутихшая было вулканическая деятельность
Вы можете изучить и скачать доклад-презентацию на тему Гелиофизические ЧС. Презентация на заданную тему содержит 4 слайдов. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас - поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций в закладки!
Гелиофизические ЧС Опасность, угрожающую человечеству из космоса, представляют собой космические объекты ОКО как искусственного (космические летательные аппараты), так и природного происхождения (астероиды, кометы и др.), находящиеся на околоземных орбитах. Встреча нашей планеты с небесными телами – серьезная угроза для всей биосферы. Удар астероида диаметром около 1 км будет сопровождаться выделением энергии, в десятки раз превосходящей весь ядерный потенциал, имеющийся на Земле. Красные карлики – это звезды небольших размеров (от 1 до 0,01 радиуса Солнца) и невысокой светимости, проходящие стадии эволюции небесных тел. Угрозы человечеству и планете Земля на современном этапе развития цивилизации красные карлики не представляют. Черные дыры – космические образования, активно изучаемые современными астрономами. Черной дырой называется область пространства – времени, ограниченная горизонтом, то есть поверхностью, которую даже свет не может покинуть вследствие действия гравитационных сил. Угрозы человечеству и планете Земля на современном этапе развития цивилизации черные дыры не представляют. Космические излучения, попадающие на Землю, (солнечная радиация) в планетарном масштабе угрозы человечеству не представляют, так как наиболее опасное жесткое солнечное излучение задерживается озоновым слоем и всей атмосферой, а мягкое ультрафиолетовое излучение лежит в основе процесса фотосинтеза.
Гелиофизические ЧС Небольшое небесное тело, имеющее туманный вид, обращающееся вокруг Солнца обычно по вытянутым орбитам, называется кометой. Кометы, к разряду планет не относятся. Кометы имеют значительно меньшие размеры по сравнению с астероидами и представляют значительно меньшую угрозу населению Земли. Комета – небольшое небесное тело, движущееся в межпланетном пространстве и обильно выделяющее газ при сближении с Солнцем. Малые планеты, диаметр которых колеблется в пределах 1–1000 км, называются астероидами. Астероиды способны пересекать орбиту Земли. При падении на Землю могут вызвать катастрофические последствия, вплоть до полного уничтожения всего живого на планете. Удар астероида диаметром около 1 км будет сопровождаться выделением энергии, в десятки раз превосходящей весь ядерный потенциал, имеющийся на Земле. Небесное тело Солнечной системы диаметром более 30 м, движущееся по орбите вокруг Солнца, называется астероидом.
Гелиофизические ЧС Повышенная концентрация озона на высоте от 12 до 50 км в стратосфере называется озоносферой. Локальное падение концентрации озона в озоновом слое Земли называется озоновой дырой. Современная служба мониторинга космических объектов способна обнаружить объект, размером около 1 км, подлетающий к Земле, за 1–2 года до его подлета. Все космические тела, находящиеся в космическом пространстве, движутся с определенной скоростью по определенным орбитам в соответствии с законами гравитации и всемирного тяготения. Современная наука с достаточной степенью точности способна вычислить траекторию любого небесного тела, находящегося вблизи околоземной орбиты. На сегодняшний день, ученые способны реально обнаружить объект, приближающийся к Земле, за 1–2 года до его подлета. Комплекс явлений и процессов, связанных с образованием и распадом в солнечной атмосфере сильных магнитных полей, называется солнечной активностью. К солнечной активности относятся солнечные пятна, факелы, протуберанцы, солнечные вспышки, увеличение ультрафиолетового, рентгеновского и корпускулярного излучения и т.д. Интенсивность солнечной активности характеризуется условными индексами – числами Вольфа. Числа Вольфа изменяются со средней периодичностью 11 лет. Солнечная активность оказывает существенное влияние на земную жизнь.
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
Описание презентации по отдельным слайдам:
Опасный космос для Земли
Гелиофизические явления, которые могут привести к ЧС — нарушение условий распространения радиоволн, магнитные бури, повышение радиационного фона на поверхности земли и др. Космические явления, которые могут привести к ЧС — падения на Землю космических тел, опасные космические излучения и др. Чем же грозит космос?
Гелиофизические ЧС Проявления солнечной активности (вспышки на Солнце) приводят к выбросу солнечного вещества в виде отдельных плазменных сгустков. Сгустки, летящие в направлении Земли, ударяясь о магнитосферу, вызывают её кратковременное сжатие с последующим расширением. Так возникают магнитные бури, а некоторые частицы сгустка, проникающие через магнитосферу, вызывают полярные сияния, нарушения радио- и даже телеграфной связи. Гелиофизика – раздел астрофизики, изучающий явления, происходящие на Солнце.
Защита населения от воздействия магнитных бурь ● Организовать режим работы, профилактические мероприятия, режим питания, отдыха и т.д. таким образом, чтобы свести отрицательное влияние космических факторов к минимуму. ● Необходимо изучать, как конкретно влияет каждый из космических факторов на живой организм. Эти знания нужны для того, чтобы на основании их организовать защиту населения от действия этих факторов.
Космические ЧС Астероиды, кометы, метеориты обладают огромной кинетической энергией и при столкновении с Землей могут привести к локальной или глобальной катастрофе. Например: - Падение Тунгусского метеорита в 1908 г. в Сибири. - Аризонский метеоритный кратер около 50 тыс. лет назад. Частота падение на Землю больших небесных тел составляет величину порядка нескольких сотен лет. С мелкими объектами Земля сталкивается ежегодно.
Опасности для нашей планеты из космоса Метеориты Космические и гамма-лучи, появляющиеся при гибели крупной звезды Опасность от так называемых черных дыр Вспышки на Солнце
1. Метеориты Метеорит – это тело космического происхождения, упавшее на поверхность крупного небесного объекта, например, Земли. Метеорит до попадания в атмосферу Земли называется метеорным телом. Это может быть космическая пыль, метеороид, астероид, их осколки, или другие метеорные тела.
Почему метеорит угрожает Земле? Летит с очень большой скоростью (до 72 км/с) Может иметь достаточно большую массу Может взорваться при столкновении с Землёй или в процессе сгорания
Метеоритные опасности Затопление Земли Возникновение пожаров Возникновение землетрясений Изменение орбиты Земли Изменение состава атмосферы Земли Возникновение эпидемий
Затопление Земли Метеорит должен быть очень большого размера, чтобы вызвать огромную волну, способную затопить сушу. Что маловероятно. Метеорит такого размера можно обнаружить в космосе заранее и повлиять на его траекторию.
В наши дни… Взрыв метеорита в Челябинске на высоте 15—25 км произошёл 15 февраля 2013 года. По числу пострадавших (1 613 человек) падение этого метеороида не имеет аналогов в мировой документированной истории. В Китае 11 февраля 2012 года прошёл метеоритный дождь. Встречаются упоминания о летальных случаях, связанных с падением метеоритов.
Факты Известно несколько фактов падения метеоритов на здания и лишь 2 случая ранения человека. Это было в 1954 году в штате Алабама (США) и в 2004 году в Великобритании. Наиболее часто метеориты падают в Антарктиде, по оценке экспертов, здесь их разбросано примерно 700 тысяч.
2. Космические и гамма-лучи Физик Мальвин Рудерман из Колумбийского университета в 1974 году подсчитал, что космические и гамма-лучи от сверхновой (выделяющей большую энергию) звезды, находящейся на расстоянии 50 световых лет, за десятки лет могут уничтожить большую часть озонового слоя Земли.
3. Черные дыры Чёрная дыра — область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света).
4. Вспышки на солнце Межпланетная ударная волна, порожденная солнечной вспышкой, достигнув Земли вызывает, полярное сияние, видимое даже в средних широтах. Выброс, состоящий из гигантских облаков электронов и магнитных полей, достигнув Земли способен вызвать крупные магнитные бури, способные прерывать спутниковую связь.
1. Природно-климатические — возникновение эффекта ядерной зимы, обильные кислотные дожди, разрушение озонного слоя атмосферы и др. 2. Экономические — разрушение объектов экономики, инженерных сооружений и коммуникаций, транспортных магистралей. 3. Культурно-исторические — разрушение культурно-исторических ценностей. 4. Политические — возможное осложнение международной обстановки. Последствия ЧС космического характера
● Наблюдение за опасными объектами с помощью современных средств. ● Своевременное оповещение людей о надвигающейся угрозе из космоса. ● Эвакуация населения в безопасные местности, укрытия, подземные бункеры. ● Защита людей от опасных последствий космических катастроф (информирование о способах защиты, средства индивидуальной защиты, развертывание госпиталей, помощь пострадавшим) Защита населения от ЧС космического характера
Читайте также: