ГлавнаяЕстествознаниеГ. П. ШалаеваМир вокруг нас

Уменьшить шрифт (-) | Увеличить шрифт (+)

Г. П. Шалаева
Мир вокруг нас

Полная версия

Под общей редакцией

В. П. Ситникова

(МГУ им. М. В. Ломоносова)

Авторский коллектив:

В. П. Ситников, Л. В. Кашинская, Г. П. Шалаева, Е. В. Ситникова

Ответственный редактор

В. В. Славкин (МГУ им. М. В. Ломоносова)

Кто первым открыл Солнечную систему?

Понятие Солнечной системы включает в себя Солнце и все тела, вращающиеся вокруг него под действием его притяжения.

Николай Коперник (1473–1543), польский астроном, создатель гелиоцентрической системы мира

Модель Солнечной системы Коперника. Он считал, что планеты вращаются вокруг Солнца

В древние времена люди считали, что центром Вселенной является Земля, а вокруг нее вращается Солнце, Луна и другие планеты. Правда, простые люди – охотники и земледельцы – о других планетах ничего не знали. Днем они видели только Солнце, а по вечерам – Луну и усыпанное яркими звездочками небо. Им было легко ошибиться. Утром, когда они вставали, солнце только всходило, потом поднималось все выше и выше, а к вечеру закатывалось. Так что свои представления о том, как устроен мир, они выводили из того, что видели: Земля неподвижна, а Солнце вращается вокруг него. Но так же думали ученые-астрономы, которые занимались изучением неба и небесных тел. Они тоже считали Землю неподвижной и плоской, хотя предполагали, что она не единственная в космосе. Там есть еще и другие планеты, которые так же, как Солнце и Луна, вращаются вокруг Земли.

Но уже в IV веке до нашей эры известный древнегреческий ученый Пифагор предположил, что Земля не плоская, а имеет форму шара. Следом за ним другой ученый, Аристарх, который жил в III веке до нашей эры, не отрицая того, что Земля имеет форму шара, развил теорию Пифагора и предположил, что Земля вращается вокруг своей оси и одновременно вращается вокруг неподвижного Солнца. Одни ученые соглашались с этой теорией, другие отвергали ее и продолжали доказывать свое. Еще сто лет спустя, во II веке до нашей эры, древнегреческий ученый Птолемей написал книгу, которая называлась «Альмагест». В ней он изложил свое представление о строении неба и опять вернулся к тому, что это не Земля вращается вокруг Солнца, а, наоборот, Солнце вращается вокруг Земли.

Планетарная карта Коперника

Это было ошибкой, но понять, как все происходит в космосе на самом деле, было трудно. Ведь тогда не было ни телескопов, ни других приборов, с помощью которых можно наблюдать движение небесных тел.

И только в 1543 году, когда уже появились мощные телескопы, польский ученый Николай Коперник сумел убедительно доказать, что Земля в течение суток поворачивается вокруг своей оси, подобно тому как вращается волчок, только очень медленно, и люди даже не замечают этого вращения. Одновременно с этим Земля так же медленно вращается вокруг Солнца, в течение года совершая один полный оборот.

Коперник доказал также, что вокруг Солнца вращается не только Земля, но и другие планеты. Так появилось правильное представление о существовании целой Солнечной системы, в центре которой находится Солнце, поэтому эта система и называется Солнечной. А все остальные небесные тела: планеты, астероиды и кометы – движутся вокруг Солнца в определенном порядке и не разлетаются в разные стороны, потому что Солнце притягивает их силой своей тяжести.

Какие планеты составляют Солнечную систему?

Солнечную систему составляют разные по размерам планеты. Среди них есть большие планеты и маленькие. Они расположены от Солнца на разном расстоянии и движутся вокруг него с различной скоростью.

Меркурий

Ближе всего расположена к Солнцу самая маленькая планета Солнечной системы под названием Меркурий. Ее диаметр 4 640 км – почти ширина Атлантического океана. Она находится от Солнца на расстоянии 60 миллионов километров и вокруг Солнца оборачивается не за 365 дней, как Земля, а всего за 88 земных суток. Планета Меркурий обращена к Солнцу только одной стороной, поэтому здесь всегда светло и очень жарко. Температура достигает 400 градусов выше нуля. А на другой ее стороне царит вечный мрак и холод с температурой 270 градусов ниже нуля.

На расстоянии 108 миллионов километров от Солнца находится планета Венера. Она почти такого же размера, что и Земля. Ее диаметр 12 160 км, то есть на 500 км меньше диаметра Земли. Венера оборачивается вокруг Солнца за 225 суток. Кстати, известен такой странный факт, что Венера вращается в противоположном направлении, то есть с востока на запад.

Венера

Наша планета Земля расположена от Солнца на расстоянии 149,5 миллионов километров и, как мы уже знаем, оборачивается вокруг Солнца за 365 дней, что и считается земным годом. Таким образом, Земля является третьей от Солнца планетой.

Поверхность Венеры

Потом следует Марс. Его диаметр 6 720 км, что немного больше половины диаметра Земля. Его расстояние от Солнца равняется примерно 228 миллионам километров, а период обращения этой планеты вокруг Солнца составляет 687 земных суток.

Марс

За Марсом расположен целый пояс малых планет, которые называются астероидами. Их здесь десятки тысяч, и они разные по размеру. Некоторые имеют всего 1 километр, если измерять их по поперечной линии, другие достигают 700 и более километров. Ученые считают, что астероиды являются обломками большой планеты, которая когда-то находилась в этом месте Солнечной системы и по неизвестной причине распалась.

Еще дальше от Солнца расположены планеты-гиганты. Самая большая планета Солнечной системы – Юпитер. Он «плывет» в космосе не один: его окружают еще 12 спутников. Юпитер находится от Солнца на расстоянии 780 миллионов километров и совершает полный оборот вокруг Солнца за 12 земных лет, то есть за 4300 земных суток. Юпитер – самая большая из планет: его диаметр 141 920 км, почти в 11 раз больше диаметра Земли.

Юпитер

Еще медленнее вращается вокруг Солнца огромная планета Сатурн с диаметром почти в 9 раз больше земного – 120 160 км. Свой путь она проходит за 29,5 земных лет, а ее расстояние от Солнца – 1,5 миллиарда километров.

Сатурн

И совсем далеко от Солнца, куда едва доходят его лучи, находятся самые холодные планеты Солнечной системы – Уран, Нептун и Плутон. Они настолько далеки от Солнца, что даже не видимы простым глазом.

Нептун

Таким образом, ученые обнаружили в Солнечной системе 9 больших планет и десятки малых – астероидов. Но это еще не все. В Солнечную систему входят не только большие и малые планеты, в космическом пространстве вокруг Солнца обнаруживается также огромное количество других небесных тел – метеоритов и комет.

Правильно ли названа Америка?

Многие географические названия связаны с именами первооткрывателей. Но Америка почему-то названа не именем испанского мореплавателя Христофора Колумба, который первым из европейцев высадился на этом материке еще в 1492 году, а именем итальянца Америго Веспуччи. Нет ли здесь исторической ошибки, а если есть, то чем она вызвана?

Христофор Колумб (1451–1506)

Ошибка на самом деле случилась: теперь уже все знают, что Америку открыл именно Христофор Колумб, но названа она в честь другого мореплавателя. А произошло все таким образом. В 1492 году Колумб на своей флотилии отплыл из Испании, стремясь найти путь в Индию. Он долго плыл со своими матросами по морям, и наконец на горизонте показалась земля. Решив, что это и есть долгожданная Индия, Колумб высадился на берег и назвал эту землю Сан-Сальвадором. От местных жителей (Колумб назвал их индейцами – от названия Индии) матросы узнали, что неподалеку есть еще один богатый и красивый остров, который ведет большую торговлю. Этим островом оказалась Куба, и через некоторое время Колумб приплыл туда, полагая, что из Индии он достиг Китая, а на востоке от него должна находиться богатая Япония. На самом же деле Колумб попал на один из островов Багамского архипелага, потом на Кубу и на остров Гаити, который он назвал Эспаньола, что означает «Испанка» или «Испанский остров». Все это произошло из-за того, что в те времена никто и не предполагал существование между Тихим и Атлантическим океанами огромного неизвестного материка.

Карта Колумба

После своего открытия, как он считал, Западной Индии, Колумб вернулся в Испанию, но еще несколько раз отправлялся в морские экспедиции: открыл Пуэрто-Рико, Ямайку, остров Тринидад и высаживался на побережье Южной Америки.

В то время многие мореплаватели искали путь в Юго-Восточную Азию, Китай, Индию и Японию и вслед за Колумбом попадали на острова, расположенные у побережья нового материка, некоторым из них удавалось высаживаться и на материк. В этих экспедициях принимал участие и Америго Веспуччи, который состоял на службе в Португалии, а потом и в Испании. В 1503 и 1504 годах он написал два письма, одно из них – банкиру Медичи, а другое – товарищу детства флорентийцу Содерини, в которых сообщил, что ему удалось открыть новый, неизвестный до сих пор материк. После чего немецкий ученый-картограф Мартин Вальдземюллер обозначил новый материк на карте и назвал его именем Америго Веспуччи – Америка. С тех пор это название стало употреблять все человечество!

Почему ценится золото?

Золото считалось драгоценным металлом и очень высоко ценилось уже за несколько веков до нашей эры. Об этом свидетельствуют и исторические документы, и те вещи, которые археологи добывают при раскопках. Самые красивые украшения, вазы, знаки отличия издавна делались именно из этого металла. Из него чеканились и монеты самого высокого достоинства. Золотом украшались резиденции владык и их гробницы. Чем же золото отличается от других металлов и почему оно так высоко ценится?

Золотая пряжка. Найдена в захоронении короля Рэдвальда (ок. 625 г. н. э.). Великобритания

Прежде всего тем, что золото встречается в природе не так часто, как другие металлы. Представьте себе, что украшения и деньги люди стали бы делать из железа. Какую же ценность могут представлять из себя такие изделия, если железа на земле много и каждый, кто захочет, может делать из него что угодно? А золото еще надо найти, собрать по крупицам, промыть, да и то хорошо, если его наберется несколько граммов.

Кроме того, поскольку золото – это мягкий металл, оно легко поддается обработке и приобретает любую форму. Всего один грамм золота можно раскатать в пластину размером 2 квадратных метра. Причем ее можно легко сгибать, и она не ломается. Поэтому из золота можно делать украшения какой угодно формы, а пластинами покрывать округлые купола церковных храмов. Но наряду с его податливой формой, золото – один из наиболее тяжелых химических элементов 200 см³ этого металла весят более 540 кг!

Золотые слитки

Золото отличается от других металлов еще и тем, что оно не окисляется под действием воздуха и не тускнеет, оставаясь ярким и не теряя свой блеск. Кроме того, его почти не разъедают обычные кислоты.

До 1914 года золотом измеряли почти всю валюту в мире. Это означало, что существовавшие тогда деньги имели установленную цену в соотношении к золоту. В любое время валюту можно было поменять на золото. Эту систему называли золотым стандартом, и хотя в наши дни она уже не используется, золото до сих пор играет важную роль в международной торговле: его используют как резерв, который обеспечивает внешнюю торговлю страны.

Кроме того, золото находит применение и в других сферах жизни. Его используют ювелиры при изготовлении колец, брошек и других украшений; стоматологи в зубном протезировании, а так как золото хорошо проводит электричество, оно используется в определенных видах электрических проводников.

Несмотря на развитие техники, до сих пор при добыче золота используется очень много ручного труда, и это тоже в какой-то степени удорожает стоимость золота и еще больше повышает его ценность.

Как находят золото?

Этот вопрос волновал человечество уже с давних времен. Считается, что золото было первым металлом, известным человеку. Некоторые люди, которых называли алхимиками, пытались добыть золото искусственным путем, расплавляя и соединяя разные металлы или пробуя получить золото из свинца. Это были не совсем бесполезные занятия, хотя золото в результате этих опытов не получалось. Зато они приносили другие, не менее важные открытия. Так, монах-алхимик Бертольд Шварц таким образом случайно изготовил порох, а другой алхимик – Иоганн Бетгер – нашел способ изготовления драгоценного фарфора. Что же касается золота, то его искусственный аналог так и не был найден, а все желтое и блестящее даже издали не спутаешь с настоящим металлом.

Первые следы золота были обнаружены в Египте более 5000 лет назад. Правители Греции и Рима тоже любили этот редкий драгоценный металл. Они грабили страны, которые завоевывали, и заставляли рабов работать в золотодобывающих шахтах.

Настоящее золото можно найти только в земле, и здесь оно встречается в двух видах – в виде самородков, то есть чистого золота без примесей других металлов, и в руде, где золото содержится в соединении с другими металлами.

Золотые самородки встречаются не так часто, и это всегда большая удача для старателей, а именно так называют людей, которые добывают золото. Чаще всего самородное золото находится в кварцевых жилах или в пластах железного колчедана. Под воздействием ветра и воды кварцевые и железнорудные залежи постепенно разрушаются, и обнажаются частицы золота. Потом они так же постепенно вымываются из золотоносных жил и попадают на дно рек и долин, где смешиваются с песком и гравием. Это так называемое рассыпное золото, в котором встречаются совсем крошечные крапинки и более крупные самородки весом от нескольких граммов до килограмма и даже нескольких килограммов.

Золотые рудники в Бразилии нач. XX в.

Чаще всего золото встречается в природе в соединении с другими металлами: почти всегда частицы золота есть в серебре, в соединении с медью и др. В настоящее время существуют разные сложные технологии, с помощью которых золото освобождается от примесей других металлов.

Что весьма любопытно, очень много золота содержится в водах Мирового океана. Конечно, если измерять количество золота на литр морской воды, то там его обнаружить практически невозможно. Но ученые подсчитали, что при таком количестве морской воды, сколько ее существует на земном шаре, золото в ней составляет не менее 10 млрд. тонн.

Как образуются родники?

Во многих местах Земли есть источники, из которых течет чистая, прозрачная вода, которую люди называют родниковой, а сами источники – родниками. Эта вода приятно утоляет жажду в жаркие дни, а многие люди считают ее целебной. Откуда же берутся родники и почему вода в них такая чистая?

Глубоко под землей, там, где расположены твердые горные породы, имеются пустые участки, которые заполнены водой. Они называются «зоной подземных вод». Вода поступает туда с верхнего слоя земли от растаявших снегов, льда, от дождей. Часть этой воды остается в верхних слоях почвы, питает корни растений, испаряется под действием жарких лучей солнца, но большая часть проникает в подземный слой и заполняет пустоты между скальными породами.

Таких пустот под землей очень много, но и воды с поверхности земли проникает туда достаточно, поэтому под землей воды немногим меньше, чем на поверхности. В свою очередь подземная вода по отверстиям, которые есть в земной коре, выходит на поверхность Земли. В основном это происходит в низких местах: долинах, впадинах между гор, низинах, потому что подземная вода вытекает только через такие отверстия, которые расположены ниже уровня подземных вод. Ведь вы знаете, что вода всегда течет только вниз, вверх она течь не может и всегда падает обратно под силой своей тяжести.

Вот так и образуются родники, когда подземная вода через отверстия проникает на поверхность Земли. Может быть, вы слышали, что есть постоянные родники. Люди обносят их оградой, строят над ними навесы, чтобы вытекающая из них вода не загрязнялась, и все могут круглый год пить воду из этих родников. А другие родники то появляются, то исчезают. Это объясняется тем, что «зона подземных вод» бывает разного уровня, то есть разной глубины, и она постоянно меняется. Те родники, куда вода поступает из самой глубины водоносного слоя, действуют постоянно, и вода в них никогда не исчезает. А вот те родники, которые питаются водой из верхнего слоя, могут исчезать, если уровень воды в нем понизится, а потом опять появляются, когда начинает таять снег или идут дожди, и воды под землей становится больше. Такие родники называются «пульсирующими».

Целебной родниковую воду тоже называют неспроста. Ведь подземная вода проходит через скальные породы и обогащается различными минеральными солями, очень полезными для здоровья.

Есть ли у гор возраст?

Прежде чем ответить на этот вопрос, надо выяснить, что такое горы и как они образуются. Горы – это часть земной суши, возвышающаяся над равнинами. Есть отдельно стоящие горы, а есть целые горные цепи. В преданиях возникновение гор объясняется следующим образом: «Очень молодая Земля была гладкой, как головка овечьего сыра. Но шло время, и Земля стала стареть, на ней появились морщины. Они избороздили лицо Земли глубокими складками. И Земля заплакала. Ее слезы потекли ручейками и речками, собрались в озера, моря и океаны…»

Вот эти морщины, по преданию, и стали горами. Однако у ученых на этот счет есть своя точка зрения. Они объясняют образование гор резкими изменениями земной поверхности, которые произошли много миллионов лет назад и происходят сейчас. Существуют даже разные типы гор. Одни из них – складчатые – появились там, где земная кора была более подвижной и могла сминаться в складки. Так, например, образовались Альпы. Есть горы сводчатые, которые поднимаются вверх в виде сводов под большим давлением расплавленной лавы, которая рвется снизу к поверхности Земли. В результате разломов или провалов земной коры образовались целиковые горы, когда то поднимались, то опускались целые горные гряды. Тип вулканических гор говорит сам за себя. Они образовались из лавы, вулканического пепла и шлаков, попавших на поверхность Земли в результате извержения вулканов. Это Фудзияма в Японии, Везувий в Италии.

Но горы не вечны. Их подтачивает вода, распыляет ветер, частицы скального грунта вымываются дождем. Жаркое солнце раскаляет камни, а потом их сковывает мороз, отчего они тоже постепенно разрушаются. Со временем даже самые высокие горы превращаются в небольшие холмы, а иногда на их месте и вообще ничего не остается, кроме равнины. Как видно, горы тоже стареют и умирают. Но им на смену появляются новые: ведь процесс горообразования не прекращается, земная кора так же сдвигается, образуя складки, происходят извержения вулканов и землетрясения, опускание и подъем почвы. В результате всех этих процессов рождаются новые, молодые горы, к которым относятся Памир, Гималаи, Анды, Кавказские горы. А старые горы у нас в России – это Уральские горы, многие вершины которых уже не так круто поднимаются над земной поверхностью, а кое-где вообще спускаются небольшими пологими холмами. Бывает, правда, и так, что горы, которые почти исчезли с лица Земли, вырастают снова. Так произошло с Тянь-Шанем, когда неожиданно его опустившиеся вершины опять поднялись высоко в небо.

Альпы

Самая высокая в мире – это гора Эверест, расположенная на границе между Непалом и Китаем. Ее высота достигает 8 848 м! А самой высокой в Европе считается Эльбрус с высотой 5 633 м.

Что находится в глубине Земли?

Наша Земля называется планетой, и отличается она от звезд тем, что представляет собой плотную массу, тогда как звезды состоят из раскаленных газов и светятся.

Ученые уже очень многое знают о том, что представляет собой планета Земля. И то, что она имеет форму шара и вращается вокруг собственной оси, совершая за сутки, то есть за 24 часа, полный оборот, и то, что при этом она медленно вращается вокруг Солнца, полностью оборачиваясь за 365 дней, что и составляет земной год. Измерили расстояние от Солнца и узнали, какие планеты находятся по соседству с Землей. Но не меньшую загадку для ученых всегда представляло то, что находится в глубине самой Земли. Это очень трудно узнать. Пока еще не придумали приборы, с помощью которых можно было бы пробраться в самую глубину Земли и увидеть, что там находится. Поэтому ученых так интересуют извержения вулканов, которые позволяют изучать породы, которые при этом выбрасываются на поверхность Земли из ее недр. Поскольку вулканы извергают раскаленные газы и расплавленные горные породы, то по этим признакам ученые определили, что внутри Земли очень высокая температура. Кроме того, очень внимательно исследуются и землетрясения: ведь они зарождаются где-то в глубине Земли и волны от подземных толчков расходятся как по поверхности Земли, так и внутри ее.

С помощью точных приборов – сейсмографов – ученые определяют, как проходят эти волны, и фиксируют их скорость. Этот метод тоже подсказывает им, какие породы находятся внутри Земли. Ведь через рыхлые породы сейсмические волны проходят быстрее, чем через твердые. Скорость меняется также, если сейсмические волны проходят через расплавленные металлы.

Таким образом, ученым удалось определить, что в самой глубине Земли, в центре шара, находится твердое металлическое ядро, диаметр которого около 2 560 километров. Это ядро окружено жидкой оболочкой радиусом около 3 360 километров, состоящей из расплавленного железа и никеля, Сверху над этой раскаленной, расплавленной массой находится мантия. Это слой твердых пород толщиной 2 880 километров. Мантия отделяет жидкую раскаленную оболочку ядра Земли от земной коры и таким образом защищает земную кору от высокой температуры. А самый последний, верхний слой – это и есть земная кора. Она тоже состоит из твердых горных пород, но в каких-то местах они разрыхлились и там образовалась почва – то, что мы называем землей, глиной, песком, а в других местах она остается твердой, каменистой. Там высятся серые безжизненные скалы без единого зеленого деревца. Но почва и горы – это только верхняя часть земной коры. Твердые горные породы уходят далеко в глубь Земли и достигают мантии. Правда, глубина земной коры не везде одинакова. Под континентами она составляет 48 километров, а под океанами намного меньше – всего 5 километров.