Научный этап исследования Земли - Планета Земля
Первый период (17 --середина 19 вв.)
Этот этап характеризуется широким использованием физических, математических и инструментальных методов. Открытие И. Ньютоном закона всемирного тяготения во второй половине 17 в. привело к возникновению идеи о том, что Земля представляет собой не идеальный шар, а сплющенный у полюсов сфероид. Исходя из предположений о внутреннем строении Земли и основываясь на законе всемирного тяготения, Ньютон и Х. Гюйгенс дали теоретическую оценку величины сжатия земного сфероида и получили столь различные результаты, что возникли сомнения в справедливости гипотезы о земном сфероиде. Чтобы рассеять их, Парижская Академия наук в первой половине 18 в. направила экспедиции в приполярные области Земли --в Перу и Лапландию, где были выполнены градусные измерения, подтвердившие верность идеи о сфероидичности Земли и закона всемирного тяготения.
Р. Декарт и Г. Лейбниц впервые рассмотрели Землю как развивающееся космическое тело, которое первоначально было в расплавленном состоянии, а затем охлаждалось, покрываясь твердой корой. Расплавленная Земля была окутана парами, которые затем сгустились и создали Мировой океан, его воды частично ушли в подземные пустоты, создав сушу. Возникновение гор на Земле Р. Гук, Г. В. Рихман и другие связывали с землетрясениями, либо с вулканической деятельностью. М. В. Ломоносов также объяснял образование гор "подземным жаром".
Открытия, исследования и идеи 17 --первой половины 19 вв. подготовили почву для возникновения комплекса наук о Земле. К важнейшим из них относится, в частности, открытие У. Гильберта, заключающееся в том, что Земля в первом приближении является элементарным магнитом. Ломоносов предположил, что значение силы тяжести на земной поверхности определяется внутренним строением планеты. Он же одним из первых предпринял попытку измерить вариации ускорения силы тяжести, а также совместно с Г. В. Рихманом исследовал атмосферное электричество. В этот же период была развита теория маятника, на основе которой стали производиться достаточно точные определения силы тяжести, разработаны метеорологические приборы для измерения скорости ветра, количества осадков, влажности воздуха. А. Гумбольдт установил, что напряженность земного магнетизма меняется с широтой, уменьшаясь от полюса к экватору, разработал представления о закономерном распределении растительности на поверхности Земли (широтная и высотная зональность). Он одним из первых наблюдал магнитную бурю и обобщил накопившиеся к первой четверти 19 в. данные о строении Земли. Для изучения прохождения в земле сейсмических волн Малле в 1851 осуществил первое искусственное землетрясение (взрывая порох и наблюдая распространение колебаний на поверхности ртути в сосуде). В 1897 Э. Вихерт, основываясь на результатах изучения состава метеоритов и распределении плотности в недрах планеты, выделил в Земле металлическое ядро Земли и каменную оболочку. В этот период установлена возможность определения относительного возраста пород по сохранившимся в них остаткам флоры и фауны, что позволило позднее построить геохронологическую шкалу, осуществить палеореконструкции положения материков и океанов в разные геологические эпохи, изучать историю геологического развития Земли.
Второй период (середина --конец 19 в.)
В это время происходило углубление знаний о строении нашей планеты на основе развивающихся магнитного, гравиметрического, сейсмического, электрического и радиометрического методов геофизики. Среди геологов получила широкое распространение контракционная гипотеза. В 1855 английский астроном Эйри высказал предположение о равновесном состоянии земной коры (изостазии), подтвердившееся в 20 в. при изучении глубинного строения гор, когда было установлено, что более высокие горы имеют более глубокие корни.
Третий период (первая половина 20 в.)
Начало века было отмечено крупными успехами в исследовании полярных областей Земли. В 1909 Р. Пири достиг Северного полюса, в 1911 Р. Амундсен--Южного. Норвежские, бельгийские, французские и русские путешественники обследовали приполярные области, составили их описания и карты. Позднее начато планомерное изучение этих областей с помощью антарктических научных станций и дрейфующих обсерваторий "Северный полюс". В первой половине 20 в., благодаря дальнейшему усовершенствованию геофизических методов и, особенно, сейсмологии, были получены фундаментальные данные о глубинном строении Земли. В 1909 А. Мохорович выделил планетарную границу раздела, являющуюся подошвой земной коры. В 1916 сейсмолог Б. Б. Голицын зафиксировал границу верхней мантии, а в 1926 Б. Гутенберг установил в ней наличие сейсмического волновода (астеносферы). Этот же ученый определил положение и глубину границы между мантией Земли и ядром. В 1935 Ч. Рихтер ввел понятие магнитуды землетрясения, разработал совместно с Гутенбергом в 1941-45 Рихтера шкалу. Позднее на основе сейсмологических и гравиметрических данных была разработана модель внутреннего строения Земли, которая остается практически неизменной до наших дней.
Начало 20 в. ознаменовалось появлением гипотезы, которой в дальнейшем было суждено сыграть ключевую роль в науках о Земле. Ф. Тейлор (1910), а вслед за ним А. Вегенер(1912) высказали идею о горизонтальных перемещениях материков на большие расстояния (дрейфе материков), подтвердившуюся в 1960-х гг. после открытия в океанах глобальной системы срединно-океанических хребтов, опоясывающих весь земной шар и местами выходящих на сушу (см. Рифтов мировая система). Выяснилось также, что земная кора под океанами принципиально отличается от континентальной коры, а мощность осадков на дне увеличивается от гребней хребтов к их периферии. Были закартированы аномалии магнитного поля океанского ложа, которые имеют удивительную, симметричную относительно осей хребтов структуру. Все эти и другие результаты послужили основанием для возврата к идеям дрейфа континентов, но уже в новой форме --тектоники плит, которая остается ведущей теорией в науках о Земле.
Значительный объем новой информации, особенно о строении атмосферы, был получен в результате исследований глобальных геофизических процессов во время максимальной солнечной активности, проводившихся в рамках Международного геофизического года (1957-58) учеными 67 стран.
Четвертый период (вторая половина 20 в.)
Развитие методов радиометрического датирования горных пород во 2-ой половине 20 в. позволило уточнить возраст планеты. Началось интенсивное развитие спутниковой геофизики. На основе измерений с помощью спутников была изучена структура магнитосферы, а также выявлено наличие радиационных поясов вокруг Земли. В конце 1970-х гг. с помощью геодезических спутников (GEOS-3), оснащенных высокоточными радарными альтиметрами, удалось достичь существенного прогресса в изучении геоида. Наряду со спутниковой геодезией широкое развитие получили методы изучения атмосферных процессов со спутников --спутниковая метеорология, что значительно повысило точность метеорологических прогнозов.
С 1968 ведется международная программа глубоководного бурения в Мировом океане, пробурено около 2000 скважин, получено более 182 км керна. Это позволило существенно продвинуться в понимании тектонического строения, в палеоокеанографии и осадконаполнении океанских бассейнов. На континентах изучение глубинного строения Земли ведется с помощью сверхглубокого бурения, достигшего в 1984 глубины свыше 12 км (Кольская сверхглубокая скважина).
Для изучения максимальных глубин океана стали использоваться обитаемые глубоководные аппараты. В 1960 швейцарец Ж. Пиккар и американец Д. Уолш в батискафе "Триест" достигли дна Марианского желоба --самого глубокого места Мирового океана (11022 м). С 1980-90-х гг. подводные аппараты с человеком на борту широко используются для выполнения геологических, гидрологических и биологических наблюдений в глубинах океана.
С 1980-90-х гг. развивается геофизическая томография, с помощью которой построены сейсмические разрезы нижней и верхней мантии, что в совокупности с геотермическими и другими геофизическими данными позволило осуществить качественное и количественное моделирование мантийной конвекции --циркуляционного перемещения вещества мантии.
Запуски межпланетных космических аппаратов к Меркурию, Марсу, Венере, а также к более отдаленным планетам позволили также углубить знания о строении и эволюции Земли на основе сравнительного изучения планет (сравнительная планетология). Полученные данные вместе со сведениями о структуре земной коры и глубинных недр планеты послужили основой для разработки моделей развития Земли, начиная с момента ее образования из протопланетного облака.
Последние годы более серьезное внимание стали уделять возможности защиты Земли от столкновения с астероидом. Центр имени Эймса опубликовал данные за 2001 год о поиске околоземных астероидов. По состоянию на 28 января 2002 года общее число пролетающих мимо Земли астероидов составляет 1743, в том числе 587 из них имеют размеры более 1 км. В 2001 году было открыто 433 околоземные малые планеты, причем 103 из них имеют размеры более 1 км. На начало октября 2002 года открыто почти 850 астероидов размером более 1 км, относящихся к классу околоземных. Из них 436 малых планет включены в список потенциально опасных для Земли (66 астероидов включено в 2002г, а в 2001г было обнаружено 79 - рекорд!).
К 1 февраля 2003г выявлено около 2225 околоземных объектов размером от 10 м до 30 км в поперечнике. Однако данные о точных физических размерах и составе есть только для 300 объектов. Общее же число объектов размером не менее километра в поперечнике, которые могут столкнуться с Землей, по разным оценкам составляет от 900 до 1230 штук.
Открытый 23 февраля 1950 года астероид диаметром 1,1 км, может по расчеты траектории с вероятностью (1:300) через 877 лет и 11 месяцев 16 марта 2880 года столкнуться с нашей планетой. Конец света вряд ли наступит, но вот потрясет нашу планету изрядно и количество погибших будет исчисляться миллионами. Правда, у человечества еще есть время, чтобы подготовиться к этому волнующему событию.
Список опасных небесных объектов можно обнаружить на сайте Лаборатории реактивного движения (Jet Propulsion Laboratory, JPL) в Пасадене (neo. jpl. nasa. gov/risk/). По состоянию на 4 апреля 2003г в нем 37 астероидов, несущих потенциальную угрозу Земле. Наиболее опасным называется 2002 CU11, который 31 августа 2049 года пройдет близ нашей планеты на расстоянии до 6 тысяч километров (в самом неблагоприятном случае). Степень опасности оценена в "1" по Туринской шкале (кстати, это единственное небесное тело, имеющее по Туринской шкале степень опасности, отличную от нуля).
Похожие статьи
-
История изучения, Начальный этап исследования Земли - Планета Земля
Начальный этап исследования Земли Наиболее древние картографические изображения Земли созданы в Египте и Вавилонии в 3-1 тыс. до н. э. В 7 в. до н. э. в...
-
Планета Земля - Гипотезы о происхождении Солнечной системы
Земля принадлежит к группе земных планет, которая включает также Меркурий, Венеру и Марс. Земля часто сравнивается именно с этой группой, а также с...
-
Земля - планета Солнечной системы - Происхождение Вселенной
Солнечная система представляет собой группу небесных тел, весьма различных по размерам и физическому строению. В эту группу входят: Солнце, девять...
-
Земля - Планеты земной группы и их развитие
Земля - третья от Солнца планета Солнечной системы. По форме Земля близка к эллипсоиду, сплюснутому у полюсов и растянутому в экваториальной зоне....
-
Планеты земной группы. Система Земля - Луна - Планеты Солнечной системы
Благодаря наличию спутника, Луны, Землю нередко называют двойной планетой. Этим подчеркивается как общность их происхождения, так и редкостное...
-
Общая структура планеты Земля - История, строение и народонаселение планеты Земля
Структура планеты Земля, как и другие планеты земной группы, имеет слоистое внутреннее строение. Она состоит из твердых силикатных оболочек (коры, крайне...
-
Форма и размеры Земли, Внешние и внутренние оболочки Земли - Земля - планета Солнечной системы
Исследования формы Земли при помощи современных методов позволили уточнить форму и размеры Земли, которые были вычислены геодезистом А. А. Изотовым в...
-
Земля, третья от Солнца большая планета Солнечной системы. Земля принадлежит к группе земных планет, которая включает также Меркурий, Венеру и Марс....
-
Земля и планеты. Античные и современные исследования Впервые получить довольно точные размеры нашей планеты удалось древнегреческому математику и...
-
Земля - История, строение и народонаселение планеты Земля
(От лат. Terra) - третья от Солнца планета Солнечной системы, крупнейшая по диаметру, массе и плотности среди планет земной группы. Чаще всего...
-
Астероиды вблизи Земли - Исследование астероидов
Почти 3/4 века люди не подозревали, что не все астероиды движутся между орбитами Марса и Юпитера. Но вот ранним утром 14 июня 1873 г. Джеймс Уотсон на...
-
Ядро Земли, Гидросфера, Атмосфера - История, строение и народонаселение планеты Земля
Рис. 4. Карта Ядро состоит из железоникелевого сплава с примесью других сидерофильных элементов. Тектонические платформы Карта, иллюстрирующая...
-
Земля Земля - планета Солнечной системы, расположенная на расстоянии 150 миллионов километров от Солнца. Земля вращается вокруг него со средней скоростью...
-
Строение Земли - История, строение и народонаселение планеты Земля
Таблица 1. Строение Земли Оболочки Земли Внешние Атмосфера Биосфера Ноосфера Гидросфера Внутренние 1) Кора (Континентальная кора - Океаническая кора):...
-
История Земли - История, строение и народонаселение планеты Земля
Земля и другие планеты Солнечной системы сформировались 4,54 млрд. лет назад из протопланетарного диска пыли и газа, оставшегося после формирования...
-
Новый этап исследования Луны - Планета Луна
Неудивительно, что первый полет космического аппарата выше околоземной орбиты был направлен к Луне. Эта честь принадлежит советскому космическому...
-
Исследования планеты Венера космическими аппаратами
Исследование ближайших к Земле планет солнечной системы автоматическими межпланетными станциями явилось логическим продолжением развития...
-
Земля - Характеристика планет Солнечной системы
Третья от Солнца планета Солнечной системы, удаленная от него на среднее расстояние 1 а. е., с периодом обращения в 1 год. Масса 5.98*1024 кг, полярный...
-
Мантия Земли - История, строение и народонаселение планеты Земля
Таблица 3. Слои плит Глубина км. Слой Плотность г/смі 0-60 Литосфера (местами варьируется от 5 до 200 км) - 0-35 Кора (местами варьируется от 5 до 70 км)...
-
Достижения КА - "Луна-9" - Научное исследование Луны
Через 4 минуты 10 секунд после посадки, произошел сброс амортизационных баллонов, раскрылись лепестковые антенны, выравнивая станцию на лунной...
-
- Расстояние от Солнца -- 5900 * 106 - Средняя плотность -- 1000--1200 кг/м3 - Масса -- 0, 02 массы Земли - Период обращения вокруг Солнца -- 248 лет -...
-
Единственный спутник Земли - Луна - Место Земли в Солнечной системе
Физические условия на Луне, как и на любом другом небесном теле, в значительной мере определяются ее массой и размерами. Сила тяжести на поверхности Луны...
-
- Расстояние от Солнца -- 108 * 106 км - Средняя плотность -- 5240 кг/м3 - Масса -- 0, 82 массы Земли - Период обращения вокруг Солнца -- 225 земных...
-
- Расстояние от Солнца -- 58 * 106 км - Средняя плотность -- 54 200 кг/м3 - Масса -- 0, 056 массы Земли - Период обращения вокруг Солнца -- 88 земных...
-
Магнитное Поле на Других Планетах, Литература - Магнитное поле Земли
Наличие или отсутствие у планет магнитного поля связывают с их внутренним строением. На всех планетах земной группы есть собственное магнитное поле....
-
Исследования планеты с помощью космических аппаратов - Планеты земной группы. Венера
"Венера-3" - первый космический аппарат, достигший Венеры Венера довольно интенсивно исследовалась с помощью космических аппаратов. Первым космическим...
-
Влияние Луны на Землю - Исследование явления удаления Луны от Земли
Луна спутник земля На протяжении многих столетий человечество интересовалось Луной. Первые оптические инструменты, типа галлилеевской трубы, направленные...
-
Исследования спутников Марса - Планета Марс
В 1969 г., том самом, когда люди высадились на Луне, американская автоматическая межпланетная станция "Маринер-7" передала на Землю фотографию, на...
-
Новый этап исследования Луны - Характеристика Луны
Неудивительно, что первый полет космического аппарата выше околоземной орбиты был направлен к Луне. Эта честь принадлежит советскому космическому...
-
Солнечный планета земля меркурий Немецкий философ Эммануил Кассет в 1755 г. высказал идею происхождения Вселенной из первичной материи, состоящей из...
-
Общие сведения о Земле - Планета Земля
Среднее расстояние от Земли до Солнца - 149,6 млн. км Наибольшее расстояние (в афелии 1-6 июля) от Земли до Солнца - 152,1 млн. км Наименьшее расстояние...
-
Исследования Луны, Новый этап исследования Луны - Исследования Луны
Новый этап исследования Луны Неудивительно, что первый полет космического аппарата выше околоземной орбиты был направлен к Луне. Эта честь принадлежит...
-
Состав научной аппаратуры - Научное исследование Луны
- гамма-спектрометр для исследования интенсивности и спектрального состава гамма-излучения лунной поверхности, характеризующего тип лунных пород; -...
-
Наши соседи - Меркурий, Венера и Марс - Планеты Солнечной системы
Оболочки Земли - атмосфера, гидросфера и литосфера - соответствуют трем агрегатным состояниям вещества - твердому, жидкому и газообразному. Наличие...
-
Солнечная система является частицей в галактике Млечный путь. Солнечная система - это спаянная силами взаимного притяжения система небесных тел. Планеты,...
-
При наблюдении Юпитера в 80-миллиметровый телескоп можно различить ряд деталей: полосы с неровными границами, вытянутые в широтном направлении, темные и...
-
Новый этап исследования Луны - Характеристика Луны как небесного тела
Неудивительно, что первый полет космического аппарата выше околоземной орбиты был направлен к Луне. Эта честь принадлежит советскому космическому...
-
Исследовательская и учебная астрономическая обсерватория, расположенная в черте города Ростова-на-Дону на высоте 80 метров над уровнем моря. Основным...
-
Наблюдение Венеры, Вид с Земли, Прохождение по диску Солнца - Планеты земной группы. Венера
Вид с Земли Венеру легко распознать, так как по блеску она намного превосходит самые яркие звезды. Отличительным признаком планеты является ее ровный...
-
- Расстояние от Солнца -- 4496 * 106Км - Средняя плотность -- 1600 кг/м3 - Масса -- 17, 3 массы Земли - Период обращения вокруг Солнца -- 164, 8 лет -...
Научный этап исследования Земли - Планета Земля