Кто есть кто в мире звезд и планет

Необычное явление, связанное с Тунгусским метеоритом, вызвало интерес и у писателей-фантастов. В 1946 году был опубликован фантастический рассказ А. Казанцева «Взрыв», в котором он описывает картину опустошения, вызванного взрывом Тунгусского метеорита: вывороченные с корнем огромные деревья, страшные и непонятные болезни, которые после взрыва поражали местных жителей, – и высказывает мысль о том, что в Землю врезался не метеорит, а космический корабль, использовавший атомную энергию вместо топлива.

В 1964 году писатели-фантасты Г. Альтов и В. Журавлев предложили другую гипотезу. По их версии, тунгусский взрыв был вызван лучом лазера, нацеленным на нашу планету могущественной цивилизацией, населяющей систему 61 созвездия Лебедя.

До сих пор высказываются разные предположения, в этом месте ведутся научные исследования, и большинство ученых все-таки склоняются к тому, что в 1908 году в земную атмосферу влетел осколок кометы. Он глубоко ушел в землю, и в районе взрыва на поверхности не осталось ничего, кроме огромной глубокой воронки и вывороченного леса на многие километры вокруг. Хотя по оставшимся от этого небесного тела следам ученые определили, что в его состав входили силикаты, а также соединения алюминия, свинца, никеля, железа, кобальта, цинка и некоторых других элементов.

Что такое земная кора?

Земля – это огромный не совсем правильной формы шар, который своим строением напоминает апельсин. Исследования геологов (ученых, изучающих строение Земли) показали, что Земля состоит из трех различных слоев. В центре Земли расположено ядро, окруженное следующим слоем, называемым мантией. Внешний слой – «кожа» Земли – называется земной корой. Внутри Земли находятся расплавленные породы, мы же живем на тонком слое земной коры, большая часть которой покрыта водой.

От поверхности к центру Земли температура возрастает на 1 градус каждые 180 метров. В центре ядра, находящегося от нас на расстоянии около 6 000 километров, температура достигает 3–4 тысяч градусов, а возможно, и больше. Ядро на самом деле состоит из 2 слоев. Самый центр Земли называется внутренним ядром. Это твердый шар из железа и никеля диаметром около 2 440 километров (1 516 миль) с температурой почти такой же высокой, как на Солнце. Внутреннее ядро не расплавляется, а остается твердым из-за давления на него верхних слоев Земли. Земная мантия – это слой горячей жидкой породы, толщиной примерно 2 800 километров (1 740 миль). Поскольку породы, составляющие мантию, расплавлены, она имеет мягкую и вязкую структуру.

Поверхность Земли состоит из 2 типов коры – континентальной и океанической. Под морями и океанами находится океаническая кора, толщиной около 5 километров (3,1 мили). Толщина континентальной коры достигает 30 километров (18,6 миль) под горами. Именно континентальная кора формирует массы земной суши.

Земная кора состоит из многочисленных слоев скальных пород. Эти отложения испытывают постоянное давление нижележащих слоев коры.

Иногда эти силы оказывают настолько большое давление, что скальные отложения приходят в движение: начинают наползать друг на друга, складываться или переламываться, подобно чрезмерно согнутой палке. Обломки скальных отложений медленно возвращаются в прежнее положение. Движение земной коры вызывает резкие подземные толчки. Они называются землетрясениями.

Горные породы, из которых состоит земная кора, можно разделить на три категории: скальные, осадочные и вулканические.

Скальные породы образовались после застывания жидкой части земного ядра, так называемой «магмы».

Осадочные и вулканические породы получились из обломков расколотых скальных пород, мертвых растений (уголь) или останков животных (нефть).

В поверхностных слоях все составляющие постоянно перемешиваются под воздействием воды, льда или ветра.

Осадочные породы меняют свою форму и вид под воздействием высокой температуры и огромного давления. Но этот процесс происходит в течение длительного времени.

Даже сегодня вид Земли меняется. Человек также вносит изменения в облик Земли: вырубаются леса, добываются полезные ископаемые, строятся каналы, изменяются русла рек, создаются водохранилища, отвоевываются земли у моря.

Какие бывают источники воды?

Источники питаются атмосферными осадками. Дождевая вода просачивается сквозь землю, там стекает вниз и, наконец, находит выход либо на склоне холма, либо у подножия горы.

Подземные воды очень обильны: они образуют огромные бассейны. Источники же – это как бы сливные отверстия из подобных подземных резервуаров. Состав воды зависит от того, какие породы она встречает на своем пути. Различают минеральные и термальные (с температурой воды свыше 20 °C) источники. В некоторых реках вода просачивается через дно и, скапливаясь в одном месте, вновь выходит на поверхность. Такие источники называются карстовыми.

Что такое атмосфера Земли?

Когда мы читаем об освоении человеком Луны и планет, мы часто сталкиваемся с вопросами, касающимися атмосферы. Есть ли атмосфера и на других планетах?

Насколько известно ученым, ни одна планета или звезда не имеет атмосферы, похожей на нашу. Что такое атмосфера? Мы можем представить ее в виде океана воздуха, окружающего Землю и имеющего высоту в несколько сотен миль.

Воздух имеет один и тот же состав по всей Земле. В основном он состоит из определенных газов, которые всегда остаются в одной и той же пропорции. Около 78 % составляет азот, 21 % – кислород, и оставшийся 1 % составляют газы, которые называются редкими – аргон, неон, гелий, криптон и ксенон.

Воздух, окутывающий Землю, имеет одинаковый химический состав до высоты 18 миль, хотя эта цифра может доходить и до 44 миль. Когда вы достигаете верхнего слоя атмосферы, вы оказываетесь в верхней точке того, что называется тропосферой. Это ближайший к поверхности Земли слой.

На высоте от 18 до 31 мили от поверхности Земли находится слой горячего воздуха, температурой около 42 °C. Причиной нагрева этого слоя является поглощение тепла солнечных лучей имеющимся здесь озоном. Озон – это особая форма кислорода, где молекула состоит из трех атомов кислорода вместо обычных двух. Горячий озоновый слой служит для того, чтобы защитить нас от наиболее активных солнечных лучей – ультрафиолетовых. Без него мы не выдержали бы солнечного света.

Еще выше находится слой, или несколько слоев, которые называются ионосферой, находящейся на высоте от 44 до 310 миль над землей. Ионосфера состоит из частиц, наэлектризованных Солнцем.

Молекулы воздуха находятся в постоянном движении. Атмосфера может удерживаться лишь в том случае, когда молекулы все время сталкиваются друг с другом и не могут улететь. Но чем выше, тем воздух становится все более разреженным. Молекулы выходят в открытое пространство, и атмосфера разрежается полностью. Существует зона, которая называется экзосфера, где оторвавшиеся молекулы движутся почти свободно, эта зона начинается с высоты 400 километров и простирается примерно до 1 500 километров.

Из каких частей состоит атмосфера?

Разные слои атмосферы сильно отличаются друг от друга как по составу, так и по своим характеристикам. У поверхности Земли под действием силы тяжести возрастают плотность и давление. С увеличением высоты давление постепенно снижается, и на высоте 700 километров его практически нет. Температура тоже меняется с высотой, падая и повышаясь на определенных уровнях. По мере приближения к наружным слоям атмосферы она повышается. Меняется и газовый состав атмосферы. В нижних ее слоях гораздо больше водяных паров, чем в верхних.

В атмосфере принято выделять 4 слоя. Самый верхний – он называется экзосфера – располагается выше 400 километров. Это огромное пространство разреженного газа, состоящего из кислорода, гелия и водорода. В нем происходят северные сияния.

Ниже экзосферы лежит ионосфера – слой заряженных частиц. Она располагается на высотах от 400 до 80 километров от уровня земли.

Ионосфера может отражать некоторые длины радиоволн. Благодаря этому ее свойству и возможна радиосвязь между отдаленными точками Земли.

Ниже ионосферы – на высотах от 80 до 11 километров – лежит стратосфера. В ней находится так называемый озоновый слой, защищающий Землю от вредного ультрафиолетового излучения Солнца. В нижней части стратосферы температура постоянна, и для нее характерна своя циркуляция воздуха. Такими воздушными потоками иногда пользуются пилоты самолетов.

Основная масса атмосферы содержится в тропосфере – тонком, около 10 километров, слое, непосредственно покрывающем Землю. Здесь формируется земная погода, образуются облака.

Вместе с внешними слоями тропосфера защищает Землю от заряженных частиц и смертоносной солнечной радиации. Ее толщина меняется: на экваторе она составляет 19 километров, а на полюсах ее толщина снижается всего до 8 километров. С увеличение высоты в тропосфере повышается скорость ветра и уменьшается температура.

Сколько весит атмосфера?

Земля окружена толстым слоем атмосферы. Земная атмосфера состоит почти из 20 газов. Два основных газа – кислород и азот. Она также содержит водяные пары и частички пыли.

Воздух – это материя, и, как любой другой вид материи, он имеет вес. Вес – это величина силы тяжести, действующей на предмет. Когда шкала весов, на которые положен камень, показывает 5 килограммов, это означает, что сила тяжести, воздействующая на камень, равна 50 Ньютонам.

Точно так же сила притяжения Земли действует на каждую частичку газа и пыли в атмосфере. Поскольку наша атмосфера – это гигантский океан воздуха, она имеет значительный вес. Если бы его можно было сжать и положить на весы, он бы весил около 5 171 000 000 000 000 тонн!

Воздух давит на нас со всех сторон. Давление воздуха на наш организм составляет 1 тонну. Мы не ощущаем этого давления, потому что наш организм привык к нему.

Атмосферное давление самое большое на уровне моря, где оно достигает 1 килограмма на квадратный сантиметр. Оно самое большое здесь, потому что это самые низкие слои атмосферы. С увеличением высоты местности давление уменьшается. Поэтому космические скафандры и кабины самолетов, летающих на большой высоте, делаются так, чтобы поддерживать давление, к которому привык организм.

Земная атмосфера позволяет существовать жизни на Земле. Это воздух, которым мы дышим. Она защищает нас от излишней солнечной радиации, от избытка тепла и холода, а также выполняет многие другие функции.

Откуда произошла атмосфера?

Происхождение атмосферы тесно связано с образованием Земли. Еще в те времена, когда наша планета представляла собой сгусток расплавленной материи, она была окутана плотной оболочкой космического газа. Он состоял из смеси водорода и метана.

По мере того, как расплавленное ядро остывало, из него выделялся азот и водяные пары. Состав газового облака постепенно менялся. Метан уступил место двуокиси углерода, а водород постепенно превратился в воду. В то время атмосфера была похожа на газообразные выделения из действующих вулканов.

Дальнейшее охлаждение земного ядра привело к выпадению из атмосферы водяного пара в виде осадков. Вот почему сегодня его количество не превышает 4 %.

Когда на Земле появились растения и стали выделять кислород, состав атмосферы стал таким, как и сегодня. Это произошло около 2 миллионов лет тому назад.

С тех пор состав атмосферы изменился достаточно мало. В ней лишь сократилось количество углекислого газа, который поглощается растениями при дыхании. Благодаря высокому содержанию кислорода на Земле смогла появиться жизнь в виде животных, дышащих воздухом.

Почему температура в различных слоях атмосферы неодинакова?

Благодаря подогреву снизу в приземном слое атмосферы температура с увеличением высоты падает. Например, на высоте 10–12 километров царит жестокий мороз в 40–50 градусов ниже нуля. Объясняется это тем, что на такую высоту от Земли доходит очень мало тепла, а прозрачный воздух практически не прогревается Солнцем.

Для тропосферы характерны увеличение скорости ветра с возрастанием высоты, значительные вертикальные перемещения воздуха. Все эти процессы и определяют погоду на Земле.

Граница между тропосферой и расположенной над ней стратосферой называется тропопаузой. В верхних слоях стратосферы, начиная с высоты 25 километров, температура начинает увеличиваться. Она достигает максимума в стратопаузе, на высотах 75–85 километров. На таких высотах вновь царит тропическая жара.

Над этим уровнем расположена термосфера, где температура возрастает еще сильнее, и на высоте 400 километров она уже превышает 1 000 °C. Эта граница называется термопаузой.

За термопаузой, там, где начинается экзосфера и давление падает практически до нуля, температура также понижается и начинается область космического холода.

Знание температурного режима различных слоев атмосферы очень важно, поскольку без него невозможно сконструировать космический корабль, рассчитанный на работу на околоземной орбите.

Что такое газ?

Много веков тому назад в местечке Дельфы в Греции один пастух заметил, что из земли что-то выделялось такое, что заставляло овец вести себя странно, а люди от этого пьянели, речь их путалась. Греки решили, что это был дух какого-то бога, и построили на этом месте храм. «Дух» этот был природным газом.

Сегодня известны три вида газов: природный газ, каменноугольный газ и водяной газ. Месторождения газа расположены во многих районах Земли. Он концентрируется в подземных хранилищах, которые образовались в результате формирования земной коры. Длинные газопроводы переносят газ под давлением в города на расстояния в тысячи километров, где он в основном используется, на металлургических заводах и электростанциях.

Каменноугольный газ получают из измельченного угля, который разогревают в больших вакуумных установках. Когда температура разогрева достигает определенного уровня, уголь начинает плавиться, и выделяется газ, который выводится по трубам.

Газ собирается в большую емкость, где он очищается от примесей. Затем его пропускают по охлаждающим трубам и направляют в «очиститель», где удаляются оставшиеся примеси. И, наконец, очищенный газ через счетчик, который определяет его количество, поступает в емкости-хранилища, а оттуда – в жилые дома и на предприятия.

Густой черный битум, образующийся при очистке газа, содержит много ценных продуктов, которые используются в производстве духов, красителей, лекарств и масел. Вещество, которое остается в газовой печи, называется «кокс».

В настоящее время газ практически не используют для освещения. Более 80 % получаемого газа используется при приготовлении пищи и отопления жилых помещений и промышленных предприятий. Газ относится к чистым видам топлива, поэтому он очень широко используется. Он легко управляем, не требует расходов на складирование и уничтожение отходов сгорания.

Сейчас при приготовлении пищи, выпечке хлеба мы пользуемся газом. Есть даже холодильники, работающие на газовом топливе. В современных прачечных для получения пара также применяется газ. Использование газового топлива – это один из способов обеспечения относительной чистоты воздуха в городах.

Что такое воздух?

Воздух – это смесь газов, которая нас окружает. Слой воздуха, который окружает Землю, называется атмосферой. Он необходим для дыхания всем живым существам. Кроме того, атмосфера защищает Землю от перегрева Солнцем и воздействия вредных излучений.

Воздух обладает рядом интересных свойств. Прежде всего запомним, что он бесцветен и не имеет запаха. Поэтому мы легче всего ощущаем его температуру. Когда дует ветер, мы чувствуем его дыхание и говорим, что сегодня, например, очень холодный или пронзительный ветер.

Однако на самом деле воздух представляет собой смесь множества разных газов. Известно также, что воздух имеет вес. Воздух помогает распространению звуков: без него мы не смогли бы ничего услышать, потому что звук не может перемещаться в вакууме.

Воздух достаточно сложен по своему составу, основную его часть, примерно три четвертых от всего количества, занимает азот. Примерно одну пятую составляет кислород. Воздух также содержит определенное количество воды, которая присутствует в виде мельчайших частиц, называемых паром. Кроме того, в воздухе есть и другие газы, но их очень мало.

Когда мы ведем речь о степени влажности воздуха, мы как раз и говорим о том количестве воды, которое можем измерить в воздухе. Если воды мало, то она существует в виде невидимого глазом пара, но если ее количество возрастает, то пар превращается в туман, который мы можем видеть.

Если вы будете постепенно подниматься над Землей, слой воздуха постепенно начнет уменьшаться, становится тоньше. Кислорода в нем становится все меньше. Поэтому все реактивные самолеты, летящие на очень большой высоте, должны иметь в своих кабинах запасы воздуха, с тем чтобы подавать его для обеспечения нормального дыхания пассажиров.

Вот почему и те, кто совершает высокогорные подъемы, также должны нести с собой запасы воздуха. Наверху воздух слишком разрежен, чтобы им можно было нормально дышать.

Если воздух начать подогревать, он становится легче и поднимается вверх. Его замещает холодный воздух. Как только он нагреется, он также поднимется вверх, и на его место придет новый холодный воздух. Так постепенно прогревается вся комната. Такое явление называется конвекцией.

В природе конвекция обеспечивает движение воздуха, которое мы ощущаем в виде ветра. Ближе к земле воздух нагревается сильнее и начинает подниматься вверх, а на смену ему приходит более холодный воздух с высоты.

Из чего состоит воздух?

Ничто другое не является столь важным для жизни на Земле и в то же время так редко замечается, как окружающий нас атмосферный воздух. Жизнь человека и большинства других живых существ невозможна без дыхания. Прекращение дыхания даже на несколько минут влечет за собой прекращение жизнедеятельности. Что же такое воздух, которым мы дышим?

Воздух представляет собой смесь разных газов: азота, кислорода, водяного пара, аргона, двуокиси углерода и многих других. Из каждых 100 частей сухого воздуха 78 приходится на азот, и 21 часть – на кислород и оставшаяся 1 часть – на все прочие газы.

Важнейшая составляющая атмосферного воздуха – кислород. Именно он поглощается в легких человека из вдыхаемого воздуха. Взамен выделяется углекислый газ (двуокись углерода). Другая очень важная часть – это озон. Хотя его содержание очень мало (одна часть на сто тысяч частей воздуха), он выполняет жизненно важную роль, являясь преградой губительному для жизни ультрафиолетовому излучению Солнца. Без озона жизнь на Земле была бы совершенно иной, чем она есть сейчас: до поверхности Земли доходило бы гораздо более сильное ультрафиолетовое излучение. А последствия воздействия даже его малой части хорошо знают те, кто получал солнечные ожоги.

Благодаря присутствию в воздухе углекислого газа и водяного пара температура воздуха у земли оказывается существенно выше, чем если бы их не было.

Кроме естественных составляющих в воздухе всегда присутствуют в большей или меньшей степени всевозможные загрязняющие вещества, которые делают его засоренным, нечистым. В городах этих веществ больше (воздух грязнее), на удалении от городов их меньше (воздух чище, прозрачнее). Источником загрязняющих веществ являются выхлопные газы автомобилей, продукты сгорания угля, нефти, дров, вулканические выбросы, поднимаемая ветром пыль.

Что такое кислород?

Часто нам приходится читать о чем-нибудь, без чего «человек не может жить». Но уж без чего действительно не может жить человек, так это без кислорода. Без кислорода человек может выдержать всего несколько минут.

Кислород – это химический элемент, самый распространенный во Вселенной. Почти половину земной коры составляет кислород, а в воздухе его более одной пятой всего объема. Попадая в легкие, он с помощью красных кровяных телец достигает всех клеток организма. В организме он сжигает пищу, вырабатывая тепло, необходимое для деятельности человека.

Кислород очень хорошо соединяется с другими элементами. Такая реакция называется «окислением». При быстром окислении происходит горение. Почти при любом окислении выделяется тепло. При горении тепло выделяется очень быстро, резко повышается температура, и появляется пламя.

Итак, с одной стороны, мы имеем дело с горением – быстрым окислением, в результате которого появляется огонь, а с другой – с окислением, которое перерабатывает пищу в организме человека и поддерживает процесс жизнеобеспечения. Мы встречаем медленное окисление повсюду. Ржавеет металл, высыхает краска, алкоголь превращается в уксус – все это окисление.

Воздух, которым мы дышим, – смесь азота и кислорода. Поэтому чистый кислород можно получить из воздуха. Воздух охлаждают до очень низких температур, при которых он становится жидким. Это температура ниже минус 180 °C. Когда температура жидкого воздуха начинает немного повышаться, воздух начинает кипеть. Вначале испаряется азот, а кислород остается.

Было спасено много жизней больных со слабыми легкими, когда им давали для дыхания чистый кислород.

Что такое углекислый газ?

Углекислый газ – это вещество, существующее обычно в газообразном состоянии. Он становится твердым при охлаждении.

В воздухе всегда содержится небольшое количество углекислого газа, около 1 литра в 2 560 литрах воздуха. Большая часть углекислого газа поступает в воздух, когда животные и растительные ткани, состоящие из углерода, разлагаются. Топливо, состоящее из углерода, такое, как древесина или каменный уголь, дают большое количество двуокиси углерода при сгорании.

Человеческому организму требуется для существования небольшое количество углекислого газа. Он контролирует скорость биения сердца и некоторые другие функции организма. Но перенасыщение организма углекислым газом может причинить вред и даже стать причиной смерти.

Человек получает кислород из воздуха, которым дышит. Кислород поступает в кровь. Там он соединяется с пищей и превращается в результате химических реакций в углекислый газ. Углекислый газ возвращается в легкие и выдыхается.

Деревья, в свою очередь, испытывают жизненную необходимость в углекислом газе. Зеленые растения поглощают углекислый газ из воздуха через поры в листьях. Он соединяется с водой, а затем с помощью солнечного света углекислый газ и вода превращаются в крахмал и другую пищу для растения. Растение при этом выделяет кислород.

Итак, растения выделяют кислород и поглощают углекислый газ. Люди и животные вдыхают кислород, а выдыхают углекислый газ. Это поддерживает постоянное количество кислорода и углекислого газа в воздухе.

Углекислый газ имеет и промышленное применение, самое из известное из которых – это газирование напитков.

Что такое озон?

Озон – это форма кислорода. Кислород – это химический элемент, один из наиболее распространенных в природе. Кислород находится повсюду вокруг нас. Он составляет 1/5 воздуха (большую часть оставшегося объема занимает азот).

Молекула обыкновенного кислорода состоит из его двух атомов. Но существует еще одна форма кислорода, называемая озоном, которая состоит из трех атомов.

Большая часть озона образуется в верхних слоях атмосферы под действием ультрафиолетового излучения. Радиация разбивает на атомы молекулы обыкновенного кислорода. Тогда эти свободные атомы присоединяются к молекулам кислорода, так образуется озон.

Озон составляет слой от 19 до 35 километров над поверхностью Земли. Он называется озоновым слоем и защищает жизнь на Земле от проникновения сильной солнечной радиации. Озон образуется и близко к поверхности Земли во время грозы, при ударе молнии, и в рентгеновском оборудовании. Вы также можете заметить голубые искры, сыплющиеся, когда металл режут кислородом. Эти искры свидетельствуют, что образуется озон.

Озон соединяется с другими веществами значительно быстрее, чем кислород. Озон очень быстро убивает бактерии, по этой причине его используют для очистки воды и уборки общественных мест. Им пользуются для отбеливания многих веществ, таких, как мука, воск, ткани.

Озон имеет сильный «электрический» запах и может повредить ткани легких, если его глубоко вдохнуть.