В. Ситников Г. Шалаева Е. Ситникова

Кто есть кто в мире звезд и планет

Под общей редакцией В. П. Ситникова (МГУ им. М. В. Ломоносова)

© ООО «Филологическое общество “СЛОВО”», 2009

© ООО «Филологическое общество “СЛОВО”», оформление, 2009

* * *

Вселенная

Что такое Вселенная?

Вселенная – это весь окружающий нас материальный мир, в том числе и то, что находится за пределами Земли – космическое пространство, планеты, звезды. Это материя без конца и края, принимающая самые разнообразные формы своего существования.

Большинство астрономов уверены, что Вселенная появилась в результате сильного взрыва примерно 15 000 миллиардов лет назад. Этот гигантский взрыв, который ученые называют «Большой Удар», разогнал горячие газы во всех направлениях, и в конце концов образовались галактики, звезды и планеты.

Да, скорее всего, Вселенная безгранична. К тому же она расширяется, то есть составляющие ее галактики, звезды и солнечные системы перемещаются, удаляясь от центра во всех направлениях. Даже самые современные астрономические средства не могут охватить всю Вселенную. А ведь они способны улавливать свет звезд, удаленных от нас на расстояние 2 миллиарда световых лет! Этих звезд, быть может, уже и нет (все-таки свет шел миллиарды лет), а телескоп их видит.

Как велика Вселенная? Она столь огромна, что астрономы вынуждены измерять ее протяженность в световых годах. Световой год обозначает расстояние, которое преодолевает свет за один год. Поскольку свет путешествует со скоростью 300 000 км/c, один световой год равен 9 500 000 миллионов километров.

Каких размеров Вселенная?

Для человека просто невозможно представить действительные размеры Вселенной. Мы не только не знаем, насколько она велика, но нам даже трудно вообразить, насколько она может простираться.

Если мы начнем удаляться от Земли, мы поймем, почему это так. Земля – это маленькая частичка Солнечной системы. В Солнечную систему входят Солнце, планеты, которые вращаются вокруг Солнца, астероиды, представляющие собой маленькие планеты, и метеоры.

Вся наша Солнечная система в свою очередь является небольшой частью другой большой системы, называемой «галактика». Галактика состоит из миллионов и миллионов звезд, многие из которых значительно больше нашего Солнца и имеют свои солнечные системы.

Итак, все звезды которые мы наблюдаем в нашей галактике и которую мы называем «Млечный Путь», являются «солнцами». Расстояние между ними измеряется в световых годах. За один год луч света проходит более 11 000 000 000 000 километров. Альфа Центавра – самая близкая и яркая звезда – расположена на расстоянии более 46 000 000 000 000 километров от нас.

Но давай представим размеры нашей галактики. Считается, что ее диаметр достигает 100 000 световых лет. Это означает 100 000 раз по 11 000 миллиардов километров. Но наша галактика в свою очередь является малой частью другой, более крупной системы.

Вне Млечного Пути, вероятно, есть еще миллионы галактик.

Вот почему нам трудно представить размеры Вселенной. Кстати, ученые полагают, что Вселенная расширяется. Это означает, что расстояние между двумя галактиками за несколько миллиардов лет увеличивается в два раза.

Бесконечна ли Вселенная?

Астрономы, используя термин вселенная, подразумевают под ним пространство и все тела, заполняющие его. Даже самого богатого воображения недостаточно, чтобы представить все, что включает в себя это понятие.

Чтобы вы поняли всю грандиозность вселенной, можно пояснить это на следующем примере. Световой год, то есть расстояние, которое луч света пробегает за один год, равен 5 460 миллиардам километров. Наша Галактика – Млечный Путь, в которой находится наша солнечная система – имеет протяженность около 100 000 световых лет. Существуют миллионы других галактик, ближайшие из которых отстоят от нашей на расстоянии 2 000 000 световых лет, а наиболее удаленные – на расстоянии в триллионы световых лет. И все это – всего лишь часть вселенной, известной нам. На самом же деле астрономы уверены, что Вселенная имеет гораздо большие размеры!

Вопрос в том, насколько же она велика?

Когда ученые пытаются ответить на этот вопрос, то им приходится иметь дело с особыми свойствами самого пространства. Согласно современным теориям, пространство искривляется вокруг себя самого. Это означает, что невозможно выбраться «за пределы» пространства, потому что, как бы долго вы не двигались вдоль какой-либо прямой линии, она всегда будет, искривляясь, оказываться «внутри» пространства.

Как это происходит, можно объяснить на следующем примере. Самолет, летящий из Москвы во Владивосток на одной и той же высоте в воздухе, описывает огромную дугу, повторяющую изогнутую поверхность Земли. Если б он летел по прямой, то, достигнув конечного пункта, он оказался бы на много тысяч километров выше.

Астрономы полагают, что то же самое происходит и с любым движением в пространстве, с той лишь разницей, что искривление пространства гораздо более сложное явление. Его нельзя изобразить на рисунке или при помощи какой-либо модели, а можно рассчитать, лишь используя законы высшей математики.

Сколько существует галактик?

Галактиками называют огромные скопления звезд во Вселенной. Наше Солнце – это звезда в галактике Млечный Путь, которую составляют миллиарды звезд. Нужно около ста тысяч лет, чтобы свет с одного конца нашей галактики достиг другого (а свет путешествует со скоростью 9 000 000 000 000 километров в год!)

Астрономы обнаружили с помощью телескопов, что существуют еще миллионы галактик, кроме нашей. В основном выделяют 3 типа известных нам галактик. Те, которые имеют спиральную форму, как наш Млечный Путь, называются спиральными галактиками. Ближайшая из них находится от нас на расстоянии около двух миллионов световых лет. Это огромная спиральная галактика в созвездии Андромеды.

Около 17 % самых ярких наблюдаемых галактик составляют эллиптические галактики (эллипс похож на вытянутый круг). Эти галактики состоят в основном из звезд и, похоже, имеют мало или совсем не имеют газа и пыли.

Некоторые галактики называются неправильными, так как они не имеют определенной формы.

Эти галактики состоят из звезд, пыли и газа. Две самых близких к Млечному Пути галактики относятся к неправильным галактикам.

Есть также несколько маленьких галактик, которые называются «карликами». Самые маленькие из них размером всего в несколько сот световых лет и образованы только несколькими тысячами звезд.

Во Вселенной гораздо больше «карликов», чем больших галактик.

Галактики отделены друг от друга сотнями тысяч световых лет. Они обычно существуют группами, или кластерами, содержащими от нескольких десятков до многих тысяч галактик.

Наиболее отдаленные кластеры галактик, которые можно наблюдать, находятся в триллионах световых лет от нашего Млечного Пути.

Есть галактики, которые так далеки от нас, что просто трудно представить насколько огромно расстояние до них. Поэтому ответ на вопрос: «Сколько существует галактик во Вселенной?» – вероятно, всегда останется загадкой.

Из чего сделаны звезды?

Звезды, кажущиеся нам маленькими синими точками на темном ночном небосклоне, на самом деле являются яркими солнцами, похожими на наше.

Другими словами, они представляют из себя огромные шарообразные скопления раскаленных газов. Они настолько горячи, что кусок стали мгновенно превратился бы в пар, приблизившись к поверхности любого из них! Плотность этих газов во многих звездах невелика, потому что частицы атомов различных веществ, входящих в состав звезд, находятся на достаточно большом расстоянии друг от друга.

В состав каждой звезды входит множество химических элементов. Например, на Солнце обнаружено присутствие по крайней мере 60 элементов. Среди них водород, гелий, железо, кальций, магний и другие.

В более холодных звездах вещества находятся в основном в жидкой форме, напоминая кипящее железо в доменных печах. В самых старых и холодных звездах частички материи настолько плотно «упакованы», что кубический сантиметр ее может весить тонну или даже больше. Такие звезды называются погасшими.

Не имея возможности взять образцы материала с поверхности звезд, астрономы для их изучения пользуются специальными приборами – спектроскопами. Спектроскоп позволяет получить спектр излучения звезды, то есть набор длин волн, излучаемых звездой. С помощью спектра ученые могут определить химический состав звезды и ее температуру.

Каждому химическому элементу соответствует определенная длина световой волны, а интенсивность излучения позволяет различить степень разогрева.

Как образовались звезды?

Прежде всего, что такое звезды? Звезда – это огромный шар из яркого раскаленного газа. Звезды содержат большое количество водорода, который является основным источником энергии. Звезды состоят также из других химических элементов, таких, как гелий, азот, кислород, железо, никель и цинк. Все элементы звезд находятся в газообразном состоянии.

Звезды возникают из плотных облаков пыли и газа, движущихся по Вселенной. Звезда начинает образовываться, когда большое количество газообразных частиц собираются вместе внутри этого облака. Кружащиеся частички присоединяют к себе другие, и вся эта группа растет в размерах, ее сила притяжения становится сильней. Частички образовывают большой газовый шар.

Шар растет, частички спрессовываются, и давление внутри шара увеличивается. В конце концов давление становится таким большим, что увеличивает температуру газа и он начинает светиться. Когда давление и температура внутри шара становятся очень высокими, начинают происходить термоядерные реакции. Газы становятся звездой. Сколько времени нужно для этого? Вероятно, миллионы лет.

Если большое количество вещества скапливается вместе, чтобы образовать звезду, она будет большой, яркой и горячей. Если это будет горячая звезда, ее термоядерное топливо позволит ей светиться 100 000 000 лет. Если в формировании звезды принимает участие небольшое количество вещества, звезда будет маленькой, тусклой и холодной. Ее топливо будет сгорать очень медленно, и она сможет светиться тысячи миллионов лет.

Наше Солнце – звезда среднего размера. Оно в 1 300 000 раз больше Земли.

Какие бывают звезды?

Звезда – это небесное тело, которое излучает свой собственный свет. Планеты, как вы знаете, светят только отраженным светом. Планеты сияют ровно, а звезды мерцают. Это мерцание возникает из-за колебаний воздуха между Землей и звездами. Неустойчивый воздух отклоняет луч света от звезды, и кажется, что он дрожит.

Звезды очень сильно различаются по размерам, плотности и температуре. С одной стороны, существуют звезды, которые называют «красные супергиганты», они во много раз больше нашего Солнца. С другой стороны, есть звезды, называемые «белые карлики», некоторые из которых приблизительно равны размерам нашей планеты. Супергиганты имеют плотность, которая в 1 000 раз более разреженная, чем воздух, которым мы дышим. Белые карлики в сотни тысяч раз плотнее.

Одна из теорий гласит, что в истории жизни звезды она проходит через обе эти фазы. Звезды образовались, согласно этой теории, из облаков космической пыли. Облако сжимается, потому что частицы притягиваются друг к другу. Постепенно эта субстанция становится газообразной, начинает светиться, и появляется красный супергигант.

Далее сжатие продолжается, и звезда приближается по размерам и температуре к нашему Солнцу. Она остается в этом состоянии «средней звезды» многие миллиарды лет, постоянно излучая энергию. Энергия выделяется при превращении водорода в более тяжелые элементы.

Когда запас водорода почти на исходе, звезда разрушается. Происходят взрывы, и звезда наконец становится плотным белым карликом. Со временем, когда исчерпываются запасы энергии, звезда начинает терять свою яркость и, в конце концов, перестает светить.

Что такое двойные звезды?

Двойные звезды представляют собой системы, состоящие из двух или нескольких звезд, находящихся на небольшом расстоянии друг от друга и вращающихся вокруг общего центра.

Чем меньше дистанция, разделяющая двойные звезды, тем больше скорость вращения. Расстояния между некоторыми звездами, настолько малы, что период обращения этих звезд равен всего нескольким часам. (Для сравнения заметим, что период обращения Земли вокруг Солнца равен одному году.) Но иногда их удаленность друг от друга в сотни раз превышает диаметр Солнечной системы, а периоды обращения составляют миллионы земных лет. В первом случае двойные звезды кажутся одной звездой даже в самый сильный телескоп, и то, что звезды две астрономы определяют лишь по особенностям линий спектров излучения таких систем или по изменению блеска, которое возникает из-за затмения одной части двойной звезды другой. Такие двойные звезды называются спектральными. В противоположность им визуальные двойные звезды при наблюдении в телескоп представляются системами, состоящими из двух или нескольких объектов.

Существование двойных звезд установил в конце XVIII – начале XIX века выдающийся английский астроном Уильям Гершель, заложивший основы современной звездной астрономии.

Почему звезды излучают свет?

Звезды – это огромные газовые шары, излучающие собственный свет, в отличие от планет и их спутников, светящихся отраженным светом звезд. Например, лунный свет – не что иное, как отражаемый луной солнечный свет.

Еще одно различие состоит в том, что нам кажется, будто звезды мерцают, в то время как свет планет является ровным и немигающим. Мерцание звезд вызывается присутствием различных веществ в земной атмосфере.

Наше Солнце тоже является звездой, хотя и не слишком большой или яркой. Миллионы звезд гораздо меньше нашего Солнца, в то время как другие – намного больше его. Среди них существуют такие, которые, находясь на месте Солнца, включали бы в себя орбиты не только Земли и Марса, но и даже Юпитера! Впрочем, нам они все равно представляются маленькими точками из-за очень большой удаленности.

Со времен древнегреческих астрономов звезды делятся на группы в соответствии с их величиной. Под понятием «величина» здесь понимают не истинные размеры звезд, а их яркость. Кроме того, звезды различаются своими спектрами или, другими словами, длинами волн своих излучений. Изучая спектр той или иной звезды, астрономы узнают многое о ее особенностях, температуре и даже химическом составе.

Куда деваются звезды днем?

И днем, и ночью звезды с неба не исчезают. Но как и Луну, звезд днем мы не видим, так как солнечный свет намного сильнее звездного. Наши глаза не в состоянии различить звезды, ведь Солнце намного ближе к нам. Очень интересно наблюдать небо на закате: какая звездочка появится первой? Нетрудно заметить, уже в полной темноте, что самые яркие звездочки – те, которые на закате появились первыми.

Как происходит эволюция звезд?

Возраст звезд, насчитывающий сотни миллионов лет, столь велик по сравнению с продолжительностью человеческой жизни, что нам кажется, будто они вечны и неизменны. Однако на самом деле звезды, подобно людям, рождаются, стареют и в конце концов умирают. Этот процесс называется звездной эволюцией.

Звезды образуются из газовых облаков, состоящих главным образом из водорода, благодаря действию гравитационных сил, притягивающих частицы газа друг к другу. Молодые звезды черпают свою энергию в термоядерных реакциях превращения водорода в гелий, протекающих в звездных недрах. Постепенно запас водорода иссякает, интенсивность термоядерных реакций ослабевает, и гелиевое ядро остывающей звезды начинает сжиматься. Дальнейшая эволюция звезды зависит от ее массы. Если эта масса меньше некоего критического значения, то через некоторое время сжатие звезды прекращается, и она становится так называемым белым карликом, состоящим из гелиевого ядра, окруженного водородной оболочкой.

Если же масса звезды больше этой критической величины, то ее коллапс (сжатие) продолжается до тех пор, пока плотность вещества в ней не становится равной плотности атомных ядер. К этому моменту ядро звезды состоит уже из чистого железа, являющегося «ядерной золой» – конечным результатом цепочки термоядерных реакций. Резкое сжатие вещества в центральной части звезды приводит к чудовищному взрыву, в результате которого ее внешние слои разлетаются в разные стороны с громадными скоростями. Именно эти взрывы астрономы связывают с появлением сверхновых звезд.

Если масса остатка звезды меньше примерно 2,5 масс Солнца, то на этом ее коллапс останавливается. Такие звезды называются нейтронными, поскольку все вещество в них состоит из свободных элементарных частиц – нейтронов. Однако в тех случаях, когда масса звезды превышает солнечную в 2,5 раза, она продолжает коллапсировать и дальше, что приводит к образованию черных дыр. Согласно общей теории относительности Альберта Эйнштейна, сжатие черной дыры будет продолжаться бесконечно долго, вначале ускоряясь, а затем, наоборот, замедляясь. При этом ее радиус будет стремиться к некоторому конечному значению.

Нейтронные звезды и черные дыры практически не имеют электромагнитного излучения, и потому их невозможно увидеть даже в самый мощный телескоп. Исключение составляют лишь пульсары – быстро вращающиеся нейтронные звезды, обладающие необычайно мощными магнитным полями и входящие в состав двойных звезд. Природа мощного периодического («пульсирующего») излучения таких звезд, благодаря которому они и получили свое название, до сих пор остается загадкой для ученых.

Сколько звезд видно на небе?

В книгах вы можете часто встретить фразу: «Небо было усеяно миллиардами звезд». Иными словами, когда мы смотрим летними ночами на небо, то нам кажется, будто перед нашими глазами предстает бесчисленное множество маленьких светящихся точек. Поэтому, возможно, вас удивит тот факт, что человек с хорошим зрением может разглядеть на небе без помощи телескопа всего лишь около 6 000 звезд.

Причем это отнюдь не означает, что вы в состоянии увидеть их все одновременно: часть из них всегда скрывается за линией горизонта. Поэтому в лучшем случае, находясь в какой-то определенной точке на Земле, вам будет видна лишь половина их.

К тому же испарения и туман, скапливающиеся у поверхности Земли, скрывают от нашего взора звезды, расположенные низко над горизонтом. Таким образом, если б вы решили пересчитать звезды на небе, то скорей всего оказалось бы, что их немногим больше тысячи.

Если, однако, сфотографировать то же самое небо при помощи фотокамеры, присоединенной к телескопу, результат окажется иным. Вы обнаружите, что на фотографии запечатлено гораздо больше звезд, чем вам удалось разглядеть невооруженным взглядом.

Используя мощный телескоп, можно сфотографировать более 1 000 000 000 звезд!

После обнаружения той или иной звезды ей присваивается определенное имя или порядковый номер. Давным-давно люди в разных уголках земли – арабы, греки, римляне, китайцы – дали имена самым ярким и примечательным звездам. Таких звезд – с названиями – насчитывается несколько сотен. Затем ученые стали составлять каталоги – специальные списки, в которые вносятся все замеченные ими звезды. Самый древний из известных нам каталогов был составлен в 137 году нашей эры. В него входит 1 025 звезд. Современный каталог насчитывает более 457 000!

Какая звезда самая яркая?

Пытался ли ты найти в небе самую яркую звезду?

Тебе, наверное, кажется, что звезд в небе несметное множество. Но без телескопа ты можешь увидеть не более 6 000 звезд, из них около 1 500 находятся в Южном полушарии и не видны в Северном полушарии.

Еще 2 000 лет назад греческие астрономы делили звезды в зависимости от их яркости на величины или классы. До появления телескопа существовало шесть классов, или величин, звезд.

Звезды первой величины самые яркие, а шестой величины – самые слабые. Звезды ниже шестой величины без телескопа не увидеть. Сегодня современные телескопы позволяют сфотографировать звезды 21 величины.

Яркость звезд каждой следующей величины в 2,5 раза ниже яркости звезд предыдущей величины. К первой величине относятся 22 звезды, самая яркая из них – Сириус, его величина – 1,6. Сириус более чем в 1 000 раз ярче любой самой слабой звезды, которую можно наблюдать невооруженным глазом.

Чем ниже класс (или величина), тем больше звезд он насчитывает. Так, если к первой величине мы относим только 22 звезды, то звезд 20 класса около миллиарда.

Как различают звезды по яркости?

Глядя на небо, мы не замечаем особой разницы между звездами. Просто некоторые из них кажутся крупнее или ярче других, только и всего. Однако на самом деле звезды отличаются друг от друга, и разница между ними достигает колоссальных масштабов.

Если классифицировать звезды в соответствии с их спектрами, то они будут располагаться в ряд – от голубых до красных.

Голубые звезды – самые горячие и яркие. Температура на их поверхности достигает 400 000 °C. Температура на поверхности Солнца – желтой звезды – составляет примерно 6 000 °C. Самые холодные – красные звезды. Их температура около 2 500 °C, но свет их не так ярок, как у голубых, белых или желтых. Существует, однако, и множество других, совершенно особенных звезд: к ним относятся нейтронные звезды, так называемые черные дыры и другие. Черные дыры, например, вообще не испускают никакого излучения.

Для разделения звезд по блеску существует понятие звездной величины, введенное древнегреческим ученым Гиппархом. Звезды, имеющие одинаково яркий блеск, относятся к одной и той же величине. Самыми яркими являются звезды первой величины. Они в 2,5 раза ярче звезд второй величины, а те так же в 2,5 раза ярче третьей и так далее. Невооруженным глазом можно разглядеть только звезды 1–6 величин, и их число крайне невелико по сравнению с общим количеством звезд.

Следует помнить, что звездная величина, или видимая звездная величина, вовсе не характеризует ни размеров, ни истинной яркости звезды, а лишь ее блеск относительно наблюдателя на Земле.

Далеко ли до звезд?

Во Вселенной есть звезды, которые находятся так далеко от нас, что у нас даже нет возможности узнать расстояние до них. Но как далека от Земли ближайшая звезда?

Расстояние от Земли до Солнца 150 000 000 километров. Свет движется со скоростью 300 000 км/с, значит ему требуется 8 минут, чтобы преодолеть расстояние от Солнца до Земли.

Самые близкие к нам звезды – Проксима Центавра и Альфа Центавра. Расстояние до них в 270 000 раз больше, чем расстояние от Солнца до Земли. То есть расстояние от нас до этих звезд в 270 000 раз больше 150 000 000 километров! Их свету нужно приблизительно 4 года, чтобы достичь Земли.

Расстояние до звезд настолько велико, что пришлось выработать единицу измерения этого расстояния. Она называется световым годом. Это такое расстояние, которое свет проходит в течение одного года – 9 460 500 000 000 километров. Расстояние до ближайшей звезды превосходит это расстояние в 4 раза.

Как измеряется расстояние до звезд?

Звезды достигают огромных размеров, хотя нам они кажутся маленькими точками света. Так происходит потому, что они находятся очень далеко от Земли. Действительно, хотя мы можем измерить расстояние до них, мы с трудом его представляем.

Расстояние до звезд настолько велико, что оно измеряется световыми годами, а не километрами. Из предыдущей статьи вы уже знаете, что световой год – это такое расстояние, которое свет проходит за год, оно равно примерно 9 460 500 000 000 километрам.

Самая ближайшая к нам звезда, которую можно увидеть невооруженным глазом, находится на расстоянии 4 световых лет. Это Альфа Центавра. Солнце – это тоже звезда. Если бы оно находилось на таком расстоянии, как Альфа Центавра, оно бы тоже казалось нам точкой света.

Вот один способ, каким астрономы измеряют расстояние до звезды. Ученые наблюдают за звездой в двух положениях. Например, из двух точек, находящихся на противоположных сторонах Земли. Или из одной и той же точки, но с разницей в полгода, когда Земля поворачивается к звезде противоположной стороной. При этом звезда также меняет свое положение. Это изменение ее положения называется параллаксом. Измеряя параллакс звезды, астрономы могут вычислить расстояние до нее.

Поскольку звезды находятся очень далеко, наблюдение должно проводиться при помощи телескопа. В телескоп ученые пронаблюдали и сфотографировали миллионы звезд. Наиболее удаленные объекты, различимые только в телескоп, находятся на расстоянии тысяч миллионов световых лет.

Какие звезды находятся ближе всего к Земле?

Расстояния между объектами в космическом пространстве огромны. Мы в состоянии измерить их удаленность друг от друга, однако сам масштаб измерений просто не укладывается в привычные рамки нашей жизни.

При ответе на вопрос: «Как путешествует свет?» – мы уже упоминали о понятии световой год – расстоянии, которое проходит луч света за один год. Оно составляет почти 10 триллионов километров! Эта единица измерения является одной из основных в астрономии.

Теперь перейдем к вопросу о том, насколько «близки» к Земле ближайшие звезды. Наименее удаленной от нашей планеты (за исключением, разумеется, Солнца) является Проксима Центавра, расстояние до которой составляет 4,3 светового года. Это превышает 40 триллионов километров! Эта звезда видна в небе над Южным полушарием. Самая близкая к нам звезда Северного полушария – Сириус. Ее свет достигает поверхности Земли за 8 лет.

Самые дальние звезды, различимые невооруженным глазом, отстоят от нас на расстояние около 8 000 000 световых лет. Однако при помощи телескопов можно разглядеть звезды, находящиеся гораздо дальше. Современные приборы позволяют обнаружить звезды, свет от которых доходит до нас за сотни миллионов лет.

Что такое созвездие?

Наблюдая звезды, вы, вероятно, замечали, что они образуют знакомые нам буквы, треугольники, квадраты. С давних пор в различных частях света человек давал имена таким группам звезд. В переводе с латыни «созвездие» означает «группа звезд».

Современные названия созвездий пришли к нам от древних римлян, а к ним – из древней Греции. Часть сведений о звездах древние греки позаимствовали у жителей Вавилона.

В Вавилоне группам звезд присваивались названия животных, имена королей, королев, героев мифов. Позже древние греки заменили многие названия, данные в Вавилоне, на свои, используя имена своих героев – Геркулеса, Ориона, Персея. Древний Рим внес свои изменения. В наши дни мы используем старые наименования, но не всегда просто вообразить те образы, которые стоят за названиями. Например, созвездия Орла, Малой и Большой Медведицы, созвездие Весов не очень соответствуют своим именам.

Примерно в 150 году нашей эры известный астроном Птолемей отметил 48 созвездий, которые были ему известны. Этот список не включал созвездий всего звездного неба, имелось много пропусков. Поэтому позднее астрономы расширили перечень, составленный Птолемеем. Некоторые из этих последних созвездий носят названия научных инструментов, например, Секстант, Компас, Микроскоп. Сегодня астрономам известно 88 созвездий звездного неба.

Созвездие занимает определенный участок неба. Это означает, что каждая звезда располагается в своем созвездии, так же, как каждый город в Соединенных Штатах, к примеру, располагается в определенном штате. В свое время границы созвездий были непостоянными, зачастую изломанными. В 1928 году астрономы решили распрямить их так, чтобы границы созвездий образовывали только прямые линии.

Сколько на небе созвездий?

Как много звезд на небе! Их сочетания образуют фигуры – созвездия. А чтобы легче было запоминать и узнавать их на небе, человек дал им красивые названия: Гончие Псы, Скорпион, Телец, Дева…

Все звезды, видимые с Земли, находятся в составе созвездий. Астрономы насчитывают 88 созвездий.

Некоторые, такие, как Большая Медведица, опознать легко. Другие найти более трудно.

Невооруженным глазом можно увидеть примерно 2 000 звезд. С помощью телескопа их можно увидеть гораздо больше. Понаблюдав за звездным небом даже несколько дней, мы замечаем их некоторое перемещение.

На самом же деле движутся не звезды, а Земля. Она вращается вокруг Солнца и за год совершает полный оборот. По мере вращения Земли вокруг Солнца из-за горизонта появляются новые группы звезд. Околополюсные созвездия, которые кажутся вращающимися вокруг Полярной звезды, остаются в поле зрения в течение всего года. Кроме того, есть созвездия, которые появляются только зимой, весной, летом или осенью.

Некоторые созвездия видны только в одном из полушарий Земли: так, Южный Крест можно наблюдать только в Южном, а Полярную звезду в созвездии Малой Медведицы – только в Северном.

Откуда пошли названия созвездий?

Почему именно данная группа звезд получила у наших далеких предков названия Телец, Орел, Водолей или Орион? Вопросы эти становятся еще загадочнее, когда мы пытаемся сравнить названия созвездий у разных народов. Ведь поразительно, что одну и ту же группу звезд назвали Медведицей и древние эллины, и индейцы Северной Америки.

Изучая и сравнивая астрономические знания разных народов, мы как бы смотрим на небо их глазами. Родиной астрономии обычно называют Древний Египет. Древние египтяне связывали разливы Нила с первым восхождением на фоне утренней зари самой яркой звезды – Сириуса. Наблюдения за движением небесных сил – это начало астрономических знаний, которые помогли созданию календаря. Ученые предполагают, что он появился в Древнем Египте около 6 тысяч лет назад. Счет дней там шел по десятидневкам, в конце года добавлялось еще 5 дней. Составляя календарь, египтяне изображали созвездия в виде богов, животных, предметов, а сами звезды были лишь «астрономическим фоном».

Как называется наша Галактика?

Галактика – это гигантское скопление звезд, планет, газов и пыли, образующее что-то типа острова, медленно вращающегося в космическом пространстве.

Млечный Путь – такое название дали нашей Галактике, и наша Солнечная система (Солнце и вращающиеся вокруг него планеты) – лишь песчинка в этом огромном океане звезд.

Млечный Путь насчитывает около 100 000 звезд, не говоря уже о маленьких планетах и спутниках. Она имеет форму диска, брошенного атлетом. Самое большое звездное скопление – в центре Галактики. Наша Галактика огромна, световым лучам потребуется (с их огромной скоростью) 100 000 лет, чтобы пройти от одного конца к другому, но все же это одна из миллионов галактик во Вселенной.

Самая близкая к нам галактика – Туманность Андромеды. Свету понадобится 1,5 миллиона световых лет, чтобы преодолеть разделяющее нас расстояние. Если вы хотите знать, на что похож Млечный Путь, поглядите на небо ясной летней ночью. Вы увидите широкую звездную тропинку на небе, похожую на белую газовую ленту.

Как выглядит Млечный Путь?

Самым загадочным и прекрасным на небе, по-видимому, является Млечный Путь, протянувшийся подобно ожерелью из драгоценных камней от одного края неба до другого. В древности люди, глядя на эту картину, как и мы, удивлялись и восторгались этой красотой. Не зная, что это может быть, они давали необычные и порой красивые объяснения Млечному Пути.

Например, при зарождении христианства люди считали, что это дорога ангелов, по которой те могли подниматься на небеса. Они также думали, что это отверстие в небе, которое позволяет живущим на Земле увидеть, что находится за небесным сводом.

Наши сегодняшние знания о Млечном Пути не мешают нам восторгаться им. Действительность так же удивительна, как и древние легенды о его якобы создании.

Наша галактика, округлая и плоская, по форме напоминает часы. Если бы мы смогли посмотреть на нее сверху, мы увидели бы, что галактика действительно похожа на часы. Но мы находимся внутри галактики, и, глядя вверх, мы как бы смотрим на край часов изнутри. Мы наблюдаем, что их край изгибается вокруг нас. Эти миллионы звезд и составляют Млечный Путь.

Известно ли тебе, что галактика состоит из 3 миллиардов звезд? И мы имеем представление о ее размере. Свет от Солнца доходит до Земли за 8 минут, а расстояние от центра галактики до Солнца луч света пройдет за 27 000 лет.

Галактика вращается вокруг своей оси подобно колесу. Полный оборот совершается за 200 миллионов лет.

Что такое Южный Крест?

К югу от экватора на небе видны четыре звезды, образующие фигуру, похожую на крест. Это так называемый Южный Крест. Он указывает направление и помогает путешественникам ориентироваться ночью.

Как мы уже сказали, Южный Крест относится к созвездиям, которые видны только в Южном полушарии. Примерно ту же роль в Северном полушарии играет созвездие Малой Медведицы. Действительно, оба расположены на оси север-юг земного шара и почти неподвижны. Поэтому они всегда показывают только одно направление: Полярная звезда в Малой Медведице – север, а квартет Южного Креста – юг.

Что такое звездный дождь?

Случалось ли вам наблюдать в ночном небе так называемые «падающие звезды» – одиночные светящиеся точки, проносящиеся по небосводу? Бытует даже поверье: если, увидев «падающую звездочку», загадаешь желание, то оно обязательно сбудется. Между тем это никакие не «звезды», а метеоры – вспышки и свечения, которые вызываются вторжением в атмосферу Земли мельчайших твердых космических частиц. Ежегодно бывают ночи, когда на небе вспыхивают десятки, сотни метеоров. Это и есть звездный, или метеорный, дождь.

Движущиеся в межпланетном пространстве частицы, образующиеся за счет постепенного распада комет, иногда попадают в верхние слои земной атмосферы и, не достигнув поверхности планеты, сгорают. Это происходит из-за огромных скоростей движения метеорных тел (кстати, они весят не более грамма) и относительно высокой плотности воздуха. Частицы мгновенно нагреваются до нескольких тысяч градусов и испаряются. Итог – светящийся газ – мы и наблюдаем на ночном небе. Метеорные дожди – это результат встречи нашей планеты с роем метеорных частиц или метеорным потоком. «Падающие звезды» появляются одна за другой как бы из одной точки на небе (ее называют радиантом) и разлетаются во все стороны. На самом деле все частицы метеорного потока движутся параллельно друг другу и кажутся разлетающимися лишь в перспективе.

Настоящий звездный дождь, когда за час можно зарегистрировать тысячи (!) метеоров, на территории нашей страны явление редкое. И происходит оно в случаях пересечения Землей орбит крупных комет. Таких, как известная комета Галлея или комета Джакобини-Циннера (названа по именам двух астрономов, которые впервые ее открыли). Понятно, что глазом столько метеоров не увидишь. Поэтому начиная с 30-х годов «падающие звезды» фотографируют. Система фотокамер, охватывающая все звездное небо и предназначенная для регистрации метеоров, называется метеорным патрулем. Однако и он не всегда помогает, так как не способен «поймать» неяркие частицы. С 40-х годов астрономы пользуются еще и радиолокаторами.

Что такое планета?

Вокруг нашего Солнца вращаются девять небесных тел. Это планеты. В свою очередь вокруг планет вращаются малые небесные тела – спутники. Итак, Земля – это планета, а Луна – ее спутник.

Планета – это небесное тело, которое не имеет собственного излучения. Она светится лишь отраженным светом Солнца. В нашей Солнечной системе девять планет. Меркурий и Венера находятся ближе к Солнцу, чем Земля. Плутон – самая удаленная планета. Есть еще Марс, Юпитер, окруженный кольцами Сатурн, Уран и Нептун. У Земли единственный естественный спутник – Луна. А вот у Юпитера их шестнадцать. Венеру называют Утренней звездой: она расположена близко к Солнцу и появляется на небе сразу после захода либо ранним утром, на рассвете.

Что такое комета?

Комета – это такое же небесное тело, как Земля или Луна, только небольших размеров (в ядре до 20 километров). Кометы движутся вокруг Солнца по сильно вытянутым орбитам. Когда мы видим комету, она похожа на яркую точку с длинным сверкающим хвостом. Во все века появление «хвостатых чудищ» вызывало у людей страх. Люди считали их предвестниками катастроф и войн.

Ученые считают, что кометы – это шары, состоящие из замороженной воды и газа, смешанных с частицами пыли и камня.

Источником света является «голова», или ядро кометы. С приближением к Солнцу у кометы появляется хвост. Он состоит из очень разреженного газа и мельчайших частиц, которые срываются с ядра кометы под воздействием Солнца. Ядро кометы окружает ее третья часть, называемая «оболочкой». Это светящееся облако твердого вещества, которое может достигать в диаметре 250 000 километров и более.

Хвосты комет различны по форме и размеру. Одни – короткие и широкие, другие – длинные и тонкие. Обычно их длина достигает порядка 10 миллионов километров, а иногда – 180 миллионов километров. А у некоторых комет вообще нет хвоста.

По мере того, как растет хвост, возрастает скорость движения кометы, так как она приближается к Солнцу. В это время комета движется головой вперед. А затем происходит нечто странное. Комета, удаляясь от Солнца, движется хвостом вперед. Это происходит оттого, что лучи Солнца срывают с ядра кометы мельчайшие частицы материи, образуя хвост кометы, в направлении, обратном Солнцу.

Поэтому при удалении кометы от Солнца она движется хвостом вперед. В это время скорость движения кометы падает, и мы постепенно теряем ее из вида. Кометы могут исчезать на многие годы, но большинство постепенно возвращается. Каждые 76 лет около Земли появляется большая комета. Она называется кометой Галлея. Впервые Галлея была изображена на китайском рисунке в 168 году до н. э. В 1682 году Эдмунд Галлей, британский королевский астроном, наблюдал движение этой кометы, и после тщательной проверки своих записей он решил, что именно эта комета появляется каждые 76 лет. В 1986 году был запущен космический корабль для сбора данных о комете Галлея. Он передал на Землю 2 000 фотографий с формой и размерами кометы. Оказалось, что комета Галлея в 2 раза больше, чем думали ученые. Ее длина свыше 16 километров, а ширина – почти 10 километров.

В настоящее время астрономы зарегистрировали почти 1 000 комет, но в нашей Солнечной системе может быть несколько сотен тысяч комет, невидимых для нас.

Почему у кометы есть хвост?

Если рассматривать комету в телескоп, то можно заметить, что у нее есть «голова» и «хвост». «Голова» – это большое облако пылающего газа, называемое эпицентром кометы. Эпицентр может достигать более 1 609 300 километров в диаметре. Эти газы настолько легки, что солнечные ветры относят их назад. Так, образуется «хвост».

Когда комета приближается к Солнцу, ее «хвост» становится все больше и больше, потому что увеличивается давление солнечных ветров. Когда комета удаляется от Солнца в холодную Вселенную, давление солнечных ветров уменьшается, но все же они продолжают задувать газы кометы. По этой причине «хвост» кометы всегда направлен от Солнца.

В эпицентре кометы иногда можно заметить маленькую, сияющую точку света. Эта точка света называется ядром кометы. Астрономы считают, что ядро – это смесь льда и частичек пыли, образующие шар до 50 километров в диаметре.

При вращении вокруг Солнца большинство комет движутся по удлиненным орбитам. Они напоминают по форме длинную, толстую сигару. Комете нужны тысячелетия, чтобы совершить один круг по своей орбите.

Три или четыре раза в столетие комета проходит так близко от Солнца, что ее яркий, сияющий «хвост» легко различим с Земли. Мы можем наблюдать комету только тогда, когда она проходит рядом с Солнцем. Затем Солнце превращает лед ядра кометы в газ. Радиация, исходящая от Солнца, проходит через газы и ионизирует их, что является причиной свечения газов.

Может ли комета взорваться?

В прежние века люди, полагали, что кометы предвещают ужасные бедствия, эпидемии страшных болезней, войны, землетрясения и тому подобное. Теперь этот суеверный страх остался в прошлом, однако до сих пор многие думают, что кометы могут причинить Земле большой вред. Например, что произойдет, если какая-нибудь, находящаяся в данный момент неподалеку от нашей планеты комета взорвется?

Насколько мы знаем, кометы не взрываются. Однако иногда они распадаются на части. Например, одна комета, появление которой наблюдалось неоднократно, в 1846 году распалась на две. В конце концов, каждая из них рассыпалась на мелкие обломки, образовавшие метеорный поток, который можно регулярно наблюдать в последних числах ноября. Таким образом, рано или поздно каждая комета погибает, разрушаясь при этом на мелкие части, рассыпающиеся затем вдоль ее орбиты в виде метеорной пыли.

Комета, вопреки широко распространенному заблуждению, отнюдь не является одной огромной глыбой, несущейся со страшной скоростью в космическом пространстве. По мнению ученых, она представляет собой гигантский поток твердых частиц и удерживаемых возле них силой притяжения газов.

Самая яркая часть кометы – ее голова. Центр головы кометы состоит из самых тяжелых частиц и называется ядром. Вокруг ядра сосредоточена часть кометы, называемая оболочкой. Она представляет собой туманное, похожее на облако образование диаметром в 250 000 километров и больше. Позади кометы тянется хвост, состоящий из разряженных газов и очень мелких частиц.

Почему кометы исчезают?

Кроме планет и их спутников, в Солнечную систему входят еще и кометы. Кометы движутся по определенным путям, которые называются орбитами, вокруг Солнца с определенной скоростью. Орбиты многих комет сильно вытянуты и напоминают по форме удлиненную толстую сигару. Орбиты комет проходят мимо находящихся поблизости звезд. Нужны тысячелетия, чтобы комета прошла всю свою орбиту. Поэтому кажется, что они исчезают, а на самом деле они просто уходят из поля зрения.

На кометы очень действуют силы притяжения планет. Некоторые кометы сходят со своих орбит под влиянием этих сил, их орбита становится короче. Юпитер, например, собрал большое количество комет, каждая из которых вращается вокруг Солнца с периодом обращения 6 лет. Кометы, которые появляются с определенной регулярностью, называются периодическими кометами.

А исчезают ли кометы навсегда? Некоторые исчезают. В 1826 году астроном Вильгельм фон Била обнаружил одну из таких «исчезнувших комет». Она появлялась несколько раз, и каждый раз ее наблюдали сотни астрономов. Затем в 1846 году комета раскололась надвое, образовав две кометы. Потом обе эти части кометы Била распались на большое количество маленьких.

Считают, что эти осколки образовали метеорный дождь, появляющийся на небе в конце ноября. История кометы Била показывает, что некоторые кометы действительно умирают; они распадаются, сходят со своих орбит и становятся метеоритной пылью.

Что такое астероид?

Открытия в мире небесных тел часто напоминают открытие тайны. Именно так и были открыты астероиды.

Ученые Тициус и Боде в разное время пришли к выводу, что между Марсом и Юпитером должна находиться какая-то планета: в расстоянии между ними был какой-то пробел. Поэтому несколько астрономов принялись за поиски этой планеты.

В 1801 году на этом месте была действительно обнаружена планета, получившая название Церера. Но это была очень маленькая планета с диаметром всего 600 миль. Ученые решили, что она может быть лишь одной из группы малых планет, и поиски продолжались.

Через некоторое время были открыты еще три планеты, самая большая из которых была в два раза меньше Цереры. Астрономы решили, что эти планеты – четыре осколка, оставшихся после взрыва какой-то большой планеты. Но после пятнадцатилетних поисков один астроном нашел еще одну малую планету, и охота продолжилась.

К 1890 году было обнаружено 300 малых планет, а между 1890 и 1927 – 2 000 планет! Эти малые планеты, в основном вращающиеся в пространстве между Марсом и Юпитером вокруг Солнца, получили название астероидов.

По оценкам их около 100 000, хотя многие из них имеют слишком маленькие размеры, чтобы их можно было легко обнаружить. Некоторые имеют в поперечнике лишь несколько сот метров, а их общая масса составляет лишь небольшую часть от массы Земли.

Относительно появления астероидов существует гипотеза, согласно которой они представляют собой осколки взорвавшегося спутника Юпитера.

Из чего сделаны метеоры?

Возможно, вам приходилось наблюдать картину, когда одна из звезд, вдруг сорвавшись с неба, устремлялась к земле. Долгое время эти падающие звезды оставались загадкой для людей. На самом деле эти объекты не имеют к настоящим звездам никакого отношения и являются метеорами.

Сегодня они уже достаточно хорошо изучены астрономами, которые полагают, что метеоры представляют собой обломки комет. Когда кометы разрушаются на миллионы маленьких и больших кусочков, то последние продолжают движение в виде «роев», или метеорных потоков. Эти метеорные потоки или отдельные особенно крупные метеоры двигаются в космосе по постоянным орбитам.

Большинство метеоров имеют небольшие размеры, однако некоторые из них могут весить несколько тонн. Проходя через земную атмосферу, они обычно полностью сгорают, и лишь самым большим удается достичь поверхности земли.

Метеор, упавший на землю, называется метеоритом. Самый крупный из них, весящий 60–70 тонн, был найден в Африке и до сих пор лежит на месте своего падения.

Среди метеоритов можно выделить два основных вида. Относящиеся к первому состоят главным образом из железа и никеля. Они называются металлическими метеоритами. В состав других входят преимущественно различные минералы и они выглядят как обожженные пламенем каменные глыбы. Такие метеориты называются каменными, или аэрометами. Как правило, снаружи метеориты обоих видов имеют черную корку – результат воздействия сильного разогрева, который они испытывали, пройдя через атмосферу.

Как объекты передвигаются в космосе?

Гравитация – вот та сила, которая притягивает во Вселенной один объект к другому. Это та сила, которая заставляет космические объекты двигаться в сторону Земли.

Только во времена Галилео Галилея (1564–1642) были предприняты попытки определить величину гравитации. До этого времени считалось, что скорость, с которой падающий предмет ударяется о поверхность Земли, зависит только от веса этого объекта.

Галилей бросал различные по весу предметы с падающей башни в итальянском городе Пиза с целью изучения воздействия на них «силы» гравитации. Он доказал, что тяжелый и легкий предметы, брошенные вниз вместе, достигают поверхности Земли одновременно.

Он заставлял скатываться по склону шар, измеряя в определенные отрезки времени его положение. Галилей открыл, что увеличение скорости шара пропорционально его времени движения. Это значит, что к концу второй секунды он двигался в 2 раза быстрее, чем в конце первой, в конце третьей – в 3 раза быстрее, и так далее.

Он также вычислил, что пройденное шаром расстояние пропорционально квадрату времени его движения (квадрат числа получается при умножении этого числа на эту же величину), то есть к концу второй секунды шар проходил расстояние в 4 раза большее, чем в конце первой секунды, в конце третьей – в 9 раз большее, и так далее.

Исаак Ньютон продолжил открытия в области гравитации. Он предположил, что сила, притягивающая предмет к Земле, уменьшается с увеличением расстояния между Землей и предметом. В результате опытов и наблюдений Ньютон вывел закон всемирного тяготения. Основное положение закона заключается в том, что если масса (количество вещества) одного из притягивающихся предметов удваивается, сила тяготения также удваивается, но если расстояние между предметами увеличивается в 2 раза, сила притяжения составит 1/4 от первоначальной величины.

Альберт Эйнштейн попытался ответить на вопрос: «Что такое гравитация?», доказывая, что пространство-время имеет четыре измерения. Это очень сложная теория, требующая для своего понимания глубоких научных знаний. По его последней теории гравитационное поле связано электрическим, магнитным и электромагнитным полями. Однако следует отметить, что до настоящего времени никто еще не предложил определение гравитации, которое удовлетворило бы всех.

Тем не менее нам известно, что увеличение скорости, вызываемое гравитацией, составляет 10 метров в каждую последующую секунду. Это значит, что скорость падающего предмета каждую секунду возрастает на 10 м/с. В конце первой секунды скорость падения составляет 10 м/с, в конце второй – 20 м/с, и так далее. Если в конце первой секунды падающий объект пролетит 5 метров, то в конце второй – 20 метров, в конце третьей – 45 метров.

Почему гравитация в космосе не такая, как на Земле?

Каждый предмет во Вселенной воздействует на другой предмет, они притягивают друг друга. Это называется силой тяжести, или гравитацией. Сила притяжения, или гравитация, зависит от двух факторов.

Во-первых, это зависит от того, сколько вещества содержит объект, тело, предмет. Чем больше масса вещества тела, тем сильней гравитация. Если тело обладает очень небольшой массой, его гравитация мала. Например, масса Земли во много раз больше массы Луны, поэтому Земля имеет большую силу тяжести, чем Луна.

Во-вторых, сила тяжести зависит от расстояния между телами. Чем ближе тела находятся друг к другу, тем сила притяжения больше. Чем они дальше друг от друга, тем гравитация меньше.

У Земли масса больше, чем у человека, поэтому сила тяжести удерживает его на Земле. Но Земля воздействует так, как будто вся ее материя, все ее вещество находятся в центре. Поэтому сила тяжести в любом месте Земли должна рассчитываться с учетом расстояния до ее центра.

Сила тяжести на побережье моря больше, чем на вершине горы. А сейчас представьте человека, удалившегося с поверхности Земли на далекое расстояние. Там сила земного притяжения будет много слабее.

Когда человек находится в космосе, он совсем исчезает из поля земного притяжения. Гравитация Земли совсем не действует на него. Он находится в состоянии невесомости. Поэтому ракеты, космические корабли, космонавты могут свободно летать в открытом пространстве.

Движутся ли другие планеты так же, как Земля?

У Земли два вида движения. Она движется вокруг Солнца по твердо установленному пути, который называется орбитой. Время, которое требуется Земле для прохождения этой орбиты, называется годом. Земля также вращается вокруг своей оси. Время, необходимое для этого, называется сутками. Направление оси очень медленно меняется. Это движение называется прецессией. Другие планеты также вращаются вокруг Солнца и вокруг своей оси, но скорость их вращения отличается от земной.

Земля вращается вокруг Солнца на среднем от него расстоянии в 150 000 000 километров. Для прохождения своей орбиты Земле требуется более 365 дней. Чтобы совершить оборот вокруг своей оси, ей нужно немного меньше 24 часов.

А сейчас давайте взглянем на другие планеты. Среднее расстояние Меркурия до Солнца 58 000 000 километров, и ему нужно 88 земных суток, чтобы совершить оборот вокруг Солнца. Считают, что Меркурий поворачивается вокруг своей оси за 58–59 суток.

Венера находится на расстоянии 108 000 000 километров от Солнца. Ей нужно 225 суток, чтобы сделать один оборот вокруг него. Венере нужно 243 дня, чтобы повернуться вокруг своей оси, к тому же она вертится совсем в другом направлении. Другими словами, Венера – это планета, вращающаяся с Востока на Запад.

Марсу, отстоящему от Солнца на 228 000 000 километров, нужно 687 суток, чтобы завершить движение по орбите, а вокруг собственной оси он вращается примерно с такой же скоростью, как Земля. Юпитер находится в 789 000 000 километров от Солнца, ему нужно 11,9 лет, чтобы обойти вокруг Солнца, но вокруг своей оси он поворачивается менее чем за 10 часов. Сатурн, находящийся на расстоянии 1 426 000 000 километров от Солнца, требует 29,5 земных лет для прохождения своей орбиты. Но ему нужно только 10 часов, чтобы повернуться вокруг своей оси.

Уран находится в 2 870 000 000 километрах от Солнца и обходит его по орбите за 84 года. Нептун отдален от Солнца на 4 493 000 000 километров. Ему нужно 165 земных лет для прохождения своей орбиты.

Что такое вакуум?

Большинство людей полагают, что вакуум – это пространство, в котором абсолютно ничего нет.

Однако, как утверждают ученые, подобное просто невозможно. Они считают, что не существует такого места, где не было бы вообще никакой материи: ни единой молекулы газа или частички пыли. Таким образом, вакуум в действительности является пространством, где очень мало материи. Глубокий вакуум означает почти полное ее отсутствие. Однако главную роль в этой фразе играет слово «почти».

Одним из наиболее простых способов получения вакуума является откачка воздуха из сосуда, в котором он и создается.

В настоящее время существуют достаточно мощные насосы, способные создавать очень глубокий вакуум, необходимый как для научных, так и для различных производственных целей. Такие насосы, например, создают вакуум в электрических лампочках при их производстве. Если б в лампочке оставался кислород, содержащийся в воздухе, то при ее включении нить накаливания сгорела бы за долю секунды.

В самых современных лампочках удается откачать при помощи вакуумных насосов почти весь воздух. То же самое можно сказать и об электронных лампах в телевизорах или радиоприемниках, в которых перед запайкой откачивают как можно больше воздуха.

Другим хорошо знакомым всем предметом, в котором используется вакуум, является обычный термос. Он имеет двойные стенки, в промежутке между ними создается вакуум. Поскольку количество молекул газа в этом пространстве невелико, они находятся на большом расстоянии друг от друга, и тем самым передача тепла между ними уменьшается. Поэтому, если в жаркий летний день налить в термос холодное молоко, оно останется холодным. И наоборот, горячий чай не остынет в термосе, даже в самую морозную погоду.

Какова скорость света?

Свет распространяется с гигантской скоростью – 300 000 км/с. Когда вы нажимаете кнопку электрического выключателя, кажется, что свет загорается мгновенно. И это правда. Но все же требуется какой-то промежуток времени, пусть очень маленький, чтобы свет лампочки достиг ваших глаз.

Если бы Земля вращалась вокруг своей оси со скоростью света, она бы делала 7 оборотов в секунду. Но свет, то есть световые лучи, конечно вращаться не могут. Лучи идут только по прямой. Свет от Солнца доходит до нас за 8 минут, преодолевая за это время 150 миллионов километров.

Какова скорость звука?

Если мы слышим какой-либо звук, значит, поблизости должен находиться вибрирующий предмет. Но этого не достаточно. Звук должен где-то распространяться. Что-то должно его переносить от источника к приемнику. Это что-то называется «среда». Средой может служить что угодно – воздух, вода, предметы, даже земля. Индейцы прикладывали ухо к земле, чтобы услышать отдаленные звуки.

Нет среды – нет и звука. Если в каком-то объеме создать вакуум, звук в нем не сможет распространяться. Это связано с тем, что звук распространяется волнами. Вибрирующий предмет передает свою вибрацию соседним молекулам или частичкам. Происходит передача движения от одной частички к другой, что приводит к появлению звуковой волны.

Средой распространения звуковых волн могут быть различные материалы – дерево, воздух, вода; следовательно, скорость распространения звуковых волн должна быть различной. Если мы говорим о скорости звука, мы должны спросить: а в какой среде?

Скорость звука в воздухе составляет 335 м/с. Но это при температуре 0 °C. С повышением температуры скорость распространения звука также увеличивается.

В воде звук распространяется быстрее, чем в воздухе. При температуре 8 °C скорость его распространения составляет около 1 435 м/с, или около 6 000 км/ч. В металле эта скорость достигает порядка 5 000 м/с, или 20 000 км/ч.

Ты, наверное, думаешь, что сильный звук имеет более высокую скорость, чем слабый, но это не так. Его скорость не зависит и от его высоты (высокий или низкий).

Ты можешь сам провести опыт по сравнению скорости звука в разных средах. Зайди в воду и ударь друг о друга двумя камнями. Теперь опустись под воду и снова постучи этими камнями. Ты удивишься тому, что звук распространяется в воде лучше, чем в воздухе.

Что такое звуковой барьер?

Когда мы говорим «звуковой барьер», то представляем себе, что при достижении самолетом скорости звука появляется что-то вроде «барьера». Однако ничего подобного не происходит!

Чтобы понять все это, рассмотрим самолет, летящий с небольшой, обычной скоростью. При движении самолета перед ним из спрессованных частичек воздуха образуется волна сжатия.

Эта волна движется впереди самолета со скоростью звука. И ее скорость выше скорости самолета, который, как мы уже сказали, летит с небольшой скоростью. Двигаясь впереди самолета, эта волна заставляет воздушные потоки обтекать плоскости самолета.

Теперь представим, что самолет летит со скоростью звука. Впереди самолета не образуется волны сжатия, так как и самолет, и волны имеют одну скорость. Поэтому волна образуется впереди крыльев.

В результате появляется ударная волна, которая создает большие нагрузки на крылья самолета. До того, как самолеты достигли звукового барьера и превысили его, считали, что такие ударные волны и перегрузки создадут для самолета что-то вроде барьера – «звуковой барьер». Однако звукового барьера не было, так как авиационные инженеры разработали специальную конструкцию самолета.

Кстати, сильный «удар», который мы слышим при прохождении самолетом «звукового барьера», и есть ударная волна, о которой мы уже говорили – при равной скорости самолета и волны сжатия.

Что такое абсолютно черное тело?

Под абсолютно черным телом в физике понимается такой объект, который при любой температуре полностью поглощает падающее на него электромагнитное излучение. Реальные физические объекты не являются абсолютно черными, однако некоторые из них, такие, как сажа, платиновая чернь, черный бархат и другие, в области видимого светового излучения проявляют свойства, весьма близкие к свойствам абсолютно черного тела. Например, поверхность, покрытая чистым углеродом, поглощает примерно 97 % падающего на нее света.

Некоторые объекты проявляют свойства абсолютно черного тела в определенных диапазонах волн электромагнитного излучения и температур. Так, красный фильтр при комнатной температуре практически полностью поглощает зеленый свет.

Несмотря на то, что понятие «абсолютно черное тело» носит чисто абстрактный характер, оно играет важную роль в физике при описании процессов поглощения и излучения электромагнитных волн реальными объектами.

Что такое спутник?

В астрономии спутником называется тело, которое вращается вокруг большего по размерам тела и удерживается силой его притяжения. Луна – спутник Земли. Земля – спутник Солнца.

Когда мы употребляем слово «спутник», мы обычно имеем в виду созданный человеком космический корабль, вращающийся вокруг Земли. Искусственные спутники отправляются в космос с различными целями. Некоторые используются для научных исследований, другие собирают информацию для прогноза погоды.

На некоторых спутниках установлены теле – и радиоантенны. Спутники могут быть использованы в навигации и картографии. Созданные человеком спутники дают ученым представление о состоянии живых организмов в условиях космоса.

Спутники могут быть любых размеров, от маленького контейнера с инструментами до огромного баллона, достигающего 30 метров в диаметре. Они могут весить от нескольких килограммов до многих тонн. Форма их может быть самая разнообразная: круглая, как мяч, шляпообразная, напоминающая консервную коробку, колокол, сигарету.

Спутники запускаются со скоростью 30 000 км/ч и более. Если бы никакие другие силы после запуска спутника не воздействовали на него, он улетел бы далеко в открытый космос. Но прямой полет продолжаться не может, потому что на спутник действует сила притяжения Земли, и он начинает двигаться по орбите вокруг Земли. Так спутник выходит на орбиту.

Орбита некоторых спутников находится на расстоянии 177 километров от Земли, у других не более 35 500 километров. Орбита выбирается учеными заранее, с учетом тех задач, которые возлагаются на спутник.

Что такое черная дыра?

Чтобы объяснить, что такое черная дыра, нужно сначала рассказать о том, что происходит с огромными звездами, масса которых в миллионы раз превышает массу Солнца.

Все звезды рождаются, развиваются, живут и умирают. Во время этого процесса они постепенно остывают и сжимаются. И на месте, где находилась звезда, образуется черная дыра – область с огромной напряженностью гравитационного поля. Сила тяжести в этой области так велика, что даже свет не может вырваться из нее. Астрономы узнают о существовании таких звезд благодаря тому, что они испускают потоки нейтральных частиц – нейтронов.

В настоящее время астрономами открыто несколько черных дыр. Все они находятся на огромном расстоянии от Земли и обладают массой в несколько десятков тысяч раз большей, чем у Солнца.

Долгое время исследователям были неясны свойства черных дыр, поэтому родилось множество фантастических произведений, в которых рассказывается о том, как космический корабль как бы проваливается в «черную дыру» и пропадает.

Однако сегодня началось изучение этого астрономического явления, и будем надеяться, что черная дыра постепенно раскроет все свои тайны.

Почему черные дыры так называются?

На протяжении многих веков в науке было распространено мнение, что пространство повсюду обладает одними и теми же свойствами. Оно господствовало вплоть до начала нашего столетия, когда Альберт Эйнштейн совершил революцию в научном представлении о картине мироздания, создав общую теорию относительности. Одним из выводов этой теории было утверждение (вначале чисто теоретическое, затем получившее экспериментальное подтверждение) о том, что гравитационное поле, создаваемое любым объектом, обладающим массой, искривляет пространство. Это означает, в частности, что луч света при прохождении через такое пространство отклоняется от прямой линии. Степень искривления пространства зависит от величины массы тела и, вообще говоря, в подавляющем большинстве случаев чрезвычайно мала. Даже вблизи такого массивного объекта, как наше Солнце, искривление пространства носит весьма незначительный характер.

Однако во Вселенной существуют объекты с огромной массой, сосредоточенной в очень небольшом объеме. Это нейтронные звезды, возникающие в результате гравитационного сжатия остывающих звезд. Все их вещество состоит, в отличие от обычных тел, не из атомов, а из свободных элементарных частиц: протонов, нейтронов и электронов. Искривление пространства вблизи таких звезд приобретает значительные масштабы. Если же масса нейтронной звезды превышает массу Солнца примерно в два с половиной раза, то она сжимается до таких пределов, что искривление пространства достигает максимальной степени, и оно образует замкнутый круг. Свет, излучаемый самой звездой или попавший в это пространство извне, не способен вырваться за его пределы. Образно говоря, эти звезды похожи на дырки в окружающем их пространстве, в которые все проваливается и ничего не выходит наружу. Отсюда и название этих небесных тел – черные дыры. Плотность вещества внутри черных дыр принимает совершенно недоступные человеческому воображению значения. Достаточно сказать, что нашему Солнцу для превращения в черную дыру нужно уменьшиться до 6 километров в диаметре (диаметр Солнца 1 892 000 километров).

Первым гипотезу о существовании черных дыр высказал и развил в 1916 году немецкий астроном Карл Шварцшильд.

Что такое туманность?

Если ты видел изображение туманностей в книгах – в виде огромных спиралей, завихрений и облаков, не надейся увидеть подобное в небе. Большинство туманностей без телескопа не разглядеть. Слово «туманность» появилось оттого, что астрономам, наблюдавшим сквозь слабые телескопы, скопления звезд, пыли и газа напоминали туманные пятна.

Существуют два основных класса туманностей – галактические и внегалактические. Галактические туманности можно обнаружить к нашей галактике (Млечный Путь). Они состоят из пыли и газа. Внегалактические туманности расположены за пределами нашей галактики. В основном они состоят из звезд.

Галактических туманностей насчитывается менее 2 000. Значит, большинство туманностей, известных человеку, расположены вне нашей Галактики. Сколько их? Насколько нам известно, на огромном пространстве вне Млечного Пути их могут быть миллионы.

Внегалактические туманности еще называются «островными вселенными» или «галактиками». Это означает, что если бы кто-то наблюдал нашу Галактику оттуда, она бы выглядела как туманность.

Внегалактические туманности имеют различную форму. Некоторые – неправильной или эллиптической формы. Наиболее многочисленны спиральные туманности. Спиральные, наподобие нашей, галактики состоят из множества звезд, огромных газовых облаков и обширных областей, заполненных пылью. Туманность обычно имеет ядро, от которого по спирали расходятся отростки. Туманность Андромеды – самая близкая к Земле, самая обширная и самая яркая из всех известных. Она излучает света в 1 500 000 000 раз больше, чем наше Солнце!

Что такое космические лучи?

Ты, конечно, читал, что запускаемый спутник оснащен различной исследовательской и научной аппаратурой. А ты знаешь, что почти всегда на них устанавливаются приборы, исследующие и обнаруживающие космические лучи? Эти лучи все еще представляют для нас загадку!

Около 60 лет назад ученые обнаружили странное явление. Оказалось, что образцы воздуха в закрытом контейнере обладают незначительной электропроводностью. Даже если контейнер покрывался толстым защитным слоем, происходило то же самое. Это означало, что в контейнер попадала неведомая радиация, имеющая огромную проникающую силу!

Что это за загадочная радиация? Было проведено множество опытов, чтобы получить ответ. Вначале убедились, что она не земного происхождения, так как она существует и над морем. Эта радиация существует днем и ночью, поэтому она не исходит от Солнца. При подъеме на воздушном шаре эту радиацию регистрировали повсюду и в космосе тоже, поэтому ей дали название «космическая», она есть во всей вселенной.

Что же собой представляют космические лучи? Это частицы атомов. Они путешествуют вне земной атмосферы со скоростью, близкой к световой. Некоторые из них проникают в земную атмосферу.

Эти частички атомов называют «первичные космические лучи». Они сталкиваются с атомами воздуха. В результате создаются новые частицы, которые движутся в том же направлении с огромными скоростями, как и первичные частицы. Эти новые частицы называют «вторичными космическими лучами». Они в свою очередь сталкиваются с другими атомами и создают новые частицы.

Таким образом, настоящий ливень радиации бомбардирует Землю. Один протон, пришедший из космоса, создает такое излучение, которого достаточно для того, чтобы покрыть 90 квадратных метров.

Насколько нам известно, космические лучи, бомбардирующие поверхность Земли, безвредны, так как их воздействие в течение миллиардов лет не оказало отрицательного влияния на жизнь на Земле.

Науке до сих пор неизвестно, откуда исходят космические лучи, но мы надеемся, что исследуя космос, мы постепенно решим эту проблему.

Что такое орбита?

Нам известно, что Луна вращается вокруг Земли, а Земля – вокруг Солнца. Траектории, по которым они неизменно движутся, – это их орбиты.

Изучая движение планет, астрономы заметили, что орбиты не подвержены изменениям. А значит, можно вычислить (и предсказать) положение любого небесного тела в определенный момент времени. Таким образом, например, узнают о времени солнечных затмений и, соответственно, местах откуда их можно наблюдать.

Искусственные спутники Земли также имеют постоянные орбиты. Обычно они имеют форму вытянутых эллипсов. Перигей – это ближайшая к Земле точка орбиты спутника, а апогей – самая удаленная.

Что такое свет?

Без света мы не смогли бы видеть окружающий нас мир, и тем не менее нам не известно точно, что же такое свет!

Мы знаем, что свет – это одна из форм энергии. Можно измерить его скорость и мы знаем его характеристики. Нам также известно, что белый цвет – это не отдельный цвет, это соединение всех цветов. Это называется «спектр».

Мы знаем, что цвет – это не сам объект, а лучи света, которые от него исходят. Зеленая бумага выглядит зеленой, потому что она поглощает все другие цвета, кроме зеленого, который и воспринимает наш глаз. Синее стекло пропускает только синий цвет, все остальные поглощаются им.

Солнечный свет – это энергия. Тепло солнечных лучей, сфокусированных линзой, превращается в огонь. Свет и тепло отражаются белыми поверхностями и поглощаются черными. Вот почему белая одежда холоднее черной.

Какова же природа света? Первым, кто попытался серьезно заняться изучением света, был Исаак Ньютон. Он считал, что свет состоит из корпускул, которые наподобие пуль выстреливаются источником света. Но некоторые характеристики света не могли быть объяснимы этой теорией.

Другой ученый, Гюйгенс, предложил другое объяснение природы света. Он разработал «волновую» теорию света. Он считал, что свет образует импульсы, или волны, наподобие того, как камень, брошенный в пруд, создает волны.

Почти 150 лет ученые спорили, является ли свет волнами или корпускулами. Большинство ученых приняло волновую теорию. Но затем последовали новые открытия, которые поставили под сомнение эту теорию.

Каких взглядов сегодня придерживаются ученые на происхождение света? В настоящее время считается, что световые волны имеют характерные особенности и частиц, и волн одновременно. Проводятся опыты, подтверждающие обе теории. Пока нет ответа на вопрос, что же такое свет.

Что такое ультрафиолетовые лучи?

Световые, тепловые, рентгеновские и ультрафиолетовые лучи – все это виды излучения. Длины волн излучения имеют огромный диапазон. Самые длинные – радиоволны, самые короткие – гамма-лучи. Посередине между самыми длинными и самыми короткими по длине волны находятся световые волны, или видимое излучение. Но и сами световые лучи включают в себя большое количество волн разной длины. Каждый цвет – это волна определенной длины. Красный свет – самая длинная волна из видимых человеку. Затем идет оранжевый цвет, за которым следует желтый, зеленый, голубой и фиолетовый, имеющий самую короткую длину волны.

Сразу за длиной волны фиолетового цвета идет излучение, которое ученые называют ультрафиолетовым диапазоном. Эти волны испускает Солнце, а также специально созданные для этого лампы.

Ультрафиолетовые лучи существуют в диапазоне от длины волны фиолетового цвета до уровня более чем 1 000 000 волн на сантиметр. Поскольку ультрафиолетовые лучи короче, чем другие, они обладают проникающей способностью. В то же время лишь половина ультрафиолетовых лучей, посылаемых Солнцем, достигает Земли. Многие из них поглощаются атмосферой Земли далеко от ее поверхности.

Солнечная система

Что такое Солнце?

Солнце – это звезда с диаметром 1 400 000 километров, то есть в 109 раз большим, чем диаметр Земли. Общеизвестно, что солнечное тепло и свет – источники нашей жизни.

Солнце – эта ближайшая к Земле звезда. Ученые могут исследовать ее, и это помогает им больше узнать о других, более отдаленных звездах. Солнце находится на расстоянии 150 миллионов километров (93 миллиона миль) от Земли. Солнечному свету нужно 8 минут, чтобы добраться до нас. Вторая по близости к нам звезда называется Проксима Центавра, и ее свет достигает Земли за 4,5 года.

Мы живем в Солнечной системе. Солнечная система – это имя, данное семейству из 9 планет и их лун, вращающихся вокруг Солнца, вместе с кометами и астероидами, тоже находящимися на солнечной орбите. Все в Солнечной системе находится в движении. Луны вращаются вокруг своих собственных планет, каждая планета крутится вокруг своей оси и вокруг Солнца, а Солнце, в свою очередь, тоже вращается. И все в Солнечной системе движется по галактике, в которой она расположена. Многие ученые считают, что солнечная система образовалась около 4 600 миллионов лет назад. Сила тяготения собрала огромное облако газов и пыли воедино. Солнце сформировалось в середине, а планеты выросли из шаров газа вокруг него. Солнце настолько велико, что не поместилось бы даже между Землей и Луной. А ведь расстояние между ними тоже немаленькое – 400 000 километров!

Солнце намного больше любой планеты Солнечной системы. Постарайтесь представить его размеры: если бы Земля была размером с горошину, то Солнце было бы большим, как футбольный мяч.

Солнце – обычная звезда, как миллионы других в Млечном Пути, но оно играет очень важную роль в нашей Солнечной системе. Без Солнца не было бы жизни на Земле. Несмотря на то, что оно кажется твердым, на самом деле Солнце – скопление газов, находящихся в состоянии непрерывного горения и выделяющих огромное количество тепловой энергии. В действительности Солнце действует как гигантский термоядерный реактор, взрываясь, как водородная бомба. Но взрыв не может распространяться в космос, так как удерживается в центре Солнца слоем газа.

От Солнца исходит огромное количество тепла и света (газы на поверхности Солнца достигают температуры 6 000 °C или 10 800 ° по Фаренгейту, а в центре его – 15 миллионов градусов), но большинство его теряется в открытом космосе в течение тех 8 минут, которые необходимы солнечному свету, чтобы достичь Земли.

И все-таки Солнце не самая большая из видимых звезд. Подсчитано, что диаметр сверхгиганта Бетельгейзе в 850 раз больше солнечного! Причем астрономы уверяют, что и эта звезда не самая большая! Звезды меньше нашего Солнца называются красными карликами, а самые маленькие звезды – это белые карлики.

Каково происхождение Солнца?

Когда-то давным-давно древние обитатели Перу, инки, называли себя «детьми Солнца» и проводили обряды, поклоняясь царю небесных светил.

Разумеется, они ошибались, считая Солнце божеством, однако были правы в том, что без него жизнь на Земле оказалась бы невозможной. Если Солнце вдруг перестало бы светить, то почти мгновенно Земля превратилась бы в безжизненную пустыню.

Впрочем, нельзя утверждать, будто Солнце представляет собой нечто особенное. Это точно такая же звезда, как и любая другая. Не самая большая или маленькая, не самая яркая или тусклая – просто обычная звезда, каких во вселенной миллионы. Оно оказалось ближайшей к нам звездой, и удачное расположение Земли относительно него создало на нашей планете условия, пригодные для жизни.

Однако, несмотря на ту огромную роль, которую Солнце играет в нашей жизни, мы мало что можем сказать о том, откуда оно взялось. Дело в том, что до сих пор не существует единой теории происхождения звезд. Согласно одной из имеющихся гипотез, Солнце образовалось из скопления материи (космической пыли и газов) под действием сил притяжения. В соответствии с другой – оно, как и другие звезды, возникло из сверхплотных тел.

Изобретение спектроскопа произвело революцию в исследовании Солнца, потому что ученые наконец-то смогли определить его химический состав. Однако вопрос о происхождении Солнца до сих пор остается открытым.

Почему светит Солнце?

Трудно поверить, но и звезды, которые светят ночью, и Солнце, которое светит днем, одинаковы.

Солнце – тоже звезда, ближайшая к Земле. Мы знаем, что жизнь зависит от Солнца. Без солнечного тепла на Земле не зародилась бы жизнь, не было бы зеленых растений, животных, человека. Солнце находится на расстоянии более 172 000 000 километров от Земли. Масса Солнца в 1 300 000 раз больше массы Земли, но Солнце не такое же твердое тело, как Земля. Доказать это очень просто: температура поверхности Солнца достигает 6 000 °C. При такой температуре любой металл или камень превращается в газ, поэтому Солнце должно быть газовым шаром!

В прошлом ученые считали, что солнечный свет, тепло являются результатом горения. Но поверхность Солнца остается горячей уже сотни миллионов лет, а так долго ничто гореть не может.

Сегодня ученые полагают, что Солнце выделяет тепло в результате процессов, аналогичных тем, которые происходят в атомной бомбе. Солнце превращает материю в энергию.

Этот процесс отличается от горения. При горении одна форма материи переходит в другую. При переходе материи в энергию необходимо минимальное количество материи для производства огромного количества энергии. Двадцать восемь граммов материи выделяют энергию, достаточную для того, чтобы расплавить более 1 миллиона тонн скальных пород.

Итак, если наука права, солнце светит потому, что там постоянно происходит превращение материи в энергию. Одного процента массы Солнца достаточно для того, чтобы оно оставалось горячим в течение 150 миллиардов лет!

Светит ли Солнце все время одинаково?

Солнце – это звезда, то есть другими словами оно светит собственным светом. Разумеется, для этого требуется большое количество энергии. Откуда Солнце черпает ее? Ученые полагают, что источником ее являются атомы водорода, находящиеся в большом количестве в центральной, наиболее горячей, области Солнца. Там они, объединяясь, превращаются в атомы гелия в результате термоядерных реакций. При этом выделяется огромная энергия, которая затем, достигнув поверхности Солнца, излучается в пространство в виде света. Поэтому до тех пор, пока имеющийся в нем запас водорода не исчерпан, Солнце будет давать нам свой свет.

Этот свет представляется нам всегда одинаково ярким. Однако так ли это? Ответ на этот вопрос связан с особенностями строения Солнца.

Прежде всего следует помнить, что оно, в отличие от Земли, не является твердым телом. Хотя оно и вращается вокруг своей оси, однако различные части его вертятся с разной скоростью. Точка на экваторе совершает полный оборот за 29 дневных суток, а возле полюса – за 34.

Внешний слой Солнца, называемый короной, состоит из легких разряженных газов. Наружная часть ее имеет белую окраску и лучистую структуру. Эти лучи вытягиваются на миллионы километров и вызывают, хотя и небольшие, но все же заметные изменения яркости Солнца.

Под короной находится другой слой солнечной атмосферы – хромосфера, толщина которого около 15 000 километров и который состоит в основном из водорода и гелия. В нем время от времени зарождаются, прорываясь затем в солнечную корону, протуберанцы – огромные потоки внезапно охлажденного вещества, часто имеющие вид гигантских арок вышиной в 1 500 000 километров. Они также влияют на то, насколько ярко светит Солнце.

Насколько горячо на Солнце?

Обычно людям бывает трудно поверить в то, что Солнце – самая обычная звезда. Наш каждодневный опыт, казалось бы, говорит о том, что звезды – маленькие точки на небе, а их свет холодный и тусклый, тогда как с Солнцем дело обстоит наоборот. Не следует забывать, однако, что расстояние от Земли до следующей, ближайшей после Солнца, звезды в 150 000 раз больше, чем расстояние до Солнца! Однако природа Солнца такова же, как и природа других звезд, а это означает, что оно представляет собой скопление раскаленных газов.

Какова же температура на поверхности Солнца? Ученые полагают, что она соответствует примерно 6 000 °C. Чтобы вы поняли, что это означает, нужно вспомнить, что в доменной печи при выплавке стали температура расплавленного железа около 1 430 °C. Что же касается внутренней части Солнца, то, по предположениям ученых, там куда более «жарко» – 20 000 000 °C.

Впрочем, пока это еще только предположения. Мы слишком мало знаем о внутреннем строении Солнца. Даже при помощи современных приборов очень тяжело проникнуть взором в ядро Солнца, скрывающееся под четырьмя оболочками газообразной материи.

Как ученым удалось узнать, из чего состоит Солнце? Мы знаем, что Солнце – это огромный шар из нескольких слоев раскаленных газов. Но как нам удалось узнать об этом и о многом другом, происходящем на Солнце?

Астрономы получили много сведений о Солнце при помощи специальных инструментов. Вот некоторые из этих инструментов: спектроскоп, спектрограф, спектрогелиограф, коронограф, радиотелескоп и космические зонды.

Спектроскоп используется для изучения раскаленных газов Солнца. Он может объяснить, какие химические вещества определяют цвета, исходящие от Солнца. Спектрограф дает возможность ученым делать постоянные записи спектра солнечного излучения.

Спектрогелиоскоп позволяет астрономам узнать, как различные вещества распределены на Солнце. А когда к этому аппарату присоединяется фотооборудование, он называется спектрогелиограф.

Коронограф – это специальный вид телескопа. С помощью коронографа астрономы могут фотографировать солнечную корону, не дожидаясь затмения Солнца. Радиотелескоп позволяет ученым изучать радиоволны, излучаемые Солнцем.

Так как атмосфера Земли поглощает большую часть солнечной радиации, достигающей нашей планеты, ученые установили приборы выше атмосферы. Такие космические зонды помогают им больше узнать о Солнце. Хотя здесь не приведено техническое описание всех этих приборов, но вы можете сделать вывод, что есть инструменты, дающие возможность получить большое количество сведений о Солнце.

Что такое солнечная корона?

Видели ли вы когда-нибудь фотографию солнечного затмения? На ней вокруг темного диска Солнца видно неровное свечение. Это свечение и называется короной.

Чтобы понять, что такое корона, мы должны знать кое-что о самом Солнце. Для начала хотя бы то, что Солнце – по крайней мере на его поверхности – не такое твердое, как Земля. Его поверхность – единственное, что мы можем наблюдать, – состоит из газов.

Действительно, Солнце окружено четырьмя слоями газообразного вещества, которое скрывает все, что находится под ним. Внутренний слой называется фотосферой. Следующие два слоя известны как противоположный слой и хромосфера. Вместе они образуют атмосферу Солнца. Внешний слой и есть корона.

Давайте посмотрим, что представляют собой эти газовые слои. Фотосфера (или сфера света) – это то, что мы видим, когда смотрим на Солнце. Часто на яркой поверхности Солнца наблюдают темные пятна.

«Противоположный слой», который состоит из газовых паров, распространяется на несколько сотен километров от фотосферы. Этот слой не виден, но он может быть изучен с помощью инструмента, который называется спектрограф.

За противоположным слоем идет хромосфера, или цветовая сфера. Ее толщина около 14 400 километров и состоит она в основном из водорода и гелия. Во время полного затмения она светится вокруг темного диска ярко-алым пламенем. От этой красной границы на высоту в более чем миллион километров выбрасываются пламенные клубы того же состава. Они называются протуберанцами и выглядят как огромные вспышки пламени.

Затем идет внешний слой, который называется «корона». Он состоит из газообразного вещества и имеет две части. Внутренняя корона, идущая вслед за красной хромосферой, – полоса бледно-желтого цвета. Внешняя корона – белая, с потоками, идущими от края на миллионы километров.

Таково описание слоев, окружающих Солнце. Что под ними – до сих пор остается загадкой.

Откуда на Солнце пятна?

В 1680 году, сконструировав свой телескоп, Галилео Галилей стал первым человеком, которому удалось обнаружить пятна на Солнце. Через его трубу они казались похожими на черные дыры в белом диске Солнца.

Солнечные пятна можно наблюдать почти в любой ясный день. Они сильно отличаются по размеру. Некоторые похожи на крошечные точки на поверхности Солнца, в то время как другие достигают значительных размеров. Однажды ученым довелось наблюдать пятно длиной почти в 150 000 километров, а шириной – 95 000 километров.

Астрономы располагают достаточно убедительными доказательствами того, что происхождение этих пятен связано с электромагнитными процессами, протекающими на Солнце. Было доказано, что они представляют собой гигантские вихри наэлектризованной материи, попарно вырывающиеся из недр Солнца в виде латинской буквы U.

Высвобождающаяся при появлении солнечных пятен электрическая энергия посылается в космическое пространство в виде пучков отрицательно заряженных частиц – электронов. Некоторые из них попадают в атмосферу Земли, что приводит к различным явлениям на ней.

Одно из таких явлений – Северное сияние. Кроме того, эти пучки электронов вызывают радиопомехи и приводят к увеличению озонового слоя в верхних слоях атмосферы.

Большинство солнечных пятен исчезает в течение первых же дней после своего появления. Однако некоторые остаются на протяжении двух месяцев и даже дольше. Они увеличиваются, а затем уменьшаются в своем количестве, и циклы эти длятся чуть более 21 года. Регулярные наблюдения за ними ведутся с середины прошлого века, и ученые по-прежнему продолжают изучать их и то как они влияют на нашу жизнь.

Когда погаснет Солнце?

Сама постановка такого вопроса может вызвать сомнения. Разве Солнце не будет светить нам вечно? Нет, к сожалению это не так. Мы знаем, что Солнце – это обычная звезда, а любая звезда рано или поздно гаснет. Когда-то ученые полагали, что Солнце медленно остывает или «сгорает».

Однако, теперь мы знаем, что если бы это происходило на самом деле, то его энергии хватило бы в лучшем случае на несколько тысячелетий. Очевидно, что это не так.

Если же Солнце не «сгорает», то что же в таком случае происходит с ним? Современная наука располагает подтверждениями теории, согласно которой энергия, излучаемая Солнцем, выделяется в результате реакций, протекающих в его недрах. Суть их сводится к тому, что под воздействием чудовищных температур атомы водорода, соединяясь, образуют ядра атомов гелия.

Подобная реакция лежит и в основе действия термоядерного оружия – водородной бомбы, при взрыве которой, как известно, выделяется громадное количество энергии.

Таким образом, вопрос сводится к тому, насколько еще хватит запасов водорода на Солнце. Если предположить, что процесс «выгорания» водорода будет и дальше протекать теми же темпами, что и сейчас, то Солнце будет светить еще 150 миллиардов лет. В результате этого процесса масса Солнца уменьшится всего на один процент. Поэтому нет основания беспокоиться, что оно может погаснуть даже в весьма отдаленном будущем.

Что такое Солнечная система?

Наверное, вам доводилось слышать о «летающих тарелках» и необычных существах – пришельцах из иных миров. Правдивость подобных сообщений вызывает сомнение, однако тем не менее подобные явления возможны. Дело в том, что наша Солнечная система всего лишь крошечная часть огромной вселенной, в котором могут существовать миллионы других солнечных систем, похожих на нашу.

Понятие солнечной системы включает в себя солнце и все тела, вращающиеся вокруг него под действием его притяжения. Наша солнечная система состоит из планет, из спутников, астероидов и комет, находящихся под влиянием силы притяжения Солнца. Земля является одной из планет. Всего планет в Солнечной системе девять.

Планеты сильно отличаются друг от друга по размерам и многим другим параметрам и отстоят от Солнца на различные расстояния. Меркурий – это самая маленькая и самая близкая к Солнцу планета. Он совершает полный оборот вокруг Солнца всего за 88 дней. Следующая за ним – Венера, отстоящая от Солнца на 108 миллионов километров и обращающаяся вокруг него за 225 суток. Земля – третья по счету планета от Солнца, находящаяся от него на расстоянии 149,5 миллиона километров. Затем идет Марс, который находится примерно в 228 миллионах километров от Солнца, и период его обращения равен 687 дням.

Далее идет самая большая планета Солнечной системы – Юпитер, совершающий полный оборот почти за 12 лет, а следующий за ним Сатурн – за 29,5 года. Последние три планеты – Уран, Нептун и Плутон настолько далеки от Солнца, что даже невидимы простым глазом.

Четыре планеты: Меркурий, Венера, Марс и Плутон – напоминают нашу Землю. Они состоят из скалистых пород, и их масса примерно соответствует массе Земли. Их называют планетами земной группы.

Четыре другие планеты – настоящие гиганты. Их можно сравнивать только между собой. Это – Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

К сожалению, мы до сих пор не знаем, как произошла наша Солнечная система! Существует множество теорий, но ни одна из них не доказана учеными.

Астрономы продолжают вести исследования в этой области с помощью современной научной аппаратуры.

Интересно, что они пока не нашли такого вещества в Солнечной системе, которое бы не встречалось и на Земле.

О чем это говорит?

Это значит, что Солнце и все планеты появились примерно в одно и то же время. Но на вопрос о том, как это произошло, науке еще предстоит найти точный ответ.

Почему Солнечная система имеет такую форму?

Мы не знаем, почему Солнечная система имеет такую форму. Она могла бы быть иной, как многие другие солнечные системы во Вселенной, устроенные совсем по-другому. Это зависит от того, как они появились. Но человек открыл законы природы, которые позволяют объяснить, как сохраняется нынешняя форма Солнечной системы.

Подобно другим планетам, Земля вращается по орбите вокруг Солнца. Время одного оборота Земли вокруг Солнца мы называем годом. Орбиты других планет больше или меньше орбиты Земли.

Как возникла Солнечная система? Почему у планет такой размер? Почему они движутся по своим орбитам? Астрономы не могут точно ответить на эти вопросы. Они предлагают два вида теорий.

Согласно одной, Солнце и планеты в их сегодняшнем виде произошли из огромного облака вращающихся горячих газов. Отростки этого гигантского вращающегося облака пыли и газов и сформировали планеты.

Авторы другой группы теорий считают, что в прошлом Солнце сблизилось с другой звездой. От Солнца отделились большие «куски», которые начали вращаться вокруг него. Эти части Солнца и превратились в планеты.

Не так важно, какая теория права, важно, что нынешняя форма Солнечной системы в какой-то степени случайна. Почему она остается такой? Согласно законам движения планет Кеплера, все планеты вращаются вокруг Солнца по эллиптическим (вытянутым) орбитам; чем ближе планета к Солнцу, тем выше ее скорость движения; время полного оборота зависит от расстояния до Солнца. Закон тяготения Ньютона (а три закона Кеплера являются его составной частью) объясняет, почему притягиваются два предмета. Солнечная система имеет такую форму потому, что в соответствии с некоторыми законами природы существует определенное взаимодействие Солнца и планет.

Почему планеты вращаются вокруг Солнца?

Вращал ли ты когда-нибудь мяч, привязанный к веревочке?

Тогда ты знаешь, что пока мяч вращается, он натягивает веревочку. Мяч будет натягивать веревочку до тех пор, пока будет продолжаться его вращательное движение.

Планеты двигаются совершенно так же, как твой мячик. Только они обладают намного большей массой. И кроме того, планеты вращаются вокруг Солнца.

Но где же веревочка, которая их удерживает?

На самом деле никакой веревочки не существует. Существует невидимая сила, которая заставляет планеты вращаться вокруг Солнца. Она называется силой земного притяжения.

Польский ученый Николай Коперник первым обнаружил, что орбиты планет образуют вокруг Солнца окружности.

Галилео Галилей согласился с этой гипотезой и доказал ее с помощью наблюдений.

В 1609 году Иоганн Кеплер рассчитал, что орбиты планет не круглые, а эллиптические, причем в одном из фокусов эллипса находится Солнце. Он установил и законы, по которым происходит это вращение. Позднее их назвали «Законы Кеплера».

Потом английский физик Исаак Ньютон открыл закон всемирного тяготения и на основании этого закона объяснил, как Солнечная система сохраняет постоянной свою форму. Каждая частица вещества, из которого состоят планеты, притягивает другие. Это явление называется гравитацией.

Благодаря гравитации каждая планета в Солнечной системе вращается по своей орбите вокруг Солнца и не может улететь в космическое пространство.

Орбиты имеют форму эллипса, поэтому планеты то приближаются к Солнцу, то удаляются от него.

Планеты не могут испускать свет. Солнце дает им свет, тепло и жизнь.

Что вызывает солнечные затмения?

В затмении Солнца принимают участие три космических тела: Луна, Земля и Солнце. Как известно, Луна вращается вокруг Земли, а та, в свою очередь, непрерывно движется по орбите вокруг Солнца. Таким образом, время от времени наступает момент, когда Луна оказывается прямо между Землей и освещающим ее Солнцем. В этом случае и происходит явление, называемое солнечным затмением.

Затмение Солнца может случаться только во время новолуния, так как именно тогда Луна находится с той стороны Земли, которая обращена к Солнцу. Если бы орбита Луны лежала в той же плоскости, что и орбита Земли, то затмение происходило бы при каждом новолунии. Однако на своем пути вокруг Земли, занимающем 29,5 дней, Луна обычно проходит в стороне от прямой линии, соединяющей Землю и Солнце.

Астрономы могут с точностью до долей секунды предсказать начало солнечного затмения и его продолжительность. Они также могут сказать заранее, будет ли данное затмение полным, кольцеобразным или частичным.

Если Луна полностью закрывает Солнце, то такое затмение называется полным. Однако расстояние от Земли до Луны не является постоянной величиной и часто оно слишком велико, для того, чтобы произошло солнечное затмение. Тогда можно наблюдать картину, когда темный диск Луны закрывает все Солнце, за исключением тонкого кольца по его окружности. Это означает, что имеет место кольцеобразное затмение. Частичным же называется всякое затмение, при котором Луна лишь частично закрывает собой солнечный диск.

Каждый год происходит по крайней мере два солнечных затмения, но их число может достигать и пяти. В каком-то определенном месте на земном шаре полное солнечное затмение можно увидеть всего один раз примерно за 250–300 лет. Поэтому астрономам приходится «гоняться» за полными затмениями по всему свету.

Что происходит во время затмения?

В древности многие народы панически боялись солнечных и лунных затмений. Людям казалось, что какое-то чудовище или злой дух пожирает светило, отгрызает от него куски. Думали, что красный цвет, покрывающий Луну, – это разлившаяся кровь.

Каждое полное лунное затмение считалось важным событием. О нем делались записи в старинных книгах (в летописях). До наших дней дошли записи, сделанные более трех тысяч лет назад.

Что же на самом деле происходит во время затмения Луны? Вспомните, что Луна – спутник Земли, а это значит, что она все время движется вокруг нашей планеты. Ни Земля, ни Луна не испускают собственного света – их освещает Солнце. Любой непрозрачный предмет отбрасывает тень. И тогда мы видим, как диск Луны (затмения Луны происходят только в полнолуние) начинает постепенно затемняться с восточной стороны.

Когда Луна погрузится в земную тень, она либо полностью исчезает, либо как бы просвечивает сквозь красноватую «тучу». Красноватый цвет «тучи» объясняется свойствами земной атмосферы. Луна проходит сквозь земную тень примерно за час. Столько времени продолжается и полное лунное затмение.

Все затмение длится больше, потому что нужно время на то, чтобы Луна сначала полностью погрузилась в тень Земли, а потом полностью из нее вышла.

Наблюдать лунные затмения и интересно, и полезно. В году может быть три затмения Луны, но может не быть ни одного.

Почему редки затмения?

В своем вращении вокруг Земли Луна иногда оказывается непосредственно между Землей и Солнцем, отбрасывая тень на поверхность Земли. Происходит затмение Солнца.

Затмение происходит при новолунии, когда Луна находится над той частью Земли, которая обращена к Солнцу. Тогда почему не происходит затмения Солнца при каждом новолунии? Дело в том, что орбита вращения Луны вокруг Земли не совпадает с плоскостью орбиты Земли вокруг Солнца. При вращении вокруг Земли (полное вращение совершается за 29 дней) Луна иногда проходит выше, иногда ниже орбиты Земли.

Затмение Солнца может быть полным, кольцевым и частичным. Если Луна полностью закрывает Солнце, затмение является полным. Однако расстояние Луны от Земли непостоянно. Зачастую Луна слишком далеко от Земли и не может полностью закрыть Солнце. Тогда при затмении Луна представляет собой темный диск, который закрывает почти всю поверхность Солнца, за исключением узкого кольца вдоль внешнего края.

Это тонкое кольцо света называется «короной», а затмение называется кольцевым. При частичном затмении только часть диска Луны располагается между Солнцем и Землей.

Затмение Луны происходит только при полной Луне и когда она располагается на противоположной от Солнца стороне Земли. Когда Земля проходит между Луной и Солнцем, Луна попадает в тень Земли и исчезает из виду. Частичное затмение происходит, когда Луна входит в земную тень только частично.

В одни годы лунных затмений не бывает, в другие – от одного до трех. Ежегодно происходит от двух до пяти солнечных затмений. В некоторых частях Земли полное солнечное затмение можно наблюдать один раз в 300 лет.

Почему все планеты выглядят неодинаково?

Причина того, что планеты кажутся нам разными, в том, что каждая из них состоит из разных веществ. Несмотря на то, что все они вращаются вокруг Солнца и являются частью одной Солнечной системы, их состав различается.

Очень мало известно о том из чего состоят планеты, и это один из тех вопросов, на которые человек надеется получить ответ с помощью космических исследований, которые уже проводились и которые еще планируется провести в будущем.

Давайте взглянем на каждую из планет и посмотрим, что известно об их составе.

Меркурий – это маленький горный мир. На нем есть несколько темных участков и много кратеров, но там нет никакой атмосферы или воды.

Венера – это белый шар с туманными пятнами. Она почти полностью покрыта слоем белых облаков, которые состоят не из водяного пара, а из паров соляной кислоты. Под этими облаками – атмосфера Венеры, в основном состоящая из углекислого газа, непригодного для дыхания. Она поглощает солнечное тепло, как одеяло, поэтому температура на поверхности планеты достигает около 500 °C, и из-за этого на Венере нет жидкой воды.

Марс называют красной планетой из-за цвета его пустынь. Он в два раза меньше Земли и имеет очень тонкий слой атмосферы, состоящей из углекислого газа, в котором образуются облака. Никаких определенных признаков жизни на Марсе не найдено. Может быть, причина в том, что там очень холодно.

Юпитер предстает перед нами желтоватым шаром с цветными полосами облаков, кружащимися вокруг него, и гигантским красным пятном, хорошо видным на фоне облаков. Юпитер – это гигантский жидкий шар, состоящий в основном из водорода и гелия, который становится плотнее к центру планеты.

Сатурн в основном состоит из жидкого водорода и имеет вокруг себя несколько ярких колец. Они состоят из бесчисленного количества частиц, двигающихся по своим орбитам вокруг планеты, как маленькие луны.

Вокруг Урана тоже есть кольца, но они намного темнее, чем кольца Сатурна. Нептун – тусклая зеленоватая планета, а Плутон, самая маленькая планета Солнечной системы. У него эллиптическая орбита, и поэтому он иногда подходит к Солнцу ближе, чем Нептун.

Исследование космоса с помощью спутников и автоматических станций помогает ученым узнать больше о каждом элементе нашей Солнечной системы.

Каковы размеры планет?

Давайте начнем с планет, ближайших к Солнцу. Первая из них – это Меркурий. Диаметр Меркурия 4 640 километров – это почти ширина Атлантического океана, то есть это только часть размера Земли.

Следующая планета – Венера. Она почти такого же размера, что и Земля. Ее диаметр 12 160 километров, в то время как диаметр Земли 12 660 километров. Кстати, известен такой странный факт, что Венера вращается в противоположном направлении, то есть с востока на запад.

Следующая планета наша Земля, а затем Марс.

Марс светит красноватым светом. Его диаметр 6 720 километров, что немного больше половины диаметра Земли. Некоторые части его поверхности похожи на лунные пейзажи, с большими кратерами, очевидно образованными упавшими метеоритами, но там также есть и гигантские вулканы и долины, что доказывает возможную геологическую активность планеты.

Юпитер – следующая планета – находится далеко от Солнца. Ему требуется 11,9 лет, чтобы совершить один круг по орбите. Юпитер – самая большая из планет. Его диаметр 141 920 километров, почти в 11 раз больше диаметра Земли.

Сатурн, следующий за ним, – тоже гигант. Его диаметр 120 160 километров. Это почти в 9 раз больше земного. Сатурн необычен тем, что его окружает группа плоских колец. Эти кольца состоят из миллиардов мельчайших частиц.

Следующая планета, Уран, намного больше, чем Земля. Уран немного наклонен в сторону: его ось наклонена под углом 98° к своей орбите. (Ось Земли наклонена на 23,5°.) Далее идет Нептун – планета с диаметром 48 000 километров.

И, наконец, последняя из известных планет – Плутон, который, как полагают, имеет диаметр 3 000 километров. Он находится так далеко от Солнца, что оно для Плутона – просто яркая звезда на небосклоне.

Вращаются ли другие планеты?

Меркурий вращается вокруг Солнца за 88 дней. Ученые полагают, что Меркурий обращается вокруг своей оси за 58 или 59 дней. Это значит, что он имеет солнечный день (период, включающий день и ночь) длиной около 180 земных дней.

Венера, как это было открыто не так давно, обращается вокруг своей оси за 243 дня. Марс вращается почти с такой же скоростью, что и Земля. А так как его ось тоже наклонена, то он имеет такие же времена года, что и Земля. Юпитер, самая большая из всех планет, вращается очень быстро. Ему требуется меньше 10 часов, чтобы сделать один оборот вокруг своей оси. Сатурн также вращается очень быстро. Ему требуется только 10 часов 14 минут, чтобы обернуться вокруг своей оси. Уран вращается очень странно, так как практически лежит на боку.

Нептун и Плутон – самые дальние и наименее изученные планеты по сравнению с другими. Нептун поворачивается вокруг своей оси за 18,5 часов, а его путь вокруг Солнца занимает почти 165 лет. Плутону же требуется почти 249 земных лет, чтобы обойти вокруг Солнца один раз.

Космические исследования помогают ученым узнать больше о другой части Солнечной системы, чем человек когда-либо знал, и человечество постоянно пополняет знания о движении других планет.

Могут ли столкнуться планеты?

Если поднять голову и посмотреть на заполняющие небо планеты и звезды, то может возникнуть вопрос: а не может ли в один прекрасный день произойти столкновение между ними? Но, к счастью, это маловероятно.

Глядя в небо, мы не можем определить, насколько одни звезды и планеты дальше от Земли, чем другие. Чтобы лучше это понять, давайте рассмотрим всю нашу Солнечную систему. Планеты никогда не выходят из зоны притяжения Солнца. Они постоянно движутся по своим орбитам, имеющим не совсем круглую форму. Скорость движения планет зависит от их расстояния до Солнца.

Представьте, что ваша голова – Солнце, с теми же размерами и с тем же местом в Солнечной системе. В этом случае она является центром нескольких окружностей различного диаметра. Эти окружности и есть орбиты, по которым планеты вращаются вокруг Солнца.

Если ваша голова находится в центре, то тогда вращающийся по ближайшей окружности Меркурий будет находиться в 6 метрах от вас! Размером он будет примерно с точку в конце этого предложения. (Не забывайте, что ваша голова по размеру соответствует Солнцу.) Венера перемещается по окружности на расстоянии в 11,9 метра, и ее размер примерно равен букве «о». На третьей окружности находится наша планета, Земля, и она немного больше Венеры. Это примерно в 16 метрах от вашей головы (на самом деле это расстояние составляет примерно 150 000 000 километров).

На четвертой окружности находится Марс, который немного меньше Земли. От вашей головы это 25 метров. Затем мы переходим к Юпитеру, самой большой планете. По сравнению с вашей головой (Солнцем) он выгладит стеклянным шариком и находится на расстоянии, равном длине футбольного поля! На шестой окружности – Сатурн, 12 миллиметров в диаметре и почти в два раза дальше, чем Юпитер.

Уран, 5 миллиметров в диаметре, находится в два раза дальше Сатурна. Нептун, немного меньше Урана, располагается на половине его расстояния до Солнца. А Плутон, который в два раза меньше Земли, – в 8 раз дальше Юпитера. Поскольку все они неизменно вращаются по своим орбитам вокруг вас, теперь вы можете видеть, почему очень маловероятно, что они когда-нибудь столкнутся.

Есть ли жизнь на других планетах?

Мы до сих пор не уверены, существует ли жизнь на других планетах. Ученые уже долгое время пытаются выяснить это с помощью космических исследований. Естественно, легче исследовать нашу Солнечную систему в поисках жизни, чем изучать космическое пространство.

Для появления жизни необходимо сочетание нескольких условий.

Например, на планете должна быть оптимальная температура. Жизнь не может возникнуть в жаре или в большом холоде.

Другое необходимое условие – вода. Всем живым организмам требуется вода. Зеленым растениям еще нужен свет, а также минеральные вещества. Животным требуется источник пищи. Они не могут существовать в тех местах, где не могут добыть пищу.

Существуют ли все эти необходимые условия для жизни на какой-нибудь другой планете? Давайте посмотрим на примерах.

Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун – газовые планеты. На них жизнь невозможна.

Венера – самая близкая к Земле планета, она имеет такие же размеры, долгое время их считали планетами-близнецами. Тем не менее Венера окутана плотными облаками из серной кислоты и атмосфера ее состоит из удушающего углекислого газа. Атмосферное давление очень высокое, а температура на поверхности достигает 460 °C – слишком жарко для возникновения жизни.

Меркурий – самая близкая к Солнцу планета. Температура на дневной стороне планеты превышает 400 °C, зато на ночной царит вечный мороз – до -200 °C).

Единственная планета Солнечной системы, кроме Земли, где по мнению ученых, может быть обнаружена жизнь – это Марс. По расстоянию до Солнца Марс идет вслед за Землей. Его диаметр наполовину меньше земного, один оборот вокруг Солнца Марс совершает почти за два года. Но продолжительность марсианского дня почти совпадает с земным. Температура на большей части поверхности Марса – 23 °C.

При наблюдении Марса астрономы отметили некоторые детали, свидетельствующие о том, что на Марсе могут существовать какие-то формы жизни. Во-первых, на Марсе, как и на Земле, есть времена года. И действительно, со сменой времен года наблюдаются изменения на поверхности планеты. Например, с наступлением лета заметно уменьшаются ледяные шапки на полюсах. Однако этот лед состоит не из воды, а из застывшего атмосферного углекислого газа.

Атмосфера планеты содержит небольшое количество водяных паров, что может способствовать развитию жизни. Ученые полагают, что в древние времена на Марсе было много воды и по его поверхности текли большие реки.

В 1976 году на поверхность планеты совершили посадку два американских аппарата «Викинг». С помощью аппаратуры, находившейся на борту космических аппаратов, исследовался грунт в поисках следов жизни, а результаты передавались на Землю. Эти исследования показали, что либо в почве возможно наличие микроорганизмов, либо марсианская почва совершенно непохожа на земную. Если на Марсе и существует жизнь, то в очень примитивной форме.

Какая планета самая яркая из всех видимых с Земли?

Венера – самая яркая из всех видимых с Земли планет. Венера примерно такого же размера, как и Земля, с горами и пустынями на поверхности. Ее атмосфера состоит из ядовитого углекислого газа и такая плотная, что удерживает тепло, делая планету очень горячей.

Венера вращается в направлении, противоположном остальным планетам Солнечной системы. Это означает, что Солнце на Венере восходит на западе, а заходит на востоке.

Какая планета самая дальняя?

Это планета Плутон, самая твердая планета, похожая на нашу Землю. Но так как Плутон удален от нас на 5 899 миллионов километров, мы не можем знать это точно.

Плутон впервые был обнаружен в 1930 году. Это самая маленькая и легкая планета Солнечной системы, диаметром всего лишь 2 400 километров (1 491 миля). Он меньше, чем Луна.

Путь Плутона вокруг Солнца имеет форму сплющенного круга. Из-за этой отличной от других орбиты Плутон иногда находится ближе к Солнцу, чем Нептун.

24 августа 2006 года на XXVI Ассамблее Международного Астрономического союза было принято решение лишить Плутон статуса планеты. Согласно современной классификации Плутон теперь – это карликовая планета, часть двойной планеты Плутон-Харон (раньше считалось, что Харон, является спутником Плутона).

Как была открыта планета Плутон?

Если вы считаете, что трудно найти иголку в стоге сена, то вам стоит подумать о том, как можно «найти» планету Плутон. Это самая дальняя планета Солнечной системы, которая примерно в 40 раз дальше от Солнца, чем Земля. Чтобы увидеть Плутон, нужен очень большой телескоп. И все же планета была каким-то образом открыта. Как же это удалось?

Существует два свода законов, которые позволяют получать сведения о размерах планет и расстояниях до них.

Законы Кеплера, относящиеся к движениям планет, доказывают, что орбиты планет вокруг Солнца не имеют формы правильного круга. Ньютоновский закон гравитации позволил астрономам определять вес, размеры и массы планет. Закон гласит, что два тела притягивают друг друга с силой, которая зависит от количества материала в каждом теле (его массы) и от расстояния между ними. Чем больше их масса, тем сильнее притяжение; чем ближе они друг к другу, тем сильнее притяжение.

Вооружившись этими законами, два человека в 1846 году заметили что-то необычное в поведении планеты Уран, считавшейся в то время самой отдаленной планетой Солнечной системы.

Уран двигался по своей орбите не так, как можно было предположить, сделав поправки на все известные планеты. По тому, как Уран двигался, можно было сделать вывод, что на его траекторию оказывает влияние другая планета, и определить местонахождение этой планеты. Один из этих людей попросил Берлинскую обсерваторию поискать новую планету в определенном участке неба, и она была там обнаружена. Новая планета была названа Нептуном.

Американский астроном Персиваль Лоуэлл считал, что на движение Урана оказывает влияние еще одна планета, находившаяся за Нептуном. Это было в 1915 году. Другие астрономы почувствовали, что и на сам Нептун оказывает влияние какая-то планета за ним. Таким образом, начались систематические поиски еще одной планеты с помощью телескопа и изучения фотографий.

18 февраля 1930 года астроном Томбо, изучавший фотографии, обнаружил новую планету рядом с местом, предсказанным Лоуэллом! Это и был Плутон.

Какая планета самая большая в Солнечной системе?

Юпитер – самая большая планета Солнечной системы, его объем в 1 300 раз больше объема Земли. Он так велик, что все планеты могли бы поместиться внутри его. Юпитер сам по себе напоминает солнечную систему в миниатюре! В настоящее время открыто не меньше шестнадцати спутников, или лун, вращающихся вокруг Юпитера. Четыре из них близки по размерам к нашей Луне. Два из них имеют лишь около 30 миль в диаметре, а некоторые – ну просто карлики! Их диаметр составляет около 15 миль и меньше!

У Юпитера небольшое твердое ядро, окруженное вращающейся массой жидкого водорода. Скорость вращения планеты настолько велика, что планета выпячивается вдоль экватора и становится похожей на сплющенный мяч.

Астрономы, изучающие Юпитер с помощью телескопов, видят постоянно изменяющуюся картину. На его поверхности есть полосы, или пояса, разделенные яркими пространствами, которые называются зонами. Пояса не имеют четких очертаний, но постоянно распадаются на участки неправильной формы всевозможного вида.

Зоны тоже время от времени меняются, и в них вдруг появляются темные пятна и яркие белые участки. Астрономы полагают, что то, что мы видим в виде поясов или зон, на самом деле – скопления облаков или испарений, которые часто находятся в неспокойном состоянии.

Одна из странностей Юпитера состоит в том, что на его поверхности часто появляются поразительные цвета. Два пояса изменяются в цвете от очень красного до коричневого, серого или даже голубоватого. Считается, что это каким-то образом связано с обращением Юпитера вокруг Солнца. Один оборот занимает 12 лет, а изменения в цвете, как кажется, происходят с периодичностью именно в 12 лет.

В облаках Юпитера можно обнаружить огромное количество вихревых пятен, самое большое из которых – Большое Красное пятно. Оно имеет около 30 000 миль в длину и примерно 8 000 миль в ширину. Оно подвержено сильным изменениям цвета, формы, яркости и подвижности. В какие-то годы оно может быть кирпично-красным, в другое время – серым, а иногда кажется, что оно совсем исчезает. Кроме того, кажется, что это таинственное красное пятно движется, как бы дрейфует по поверхности Юпитера.

Какая из планет имеет зеленый цвет?

Это планета Уран. В его атмосфере содержится газ метан, который окрашивает планету в зеленый цвет (если смотреть с Земли). Уран впервые был обнаружен в 1781 году астрономом-любителем Уильямом Гершелем. Уран находится на расстоянии 2 735 миллионов километров (1 700 миллионов миль) от Солнца, и поэтому он очень холодный. Он состоит по большей части из водорода и гелия.

Совсем недавно, в 1977 году, выяснилось, что Уран имеет темные кольца вокруг экватора и наклонен набок по отношению к плоскости своей орбиты вокруг Солнца.

Какая планета окружена кольцами?

Сатурн – вторая по величине после Юпитера планета Солнечной системы. Сам по себе Сатурн состоит из гелия и водорода. У него наименьшая плотность из всех планет Солнечной системы. Сатурн легко узнаваем по прекрасным сверкающим кольцам, окружающим его.

В 1610 году великий итальянский ученый Галилео Галилей, впервые исследовавший небо при помощи телескопа, обнаружил странную особенность одной из планет солнечной системы – Сатурна. Он увидел по бокам Сатурна какие-то огромные выступы.

В 1655 году Кристиан Гюйгенс изучил Сатурн, используя более мощный телескоп. Картина, представшая перед его глазами, была такой странной, что он просто испугался сказать кому-нибудь о том, что увидел! Поэтому он записал свои наблюдения в дневник при помощи специального шифра. Когда позднее они все же были прочитаны, то в них содержалось следующее: «Он окружен тонким, плоским кольцом, нигде не прикасающимся к самой планете, наклоненной к эклиптике».

Кольца Сатурна, так сильно поразившие первых наблюдателей, до сих пор остаются одной из самых больших загадок солнечной системы. Насколько это известно, подобное явление не существует больше нигде во всей вселенной, доступной изучению.

Разумеется, со времени открытия, сделанного Галилеем, Сатурн был неплохо изучен людьми. Мы знаем, что по величине это вторая планета солнечной системы после Юпитера и период ее обращения вокруг Солнца составляет 29,5 года. У нее имеется 10 спутников, вращающихся вокруг нее. Поверхность планеты скрыта под непроницаемой для телескопов атмосферой. Возможно, кора планеты состоит из минералов различных металлов.

Однако все же главной особенностью Сатурна являются эти таинственные кольца. Три главных кольца лежат в одной и той же плоскости, совпадающей с плоскостью экватора планеты. Внешний диаметр колец составляет примерно 270 000 километров.

Самое яркое – среднее из колец. От внешнего его отделяет разрыв шириной в 2 900 километров. Внутреннее кольцо кажется очень тусклым. Кроме этих трех при помощи оборудования, установленного на космических спутниках, были обнаружены еще несколько внешних едва видимых колец и одно внутреннее, находящееся почти на уровне облаков, плавающих в атмосфере Сатурна. Кольца Сатурна не являются твердыми образованиями, но состоят из покрытых льдом каменных обломков, вращающихся вокруг планеты подобно маленьким лунам. Возможно, они и представляют из себя осколки спутника, который по каким-то причинам так никогда и не стал единым целым.

На какой планете самые высокие горы?

Самые высокие горы, даже выше Эвереста, расположены на Марсе. Марс больше, чем другие планеты Солнечной системы, похож на Землю. Его покрытая пылью поверхность с кратерами и геологическими разрезами кажется испещренной сетью узких сухих каналов.

На Марсе были беспилотные космические корабли, и ученые верят, что не за горами освоение Марса человеком.

Почему Земля все время вращается вокруг Солнца?

Если вы будете вращать шарик, привязанный за веревочку, то пока веревочка будет натянута, шарик станет описывать правильный круг. Но если вдруг веревочка оборвется, шарик прекратит вращение и упадет. Теперь представьте себе, что сила притяжения Солнца, удерживающая планеты, и есть эта веревочка, а шарик – наша планета, которую приводит в движение центробежная сила Солнца. Отсюда можно понять, что две силы тяготения действуют в разных направлениях: пока они уравновешены, Земля находится в равновесии, если же равновесие нарушится, мы станем приближаться к Солнцу и сгорим или, наоборот, станем удаляться и тоже погибнем – от холода. Но можно жить спокойно: такого никогда не случится.

Что такое Луна?

Луна – спутник Земли. Она вращается вокруг земного шара, который в свою очередь вращается вокруг Солнца. Полный оборот вокруг Земли Луна делает за 27 дней и 8 часов, в то же время она вращается вокруг своей оси. Поэтому-то мы всегда видим одну сторону Луны. Но в 1959 году к Луне был запущен советский летательный аппарат, и он сфотографировал обратную сторону Луны, о которой мы до тех пор не имели представления.

Луна – мертвое небесное тело: там нет ни атмосферы, ни воды, следовательно, жизнь просто невозможна. Луна состоит из твердых пород. На ее поверхности видны тысячи кратеров. Там встречаются обширные плоские равнины, покрытые пылью, и высокие горы. Возможно, что кратеры образовались из пузырей, лопавшихся в лунной коре в результате вулканической активности миллионы лет назад. На орбите вокруг Земли Луну удерживает сила земного притяжения. Сила тяжести на Луне в 6 раз меньше, чем на Земле. Время от времени вода земных океанов устремляется навстречу Луне. Это вызывает приливы.

Свет Луны – лишь слабое отражение солнечного. Поскольку Луна путешествует вокруг Земли, она появляется перед нами в различной форме. Эти различные формы мы называем фазами Луны. Они получаются в результате того, что, вращаясь вокруг Солнца, Земля по-разному затеняет Луну. Луна в зависимости от этого отражает различное количество света.

У других планет тоже есть спутники. Но ни один из них не достигает такой величины по сравнению с его планетой, как Луна.

Диаметр Луны (3 476 километров или 2 160 миль) составляет четвертую часть диаметра Земли.

Расстояние от Земли до Луны – от 365 600 до 406 800 километров, в зависимости от взаимного расположения планет.

В ночь с 20 на 21 июля 1969 года на Луну высадились американские астронавты Армстронг и Олдрин. Первым ступил на Луну Нейл Армстронг. «Этот маленький шаг для человека является огромным шагом для человечества», – сказал он, сойдя на поверхность Луны.

Этот полет и последующие исследования с помощью автоматических кораблей позволили взять пробы лунного грунта и узнать много нового о нашем спутнике.

Было время, когда ученые верили, что Луна произошла от нашей планеты.

Возможно, эта гипотеза и справедлива. Ученые полагают, что это могло произойти в то время, когда Земля только образовывалась и представляла собой неустойчивую и неостывшую массу. Однако новая теория, основанная на исследованиях полученных с Луны образцов грунта, говорит о том, что Луна образовалась в результате гигантского столкновения Земли с огромным объектом (таким как Марс или даже больше).

Почему Луна светится?

В древности люди считали Луну богиней – покровительницей ночи. С тех пор человек узнал многое о ее истинной природе и даже побывал на ней. Науке удалось решить множество загадок, связанных с этим единственным естественным спутником земли.

Одной из этих загадок, давно переставшей быть легендой, является лунный свет. Луна, в отличие от звезд, в том числе и Солнца, не излучает постоянного света, однако может отражать чужой. Поэтому лунный свет – это всего лишь солнечные лучи, отраженные от поверхности Луны.

Возможно, вам приходилось слышать выражение темная сторона луны. Оно вовсе не означает, что какая-то часть лунной поверхности не освещается. Просто луна вертится вокруг своей оси с той же скоростью, с какой совершает полный оборот вокруг Земли, и поэтому все время обращена к ней одной и той же стороной. Впрочем, теперь изображения обратной стороны Луны, полученные со спутников, видели на экранах своих телевизоров люди во многих странах.

Вокруг Луны нет слоя атмосферы, и это приводит к весьма любопытным явлениям. Так, температура лунной поверхности, освещаемой в течение 14 дней Солнцем, поднимается выше точки кипения воды. Следующие 14 суток она резко падает, так как при отсутствии нагрева за счет солнечных лучей и атмосферы, способной удерживать тепло, поверхность очень быстро охлаждается. Земля освещает Луну отраженным светом Солнца, однако это не помогает хоть немного увеличить температуру «лунной ночи», равную примерно -150 °C.

Могут ли люди жить на Луне?

Теперь, когда люди уже побывали на Луне, они имеют конкретное представление о спутнике Земли и, соответственно, могут планировать строительство станций на этой планете. Конечно, условия для жизни там достаточно тяжелые. Поверхность Луны буквально изрыта огромными кратерами, есть там и довольно высокие горы, обнаружены большие моря из застывшей вулканической лавы. Когда-то на Луне происходили извержения вулканов, но сегодня они уже бездействуют. Моря и внутренняя поверхность кратеров покрыты толстым слоем пыли. Там нет ни воздуха, ни воды, ни животных, ни растений. На Луне не слышно ни звука, так как звуки распространяются благодаря молекулам воздуха.

В дневное время (а день на Луне длится две недели) каменистая поверхность Луны разогревается сильнее, чем горячая вода. Затем наступает лунная ночь, которая также равна двум неделям, и температура может падать до -150 °C. Поэтому людям для передвижения на Луне нужен специальный скафандр. Жилища человека на Луне должны быть абсолютно герметичными, как батискафы для подводных исследований. Все, что необходимо для поддержания жизнедеятельности, вплоть до самого воздуха, должно доставляться с Земли.

Почему на Луне нет жизни?

Когда человек тщательно исследовал поверхность Луны, он узнал много интересного о ней. Но факт, что на Луне нет жизни, человек знал задолго до того, как достиг Луны.

На Луне нет атмосферы. Астрономы установили это, потому что на Луне не бывает сумерек, заката. На Земле ночь наступает постепенно, потому что воздух отражает солнечные лучи даже после захода Солнца. На Луне совсем иначе: только что было светло, и в один момент наступила темнота.

Отсутствие атмосферы ведет к тому, что Луна не защищена от любого солнечного излучения. Солнце излучает тепло, свет и радиоволны. Жизнь на Земле зависит от этого тепла и света.

Но Солнце излучает еще и вредную радиацию. Земная атмосфера защищает нас от нее. А на Луне отсутствует атмосфера, которая могла бы поглотить эту вредную радиацию. И все солнечные лучи, полезные и вредные, достигают поверхности Луны.

Поскольку отсутствует атмосфера, поверхность Луны или чрезмерно горячая, или чрезмерно холодная. Луна вращается, и та сторона, которая повернута к Солнцу, становится очень горячей. Температура может достигать более 150 °C. Это горячей кипящей воды. Жаркий лунный день длится две недели.

За ним следует ночь которая тоже длится две недели. Ночью температура падает до -150 °C. Это в два раза холодней, чем температура, которая наблюдается на Северном Полюсе.

При таких условиях не может существовать ни одна из форм жизни, известных на Земле.

Где находится Луна днем?

Очень редко, но мы все же можем увидеть Луну днем. Редко потому, что днем она обычно находится со стороны Земли, противоположной той, на которой мы живем. Иногда она прямо над нами, но увидеть ее почти невозможно, потому что яркий солнечный свет не позволяет нам заметить отраженный блеск Луны.

Рано утром или поздно вечером мы можем видеть одновременно и Луну, и Солнце, так как его свет не ослепляет нас.

Почему мы видим только одну сторону Луны?

Как мы уже говорили до этого с Земли мы можем увидеть только одну сторону Луны. Давайте попытаемся понять, почему это так.

Дело в том, что Луна – это естественный спутник Земли, то есть небесное тело меньших размеров, чем наша планета, вращающаяся вокруг нее. Один полный виток Луны на орбите вокруг Земли составляет примерно 29,5 суток. Замечательно, что Луна совершает оборот вокруг своей оси за то же самое время. Именно поэтому с Земли нам видна лишь одна ее сторона.

Чтобы лучше представить, как это происходит, попробуйте провести следующий эксперимент. Возьмите яблоко или апельсин и проведите на нем линию, разделяющую его на две половины. Представьте себе, что это Луна. Затем вытяните перед собой сжатый кулак, который должен изображать Землю. Теперь поверните «Луну» одной стороной к «Земле». Продолжая держать «Луну» обращенной к «Земле» одной и той же стороной, сделайте ее полный оборот вокруг «Земли». Вы увидите, что «Луна» при этом обернется вокруг своей оси, а с «Земли» будет по-прежнему видна только одна ее сторона.

Почему мы не всегда видим полную Луну?

Ты, конечно, обращал внимание на то, что Луна не всегда выглядит одинаково. В течение месяца ее вид меняется. Иногда мы видим лишь тоненький серпик, иногда полумесяц, иногда – половинку Луны.

Что же с ней происходит?

Луна не излучает свет. Она лишь отражает падающие на нее солнечные лучи. Поэтому освещенной бывает только одна сторона Луны, а другая остается темной.

Ты можешь проверить это. Помести шар в темную комнату, а потом зажги ручной фонарик и направь луч на шар. Ты увидишь, что освещена половина шара. Другая половина осталась темной.

То же самое происходит с Луной и другими планетами. Они всегда наполовину на свету, наполовину в тени. С Земли мы наблюдаем только освещенную половину Луны. Иногда мы видим полную поверхность Луны освещенной, а иногда освещена только ее часть. Дело в том Земля загораживает Солнце, и его свет не достигает Луны.

Изменения Луны называются фазами. Цикл лунных фаз начинается с молодой Луны. Это происходит тогда, когда Луна находится между Землей и Солнцем. Молодая Луна не видна. Затем сторона Луны, обращенная к Земле, начинает освещаться Солнцем. Освещенная часть выглядит тонким, узким кусочком круга. Он называется нарастающей Луной.

Солнечная часть Луны быстро растет и достигает полукруга. Это называется первой четвертью. Дальше, каждый день видимая часть Луны становится все больше и больше и, наконец, превращается в настоящий круг.

Это явление называется полнолунием. Затем поверхность Луны освещается все меньше и меньше, и достигает последней четверти. Так цикл заканчивается и заменяется новой, молодой, растущей Луной. Полный цикл от одной молодой Луны до другой занимает 29,5 дней.

Действует ли на Луне сила тяжести?

Все тела во вселенной притягиваются друг к другу. Это явление называется гравитацией. Гравитация зависит от двух вещей: от массы тел, которые притягиваются, и расстояния между ними. Например, сила притяжения действует между вашим телом и Землей.

Поскольку Земля намного больше по размеру, то практически именно она притягивает вас, а не наоборот. Сила притяжения равна вашему весу, когда вы находитесь на поверхности земли. Однако, стоит вам удвоить расстояние между собой и центром нашей планеты (то есть подняться над поверхностью земли на 6 500 километров), как ваш вес уменьшится в 4 раза.

Луна достаточно крупное космическое тело, однако она все же существенно меньше Земли. Ее масса меньше земной в 80 раз. Поэтому и сила тяжести на ней значительно уступает силе земного притяжения. Если бы вы попали на Луну, то вес вашего тела уменьшился бы в 6 раз.

Другими словами, если б вы захотели заняться прыжками в высоту на поверхности Луны, то вам бы удалось прыгнуть в 6 раз выше, чем на Земле!

Почему Луна следует за нами, когда мы едем на машине?

Может показаться, что Луна находится не очень далеко от нас, но среднее расстояние от нее до Земли составляет 239 000 миль. Диаметр Луны – 2 160 миль, то есть меньше протяженности Соединенных Штатов от побережья до побережья. Но если наблюдать за Луной с помощью очень сильного телескопа, она выглядит так, словно до нее не больше 200 миль.

Из-за того, что Луна кажется нам такой близкой и большой, мы иногда забываем, что 239 000 миль – довольно большое расстояние. Именно этим огромным расстоянием и объясняется то, что, когда мы едем на машине и смотрим на Луну, нам кажется, будто она следует за нами.

Прежде всего надо сказать, что нам это просто кажется. Когда мы мчимся по дороге, мы замечаем, как все пролетает мимо нас в обратном направлении: деревья, дома, заборы, дорога.

И от Луны мы тоже ожидаем, что она пролетит мимо нас или, по крайней мере, будет уходить назад, чем дальше вперед мы уедем. Но этого не происходит.

Отчего так получается? Оттого, что расстояние от Земли до Луны весьма велико. По сравнению с расстоянием, которое проходит наш автомобиль за несколько минут, это расстояние огромно. Поэтому, когда мы едем, угол, под которым мы видим Луну, остается практически неизменным и создается ощущение, что Луна нас «преследует».

Планета Земля

Откуда произошла Земля?

Большинство ученых пришли к выводу, что Земля, Солнце и другие планеты нашей Солнечной системы образовались из замерзшего облака космической пыли примерно 100 миллионов лет тому назад.

Первым эту гипотезу высказал русский физик О. Ю. Шмидт.

Благодаря притяжению из пылинок образовался гигантский диск. Этот огромный диск непрерывно вращался. Из-за вращения диск разделился на маленькие кольца. Это постоянное движение заставило частицы в каждом из колец собраться вместе. Частицы пыли постепенно сжимались и наконец превратились в облака раскаленного газа.

Центральную часть диска заняло Солнце. Огненные шары, в которые превратились кольца, начали медленно остывать и конденсироваться. Конденсация – это переход газа в жидкость (например, пара в воду).

И постепенно Земля приняла ту форму, которую она имеет и сейчас. Она напоминает несколько приплюснутый шар и называется геоид.

Все это происходило очень медленно. Ученые подсчитали, что образование Земли и планет продолжалось примерно 500 000 миллионов лет!

Мы рассказали наиболее вероятную историю происхождения Земли.

Земля окружена атмосферой, состоящей из азота, кислорода и других газов, 70 % земной поверхности покрыто водой.

Самая большая окружность, проходящая по поверхности Земли, называется экватором. Она делит Землю на два полушария – северное и южное.

Ученые измерили длину экватора. Она составляет 40 000 километров (248 000 миль). Значит, 1 метр составляет одну сорокамиллионную часть окружности Земли.

Другая воображаемая линия проходит через полюса и разделяет восток и запад. Она называется гринвичским меридианом.

Из чего сделана Земля?

Точное строение Земли до сих пор неизвестно.

Приблизительный ответ на этот вопрос таков: Земля представляет собой огромный шар, или сферу, в основном состоящую из твердых скальных пород. Ядро Земли также твердое, так как внутренние породы находятся под чудовищным давлением.

Рассмотрим все это поподробнее. Поверхность Земли – это земная кора толщиной 18–50 километров, состоящая из скальных пород. Ее еще называют «литосфера». Верхняя часть коры – это континенты, а углубления в ней занимают воды морей и океанов, внутренних морей и озер. Вся вода земной поверхности: океанов, озер, рек и всех малых водоемов – называется «гидросфера».

Человек смог изучить только самую верхнюю часть земной коры, поэтому нам трудно сказать, как выглядит Земля изнутри. При бурении скважин и проходке шахт обнаружили, что с увеличением глубины повышается температура. На глубине порядка 3,5 километра от поверхности земли температура достаточно высока, чтобы вскипятить воду.

Ученым при изучении внутреннего строения Земли помогло исследование землетрясений. Они полагают, что на большей глубине температура не повышается так быстро, как в земной коре. Поэтому, по их оценкам, температура ядра Земли не превышает 5 500 °C. Несомненно, это очень высокая температура, так как при температуре 1 200 °C плавятся скальные породы.

Земная кора состоит из двух слоев. Верхний слой, служащий основанием для континентов, состоит из гранита. Под этим слоем гранита находится очень обширный слой, состоящий из очень твердой породы, которая называется «базальт». Ученые считают, что в центре Земли расположено огромное ядро из расплавленного железа диаметром около 7 500 километров. Между центральным ядром и земной корой располагается слой толщиной около 3 500 километров, называемый «мантией». В состав мантии предположительно входят породы, наподобие скальных, которые называют «оливины».

Сколько весит Земля?

Так как Земля подвешена в космосе, «взвесить» ее – совсем не то же самое, что положить предмет на чашу весов. Когда мы говорим о весе Земли, мы имеем в виду количество вещества, из которого она состоит. Это называется массой.

Масса Земли – около 5,976 секстиллионов тонн. Чтобы наглядно себе представить, как выглядит это число, то вот оно: 5 976 000 000 000 000 000 000. Как же ученые подсчитали, что масса Земли именно такая.

Чтобы сделать это, они использовали принцип, основанный на том, что два тела притягиваются друг к другу. От этого зависит сила гравитации. Проще говоря, закон гравитации гласит, что два тела притягиваются друг к другу с силой, которая зависит от их массы и расстояния между ними.

Чем больше предметы, тем значительнее сила, которая притягивает их друг к другу. Чем дальше друг от друга они находятся, тем эта сила меньше.

Чтобы измерить вес Земли, нужно сделать следующее: маленький груз подвесить на нити, затем измерить точное положение этого груза. Потом тонну свинца надо расположить рядом с подвешенным грузом. Между ним и свинцом возникнет притяжение, в результате которого груз чуть-чуть отклоняется в сторону. (Это отклонение составляет меньше чем 0,00002 миллиметра, то есть вы видите, насколько точным должно быть измерение.)

После этих измерений ученые могут с помощью математики вычислить вес Земли. Они измерили силу земного притяжения по отношению к весу, и измерили силу, с которой тонна свинца притягивает подвешенный груз. Относительная разница может быть вычислена, она и скажет о массе Земли.

Чем же создается эта масса?

Сюда входит кора из твердых горных пород, затем слой, называемый мантией, который также представляет собой твердые породы и уходит вглубь на 2 880 километров, затем идет внутренняя часть – ядро (около 3 360 километров в радиусе). Ядро жидкое из-за высокой температуры в центре Земли.

Каков возраст Земли?

На этот вопрос мы никогда не сможем дать точный ответ. Человек с незапамятных времен интересовался возрастом Земли, и на эту тему появилось множество мифов и легенд, которые, казалось, давали ответ. Но лишь около 400 лет тому назад к этому вопросу стали подходить с научной точки зрения.

В это время было доказано, что Земля вращается вокруг Солнца (другими словами, что Земля является частью Солнечной системы). Определить возраст Земли было необходимо, чтобы объяснить, как родилась Солнечная система. Как появилось Солнце и все планеты?

Одна из теорий получила название небулярной гипотезы. По этой теории, когда-то в пространстве носилось огромное облако раскаленного газа, которое уменьшалось в размерах и все сильнее нагревалось. По мере уменьшения газового облака оно выбрасывало сгустки газа. Каждый из этих сгустков сформировался в планету, а оставшаяся масса собралась в центре и стала Солнцем.

Другое объяснение называется планетезимальной теорией. Согласно ей, миллионы и миллионы лет тому назад в пространстве находилось громадное скопление небольших твердых тел, называемых планетезималями, с Солнцем в середине. Поблизости проходила огромная звезда, под воздействием которой оторвались части этой массы. Эти части притянули к себе небольшие планетезимали, подобно тому, как к снежному кому пристает снег, и так появились планеты.

Независимо от правильности той или иной теории, астрономы вычислили, что это произошло примерно 5 500 000 000 лет тому назад! Но решением этого вопроса занимались не только астрономы, но и другие ученые. Они попытались найти ответ, выясняя, сколько лет понадобилось Земле, чтобы стать такой, какой мы ее знаем. Они определили время, за которое выветрились самые старые горы, и время, за которое океаны накопили нынешнее количество соли.

В результате всех исследований эти ученые согласились с астрономами в том, что возраст Земли составляет примерно 5 500 000 000 лет.

На чем держится земной шар?

В древности люди чего только не говорили о Земле! Например, что она похожа на большую лепешку, на толстый блин или гору… Теперь даже маленькие дети такого не скажут: они знают, что наша планета – шар. Но тут возникает другой вопрос: на чем земной шар держится? Когда люди в древности думали, что Земля напоминает большой толстый блин, они понимали, что без подставки блин держаться не может. Вот и придумали, что блин лежит на спинах слонов, а те стоят на огромной черепахе. Забавная получалась пирамида, причем вся она плавала в космическом океане…

Сейчас в такую сказку никто, конечно, не верит. Ну, а на чем же все-таки держится Земля? Если вы узнаете, что она ни на чем не держится и никаких подставок не имеет, как вы это себе представите?

Вопрос трудный. Поэтому, чтобы докопаться до ответа, начнем с более простого. Как вы думаете, что будет, если ведро с водой перевернуть вверх дном у вас над головой? Наверное, уверены, что вода польется вам на голову. Тогда рискните и проделайте такой цирковой номер. Крепко привяжите к маленькому детскому ведерку веревку и сначала научитесь вращать над головой пустое ведерко, а потом и наполненное водой. Учиться, конечно, лучше где-нибудь во дворе. Можно так натренироваться, что ни одна капля воды из вращающегося ведра не выльется. Но если вы вдруг резко затормозите вращение, то обольете себя с ног до головы. Значит, пока ведро находилось в движении, все было хорошо, но стоило ему остановиться, и вода в опрокинутом ведре уже не держится.

Примерно то же самое происходит и с Землей. Земной шар действительно ни на чем не держится, а не падает только потому, что быстро, не останавливаясь, движется вокруг Солнца, делая виток за витком, – каждый виток за один год. Конечно, никакой веревкой Земля к Солнцу не привязана. Да веревка здесь и не нужна, потому что и без нее Солнце притягивает к себе Землю и другие планеты. Земля как бы одновременно падает на Солнце и улетает от него, а в результате уже миллиарды лет движется вокруг Солнца, не падая и не улетая…

Если бы Солнце вдруг перестало притягивать Землю, она сразу же унеслась бы куда-нибудь в космическое пространство. А если бы вдруг Земля почему-то остановилась, она немедленно упала бы на Солнце. Хорошо, что ни того, ни другого не может быть!

Ну а раз Земля ни на секунду не останавливается, а все время летит и летит, то и мы летим с ней.

Земной шар не только движется вокруг Солнца, он еще и вращается вокруг собственной оси. Один оборот – одни сутки. Поэтому мы живем как будто бы на карусели, поворачиваясь вокруг своей оси. Земля подставляет Солнцу то одну, то другую стороны. Именно поэтому происходит смена времен года, и день сменяется ночью.

Как движется Земля?

Земля совершает два вида движения. Она вращается вокруг собственной оси, а также по орбите вокруг Солнца.

Первым движением Земли, которое открыл человек, было движение вокруг своей оси. От этого движения зависит смена дня и ночи, восход и закат солнца, Луны и звезд. Время поворота на 360° (полный поворот Земли вокруг своей оси) составляет 23 часа 56 минут 4,091 секунды.

Считалось, что скорость вращения Земли никогда не менялась или была постоянна, по крайней мере, в течение тысячелетий. Но очень небольшие отклонения все-таки наблюдались. В связи с трением, возникающим при морских приливах, и с изменениями в земной коре, наш день становится длинней на 1/1000 секунды в столетие. Ученые следят за этими незначительными изменениями и измеряют их.

Земля движется также вокруг Солнца. В некоторых точках своей орбиты она ближе к Солнцу, чем к другим планетам. Когда она приближается максимально к Солнцу, это положение называется «перигей», а когда Земля максимально удаляется от Солнца, это называется «апогей». Земля, как и другие планеты, движется по определенной орбите со скоростью, которая зависит от расстояния планеты до Солнца. Планета движется быстрее, чем ближе к Солнцу она находится. Таким образом, она движется быстрей всего в перигее, а медленней в апогее. Так как расстояние от Земли до Солнца все время разное, орбитальная скорость постоянно изменяется.

В перигее Земля движется по орбите со скоростью 30,2 км/с. А в апогее ее скорость составляет 29,2 км/с.

Почему Земля горячая внутри?

Толщина внешней части земной коры в разных местах составляет от 15 до 50 километров, причем ее температура растет по мере приближения к центру Земли.

Примерно через каждые 40 метров она увеличивается на один градус. На глубине трех километров настолько жарко, что если опустить туда стакан с водой, то вода начнет кипеть! Если бы было возможно опуститься на 50 километров вглубь земной поверхности, то термометр показал бы 1 100 °C. В таких условиях начинают плавиться даже скалы. Как считают ученые, в центре Земли температура достигает 5 500 °C.

Земная кора состоит из двух слоев. Верхний – это гранитные плиты континентов. Под ним находится толстый слой очень твердой черной каменной породы, называемой базальтом. Он образует океанские впадины, и на нем покоятся материки. Центр Земли, по мнению ученых, представляет собой раскаленный шар из жидкого железа диаметром около 6 500 километров.

Почему дело обстоит именно так? Согласно большинству научных теорий, Земля некогда отделилась от Солнца. Она была огненной массой из газообразных, жидких и твердых веществ, когда начала вращаться вокруг Солнца. С течением времени эта масса несколько остыла и уменьшилась в объеме, постепенно, за счет постоянного вращения, приняв форму чуть приплюснутого у полюсов шара.

Наконец она остыла настолько, что на ее поверхности образовалась твердая кора. Никто не может сказать, как долго длился этот процесс, однако имеющиеся факты свидетельствуют о том, что, по всей видимости, ядро Земли, спрятанное под твердой оболочкой, по-прежнему остается той самой первоначальной огнедышащей массой.

Что такое ось земли?

Вы, конечно, видели глобус – это модель Земли – и, наверное, обратили внимание, что на глобусах Землю всегда изображают в наклонном положении. У нашей планеты ось действительно наклонена, и это имеет большое значение. Только не подумайте, что ось Земли похожа на ось глобуса или ось велосипедного колеса. Земная ось – это прямая линия, которую мысленно можно провести через Северный и Южный полюсы планеты.

Так вот, из-за того, что земная ось наклонена, у нас существует четыре времени года: лето сменяется осенью, осень – зимой, зима – весной, весна – летом.

Чтобы убедиться в этом, проделайте опыт, где глобус будет Землей, а настольная лампа – Солнцем. Если вы с глобусом в руках начнете двигаться вокруг лампы, то увидите, что Солнце неодинаково освещает северное и южное полушария Земли.

Когда хорошо освещено северное – там лето, когда южное, то лето – в южном полушарии, а в северном – зима.

Глобус и лампа помогут вам понять и смену дня и ночи. Найдите на глобусе место, в котором вы живете, воткните булавку и, вращая перед лампой глобус, смотрите, как в том месте, где вы живете, наступает то день, то ночь.

Живя на Земле, мы не замечаем ее движения. Но когда наблюдаем за Солнцем, за звездами, то видим, что они восходят и заходят.

Мы видим, как Солнце проходит свой земной путь от восхода до захода – от восточной стороны небосвода до западной. Теперь вы знаете, что нам лишь кажется, будто Солнце движется по небосводу с востока на запад. На самом деле это земной шар вращается вокруг своей оси с запада на восток.

Когда мы движемся вокруг Солнца быстрее – днем или ночью?

Этот вопрос способен вызвать недоумение: ведь всегда на одной стороне Земли день, на другой – ночь; какой же смысл имеет наш вопрос? На первый взгляд, кажется, никакого. Однако это не так. Спрашивается ведь не о том, когда вся Земля перемещается скорее, а о том, когда мы, ее обитатели, движемся скорее среди звезд. А это уже вовсе не бессмысленный вопрос. В Солнечной системе мы совершаем два движения: вращаемся вокруг Солнца и в то же время обращаемся вокруг земной оси. Оба движения складываются. Но результат получается различный, смотря по тому, находимся ли мы на дневной или ночной половине Земли. В полночь скорость вращения прибавляется к поступательной скорости Земли, а в полдень, наоборот, отнимается от нее. Значит, в полночь мы движемся в солнечной системе быстрее, нежели в полдень.

Всегда ли Земля находилась на одном и том же расстоянии от Солнца?

Знаете ли вы, почему летом жарко, а зимой холодно? Это происходит потому, что положение земной оси по направлению к Солнцу изменяется во время ее вращения вокруг Солнца. Это изменение очень мало, если взять во внимание огромное расстояние между этими небесными телами. Но этого изменения достаточно, чтобы мы почувствовали жару летом и холод зимой.

Можете ли вы представить, какой бы была жизнь, если бы расстояние от Земли до Солнца изменилось намного? Если бы мы отодвинулись дальше, жизнь стала бы невозможной из-за холода. Если бы мы намного приблизились, то сгорели бы от сильной жары. На самом деле расстояние от Земли до Солнца все время почти одинаково, и оно составляет около 148 миллионов километров.

Но орбиты планет, вращающихся вокруг Солнца, не совсем круглые, и поэтому у многих других планет расстояние до Солнца значительно меняется в течение года.

Например, Плутон, дальше всех расположенный от Солнца, имеет менее круглую орбиту, чем другие планеты. Расстояние от Венеры до Солнца колеблется от 107 до 108 миллионов километров.

Марсу требуется 687 дней для обращения вокруг Солнца. Во время этого путешествия расстояние до Солнца изменяется, но в среднем оно составляет около 226 720 000 километров.

Юпитер, третья планета от Солнца после Земли и Марса, является примером планеты, чье расстояние до Солнца изменяется значительно. Итак, мы видим, что при обсуждении расстояния от планеты до Солнца берется средняя величина. Причина возникновения колебаний заключается во взаимном притяжении планет Солнечной системы.

Почему мы не чувствуем вращения Земли?

Еще несколько столетий назад люди верили, что Земля неподвижна, а Солнце, Луна и звезды вращаются вокруг нее. Легко понять, почему люди так думали. По крайней мере, именно так все выглядело. И никто не мог почувствовать, что Земля вращается. Если Земля вращается, почему предметы не улетают с нее?

Сегодня мы, конечно, знаем, что Земля вращается в двух направлениях. Она движется вокруг Солнца и вращается вокруг собственной оси. Причина того, почему мы не чувствуем этого, – в том, что мы движемся вместе с поверхностью Земли. Нас, как и воду в океанах, на поверхности Земли удерживает гравитация.

Вращение Земли известно нам по многим вещам, которые мы наблюдаем и чувствуем. Именно вращение вызывает смену дня и ночи. Если бы Земля не вращалась, то на стороне, обращенной к Солнцу, всегда был бы день, а противоположная сторона всегда находилась бы в темноте. Но каждая точка Земли в течение 24 часов находится сначала на освещенной стороне, а затем на темной. Другое важное движение Земли, которое мы не можем «чувствовать», но которое меняет нашу жизнь, – это вращение Земли вокруг Солнца. Именно это движение является причиной смены времен года, а вы знаете, как меняется наша жизнь каждый сезон. Это путешествие вокруг Солнца происходит за 365,25 дня, то есть за год.

Существование четырех времен года вызвано наклоном земной оси. Он составляет 23,5° по вертикали. Каждый полюс наклонен к Солнцу в течение полугода и отклонен от него в течение второй половины. Поэтому 6 месяцев северная часть Земли получает больше солнечного света и тепла, а в течение других 6 месяцев она получает меньше солнечного света.

Какова сила притяжения?

Притяжение всех земных предметов Землей кажется нам естественным и обычным явлением. Но когда нам говорят, что предметы притягивают также и друг друга, мы не склонны этому верить, потому что в обыденной жизни ничего подобного не замечаем.

Почему, в самом деле, закон всемирного тяготения не проявляется постоянно вокруг нас в обычной обстановке? Почему мы не видим, чтобы притягивали друг друга столы, арбузы, люди? Потому что для небольших предметов сила притяжения чрезвычайно мала. Например, два человека, отстоящих на два метра друг от друга, притягивают один другого, но сила этого притяжения ничтожна: менее 0,01 доли миллиграмма. Это значит, что два человека притягивают друг друга с такой же силой, с какой гирька в одну стотысячную часть грамма давит на чашку весов. Только чрезвычайно чувствительные весы научных лабораторий способны обнаружить столь ничтожный грузик!

Такая сила, понятно, не может сдвинуть нас с места – этому мешает трение наших подошв о пол. Чтобы сдвинуть нас, например, на деревянном полу, нужна сила не менее 20 килограммов. Поэтому неудивительно, что при обычных условиях мы не замечаем и намека на взаимное притяжение земных тел.

Почему мы не всегда видим Солнце?

Чтобы совершить оборот вокруг Солнца, Земле требуется целый год. Однако вокруг своей оси Земля оборачивается примерно за двадцать четыре часа.

Часть Земли, которая повернута к Солнцу, освещается и нагревается им – на ней наступает день. На другой стороне Земли в это время темно, и туда приходит ночь.

Однако длина дня и ночи меняется в течение года. Ты, наверное, слышал о том, что дни бывают длинными и короткими.

Запомни, что вместе день и ночь всегда составляют ровно 24 часа.

В северном полушарии, что расположено к северу от экватора, самый длинный день наступает в середине лета. Тогда Солнце заходит за горизонт всего на несколько часов.

Самый короткий день бывает в середине зимы. В это время Солнце невысоко поднимается над горизонтом. Утром поздно светает, а вечером рано начинает темнеть. Ночь тянется очень долго.

К югу от экватора, в южном полушарии, все как раз наоборот. Если на севере – лето, на юге – зима. И, конечно, когда на юге – лето, на севере – зима. И Новый год наступает в Австралии в самом разгаре лета.

Солнце могут загораживать и облака. Когда они особенно темные, Солнце прячется от нас на целый день.

Иногда Луна проходит между Солнцем и Землей, загораживая его. Это явление называется солнечным затмением. Затмения бывают полными и частичными. Во время полного солнечного затмения дневной свет меркнет, и на небе появляются звезды. Правда, длится затмение недолго, всего несколько минут.

Откуда мы знаем, что находится в центре Земли?

Поскольку ученые (даже с помощью приборов) не могут проникнуть очень глубоко в недра Земли, они вынуждены использовать другие методы исследования ее внутреннего содержания.

Один из этих методов – изучение вулканических извержений. Они выбрасывают на поверхность раскаленные газы и расплавленные горные породы, что указывает на то, что внутри Земли очень жарко. Другой метод – изучение землетрясений. Волны, возникающие во время землетрясений, создают подобие рентгеновского снимка внутренней части Земли.

Когда происходит землетрясение, различные типы колебаний распространяются во всех направлениях через горные породы. Эти волны называются сейсмическими волнами. Они проходят через разные материалы с разной скоростью, а их направление изменяется, когда они идут от одного вида горной породы к другому. Изучая эти волны с помощью очень чувствительных приборов, ученые могут узнать, что находится внутри Земли. Они заметили, что на глубине 2 880 километров происходит резкое изменение направления движения сейсмических волн. Одни типы волн изменяют направление, другие полностью гасятся. Поэтому на этой глубине должно быть изменение материала. Ударные волны от землетрясения достигают разных сейсмических станций в разное время. Отчасти это, происходит из-за материала, через который проходят волны. В этом другой ключ к разгадке того, что находится внутри Земли.

Вот лишь краткий ответ на вопрос, что находится внутри Земли: верхний слой, кора, состоит из твердых горных пород. Ее толщина составляет около 48 километров под континентами и 5 километров под океанами.

Под корой находится мантия, которая также состоит из твердых пород. Она уходит вглубь на 2 880 километров. Внутренняя часть Земли – ядро. Существует внешнее жидкое ядро, в основном состоящее из расплавленного железа и никеля, внутри которого находится внутреннее твердое металлическое ядро, диаметр его около 2 560 километров.

Как выглядела Земля в далеком прошлом?

Возможно, давным-давно, в самом начале истории Земли Гренландия и север Европы соединялись огромным перешейком.

Похожее соединение существовало между Испанией и Северной Америкой. Южная Америка, Африка и Австралия тоже составляли единое целое.

С течением времени куски суши отделились друг от друга и начали медленно перемещаться. Происходит это очень медленно – материки передвигаются на 1–2 сантиметра в столетие. Сегодня между ними пролегают тысячи морских миль.

Во время великого обледенения Британские острова и оконечность современной южной Швеции были соединены вместе в единый европейский континент.

Где же находилось Северное море? И где был пролив Ла-Манш?

Попробуй представить, как выглядела географическая карта в то далекое время!

Рейн протекал по территории Швейцарии, а река Темза была его притоком! Эта огромная река и сегодня сохранилась, только протекает она по дну Северного моря и называется Норвежский желоб.

В то же самое время Сибирь, возможно, соединялась с Аляской там, где впоследствии появился Берингов пролив. Первобытный человек и животные свободно путешествовали по этому мосту между Азией и Америкой.

Кто рассказал ученым о жизни на Земле миллионы лет тому назад?

О жизни наших предшественников археологи узнают по остаткам материальной культуры, прежде всего предметам быта. А как узнать о жизни доисторических животных, о том, как выглядела Земля в самом начале своего бытования?

Об этом ученым рассказывают различные окаменелости, ископаемые кости животных, органические остатки или их отпечатки в горных породах. Это могут быть раковины, кости, зубы, листья, скелеты или даже целые туловища!

Наиболее распространены те ископаемые, которые являются останками животных или растений, превращенных в скальную породу, или окаменевшие. Так, великие Белые скалы Дувра, расположенные вдоль Ла-Манша, состоят из мириадов крошечных ископаемых одноклеточных животных. Когда-то они населяли толщу морской воды. Конечно, на протяжении многих сотен тысяч лет от них могли сохраниться только части скелета, но сохраняются и отпечатки мягких тканей.

Другой разновидностью ископаемых являются отпечатки на скалах. Любопытно, что чаще всего встречаются отпечатки медуз. Отдельные их экземпляры оказывались погребенными в песке, который со временем затвердел, ткани растворились, но сохранились совершенные отпечатки.

Особенно хорошо они сохранились в осадочных породах, например в каменном угле. Практически со всеми представителями ископаемой фауны мы знакомы по таким отпечаткам. Поэтому мы так много знаем о том, как выглядела Земля в каменноугольный период, когда шло образование угольных залежей.

Нередко находят окаменевшие останки ископаемых животных. Это прежде всего раковины моллюсков – трилобитов и аммонитов. Они имеют различную конфигурацию – от плоской спирали до продолговатой. Поэтому в народе такие окаменелости прозвали «чертовы пальцы».

Среди сохранившихся в скальных породах экземпляров оказалась и некая рыба, более древняя, чем известная латимерия. Шведский ученый Стене, исследовавший ее череп, смог выявить отпечатки десяти пар нервов, связывавших мозг со всем организмом.

Останки животных могут сохраниться в вечной мерзлоте, действующей как холодильник. Там находят, например, ископаемых мамонтов. И, наконец, прекрасным хранилищем является и янтарь – ископаемая смола, в нее когда-то попадали муравьи и другие насекомые. Интересно, что сохранялись даже микроскопические частицы туловищ!

Закончился ли Ледниковый период?

Ледниковый период – это времена, когда толстые льды покрыли большую часть континента. Ледниковые покровы образовались, когда льды на высоких горах и в полярных областях сильно увеличились в размерах.

Существовало несколько ледниковых периодов. Последний начался около 2 500 000 лет назад. Огромная стена льда простиралась от Тихого до Атлантического океана, а на север – до самого полюса. Это было на заключительной стадии ледникового периода, когда вся территория Канады, большая часть Соединенных Штатов и северо-западная часть Европы были покрыты слоем льда толщиной более одного километра.

Но это не значит, что было всегда очень холодно. В северной части США температура только на 5 градусов была ниже современной. Холодные летние месяцы вызвали ледниковый период. В это время тепла было недостаточно, чтобы растопить лед и снег. Он накапливался и в конце концов покрыл всю северную часть этих районов.

Ледниковый период состоял из 4 этапов. В начале каждого из них образовывался лед, продвигаясь на юг, затем таял и отступал к Северному полюсу. Это происходило, как считают ученые, 4 раза. Холодные периоды называют «оледенением», теплые – «межледниковым» периодом.

Считается, что первый этап в Северной Америке начался около 2 миллионов лет назад, второй – примерно 1 250 000 лет назад, третий – около 500 000 лет назад, а последний – примерно 100 000 лет назад.

Скорость таяния льда на последнем этапе ледникового периода в различных районах была неодинаковой. Например, в районе расположения современного штата Висконсин в США таяние льда началось примерно 40 000 лет назад. Лед, который покрывал район Новой Англии в США, исчез около 28 000 лет назад. А территорию современного штата Миннесота лед освободил только 15 000 лет назад!

В Европе Германия освободилась ото льда 17 000 лет назад, а Швеция – только 13 000 лет назад.

Но Антарктика и Гренландия все еще покрыты льдами, достигающими 2–3 километров толщины. Возникает вопрос: «Действительно ли Ледниковый период закончился или льды снова вернутся?»

У ученых нет ответа на этот вопрос, потому что он зависит от того, какими причинами было вызвано оледенение. А это осталось для ученых тайной. Существует много теорий, объясняющих, почему климат на Земле становится теплей и холодней. Одна из них утверждает, что изменения связаны с деятельностью Солнца, с тем, что количество энергии, поступающей от него, меняется время от времени. Другая теория утверждает, что пыль от вулканических извержений поглощает большое количество солнечного света на Земле.

Еще одна теория гласит, что изменения количества углекислого газа в атмосфере ведет к изменениям климата. Или изменения климата связывают с изменениями расстояния между Землей и Солнцем, а также с изменением наклона земной оси. Существует также большое количество других теорий. Поэтому пока мы не знаем точно, что заставило льды наступать на континент, а потом таять, мы не сможем ответить на вопрос, навсегда ли закончился Ледниковый период.

Как возникла жизнь?

На нашей планете все живое происходит от живого. Но Земля не существовала вечно, и тогда возникает вопрос: откуда взялась жизнь? Существует большое количество мнений на этот счет, но основными можно назвать следующие.

Есть предположение, что жизнь была когда-то создана какими-то сверхъестественными силами или существом, которым мог быть бог, полубог или кто-нибудь подобный. Здесь тоже существует большое количество различных точек зрения, но главной из них – идеи божественного начала жизни на Земле – придерживается основное количество верующих.

Существует также гипотеза, предполагающая произвольное зарождение жизни. Величайшие биологи всех времен пытались воспроизвести зарождение жизни, то есть создать живой организм. Но ни одна из попыток не привела к желаемому результату. Откуда же взялся первый организм?

Теория, утверждающая, что Земля, а также жизнь на ней существовали вечно, подвергается большому сомнению. По оценке ученых возраст Земли равен приблизительно пяти миллиардам лет. Есть еще факты, ставящие под сомнение эту теорию, хотя в ней и так немало противоречий.

Есть также предположение, что Земля заселена извне. Но на самом деле достоверных фактов о существовании НЛО (неопознанных летающих объектов), занесших жизнь на Землю, нет. Хотя наскальные рисунки первобытного человека подтверждают эти догадки.

И последняя из основных гипотез – химическая эволюция. Еще тогда, когда Земля только родилась, точнее, когда она стала остывать после очень бурного вулканического периода, все тогда было в состоянии хаоса, природного месива. Возможно, тогда среди беспрерывных химических процессов возник малюсенький живой комочек. Кто знает, может быть он возник случайно, может быть и нет…

И все же в мире нет ни одного достоверного доказательства, подтверждающего хотя бы одну из этих гипотез.

С чем связана тайна Тунгусского метеорита?

30 июня 1908 года около 7 часов утра в небе над Центральной Сибирью неожиданно появился огненный шар. Он с огромной скоростью пронесся над тайгой и врезался в землю в междуречье верхнего течения Нижней Тунгуски и Лены. Полет этого шара сопровождался ярким свечением, а когда он врезался в землю, то раздался оглушительный взрыв. Ударная волна от него повалила лес на площади 2 150 квадратных километров, потом обогнула земной шар и вызвала толчок, зарегистрированный в Ташкенте, Иркутске, Тбилиси, Петербурге и других городах. Ослепительная вспышка вызвала лесной пожар на большой территории сибирской тайги, расположенной вокруг места приземления и взрыва непонятного небесного тела.

Ученые предположили, что в районе Сибири в Землю врезался крупный метеорит, осколок распавшейся далеко в космосе кометы, и назвали это явление Тунгусским метеоритом. Но среди них не было единства, и споры продолжаются до сих пор. Некоторые ученые предполагают, что это мог быть взорвавшийся корабль инопланетян, другие выдвигают идею о том, что над Тунгуской взорвался контейнер с информацией, запушенной к нам иной цивилизацией.

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.

Что такое озоновый слой?

Человек все больше и больше убеждается, что его повседневная деятельность оказывает влияние на климат, воду и пищу, которые он употребляет, на воздух, которым он дышит, и так далее. Сейчас люди стали беспокоиться, что все выбросы в атмосферу могут губительным образом воздействовать на озоновый слой.

Что такое «озоновый слой» и почему он так важен? Земля окружена толстым покровом воздуха, атмосферой. Атмосфера Земли делает жизнь на ней возможной. Это воздух, которым мы дышим. Она предохраняет нас от опасного солнечного излучения. Атмосфера препятствует излишнему повышению или понижению температуры. Она выполняет еще многие другие функции.

Наша атмосфера разделена на слои, отличающиеся друг от друга. Нижний слой, 16 километров в высоту, – тропосфера. В этом слое формируется погода. Второй слой атмосферы, высотой от 16 до 48 километров, – стратосфера.

Где-то между 19 и 35 километрами, в середине стратосферы, находится озоновый слой. Это слой озона, который является разновидностью кислорода. В этом слое отсутствуют ветры и воздух теплый. Теплым его делает озон.

Этот газ поглощает большую часть солнечного ультрафиолетового излучения. Одним из результатов этого является потепление воздуха в этом слое. Но более важно то, что озон препятствует проникновению на Землю ультрафиолетовых лучей. Часть этих лучей полезна, но значительное количество ультрафиолета губит жизнь на Земле. Поэтому очень важно, чтобы все выбросы в атмосферу не оказывали разрушительного воздействия на озоновый слой.

Почему небо голубое?

Земля наша окружена слоем воздуха, образующим атмосферу. Воздух, который мы вдыхаем, содержит кислород, азот, углекислый газ, а также пары воды и микроскопические пылинки, находящиеся в постоянном движении.

Когда солнечный свет проникает сквозь атмосферу, газы, которыми насыщен воздух, разлагают белый свет на его составные части – спектр: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. Получается, что среди этих цветов полоса голубого и синего цвета преобладает, поэтому-то небо и кажется голубым.

На Луне атмосферы нет, и небо выглядит черным. Когда космический корабль выходит на орбиту за пределы атмосферы, космонавты видят в черном бархатном небе сверкающие звезды и планеты, отражающие их свет.

Что такое ультрафиолетовые лучи?

Световые, тепловые, рентгеновские и ультрафиолетовые лучи – все это виды излучения. Длины волн излучения имеют огромный диапазон. Самые длинные – радиоволны, самые короткие – гамма-лучи. Посередине между самыми длинными и самыми короткими по длине волны находятся световые волны, или видимое излучение. Но и сами световые лучи включают в себя большое количество волн разной длины. Каждый цвет – это волна определенной длины. Красный свет – самая длинная волна из видимых человеку. Затем идет оранжевый цвет, за которым следует желтый, зеленый, голубой и фиолетовый, имеющий самую короткую длину волны.

Сразу за длиной волны фиолетового цвета идет излучение, которое ученые называют ультрафиолетовым диапазоном. Эти волны испускает Солнце, а также специально созданные для этого лампы.

Ультрафиолетовые лучи существуют в диапазоне от длины волны фиолетового цвета до уровня более чем 1 000 000 волн на сантиметр.

Поскольку ультрафиолетовые лучи короче, чем другие, они обладают высокой проникающей способностью. В то же время лишь половина ультрафиолетовых лучей, посылаемых Солнцем, достигает Земли. Многие из них поглощаются атмосферой Земли далеко от ее поверхности.

Как образуются ископаемые?

Ископаемые – это затвердевшие остатки или отпечатки животных или растений, существовавших многие миллионы лет тому назад. Большинство ископаемых находят в тех местах, которые когда-то были морем или расположены около морей. Когда растение или какое-то животное умирают, они погружаются на морское дно. Мягкие части сгнивают, а твердый скелет оказывается погребенным в грязи. В течение миллионов лет все больше и больше грязи оседает на этом скелете. И наконец, эти слои грязи затвердевают до состояния скальных пород. Так скелет становится частью скалы.

Постепенно проникающая в скалу вода медленно вымывает настоящий скелет, и он замещается каменистыми минералами, которые повторяют прежнюю форму. Получается, что осадочные породы заполнили пустую полость, точно так же, как расплавленный металл заполняет форму. Иногда подобным образом окаменевают не животные, а растения. Они тоже могут многое рассказать ученым о том, как выглядела Земля в далекие эпохи. Нередко ученые используют ископаемых животных, чтобы датировать горные породы. Так, обнаружив в морских окаменелостях останки моллюска «наутилус», можно сказать, что они образовались около 500 миллионов лет назад.

Ископаемые находятся под слоем песка до тех пор, пока изменения в земной коре не приводят к тому, что морское дно поднимается и не становится сухой почвой. Со временем вода, лед и ветер вымывают скальные поверхности, и ископаемые оказываются видимыми. Самым древним из них миллиарды лет.

Любопытно, что этот процесс иногда проходит скорее. Например, кусок дерева, оказавшийся в насыщенной солями воде минерального источника, может окаменеть за несколько месяцев. Этим пользуются продавцы сувениров и изготовляют на продажу даже каменные цветы. Их можно увидеть в знаменитых пещерах Домица, в Чехии.

Где были найдены первые ископаемые?

На протяжении последних 2–3 миллиардов лет на Земле существовали разнообразные формы жизнедеятельности растительного и животного мира, некоторые из них затем вымерли.

Мы знаем об этом, изучая ископаемые.

Большая часть ископаемых являются останками растений и животных, сохраненными в горной породе. Ископаемые принимают разные формы. Иногда это раковины, кости, чешуйки или другие твердые части животных, но чаще твердые ткани заменяются химическими соединениями.

Следы животных – это тоже ископаемые.

Ископаемые существовали миллионы лет, прежде чем человек начал изучать историю жизни на планете. Тем не менее доказано, что люди на раннем этапе своего развития, находили ископаемые. Ожерелье из окаменелых морских раковин было найдено на скелете умершей 30 000 лет назад женщины. Ученые Древней Греции и Рима нашли ископаемые морские раковины высоко в горах. Они поняли, что эти раковины были останками животных, которые когда-то жили в море. Поэтому ученые пришли к выводу, что в прошлые века эти горы были под водой.

Ученые начали серьезно изучать ископаемые только в конце 1700-х годов. Одним из первых был барон Жорж Кювье, великий французский естествоиспытатель. В горах вдоль берегов рек около Парижа Кювье нашел кости слонов, гиппопотамов и многих других животных, не существующих ныне в этих районах. Он понял, что климат вокруг Парижа когда-то был совсем другой, чем-то похожий на сегодняшний климат Индии и Африки.

Затем изучать ископаемые в Англии начал англичанин по имени Вильям Смит. Он обнаружил, что каждый вид горной породы имеет свою группу ископаемых. В более старых породах встречаются и более простые ископаемые.

Исходя из этого, он смог относительно точно определить возраст горных пород. Позднее Чарльз Дарвин использовал ископаемые для доказательства того, как живые формы развивались из старых форм и как высшие формы развивались из низших.

Когда люди начали добывать полезные ископаемые?

Полезные ископаемые – это химические вещества или соединения, которые залегают в недрах земли в естественном виде. Руда – это залежи, богатые каким-нибудь минералом, ради которого ее добывают.

Никто точно не знает, когда началась горнодобыча. Одним из первых горнодобывающих предприятий, отмеченных в истории, была египетская экспедиция на Синайский полуостров примерно в 2600 году до н. э. Они отправились для добычи слюды, а открыли и добыли более полезный минерал – медь.

Древние греки добывали серебро в шахтах к югу от Афин в 1400 году до н. э. Некоторые из скважин достигали 120 метров глубины. Позже из этих же самых копий добывались и другие металлы, такие как свинец, цинк и железо.

Чтобы снабжать огромную империю, римляне производили добычу полезных ископаемых в больших размерах. Их шахты были повсюду – от Африки до Британии. Среди наиболее ценных римских шахт была шахта Рио-Тинто в Испании, где добывалось большое количество золота, серебра, меди, олова, свинца и железа.

Горнодобыча достигла большого размаха в XVIII веке, когда началась промышленная революция. Требовалось большое количество угля для металлургии и фабричных печей. Поэтому добыча угля развивалась быстрыми темпами. Современная горнодобывающая технология зародилась именно в те времена.

В XIX веке в Соединенных Штатах вспыхнула так называемая «золотая лихорадка». Она началась в Калифорнии в 1848 году. В течение нескольких лет там было добыто золота на сумму более чем 500 миллионов долларов. В 1896 году «золотая лихорадка» охватила Аляску. В Южной Африке в 1870 году были открыты самые крупные залежи алмазов, а в 1886 году – богатые золотоносные месторождения.

Что влияет на изменение ландшафта Земли?

Поверхность Земли не остается неизменной. В течение тех миллионов лет, что существует наша планета, на ее внешний облик постоянно оказывали влияние различные природные силы. Изменения, которые происходят на поверхности Земли, вызваны как действием внутренних сил, так и тем, что происходит в атмосфере.

Солнце, ветер и вода вызывают постоянное разрушение гор. Этот процесс называется эрозией. Он может затрагивать не только горные породы. Эрозия с помощью льда, ветра и воды вымывает земную почву.

Фьордом называют узкий и извилистый морской залив. Для образования фьорда нужен сначала раскол земной коры. Это приводит к провалу-долине, и только потом уже ледник проползает и процарапывает «полосочку». После таяния льда на вершинах гор остаются морены – скопления обломков горных пород. Так формируются зигзагообразные вершины гор.

Реки пробивают в рыхлых породах овраги, а в некоторых местах и огромные каньоны (глубокие речные долины с крутыми ступенчатыми склонами), такие, например, как Великий Каньон в Аризоне (США). Он простирается на 349 километров в длину.

Дожди и ветры как настоящие художники высекают из камней целые скульптурные группы, различные фигуры. В Австралии находятся так называемые Ветряные скалы, а недалеко от Красноярска находятся каменные столбы. И те, и другие образовались в результате ветровой эрозии.

Эрозия земной поверхности – процесс далеко не безвредный. Ежегодно из-за нее исчезают многие десятки гектаров пахотных земель. В реки уносится большое количество плодородной почвы, на образование которой в естественных условиях уходят сотни лет. Поэтому человек старается всеми возможными способами бороться с эрозией.

Главное направление этой борьбы – предотвращение размывания почвы. Если на почве нет растений, то ветер и вода легко уносят плодородный слой, и земля становится бесплодной. Поэтому в районах, где дуют сильные ветры, проводятся разные мероприятия для сохранения почвы.

Кроме того, ведется борьба с оврагами. Для этого берега рек засаживают различными растениями, укрепляют склоны. На морских и речных побережьях, где происходит сильное размывание берега, делают специальную отсыпку гравия и устанавливают защитные дамбы.

Что такое дрейф материков?

Мысль о том, что когда-то континенты были одним большим участком суши, была высказана еще в 1620 году Френсисом Бэконом. В 1858 году ученый А. Снайдерс-Пелегрини показал всем, что если соединить по берегам Европу, Африку и Америку, они сложаться в единое целое, как пазл.

Однако научное обоснование этого явления было предложено немецким геофизиком Альфредом Вегенером лишь в 1915 году. Опираясь на соответствие очертаний материков на карте, ученый решил реконструировать их очертания в древности. Для этого Вегенер собрал много геологических, геофизических и палеоклиматических доказательств своей теории.

Он обратил внимание, что каменный уголь залегает во всем Северном полушарии, хотя каменный уголь получается из растений, растущих в тропических лесах. Кроме того, он заметил, что западное побережье Африки и Восточное побережье Южной Америки так по форме подходят друг к другу, что кажется, что они были просто разорваны.

Вегенер решил, что все континенты были сначала объединены в один большой континент. Потом они разошлись и заняли сегодняшнее положение. Большинство геологов не соглашалось с ним, потому что никто не представлял, что континенты могут двигаться.

В результате он доказал, что когда-то на Земле был всего один материк, который Вегенер назвал Пангея. Затем Пангея разделилась на два континента меньшего размера – Лавразию и Гондвану. Это произошло около 200 миллионов лет назад. Еще через 70 миллионов лет, примерно 135 миллионов лет назад, от них отделилась Северная и Южная Америка. Около 65 миллионов лет назад уже существовала Антарктида, которая медленно передвигалась к югу.

Когда Вегенер опубликовал свою книгу, то ему пришлось выслушать массу возражений. Однако данные, полученные в результате геологических экспедиций в самые различные районы Земли, подтвердили и продолжают подтверждать его теорию.

Тогда ученые начали думать, как это могло случиться. Одна гипотеза предполагает, что жар в недрах Земли создает встречные течения, которые заставляют континенты двигаться. Сейчас ученые считают, что дно океана движется под воздействием смещения мантии земной коры.

Открытое Вегенером перемещение земной коры означает, что континенты не остаются неподвижными и сейчас. Но их перемещение происходит настолько медленно, что его могут уловить лишь самые чувствительные приборы. Движение материков позволяет ученым устанавливать наиболее активные сейсмические зоны и, в конечном счете, прогнозировать землетрясения. Материки продолжают двигаться, и ученые полагают, что примерно через 50 миллионов лет Аляска и Россия могут соединиться.

Почему двигаются материки?

Ученые, которые изучают, как распределяются земные породы, обнаружили удивительные особенности. Так, на склонах высочайших в мире горных вершин можно встретить известняки – породы, которые образуются в море. В Антарктиде найдены породы, сформировавшиеся в тропических условиях. В тропиках же – самой теплой части земного шара – находят признаки прошлых оледенений. Пласты каменного угля в Европе и в Северной Америке, разделенных тысячами километров водного пространства, обладают весьма сходным залеганием. Весьма похожи и очертания границ материков по обе стороны Атлантического океана. Так что, если мысленно переместить Южную Америку на восток, то ее контуры хорошо вписываются в западное побережье Африки. Как же все это объяснить?

А что, если предположить, что материки в далеком прошлом были совсем не там, где сейчас? Что когда-то существовал единый массив суши, впоследствии разделившийся на отдельные части? Тогда будет понятно и сходство в строении земных пластов на удаленных друг от друга материках, и похожесть очертаний противоположных берегов Атлантического океана, а также несвойственные нынешнему географическому положению признаки прошлых климатических условий.

Такое предположение находит довольно много сторонников среди ученых. Имеется и объяснение причин перемещения материков, которое может быть вызвано, как полагают, очень медленными движениями глубинных частей Земли. На больших глубинах земное вещество разогрето до высокой температуры и находится в расплавленном состоянии. Выход такого вещества в виде магмы наблюдается при извержениях вулканов. Из-за неоднородного нагрева в расплавленных породах, как и во всякой жидкости, возникают сложные движения, увлекающие за собой расположенные части суши. Наблюдения показывают, что материки расходятся от линии так называемых срединно-океанических хребтов – подводных гор в центральных частях океанов. В этих местах происходит очень медленный подъем пород из глубин Земли, а у окраин материков, наоборот, их опускание.

Замечено также, что землетрясения и извержения вулканов чаще всего случаются именно на окраинах материковых плит. Это еще одно зримое свидетельство мощных процессов, которые происходят в недрах нашей планеты.

Что такое континентальный шельф?

Когда вы говорите об Атлантическом океане, вы имеете в виду только верхний слой воды. Но что же находится под водой, на дне океана?

Давайте представим, что мы путешествуем из Нью-Йорка на восток через Атлантический океан. Вот какая картина дна нам откроется.

На протяжении около 320 километров дно постепенно понижается. Оно обычно ровное, но иногда имеет V-образные долины и каньоны. Это и есть континентальный шельф, часть североамериканского континента. Так получилось, что он слишком низок, чтобы выступать над морем.

На глубине около 360 метров шельф неожиданно заканчивается. Он уже больше не опускается плавно, а обрывается. Это край континента, или склон, который идет до самого дна океана.

Опускаясь вдоль этого склона, мы оказываемся на глубине около 4 километров. Теперь мы пересекаем океан в самом глубоком его месте. Здесь дно океана ровное. Оно называется глубоководной равниной. Такие равнины занимают около трети площади океана и являются одним из самых ровных мест на Земле.

Если продолжать двигаться вдоль океана, то скоро мы доберемся до места подводных возвышений. Некоторые из них напоминают холмы. Это Средне-Атлантическая гряда. Где-то около середины гряды холмы становятся выше и круче, а некоторые поднимаются, как горы, на высоту около 1 500 метров от уровня дна. Между горами находятся глубоководные долины с ровной поверхностью. Прямо посередине гряды лежит самая большая подводная долина. Она похожа на разлом между двумя частями гряды. Если продолжить движение к востоку, мы снова пересечем глубоководную равнину, которая плавно поднимается к континентальному шельфу у берегов Португалии. Вот такова картина дна Атлантического океана.

Сколько всего континентов?

Посмотри на карту Земли или на глобус. Что ты видишь?

72 % земной поверхности покрыто водой. Остальная часть, составляющая примерно треть площади Земли, является сушей.

Однако это совсем не однородное пространство. Оно разделено на ряд больших территорий, называемых континентами.

Сколько всего континентов существует на Земле?

Спроси своих родителей, сколько всего на Земле континентов. Возможно, они ответят тебе, что континентов пять. Именно так их когда-то учили в школе.

Но сегодня ученые считают, что существуют шесть континентов. Почему?

Когда был построен Панамский канал, Америка перестала представлять собой единый континент. Северную и Южную Америку разделяет теперь вода.

Мы также знаем о том, что район вокруг Южного полюса покрыт льдом. Раньше считали, что это просто масса льда или снега, покрывающая океан.

Однако в 1911 и 1912 годах исследователи Амундсен и Кук сделали важное открытие, что Антарктида – это земля, только покрытая толстым слоем льда.

Следовательно, Земля разделена на шесть континентов: Евразию, Африку, Северную Америку, Южную Америку, Австралию и Антарктиду.

Все континенты, кроме Антарктиды, населены людьми. В Антарктиде единственными постоянными жителями являются пингвины!

Существовал ли исчезнувший континент Атлантида?

Со времен древних греков до нас дошли истории об исчезнувшем с лица земли острове или континенте, который назывался Атлантида. Люди полагали, что он находился в Атлантическом океане к западу от Гибралтара, совсем неподалеку от берегов Европы и являлся чем-то вроде совершенного места – рая на Земле.

По легенде Атлантида была могучим королевством, покорившим всю юго-западную Европу и северо-западную Африку. Распространение ее власти далеко на восток было остановлено афинянами, жителями древней Греции.

После того, как это случилось, жители Атлантиды постепенно стали отходить от добродетели, совершать множество грехов и предаваться различным порокам. Тем самым они прогневили богов, и те в наказание погрузили огромный остров в океанскую пучину. Эта легенда дошла до нас благодаря трудам великого греческого философа Платона, жившего за 300 лет до нашей эры. Согласно его утверждениям, остров исчез за 9 000 лет до того, как он изложил эту легенду в своей книге.

В средние века люди верили в правдивость рассказов об Атлантиде. В XIV и XV веках предпринималось немало экспедиций с целью поисков этого континента. Быть может, что в основе легенды лежат события, имевшие место в действительности. Возможно, некогда путешественник, вернувшись на родную землю, рассказал своим соотечественникам о незнакомой и причудливой стране, и со временем эти рассказы превратились в легенду об Атлантиде.

Даже и теперь есть люди, твердо верящие в то, что такой континент существовал. Они считают, что Атлантида – это было место, где человек впервые создал цивилизацию, в частности, научился обрабатывать железо и обрел письменность. По их мнению, многие из тех богов, которым поклонялись люди в древности, были реально существовавшими королями и королевами Атлантиды.

Что такое Атлантида и почему ее ищут люди?

Согласно мифическому сказанию, Атлантида была огромным островом, который в глубокой древности погрузился на дно Атлантического океана. Тот миф, в котором рассказывалось об Атлантиде, тоже не сохранился до наших дней. Осталось только его изложение в произведениях древнегреческого ученого Платона «Тимей» и «Критий».

Споры о том, существовала ли на самом деле Атлантида, или это просто красивая легенда, начались еще в античные времена и не завершились до сих пор.

Мы знаем, что все материки движутся, нынешние моря плещутся в тех местах, где когда-то была земля и жили люди. Почему же всех так волнует судьба одного острова, даже если он когда-то и существовал?

Оказывается, это был не просто остров. Как рассказывается у Платона, на этом сказочно красивом острове жили великие и грозные цари-завоеватели, потомки Посейдона – бога морей.

Самый старший из царей Атлант владел всем островом, от его имени и произошло название острова – Атлантида, а также всего океана, – Атлантический. А все остальные жители звались атлантами.

Прямо посреди острова на высокой горе находился прекрасный город с храмом Посейдона, сделанным из мрамора и украшенным золотом и серебром. От моря до самого города пролегали каналы, и корабли приплывали прямо к его стенам. Все в этом городе жили богато и счастливо. Однако большое богатство привело к тому, что люди стали забывать о добре и справедливости. Поэтому однажды боги разгневались на атлантов и наслали на их остров беду. Затряслась земля, из горы вырывались дым и пламя. И в одни сутки Атлантиды не стало, она погрузилась в морскую пучину.

Как предполагают современные ученые, очевидно, на этом острове произошло сильное землетрясение, и он опустился на морское дно. Но как бы то ни было, судьба этого острова волнует людей уже многие века. Скорее всего, эта загадка так и останется вечной.

Как возникли горы?

Горы образовались в результате передвижения земной коры. Толщи пород выталкивались на поверхность, сминаясь и разбиваясь, в результате чего образовались различные типы гор. Шло время, дождь и мороз дробили горы, создавая отдельные утесы и долины.

Некоторые горы образовались в результате извержения вулканов. Расплавленная порода, пузырясь, изливалась на поверхность Земли через отверстия в коре слой за слоем, пока, в конце концов, не возникала гора. Везувий в Италии – гора вулканического происхождения.

Вулканические горы могут формироваться и под водой. Например, Гавайские острова – это вершины вулканических гор.

Как узнать высоту горы?

Когда высокие горы упоминаются в газетах или книгах, нам обычно сообщают их точную высоту в метрах. Откуда же люди могут знать точную высоту горы, особенно если ни один человек на нее еще не забирался?

Это делается при помощи одной из самых старых методик, которой издавна пользовались землемеры, или, как их теперь называют, геодезисты. Геодезия это наука, которая определяет форму и размер любой части земной поверхности.

Существуют различные виды геодезической съемки, но все они основываются на методе, известном как «триангуляция». Когда вы будете заниматься геометрией, вы узнаете, что, зная одну сторону и два угла любого треугольника (или две стороны и один угол), можно вычислить все остальные его параметры.

Этот метод остается в основе таким же вне зависимости от размеров измеряемой площади – будь это один или тысяча гектаров. В любом случае вы начинаете с измерения одной из сторон при помощи цепи, стальной проволоки или чего-нибудь подобного.

Эта мера становится одной из сторон треугольника, и обычно это ровное место между двумя природными ориентирами на одном уровне. Затем выбирается третий ориентир, и он становится вершиной треугольника. Затем вы измеряете углы, которые он образует с каждым из концов первой измеренной вами линии. Теперь у вас есть все условия, необходимые для измерения площади треугольника, описанные выше (одна сторона и два угла).

Прибор для измерения углов называется транспортиром. Теперь, когда у вас есть площадь этого треугольника, вы продолжаете делить ваш участок земли на треугольники до тех пор, пока не измерите весь этот участок.

Транспортиром можно измерять углы не только на горизонтальном уровне, но и по вертикали. Это называется нивелированием, так как в основании инструмента для этой операции лежит ватерпас (нивелир), с помощью которого определяется, насколько ровна горизонтальная поверхность.

Фиксируя взгляд на любой точке горы, можно использовать тот же способ измерения углов, что используется на горизонтальном уровне, и вычислить одну из сторон, которая является в данном случае высотой горы.

Какие горы самые высокие на Земле?

Прежде всего, что такое горы? Горы – это часть земной суши, возвышающаяся над равнинами. Горы значительно отличаются друг от друга по размерам и поверхностям. Некоторые из них огромные, массивные, достигают нескольких километров в высоту. Другие низкие, ровные. Их высота может достигать только 300 метров над окружающей их местностью.

Некоторые горы – это отдельно стоящие пики. Но чаще всего они объединяются в горные цепи. Некоторые горные цепи имеют сотни и даже тысячи вершин.

Горы поднимаются не только на суше. Они могут возникать и в море. На дне океанских глубин располагаются самые мощные горы на земле.

Обычно указывают высоту гор «над уровнем моря», т. е. меряют только надводную часть гор или просто высоту горы, которая стоит на земле. Самая высокая наземная гора – Джомолунгма (второе ее название – Эверест). Она находится на границе между Непалом и Китаем. Ее высота 8 848 метров. Вторая по высоте гора – К2, или пик Годвин Аустен в Кашмире. Его высота 8 611 метров.

Если мы будем рассматривать высоту гор, принимая во внимание их надводную и подводную части, то самой высокой окажется Мауна Кеа на Гавайских островах. Ее высота над уровнем моря 4 205 метров, а под водой скрыто не менее 4 877 метров. То есть общая высота горы примерно 9 100 метров или даже больше. Это самая высокая гора в мире.

Самая высокая гора в Северной Америке – Маккинли, 6 194 метров высотой. Высочайшая гора в России и в Европе – это Эльбрус, она находится на Кавказе и достигает 5 633 метров. В Африке самая высокая гора – Килиманджаро, 5 963 метров. В Южной Америке самая высокая гора – Аконкагуа на аргентино-чилийской границе, 6 969 метров. А в Австралии это Косиуско, 2 226 метров.

Какой горный хребет самый длинный в мире?

Обычно таковым считают горную систему, простирающуюся вдоль западного побережья Американского континента. В Северной Америке их называют Скалистыми горами, а их продолжение в Южной Америке называется Андами.

Анды вытянулись более чем на 7 000 километров по западному склону Южной Америки, проходя вдоль всего континента. Не случайно их северную часть испанцы назвали Кордильеры (в буквальном переводе – веревка).

В этой горной системе расположено несколько пиков высотой более 6 000 метров, а гора Аконкагуа, находящаяся на границе между Аргентиной и Чили, достигает высоты 6 960 метров. Гора Аконкагуа является и самой высокой точкой всего континента.

Многие из вершин Анд являются активно действующими вулканами. Также широко известны рудники Анд, богатые полезными ископаемыми, такими, как медь, серебро и золото.

С давних времен индейцы Южной Америки добывали эти металлы. Изготовленные из них украшения хранятся в ряде музеев мира.

Почему в горах трудно дышать?

Если ты будешь подниматься в горы, то у тебя постепенно начнет возникать впечатление, что тебе не хватает воздуха. Происходит это потому, что с повышением высоты давление воздуха падает, и он становится более разреженным, то есть в нем становится все меньше и меньше кислорода. На научном языке это называется «снижение плотности воздуха». С подъемом в гору уменьшается и количество вдыхаемого тобой кислорода. Так, плотность воздуха на вершине Эвереста составляет всего треть от той, что на поверхности моря.

Обычно говорят, что так получается «из-за высоты». Но почему?

На высоких вершинах обычно низкое давление, и как следствие – снижение количества кислорода во вдыхаемом воздухе, большой перепад ночных и дневных температур, повышенная солнечная радиация и увеличенная плотность заряженных частиц.

Понижение давления является самой серьезной проблемой для человека, оказавшегося на большой высоте. Ученые установили, что существуют три уровня пониженного давления, к которым человек приспосабливается по-разному.

Первый уровень – высота до 3 800 метров. Организм человека может постепенно приспособиться к недостатку кислорода, и люди могут жить на такой высоте без каких-либо вредных последствий. Второй уровень – высоты от 3 800 до 5 500 метров. Здесь условия гораздо более жесткие, и долгое пребывание вызывает весьма существенные изменения в человеческом организме. Но все-таки и здесь человек может жить. А вот на третьем уровне – выше 5500 метров – человек постоянно жить уже не может, поскольку длительное пребывание на такой высоте без специальных средств приводит к необратимым изменениям в организме.

Тем не менее, с незапамятных времен люди путешествовали и селились в высокогорных районах, которые оказались очень удобны для скотоводства. Ученые установили, что обитатели гор физиологически приспособились к тяжелым условиям, в которых они живут. Их кровь богаче красными кровяными тельцами, чем у жителей равнин, и содержание гемоглобина в ней также повышено. Следовательно, в их кровь может поступать гораздо больше кислорода, чем в кровь жителей равнин.

Как измеряется высота над уровнем моря?

За точку отсчета высоты на Земле принят уровень моря.

Какова высота над уровнем моря, необходимо знать прежде всего пилотам. Чтобы обезопасить полет, летчикам необходимо знать его высоту. На этот случай самолеты снабжены альтиметром – прибором, указывающим высоту полета. Барометрические альтиметры измеряют атмосферное давление, которое с увеличением высоты падает. При нормальной погоде 76 сантиметров ртутного столба соответствуют нулевой высоте, 40 сантиметров – 5 000 метров, 20 сантиметров – 10 000 метров. Циферблат высотомера размечают в соответствии с этими значениями. Перед каждым вылетом прибор настраивают по эталонному барометру аэродрома. Таким образом, высоту над уровнем моря высчитывают по атмосферному давлению.

Например, высота Эйфелевой башни равна 320 метрам, однако ее шпиль отстоит от уровня моря на 345 метров. Разница в 25 метров и есть высота Парижа над уровнем моря.

Что такое лавина?

Лавина – это нисходящая масса снега, льда или грязи с камнями. Лавина из грязи с камнями – это оползень, который может произойти даже в районах, где мало снега. Крутой горный склон или обрыв пропитывается водой или ослабляется каким-то другим способом. Земля больше не может удерживаться на таком крутом склоне, и начинается обвал.

Такие обвалы или лавины чаще всего происходят весной, когда тающие снега и льды пропитывают грунт под собой. Они могут происходить и тогда, когда река выходит из берегов, или там, где люди строят дорогу или устраивают горную выработку у подножия крутого горного склона.

Такие оползни часто перекрывают горные долины, и таким образом получаются большие озера.

Снежные лавины случаются, когда снег больше не может удерживаться на горном склоне. Старый, слежавшийся твердый снег часто держится даже на очень крутых склонах, но свежий, незакрепившийся, рыхлый снег часто легко соскальзывает даже с довольно покатых склонов.

Когда начинается небольшая снежная лавина, она часто срывает со своего места большие массы снега, находящиеся у нее на пути, и продолжает свой путь, увеличиваясь в размерах и набирая разрушительную силу. В тех местах, где снег лежит так, что еле удерживается от сползания, даже звука голоса может оказаться достаточно, чтобы стронуть с места огромные массы снега и вызвать лавину. Это происходит потому, что звук колеблет воздух, и эти колебания вызывают движение снега.

В Альпах, когда группы альпинистов проходят опасные склоны, проводники часто настаивают на том, чтобы все хранили полное молчание, поскольку колебания от звуков голосов могут вызвать лавину.

Откуда произошло слово «вулкан»?

Вулкан – это гора, образованная обломками горных пород, лавой и пеплом, над трещиной в земной коре.

В Древнем Риме бог подземного огня назывался Вулканом. Он и дал свое имя этим огнедышащим дырам в земле, под которой, в самом центре планеты, кипит расплавленная порода – магма. Когда уснувший вулкан начинает действовать, он извергает из своего жерла лаву, пепел, горячие газы, пары воды, выбрасывает обломки горных пород. Некоторые вулканы, находящиеся на морском дне, образуют целые вулканические острова. На Земле более 600 активных вулканов. Многие вулканы уже прекратили извергаться. Они называются потухшими, или мертвыми.

Очень часто извержения имеют самые катастрофические последствия: так, в 1902 году на Мартинике из-за проснувшегося вулкана Монтань-Пеле погибло 40 000 человек.

В 1883 году произошло извержение вулкана на острове Кракатау в Индонезии. Шум извержения был столь велик, что его слышали почти за 5 000 километров – в Австралии. Эффект от взрыва был столь же захватывающим, сколь и опустошительным. Пепел и камни взлетали в воздух на высоту 20 километров. Ветер разнес вулканическую пыль по миру, создавая великолепные солнечные закаты. В океане поднялась огромная волна цунами. Она обрушилась на острова Ява, Суматра и погубила 36 000 человек. Когда все успокоилось, остров Кракатау исчез – на его месте осталось только несколько зазубренных скал.

Какое извержение было величайшим в истории?

Отвечая на этот вопрос, мы должны подчеркнуть, что речь идет об истории известной, то есть о той, о которой есть сведения в источниках. В доисторические времена и во времена формирования поверхности Земли наверняка были извержения и землетрясения страшной силы.

Но, насколько мы знаем из источников, самое крупное извержение было в 1883 году на вулканическом острове Кракатау в Индонезии. Мощнейшая серия вулканических взрывов произошла 27 августа того года.

Давайте посмотрим, каковы были некоторые последствия этого невероятного взрыва. Прежде всего, просто исчезла вся северная часть острова и его более низкие участки! До взрыва площадь острова составляла 18 квадратных миль, а его высота над уровнем моря колебалась от 91 до 4 250 метров. После взрыва на дне океана образовалась дыра, которая была на 300 метров ниже уровня воды!

В воздух на высоту до 17 миль поднялись столбы камней, пыли и пепла, и когда все это стало рассеиваться, все в радиусе 150 миль погрузилось во тьму среди бела дня!

Звук этих вулканических взрывов был слышен на огромной территории. Это было действительно самое большое расстояние, когда-либо пройденное звуком, – 3 000 миль!

Самые сильные разрушения были, вероятно, связаны с волнами в океане, поднявшимися в результате этого чудовищного взрыва. Самая большая волна достигала в высоту 15 метров, она сносила целые деревни и стала виновницей гибели 36 000 людей. Вдобавок эти волны прошли огромные расстояния и достигли, возможно, даже Ла-Манша, расположенного на расстоянии 11 000 миль (почти 18 тысяч километров) от Кракатау.

Между прочим, вулкан Кракатау оживал еще и в 1927 году, но, к счастью, на этот раз обошлось без большого вулканического взрыва.

Что такое землетрясение?

Мы живем на земном шаре, облик которого изменяется. Земная кора охлаждается и медленно затвердевает, но под ней находится горячая лавообразная порода, масса которой постоянно оказывает давление на земную кору. Когда давление превышает определенную величину, земная кора начинает сдвигаться, сотрясаться, уходить из-под ног. Это явление называют землетрясением, которое может происходить с огромной силой.

Земная кора очень тонкая. Случается, что она трескается или оседает. Это и есть землетрясение. Землетрясения происходят в результате передвижения плит земной коры. Каждый год случается около миллиона землетрясений. Большинство из них так незначительны, что могут быть зафиксированы только сейсмографом (прибор, измеряющий силу земного толчка).

При землетрясении рушатся здания, проваливается земля. Ударные волны от сейсмических (подземных) толчков распространяются во все стороны, но с расстоянием их сила убывает. Специальные чувствительные приборы могут зафиксировать колебания даже на другом конце земного шара.

Где происходит большинство землетрясений?

Если посмотреть на карту земного шара с указанием районов с наиболее частыми землетрясениями, мы обнаружим широкую ленту, поднимающуюся вверх и опускающуюся вниз по всей поверхности Земли. В некоторых районах землетрясений нет совершенно, в других они часты.

Япония – район Земного шара с частыми землетрясениями. Они там происходят почти ежедневно! Конечно, большинство из них слабы и не приносят никакого ущерба. Другим подобным районом является район Средиземного моря. В районе Новой Англии в США, наоборот, разрушительных землетрясений не происходило со времени ледникового периода, многие тысячи лет!

Объясняется это тем, что земная кора в разных местах неодинакова. В отдельных районах кора недостаточно прочна, и в этом месте имеется разлом. Разлом – это разрыв в скальных породах коры. В месте разлома участки коры давят друг на друга с огромной силой. Эта энергия превращается в вибрацию скал. Такая вибрация может распространяться на тысячи километров, землетрясение в этом случае бывает очень сильным, особенно по линии разлома, созданного подъемом участков земной коры. Участки разлома поднимаются и опускаются, они могут также двигаться в горизонтальном направлении.

После землетрясения на поверхности Земли вдоль разлома можно видеть определенные изменения. Та часть, где вибрация ощущалась сильнее всего, называется «эпицентром» землетрясения. Если рядом располагается город, могут быть значительные разрушения. Падающие здания и пожары в результате разрывов газопроводов приводят к жертвам среди населения.

Районы распространения землетрясений и извержений вулканов примерно одинаковы. Это связано с тем, что земная кора в этих районах не находится в состоянии покоя.

Большая часть землетрясений происходит в «огненном кольце», почти полностью опоясывающем Тихий океан; вторая линия землетрясений называется «горным поясом». Он тянется с запада на восток из Испании через Средиземноморье в Турцию, по Гималаям и далее в Юго-Восточную Азию.

Землетрясения вызывают разрушения зданий, пожары, оползни, наводнения, изменяют течение рек и образуют новые озера. Под водой землетрясения случаются так же часто, как и на суше. Большинство из них приносят мало вреда, некоторые же порождают огромные волны прилива, называемые цунами. Цунами – это ряд волн, мчащихся через океан. Если волна достигает земли, скорость ее бега замедляется, и она вырастает, обрушиваясь затем на побережье. Последствия цунами, как правило, разрушительны. В 1946 году волна цунами, обрушившаяся на Гавайи, убила 173 человека, а за один только день 1 сентября 1923 года в Японии погибло 150 000 человек. В 2004 году цунами на побережье Индийского океана погубило почти 230 000 жителей стран Индии, Шри-Ланка, Индонезии и Таиланда.

Какое землетрясение было самым сильным?

Если бы земная кора не была достаточно твердой, она бы сотрясалась и постоянно поднималась и опускалась. Но в некоторых местах земной коры породы не сильно прижаты друг к другу – здесь и происходит разлом. По линии разлома одна горная масса трется о другую с очень большой силой. Энергия этого трения переходит в колебания в самих горных породах – и происходит землетрясение.

Есть два способа описать землетрясение с точки зрения его размеров. Во-первых, учитывается, какова сила землетрясения, во-вторых, определяется какой ущерб оно принесло. Поскольку потеря человеческих жизней и разрушения беспокоят людей больше, чем технические измерения, то среди самых больших землетрясений люди помнят именно те, в которых погибло больше людей.

Одно из самых известных землетрясений в Европе было в Лиссабоне, в Португалии, в 1755 году. Город был разрушен, погибло 30 000 человек. В 1908 году в Калабрии и на Сицилии в результате землетрясения погибло около 75 000 человек. В 1915 году в Италии пострадали сотни городов и деревень, 30 000 человек погибли.

В 1988 году в Армении произошло страшное землетрясение, унесшее жизни 25 000 человек и за 30 секунд уничтожившее город Спитак.

Два больших землетрясения, принесших громадный ущерб, произошли в Токио (Япония) и в провинции Кансю в Китае. Токийское землетрясение 1923 года унесло жизни более чем 100 000 человек, кроме Токио, пострадал и город Иокогама. Китайское землетрясение охватило территорию площадью более 480 квадратных километров и унесло жизни более 20 000 человек.

Однако землетрясение может быть сильным, но небольшим по разрушениям. Например, значительное землетрясение было зарегистрировано в США, но едва ли многие люди о нем знают. Оно произошло рядом с городом Нью-Мадрид (в штат Миссури) в 1811 и 1812 годах. Ощущались 1874 отдельных подземных толчка, а некоторые из них были зарегистрированы на расстоянии 640 километров от эпицентра. Но эта территория была слабо населена, и поэтому ущерб был незначителен.

Чем можно измерить силу землетрясения?

Землетрясения постоянно сотрясают нашу Землю. К счастью, лишь немногие из них имеют катастрофические последствия. Большинство же остаются для нас незамеченными: их улавливают только сейсмографы.

Сейсмограф – это очень чувствительный прибор, регистрирующий подземные толчки. С его помощью узнают силу, направление и продолжительность землетрясений. Принцип действия приборов таков: тяжелая масса в подвешенном состоянии остается неподвижной, а когда ее крепление подвергается толчкам, масса перемещается по инерции.

Сейсмограф представляет собой маятник с самописцем, который регистрирует на ленте разницу между колебаниями крепления маятника и инерцией его массы. Сейсмографы используются также при исследованиях недр Земли, например, во время взрывных работ.

Как сейсмограф измеряет землетрясения?

Когда мы думаем о землетрясении, мы представляем обрушивающиеся здания, открывающиеся в земле гигантские трещины и тому подобное.

Что здесь можно «измерить»?

Землетрясение – это дрожание или колебания земной поверхности. И измеряются именно эти колебания. Причиной землетрясения обычно является «сдвиг» в скальных породах земной коры, разлом, вдоль которого один скальный массив трется о другой с огромной силой. Большая часть этой гигантской энергии вызывает колебания в скальных породах. Эти колебания могут распространяться на тысячи миль, и поэтому землетрясение в Токио может быть обнаружено и измерено в Англии.

Колебания при землетрясении состоят из трех или больше типов волновых колебаний, которые передаются с различной скоростью по скальным породам земной коры. Первичные волны колеблются продольно; вторичные – поперечно; и длинные волны передаются по поверхности земли. Длинные волны перемещаются медленнее, но они имеют больший размах и являются причиной всех видимых разрушений.

В разных местах по всему миру располагаются приборы, которые называются сейсмографами, чтобы ежедневно фиксировать колебания земной коры, потому что она никогда не бывает в спокойном состоянии. Записи с двух или больше сейсмографов помогают сейсмологам обнаружить место, где произошло землетрясение.

Сейсмограф представляет из себя аккуратно подвешенный груз, который остается неподвижным, когда под воздействием землетрясения колеблются остальные части прибора. Стойка, на которой закреплен груз, двигается, а к стойке, под грузом, прикреплена бумажная лента. По мере движения ленты груз оставляет на ней запись.

Запись на ленте фиксирует время прихода волны, силу колебания и может даже указать направление, откуда пришла волна.

Что такое сейсмический пояс?

Землетрясение – это сотрясение, или вибрация, земной поверхности. Действительная причина землетрясений заключается в движении земной коры, ломка, во время которой одна горная масса надвигается на другую с огромной силой и трением.

По этой причине землетрясения происходят не во всех частях мира. Они бывают только в определенных районах, которые называются сейсмическими поясами. Самый главный пояс – это побережье Тихого океана, где происходит самое большое количество землетрясений.

Этот пояс начинается на юге Чили, достигает Тихоокеанского побережья Южной Америки и Центральной Америки (захватывая Карибское побережье), проходит вдоль Мексиканского побережья к Калифорнии и далее идет к Аляске.

Но это еще не конец пояса. Он продолжается от Аляски до Камчатки. Проходя по Курильским и Алеутским островам, он достигает Японии, Филиппин, Индонезии, Новой Гвинеи и многочисленных южнотихоокеанских островов.

Большинство землетрясений в истории Земли связаны с Тихоокеанским сейсмическим поясом. Но существует еще один сейсмический пояс, берущий начало в Японии и идущий в Китай, Индию, Иран, Турцию, Грецию и Средиземноморье.

Какая разница между каньоном и ущельем?

На самом деле между ними никакой разницы нет. Оба понятия означают узкое, глубокое, скалистое пространство между горами или плато, дно которого обычно занято руслом реки. Единственное отличие – река в ущелье может и не течь. «Каньон» – слово испанского происхождения. Чаще всего его употребляют, когда упоминают о каньоне реки Колорадо в Аризоне (США). Большой каньон (это его точное название) был открыт испанской экспедицией в 1540 году. Его глубина достигает 1 800 метров, он петляет на расстоянии 800 километров. Ширина каньона в отдельных местах – 25 километров. Это уникальный памятник природы. Он взят под охрану как Национальный парк. Во Франции тоже есть ущелья, правда, более скромные по размерам, но не менее живописные. Например, ущелья Луп, Тарн, Вердон, которые образовались из-за сдвигов земной коры. Местами их глубина достигает 700, а ширина 1 500 метров.

Что такое пещеры?

Пещера – это пустое пространство в горе, имеющее выход на поверхность. Хотя не существует двух одинаковых пещер, все самые большие пещеры в мире образованы одинаковым способом. В известняке (или сходных горных породах) кислыми водами вымываются дыры. Возникают пещеры. Их называют еще солевыми пещерами.

Некоторые большие пещеры начали создаваться 60 000 000 лет назад. Шли дожди, разливались реки, и монолитные горы медленно разрушались.

Горная порода, в которой возникают пещеры, – известняк. Это мягкая порода, она может растворяться слабой кислотой. Кислота, которая разрушает известняк, поступает из дождевой воды. Падающие капли дождя забирают углекислый газ из воздуха и почвы. Этот углекислый газ превращает воду в углекислоту.

Поэтому миллионы лет кислотные дожди поливали известняки. Они постоянно капали на горы, и на них начали появляться трещины. А дожди продолжали лить. Вода струилась, увеличивая трещины. Она находила новые щели в монолите. Трещины расширялись до тоннелей. Тоннели перекрещивались, возникали ниши. Через миллионы лет пещеры приняли свою форму. А вода делала пещеры все больше и больше.

Горные пещеры – это не единственный вид пещер. Есть, например, еще и морские пещеры, которые возникли под воздействием плещущихся волн о каменные утесы вдоль побережья. Волны растворяли утесы. Они разрушались, подтачиваемые из года в год галькой и мелким песком.

Как рождаются пещеры?

Вы уже поняли, что вода – великая сила. Она точит камень, когда прокладывает себе дорогу – русло, она строит галереи, а потом покидает их, подтачивает скалы, и они опускаются, рушатся, перемещаются. Так рождаются пещеры. Однако вода не только строитель, но и художник, скульптор! Дождевая капля, просачиваясь сквозь трещину в скале, растворяет частичку камня и повисает на потолке пещеры. Через некоторое время она срывается вниз, а принесенная ею частичка камня тончайшей пленкой остается на потолке. Следующая капля делает пленку толще. И через 100 лет на этом месте появится каменная сосулька – сталактит длиной 4 сантиметра. И каждые 100 лет он будет подрастать на столько же. А внизу, куда упала капля, будет расти каменная башенка – сталагмит. Через миллионы лет сталактит и сталагмит соединятся и превратятся в сверкающую колонну.

Пещеры бывают в разных каменных породах, и вода приносит в них разные частички, строит из разных материалов: из кальцита, гипса, каменной соли.

Пещеры скрываются везде: в горах, просто в каменистой почве, сложенной из мягких горных пород. Пещеры строит не только вода, но и ветер, и морской прибой, и вулканическая лава. Остаются пещеры после добычи каменной соли. Бывают и ледяные пещеры, только они недолговечны, потому что лед тает гораздо быстрее, чем разрушается камень.

Что такое зыбучие пески?

Во многих местах на земном шаре люди веками жили в страхе перед зыбучими песками. Им приписывалась таинственная способность засасывать жертву, пока от нее не останется и следа на поверхности земли.

В действительности, зыбучий песок не обладает подобной силой. Если знать, что это такое и как себя на нем надо вести, то он не причинит никакого вреда.

Что же такое зыбучий песок, или, как его еще называют, плывун? Это светлый, рыхлый песок с большим содержанием воды. На вид он не отличается ничем от обычного песка, находящегося рядом с ним. Однако между ними все же существует разница: плывун не является опорой для тяжелых вещей.

Обычно плывуны появляются возле устья больших рек и на пологих берегах. Под ними находится слой вязкой, плотной глины, не пропускающей влагу внутрь земли. Поэтому вода дождевая и, в основном, речная накапливается в нем.

В отличие от обычных песчинок, имеющих неправильную или заостренную форму, песчинки плывунов являются маленькими кругленькими шариками. Скапливающаяся под ними вода разжижает песок, и песчинки как бы всплывают в ней. Именно поэтому они и не способны удержать на поверхности тяжелые объекты.

Плывун не обязательно должен быть песчаным. Для него годится любая рыхлая почва, смесь песка и ила или того же ила с мелкой галькой.

Люди, попадающие на плывун, вовсе не тонут в нем. Так как в нем содержится много влаги, то они могут плыть в нем, точно так же, как в воде. К тому же зыбучий песок плотнее воды и поэтому в нем легче держаться на поверхности.

Надо помнить, однако, что, попав на плывун, следует двигаться достаточно медленно. Это дает возможность песку обтекать ваше тело, как бывает, когда вы плывете в воде. В этом случае у вас не будет основания опасаться за свою жизнь.

Откуда берется пыль?

Пыль – загадочная штука. Сколько ни убирай ее, она все равно накапливается. Откуда? Уезжаешь в отпуск, предварительно вымыв до блеска всю квартиру, плотно заперев окна и двери, а вернувшись, обнаруживаешь на полу залежи домашней пыли! Чудеса да и только!

Действительно чудеса, если к тому же знать, что она из себя представляет. Между прочим, у нас дома в пыли можно найти… пески пустыни Сахары, пепел из японского вулкана Сакурадзима, соль из Тихого океана, микрочастицы почвы из-под Воронежа и множество других интересных вещей.

На Россию ежегодно оседают десятки миллионов тонн пыли. Процентов семьдесят ее рождены природой, а оставшиеся тридцать – человеком. Это в основном отходы от сжигания минерального топлива – нефти, газа, угля, дерева. Но не о них речь, с ними-то как раз все более или менее ясно. Так вот, наиболее существенным источником естественной (природной) пыли является почва. Выдуваемые ветрами частицы земли поднимаются высоко в небо и переносятся на многие сотни километров. Второе место принадлежит океанской пыли – маленьким кристалликам солей, которые моря выбрасывают в воздух. Конечно же, в атмосферу попадают не сами кристаллы, а мельчайшие капельки воды, возникающие при волнении и разрушении поднимающихся со дна водоемов пузырьков воздуха. (Кстати, именно поэтому возле морей воздух кажется соленым и пахнет водорослями). Капли мгновенно высыхают, и воздух насыщается солями. Так же, как и частицы почвы, кристаллики поднимаются высоко над землей и парят в соединении с водяными парами в виде облаков.

Вулканы и большие лесные пожары – еще один большой источник пыли. Причем, как вы понимаете, не только вулканы извергающиеся, но и так называемые, курящиеся, которые уже не выбрасывают лаву. Таких «курительных трубок» по всей планете – сотни. Так, чадящий потихоньку вулкан Сакурадзима (Япония, остров Кюсю) ежегодно «награждает» человечество 14 миллионами тонн пыли. Расположенный рядом городок Кагосима считается самым пыльным в мире: его улицы, как ни стараются трудолюбивые японские дворники, всегда устланы слоем пыли и пепла.

Наконец, не оставляют нас без внимания и пустыни. Например, огромная Сахара, от 60 до 200 миллионов тонн пыли которой оседает каждый год в горах Центральной Америки, осаждается в городах России, Англии, далекой Австралии. Не удивляйтесь, но ваша домашняя пыль может содержать любой из перечисленных выше образцов! А также… космическую пыль, попадающую на планету вместе с метеорными дождями, цветочную пыльцу, грибки, споры, шерсть животных и волосы людей, резиновую пыль от истирающихся автошин, волокна из натуральных и искусственных тканей. Все это кружит в воздухе и проникает в наши квартиры.

Впрочем, есть в пыли и живые существа, причем, в очень больших количествах. Это клещи – микроскопические живые существа, живущие в домашней пыли. Их около пятидесяти видов, и питаются они омертвевшими чешуйками человеческой кожи. Клещики обитают в подушках, постельном белье, мягкой мебели, скоплениях пыли на полу, особенно в укромных местах, куда не достает веник и не попадают сквозняки. В квартиру они залетают вместе с теми же сквозняками; часто мы заносим их в одежде. Подсчитано, что в обычной двуспальной кровати около двух миллионов клещей. Вреда от них мало, но у некоторых людей они сами и их выделения могут вызвать аллергию.

Ну, а почему накапливается пыль в квартире, в которой никто не живет? Все очень просто. Во-первых, никакая самая тщательная уборка не может поменять состав воздуха в помещении. Мы уехали, а пыль еще долго будет оседать. Как раз к нашему возвращению воздух за счет осевшей пыли станет более или менее чистым, зато мебель, полы – все покроется тысячами и тысячами частиц. Во-вторых, даже плотно закрытые окна и двери для пыли особой преграды не представляют. Была бы щелочка, а пыль, будьте уверены, ее найдет!

Что такое меловые отложения?

Не везде береговая линия представляет собой песчаные пляжи, постепенно спускающиеся к морю. В некоторых местах на берегу возвышаются скалистые утесы, и иногда они не коричневого, а белого цвета.

Белые скалы возвышаются на побережье около Дувра на юго-западном побережье Англии, а также вокруг Кале на северо-востоке Франции.

В этих части побережья нет пляжей. К скалистому берегу очень трудно пристать. Все это делает судоходство здесь очень опасным.

Почему эти скалы белого цвета?

Скалы состоят из мела – окаменевших остатков одноклеточных животных, которые некогда жили в море. Они были очень маленькими, и сегодня останки животных можно увидеть только под микроскопом.

Много веков назад они погибли, их останки опустились на дно, и из них образовался мел.

Его белый цвет объясняется тем, что содержавшийся в ископаемых животных кальций со временем превратился в известняк. А известняк, как известно, минерал белого цвета.

Окаймляющий эти побережья камень может быть белым, серым или голубоватым. Чем большее количество мела содержится в камне, тем он светлее.

Мел – очень непрочный минерал, поэтому состоящие из него скалы постепенно размываются морем и разрушаются ветром. Не менее разрушительное воздействие на меловые скалы оказывают наводнения.

Ты можешь убедиться в этом и сам, если просто положишь кусок мела в воду. Ты увидишь, как он пропитается водой и станет совсем мягким.

Когда вода постоянно накатывается на одно и то же место, в меловой скале образуются огромные пещеры. Если пещера становится слишком большой, верхние слои мела обрушиваются, и внутрь пещеры затекает вода.

Такая пещера называется гротом. Шум волн и ветра в пустом пространстве наполняют гроты причудливыми звуками. Поэтому народная фантазия населила их подводными жителями – русалками и водяными духами.

Что такое коралловый остров?

Кораллы – это оболочка, которую строят очень маленькие морские животные. Называются они полипами. У них нет ни головы, ни ног. Они выделяют из морской воды растворенный в ней кальций и из него строят свои маленькие дома.

Для этого полипы прикрепляются к морским водорослям и ракушкам. Кальций для кораллов можно найти только в чистой мелководной соленой воде, где температура не слишком отличается от температуры воздуха.

Большинство видов кораллов живут на глубине, не превышающей 80 метров. Чтобы хорошо расти, им нужна очень чистая и обязательно проточная вода.

В тех местах, где в море впадают реки, коралловых рифов нет, поскольку кораллы не могут расти в пресной воде.

Когда полипов становится очень много, они образуют большие каменистые образования – рифы.

Наиболее известен Большой Барьерный риф. Он тянется вдоль восточного побережья Австралии на несколько сотен километров.

Когда масса кораллов начинает подниматься выше поверхности моря, она образует коралловый остров.

Коралловый остров – это коралловый риф, который разрастается до таких размеров, что образует целый остров. Коралловый остров часто также называют атоллом.

На коралловых островах воде часто удается проникнуть на приподнятую часть острова, и тогда образуется мелководное коралловое озеро. Такое озеро называется лагуной.

Коралловые острова встречаются в тропических морях по обе стороны от экватора, особенно вдоль северо-западного побережья Австралии.

Типичными примерами коралловых островов являются острова Бермуды и Багамы. Они – настоящие жемчужины Тихого океана.

Что такое степь?

Степь – это огромная, лишенная деревьев территория, покрытая травой.

Это одна из многих форм рельефа земной поверхности. Степь обычно простирается там, где климат достаточно жаркий или выпадает мало осадков, обычно менее, чем 400 миллиметров (2 дюйма) в год.

Огромные степи находятся в основном в восточной Европе, центральной Азии, южной Африке, а также в Америке. В Северной Америке степи называются прериями, в Южной Америке – пампасами, а в Африке – саваннами.

Степи, покрытые обильным растительным покровом, самой природой приспособлены для жизни копытных животных. А человек с древних времен занимается здесь скотоводством.

Издавна по степям бродили огромные стада крупного и мелкого скота. За ними никто особенно не следил, и они сами добывают себе еду. Человеку оставалось только охранять их от хищников и добывать воду.

Занятие скотоводством позволяет получать не только молоко или мясо, но также шкуру и шерсть. Из шкур изготавливают всевозможные виды кожаных изделий.

Современная технология обработки земли дает возможность использовать степи более разнообразно. С помощью ирригации (проведенных по земле водных каналов и труб) человек стал создавать в степях поля для выращивания зерновых, прежде всего пшеницы.

Такая технология используется в основном в России, Казахстане и на юго-западе США.

Что такое пустыня?

Огромная ненаселенная территория, на которой нет гор, и ничего не растет из-за жаркого или холодного климата называется пустыней. Не следует считать слово «пустыня» синонимом страшной жары. В Арктике, Антарктике, Монголии простираются ледяные пустыни. Пустыней называют местность, где за год выпадает не более 200 миллиметров осадков.

Самая большая жаркая пустыня Сахара находится в Африке, там же простирается и огромная Ливийская пустыня. Обширны пустыни Австралии. Кроме того, существуют другие виды пустынь – искусственные. Их создали сами люди. Это, например, истощенные пастбища, где стада скота не оставили растительности, или поля, где не было защитных насаждений против ветра. Это печальные примеры пренебрежительного отношения к природе.

Что такое почва?

Знаете ли вы, что когда-то почти вся земля, существующая сегодня в мире, была голыми скалами? Миллионы лет природа неустанно трудилась над ними, выветривая и разрушая их, кроша на кусочки, которые мы называем почвой.

Процесс разрушения скал протекает по-разному. В них появляются трещины в результате очень жаркой или очень холодной температуры воздуха. Камень истирается под действием туч песка, гонимого ветром. Льдинки царапают его поверхность. Морские волны, накатывающиеся на прибрежные скалы, подтачивают их и медленно, но верно превращают огромные глыбы в мелкое крошево. Даже некоторые бактерии выделяют кислоту, потихоньку разрушающие горные породы.

Почвы различаются по размеру и количеству частиц, присутствующих в них. Частичка почвы состоит в основном из песка. Тяжелая, холодная и сырая глинистая почва образуется плотно прилегающими друг к другу частицами. А суглинок представляет собой нечто среднее между песком и глиной. Каменистая почва содержит большое количество гравия. Перегной или торфяная почва образуется в результате разложения отмерших растений и содержит, напротив, очень мало твердых частиц, даже самых мелких. Вообще любая почва, на которой имеется хоть какая-нибудь растительность, имеет весьма сложный состав. В нее входят помимо осколков горных пород минеральные соли, органические вещества, образующиеся в результате процесса гниения, и живые организмы (в основном низшие растения).

Ценность почвы зависит от ее способности снабжать корни растений питательными веществами и обеспечивать доступ к ним воздуха и влаги. Важную роль играют находящиеся в ней живые существа. Если простерилизовать почву, убить их, то она перестанет быть плодородной.

Однако даже если в почве имеются все необходимые растению вещества, ничего не вырастет, если в ней не будет воды, которая эти вещества растворяет. Хорошая почва пропитывается влагой, как губка, помещенная в миску с водой. Поэтому растения в такой почве могут продолжать жить даже во время длительных периодов засухи.

Сколько на Земле океанов?

Посмотри на глобус или на карту Земли. Ты сможешь увидеть там огромные пространства воды. Это – океаны. Обычно мы думаем так: Земля состоит из континентов, разделенных морями и океанами. На самом деле наша Земля – океан, из которого поднимаются острова и материки.

Самым большим из четырех земных океанов является Тихий океан. Он такой большой, что люди назвали его Великим.

Вторым по величине является Атлантический океан, третьим – Индийский океан, а последним – Северный Ледовитый. Вместе все четыре океана составляют девять десятых мировых запасов воды. Одна треть воды всех океанов находится во внутренних морях и морях, примыкающих к побережьям различных стран.

Что такое внутренние моря? Они представляют собой часть океана, которая некогда была отделена от него сушей или островами.

Примером внутреннего моря в Европе могут служить Средиземное и Черное моря. Они отделены от Атлантического океана Гибралтарским проливом. Можно привести и другой пример – Балтийское море, которое отделено от Атлантического океана проливами Скагеррак и Каттегат. Моря, окружающие материки, в сущности, являются заливами. Таковы Желтое, Белое или Охотское моря.

Люди называют морями и некоторые очень большие озера, например, Каспийское и Аральское.

Есть на карте и океанические моря. Это – части океана, ограниченные островами. Например, Андаманское море в Индийском океане или Саргассово в Атлантическом.

Атлантический океан простирается от восточного побережья Европы и Африки до западного побережья Америки.

Тихий океан простирается от восточного побережья Северной и Южной Америки до побережья Азии.

Индийский океан лежит между западным побережьем Африки, южным побережьем Азии и восточным побережьем Австралии.

Между северными побережьями Америки и Европы лежит Северный Ледовитый океан.

Ты можешь увидеть все океаны, если внимательно рассмотришь глобус.

Как изучается океан?

Наука, изучающая океан, называется океанологией. Как и в любой другой научной дисциплине, в океанологии выделяются теоретические и экспериментальные исследования. Они тесно взаимосвязаны. Данные наблюдений, получаемые в исследованиях, требуют осмысления, чтобы составить целостную картину устройства океана.

До недавнего времени основным средством изучения океана, если не считать попутных наблюдений любознательных мореплавателей, были морские экспедиции на исследовательских судах. Такие суда должны иметь специальное оснащение – приборы для измерения температуры воды, ее химического состава, скорости течений, устройства для отбора проб грунта с морского дна и для лова обитателей морских глубин. Первые океанографические приборы опускались с борта судна на металлическом тросе с помощью лебедки.

Измерение свойств воды на больших глубинах требует особой изобретательности. Действительно, как снять показания прибора, находящегося на глубине в несколько километров? Поднять его на поверхность? Но за время подъема датчик прибора проходит через самые разные слои воды, и его показания многократно изменяются. Чтобы зафиксировать, например, значения температуры на нужной глубине, используется особый, так называемый опрокидывающийся термометр. После переворачивания «вверх ногами» такой термометр уже не меняет своих показаний и фиксирует температуру воды на той глубине, на которой произошло опрокидывание. Сигналом к переворачиванию служит падение посыльного грузика, соскальзывающего вниз по несущему тросу. Точно так же при переворачивании закрываются и горловины сосудов для отбора проб воды на химический анализ. Такие сосуды называют батометрами.

В последние годы на смену таким сравнительно простым приборам, долгое время служившим океанографам, все чаще приходят электронные устройства, которые опускаются в толщу вод на токопроводящем кабеле. Через такой кабель прибор сообщается с бортовым компьютером, запоминающим и обрабатывающим данные, поступающие из глубин.

Но и таких устройств, более точных и более удобных в обращении, чем их предшественники, недостаточно для получения полной картины состояния океана.

Размеры Мирового океана столь велики (его площадь составляет 71 % площади всей Земли, то есть 360 миллионов квадратных километров), что самому быстроходному судну потребуются многие десятилетия, чтобы побывать во всех районах океана. За это время состояние его вод существенно меняется, подобно тому, как меняется погода в атмосфере.

На помощь океанологам приходят искусственные спутники Земли, совершающие несколько оборотов в течение одних суток, либо же зависающие над какой-либо точкой земного экватора на очень большой высоте, откуда можно исследовать почти половину земной поверхности.

Измерять характеристики океана с высоты спутника не так-то просто, но возможно. Даже изменения цвета воды, замеченные приборами спутника или космонавтами на орбитальной станции, многое могут сказать о движении вод.

Еще точнее движение вод прослеживается по перемещениям наблюдаемых со спутников дрейфующих в океане камней (такой камень называется буй). Но больше всего информации извлекается из регистрации испускаемого поверхностью океана электромагнитного излучения. Анализируя это излучение, можно определять температуру поверхности океана, скорость приводного ветра, высоту ветровых волн и другие показатели, которые интересуют океанологов.

Как ученые определяют глубину океана?

Определение глубины океана называется «прослушиванием глубины» или «снятием звука». В прежние времена для этого на один конец веревки привязывали груз. На веревке на расстоянии в морскую сажень (1,83 метров) завязывались узлы. Она называлась лот. Лот опускали в воду, он уходил на глубину под тяжестью груза, и моряки считали количество узлов. После этого вычисляли глубину. Позже для этого стали использовать очень тонкую проволоку, похожую на ту, из которой делаются фортепьянные струны.

Однако в океанах существуют такие глубокие места, что спускать лот туда пришлось бы не один день. Как же быть с этим?

Сегодня для определения глубины океана используется эхолот. Аппарат на борту корабля посылает звуковой сигнал со скоростью около 1,5 километра в секунду и фиксирует отраженный от дна ответ. Чем глубже вода, тем больше требуется времени для получения на корабле эха.

В современных эхолотах с корабля излучается высокочастотный звук. Звук эха регистрируется черной точкой на специальной бумаге. Приборы устроены так, что глубину можно сразу определить в морских саженях.

Эхолоты используются не только для определения глубины морей, но и для изучения дна океана, его профиля, впадин и возвышений, находящихся под дном корабля.

Звуки посылаются так часто, что ответные сигналы ложатся вплотную друг с другом. И от одного сигнала до другого глубина изменяется очень незначительно. Если корабль проходит над морской горой, эхолот точно определяет форму горы. Если дно плоское, прибор также фиксирует это. Эхолот не пропускает даже возвышения в несколько метров высотой.

Что является причиной океанских течений?

В море есть огромные массы воды, которые постоянно перемещаются. Их движение очень сложное, так как много причин заставляет воду двигаться. Одна из них та, что плотная вода опускается вниз, а более легкая поднимается вверх.

Самая плотная вода в океане – холодная и соленая. Такой она становится, когда морская вода замерзает в Северном Ледовитом океане и около Антарктиды. Во льду, получающемся в результате этого замерзания, очень мало соли. Холодная соленая вода, остающаяся после образования льда, опускается в глубины моря.

Самая соленая вода в океане находится в районе тропиков. Эта вода очень теплая и поэтому не такая плотная, как холодная, находящаяся под ней. Она и остается на поверхности океана. Соленая вода перемещается с помощью ветров.

Иногда ветры и контуры берега соединяют двигающиеся массы воды вместе. Вода вынуждена течь быстрее, образуя течение. Течения напоминают реки в море. Наиболее известное течение – Гольфстрим, которое было открыто Бенджамином Франклином. Гольфстрим начинается в Атлантическом океане недалеко от экватора.

Постоянные ветры у экватора почти всегда дуют с востока. Они гонят теплую соленую воду мимо Карибских островов в огромный залив, образованный полуостровом Флорида и восточным побережьем Соединенных Штатов. Вода здесь накапливается, а затем течет к северу, к мысу Гаттерас. Здесь Гольфстрим становится узким и течет быстро. Его скорость составляет несколько километров в час. Течение здесь менее 16 километров в ширину и около 550 метров в глубину. Как река на земле, Гольфстрим не течет строго прямо, а виляет вдоль океанской поверхности. Но, в отличие от реки, Гольфстрим не всегда находится в одном и том же месте, так как у него нет определенного курса.

Многие поверхностные течения, такие, как Гольфстрим, имеют под собой еще несколько течений. Они называются противотечениями. Они движутся в противоположном направлении, но по тому же пути, что и основное поверхностное течение.

Вращение Земли вокруг своей оси также оказывает влияние на формирование течений.

Что такое приливы?

В течение суток уровень моря непостоянен. Вода прибывает, а потом отступает от берега. В Атлантическом океане колебания уровня воды бывают два раза в сутки, в Тихом океане – один. А вот в почти замкнутом Средиземном море приливы незначительны.

В открытом океане разница уровней воды во время прилива и отлива, особенно у берегов, может достигать 18 метров, как, например, в заливе Фанди в Атлантике. Из-за разницы в уровнях воды в разных местах создается мощное приливное течение. У мыса Ра, в Бретани, его скорость достигает 10 узлов, то есть 18,5 км/ч. Даже судну не всегда удается справиться с таким быстрым течением. Приливы возникают под воздействием сил притяжения Луны и Солнца. Самые высокие приливы бывают, когда Солнце и Луна расположены по одну сторону от Земли.

Что вызывает приливы?

Вода в морях и океанах находится в постоянном движении, и ее уровень то поднимается, то опускается. Подобные движения воды и называются приливами и отливами. Когда уровень воды поднимается, это прилив, когда уровень воды падает, это отлив. Приливы и отливы бывают дважды в день.

Приливы вызываются тем, что Луна и Солнце притягивают морскую воду на Земле. Сила их притяжения поднимает воду, земля же находится в более устойчивом состоянии.

Приливы бывают только на внешних морях и в океанах.

Если наблюдается одновременное притяжение со стороны и Солнца, и Луны, происходит очень большой прилив с большими наводнениями и очень небольшим отливом.

Если, напротив, Солнце и Луна притягивают порознь, происходит небольшой прилив, когда разница между высоким и низким уровнями воды невелика.

Высокий прилив может быть очень опасным. В 1953 году такой прилив обрушился на Голландию и северо-западное побережье Бельгии. Были разрушены дамбы, и огромные территории земли оказались под водой. Только в Голландии погибло 1 800 человек.

Во время отлива следует быть особенно осторожным. Даже если ты хорошо плаваешь, образующиеся мощные потоки воды могут унести тебя очень далеко от берега.

Человек использует энергию приливов в приливных электростанциях. Когда вода поднимается, ее направляют в специальные резервуары. Когда наступает отлив, то вода выливается в море по трубам и крутит установленные на ее пути турбины.

Почему приливы не везде одинаковы?

Существуют места, где вы с трудом сможете отличить высокий прилив от низкого.

Причиной этого является не только влияние Луны. Как вы уже знаете, приливы происходят из-за гравитации. Точно так же, как Земля притягивает Луну, Луна притягивает и Землю, но с гораздо меньшей силой. За счет воздействия Луны на Землю воды океана притягиваются в сторону Луны и образуют выпуклость или волну. Вследствие этого возникает высокий прилив. Вода на противоположной стороне Земли притягивается Луной в гораздо меньшей степени, поскольку Луна находится дальше, и поэтому здесь тоже образуется выпуклость. Поэтому высокий прилив наблюдается и со стороны, обращенной к Луне, и с противоположной стороны Земли.

По мере того, как Луна проходит вокруг Земли, эти два водяных «горба» и пониженные уровни воды продолжают оставаться примерно в том же положении относительно Луны. И если бы поверхность Земли была бы полностью покрыта водой, то чередование высоких и низких приливов было бы очень регулярным.

Но этому мешают многие другие факторы. Один из них – огромные массивы континентов. Они являются причиной приливных течений, которые огибают береговые линии и скапливаются в определенных местах, например в заливах.

На пологих побережьях с прямой береговой линией надвигающийся прилив имеет достаточное пространство, чтобы распространяться, и не поднимается очень высоко. Но там, где прилив встречается с узкой бухтой или каналом, он не может растекаться вширь, и поэтому вода может достигать большой высоты. Например, в бухте Фанди разница между приливом и отливом может составлять больше 21 метра. В то же время во время прилива на Средиземном море вода не поднимается выше, чем на 0,5 метра.

Что такое приливная волна?

Огромная морская волна, которую японцы называют цунами, обрушивается на побережье и опустошает его. На своем пути она смывает все и вся, принося огромные разрушения. Последствия мощных приливных волн катастрофичны. В одно мгновение исчезают дома, сады и поля.

Предсказать появление этой стихии почти невозможно. Причиной цунами, как правило, является подводное землетрясение. Приливные волны бывают и от периодических колебаний уровня воды – так называемых приливов, обусловленных силами притяжения Луны. Это достаточно безобидное и очень интересное явление.

Что такое морские течения?

Вода в морях, находится в постоянном движении, вливаясь в большие течения подобно тому, как это происходит с реками, впадающими в море. Морские течения могут достигать ширины в 80 километров и течь со скоростью до 6 километров в час.

Причиной движения морских течений является разница в температуре между различными морями. Так, температура в теплых, тропических течениях может доходить до 30 °C, а в полярных течениях достигать -2 градусов.

В северной Арктике, там, где теплый Гольфстрим встречается с холодным Лабрадорским течением, между ними наблюдается разница температур в 12 градусов.

Теплое течение Гольфстрим течет из Карибского бассейна на запад через Атлантический океан, проходит Исландию и доходит до северной оконечности Европы. Поэтому дующие вдоль Гольфстрима теплые ветры позволяют удерживаться в Рейкьявике (Исландия) зимой более теплой погоде, чем в Нью-Йорке (США), находящемся на 3 862 километра южнее. Там на погоду влияют ветры, дующие вдоль холодного Лабрадорского течения.

Любопытно, что морские течения в Южном полушарии в основном вращаются против часовой стрелки, те же, что текут в Северном полушарии, напротив, двигаются по часовой стрелке. В прошлом это во многом помогало морским путешественникам. Так, в 1492 году Колумб плыл из Испании в Западную Индию вдоль двух течений – канарского и северного экваториального.

Откуда появляются волны?

Если ты очень сильно подуешь на воду в ведре, то можешь вызвать собственные волны. На море волны вызываются ветром.

Наверное, тебе приходилось видеть волны даже в погожий тихий и безветренный день. И, конечно, ты замечал, что волны всегда накатываются на берег издалека. Ветер дует в океане на большом расстоянии от берега. Он постепенно начинает перемещать воду. Так на воде образуется зыбь. Это очень небольшие волны. Когда на волнах появляется белая пена, это называют барашками. Барашки образуются, становятся больше. При усилении ветра из них формируются волны.

Ветер оказывает большое воздействие на море. Волны иногда могут путешествовать на 8 000 километров (5 000 миль) от того места, где они образовались.

Некоторые волны образуются вследствие подъема и спада приливов. Это – приливные волны. Иногда они возникают из-за сотрясения дна океана при вулканических извержениях на морском дне. И, наконец, волны вызываются сильными землетрясениями. Такие волны называются цунами.

Цунами могут достигать огромной высоты – в несколько десятков метров. Обрушиваясь на прилегающие к берегу районы, они причиняют большие разрушения и представляют огромную опасность для жителей.

Особенно часто цунами бывают на юго-восточном побережье Азии и Японских островах.

Как образовались Черное и Каспийское моря?

Черное море сформировалось несколько десятков миллионов лет назад в результате прогиба земной поверхности между горными системами Крыма, Кавказа и Понтийскими горами Анатолии, (территория современной Турции).

Этот прогиб произошел из-за постоянных, никогда не прекращающихся движений земной коры, которые продолжаются и в наше время. Такие движения называются тектоническими. И именно они вызывают разрушительные землетрясения, которые постоянно обрушиваются на этот район. Последнее из таких сокрушительных землетрясений произошло в Армении.

На протяжении истории очертания Черного моря неоднократно менялись, и причиной этому были все те же тектонические процессы, а также колебания уровня Мирового океана. Было время, когда Черное море соединялось с Каспийским, образуя огромное озеро. Иногда при повышении уровня воды оно могло напрямую сообщаться даже со Средиземным морем, при этом вода в Черном море становилась более соленой.

Историю всех этих преобразований можно проследить по составу осадочных пород на дне моря. Эти породы включают также останки различных моллюсков, чувствительных к изменениям солености воды.

Тот уровень воды, который сейчас наблюдается в Черном море, установился примерно 5 000 лет назад.

Где находятся истоки рек?

Ты уже знаешь о том, что 72 % земной поверхности покрыто водой. Но кроме этой воды существуют также ручейки, реки, озера и каналы. Откуда берется вся эта вода?

Вода всегда стекает сверху вниз, из высоких мест в низины, например, с горных вершин на равнины. Когда на горы обрушивается ливень, вода стекает вниз на Землю или струится вниз по листьям деревьев.

Какая-то часть воды после ливней впитывается в Землю и образует грунтовые воды. Поэтому при строительстве глубокого погреба или подземного гаража для машин инженеры тщательно исследуют уровень грунтовых вод.

Оставшаяся часть воды начинает течь по Земле и постепенно стекает вниз, все ближе и ближе к морю. Мелкие струйки встречаются друг с другом и постепенно образуют большой ручей.

Когда все ручейки стекают в долину, они сливаются вместе и образуют реку. Река тоже ищет путь к морю и иногда вымывает в Земле большие углубления – каньоны.

Но постепенно река стекает с гор на равнину. Поскольку перепад высот в долине меньше, чем на горных склонах, течение воды замедляется. Поэтому равнинные реки текут медленнее, чем горные.

Протекая по горам, вода несет с собой камни, которые, перетираясь друг о друга и о речное дно, постепенно превращаются в песок и гравий. Последний оседает на дне реки, замедляя ее течение еще больше.

Иногда в реке скапливается слишком много камней, и они образуют преграду для воды. Такие преграды называются порогами.

Какую реку называли Великой желтой рекой?

Если ты рассмотришь карту древнейших государств, то сразу же заметишь, что все они возникли в районах, прилегающих к крупнейшим рекам. И это не случайно. Первобытные охотники едва могли обеспечить себя пищей, необходимо было найти другие источники еды.

Именно в районах крупных рек сложились наиболее благоприятные условия для возникновения земледелия. Обрабатывая здесь землю, человек мог создать гораздо больше продуктов, чем добывал охотник. Особенно заметной эта разница была вблизи рек, где были плодородные почвы и много воды. К числу таких рек и относится Хуанхэ – одна из крупнейших водных артерий Юго-Восточной Азии.

Берега Хуанхэ сложены из лёсса – непрочного минерала, похожего на плотно утрамбованный песок. Вода легко размывает его и уносит с собой. Поэтому вода в этой реке мутная и постоянно окрашена в желтый цвет. Вот почему за ней и укрепилось название – Великая желтая река. Во время разливов вода легко размывала берега, поэтому вся жизнь жителей прибрежных районов представляла собой постоянную борьбу с водной стихией.

Чтобы сдержать грозную стихию, уносившую во время наводнений целые деревни, людям приходилось укреплять берега и насыпать высокие дамбы. Тем не менее, люди не уходили от реки, поскольку лёссовые почвы очень плодородны и труд земледельца неизменно приносил большие урожаи.

Археологические раскопки показывают, что берега Хуанхэ были густо заселены уже в начале II тысячелетия до н. э. Люди в основном занимались земледелием и скотоводством.

В VI–V веках до н. э. китайцы научились добывать и обрабатывать железо. Это позволило сразу же улучшить условия жизни, поскольку появилась возможность насыпать более высокие дамбы, защищавшие поля, рыть водоотводные и оросительные каналы.

В период правления династии Суй было начато строительство Великого канала, соединившего реки Хуанхэ и Янцзы. Это было грандиозное сооружение протяженностью чуть больше тысячи километров. На его строительстве работало больше миллиона человек. Поэтому он и получил название – Великий канал.

Какая река самая большая?

Самой протяженной в мире рекой является Нил. Его длина – 6 706 километров, он течет через Судан и Египет (Африка). Второе место – у южноамериканской Амазонки – 6 275 километров. Она еще считается самой полноводной. Ее притоки (впадающие в Амазонку реки) протекают через Бразилию, Боливию, Перу, Колумбию, Эквадор.

Самая большая река Азии – Янцзы (Китай) – 5 520 километров. Североамериканские Миссури и Миссисипи часто рассматриваются как одна река. Их общая протяженность – 8 150 километров. Но Миссури «догоняет» Миссисипи только на полпути. Протяженность рек в отдельности такая: Миссури – 4 400 километров, Миссисипи – 3 750 километров. После Нила самая крупная африканская река – Конго. Она протекает по территории протяженностью 4 200 километров.

Что такое водопад?

Когда ручей или река переливается через стену из камня в виде утеса или обрыва, то получается водопад. Там, где стена не обрывается вертикально, а имеет пологую форму, стекающая вода называется каскадом. Иногда в каскаде вода стекает по целой группе пологих склонов.

Ниагарский водопад – хороший пример того, как нависающий край скалы создает водопад. Верхний слой скалистых пород на Ниагаре состоит из твердого доломита. Под доломитом находятся мягкие глинистые сланцы. Река Ниагара переливается через доломитовый утес в огромную водную чашу внизу, где бурлящие воды вымывают сланцы и подмывают, таким образом, верхние слои доломита. Время от времени огромные массы доломита обрушиваются, и обрыв остается по-прежнему крутым. В других водопадах этого типа в качестве твердой породы могут служить песчаник, известняк или лава.

Другой тип водопада представляет из себя Нижний Йеллоустонский водопад. Когда-то в незапамятные времена из-под земли поднялась огромная масса расплавленной породы, которая потом затвердела и образовала стену на пути течения реки.

В некоторых случаях в горные долины глубоко вгрызались ледники, оставляя за собой отвесные стены, с которых низвергались водопады. В других случаях высокие плато поднимались из-за перемещений в земной коре, и водные потоки переливались через их края.

В мире наиболее известны три водопада: Ниагарский водопад, водопад Виктория на реке Замбези в Африке и водопад Игуассу на стыке границ Аргентины, Бразилии и Парагвая. Наибольший объем воды имеет Ниагарский водопад.

Самый высокий водопад в мире находится в Венесуэле. Это водопад Анхель, вода в котором падает с высоты 1 005 метров. Впервые его увидел с самолета Джимми Эйнджел в 1935 году, а в 1948 году здесь впервые появились люди.

Некоторые водопады приносят большую пользу в обеспечении человека энергией. Водопады используются для выработки электроэнергии, которая используется в промышленных целях.

В чем разница между подземным родником и артезианским колодцем?

Людям, живущим в городе, не приходится ходить за водой к роднику или колодцу. Она поступает в квартиру по водопроводу. Однако в сельской местности, вдали от крупных населенных пунктов ситуация может быть совсем иной.

Родник – это источник, представляющий собой естественное отверстие в поверхности земли. Во время дождя часть воды под действием силы земного притяжения просачивается сквозь почву и каменистый слой через маленькие щели и поры так глубоко, насколько это возможно.

На различной глубине под слоем почвы залегает нижний слой грунта, в котором все щели и отверстия между камнями заполнены водой. Верхняя часть этого слоя называется уровнем грунтовых вод.

В долинах или в других низменностях, где почва находится ниже уровня грунтовых вод, сквозь щели между камнями пробиваются родники. Другими словами, вода, накопившаяся в грунте, просачивается на поверхность земли.

Некоторые родники не иссякают круглый год, так как вода поступает к ним из нижних слоев грунта. Другие действуют только во время дождливых сезонов, когда уровень грунтовых вод наивысший.

Артезианский колодец – это тоже естественный источник воды, но отверстие для ее выхода на поверхность в этом случае создано не природой, а человеком. В тех местах, где слой гравия или песка находится между плотными каменистыми слоями грунта, вода накапливается в среднем рыхлом слое. Если же местность имеет некоторый уклон, то вода заполняет этот слой доверху, и не имея выхода на поверхность, создает большое давление. Если пробурить в этом месте скважину, то вода под напором всей своей массы начнет бить фонтаном – это и есть артезианский колодец.

Почему вода течет из родника?

Как мы уже рассказывали, вода, которая вытекает из родников, когда-то выпала в виде дождя. Дождевая вода впитывается в землю и проникает в скальный грунт по трещинам. Конечно, часть воды остается у поверхности и испаряется в воздух, а также поглощается растениями через их корневую систему. Остальная вода под воздействием силы тяжести опускается вниз настолько, насколько позволяет скальный грунт. Глубоко под землей на различной глубине имеются участки, где все пустоты скального грунта заполнены водой. Такие участки называют «зоной подземных вод». Верхний уровень таких вод называют «уровень воды» (граница водоносного слоя).

Родник образуется тогда, когда для воды находится естественное отверстие в земле, расположенное ниже уровня этого слоя воды. Поэтому многие родники расположены в долинах или в других низких местах. Грунтовые воды вытекают через родники по скальным пустотам по дну или по склонам подобных низин. Родник тоже подчиняется силе тяжести: вода течет сверху вниз.

Некоторые родники наполняются водой из водоносного слоя. Они действуют круглый год и называются «постоянными». У других родников их канал, соединяющий поверхность с водоносным слоем, расположен в непосредственной близости от верхнего уровня воды этого слоя. Такие родники действуют только во время дождей, когда уровень воды повышается. Их называют «пульсирующими».

Родниковая вода проходит сквозь скальный грунт под землей, поэтому она содержит некоторые минералы, такие, как сера, известь. Источники, вода которых содержит значительные объемы минеральных солей, называются минеральными источниками.

В некоторых районах, особенно там, где извергались вулканы, вода нагревается, соприкасаясь с нагретыми подземными скальными породами. Подобные источники называют «термальными».

Что такое лед?

Лед – это вода в твердом состоянии. Как приятно, сидя перед экраном телевизора, пить охлажденный льдом сок и смотреть, как фигуристы чертят узоры на льду!

Вода замерзает при температуре 0 °C. При этом она увеличивается в объеме. Вот почему порой в холода лед, образовавшийся в водопроводных или канализационных трубах, буквально разрывает их.

Твердая вода – менее плотное вещество, чем вода в нормальном жидком состоянии. Благодаря этому огромные глыбы льда – айсберги – плавают на поверхности морей и океанов.

Что мы знаем о свойствах льда?

Почти десятая часть земной поверхности постоянно покрыта льдом. Примерно 90 % этого количества составляют ледяные покровы Антарктиды и Гренландии. Остальные 10 % «принадлежат» горным ледникам. В Антарктиде находится в 9 раз больше льда, чем на ледяных просторах Гренландии.

Жители северных районов используют лед в качестве питьевой воды. Любопытно, что когда морская вода замерзает, в ней оказывается минимальное содержание соли. Поэтому растопленный лед могут использовать для утоления жажды и жители северных морских островов или полярных регионов, например эскимосы.

Естественно, что в северных районах, где не встречаются леса, лед находит и свое другое применение – для строительства жилищ. Внешне такое жилище (их называют иглу) напоминает перевернутую вверх дном миску полусферической формы. Оно сложено из больших ледяных блоков. Входят в иглу через небольшую пристройку – сени. Лед достаточно хорошо сохраняет тепло, и поэтому внутри иглу быстро делается теплее, чем снаружи.

Исследователи Арктики, которые первыми увидели такие ледяные хижины, были удивлены, что при тридцатиградусном морозе снаружи внутри иглу было около нуля. Иглу были распространены у эскимосов Северной Америки и Гренландии.

Используя такие жилища, эскимосы могли свободно уходить на большие расстояния по льду во время охоты. Опыт эскимосов переняли ученые, работавшие на полярных станциях. Уже на первой станции «Северный полюс» в ледяном домике была устроена радиостанция.

Изучение льда очень важно: ископаемые льды, сохранившиеся в высокогорных ледниках и глубинах Антарктиды, представляют собой своеобразную летопись далеких эпох. Их возраст составляет сотни тысяч лет. Дело в том, что выпавший на поверхность ледника снег постепенно превращается в фирн – рыхлый, зернистый лед с большим количеством воздуха. Постепенно фирн уплотняется и образует лед, в котором остаются мельчайшие пузырьки воздуха. Ученые достают их при бурении ледника и изучают в лабораториях.

Исследуя воздух далекого прошлого, ученые узнают, какая на Земле была погода, откуда дули ветры и какую несли с собой пыль. Именно из ископаемого льда ученые узнали, что на Земле было не одно, а два великих оледенения и что произошли они на протяжении последних 220 000 лет.

Как получить воду из айсберга?

Ученые постоянно просчитывают имеющиеся на земле резервуары пресной воды и размышляют о новых источниках ее получения. Одним из них они считают полярный лед, спрессованный снег, выпадавший в течение нескольких тысячелетий.

Время от времени образовавшийся в Антарктиде или Арктике лед сползает в море в виде огромных айсбергов, которые дрейфуют до тех пор, пока не растают. По подсчетам ученых, таким образом, ежегодно только в Антарктике теряется порядка 10 000 миллиардов кубических метров льда. Между тем по своим качествам ледниковая вода сравнима лишь с дистиллированной.

Поэтому перед учеными стоит задача разработать надежный способ транспортировки льда. Для ее выполнения учитываются все детали, например форма айсберга. Они являются продуктом горных ледников. Например, гренландские айсберги имеют неправильную геометрическую форму и неустойчивы в воде.

При будущей транспортировке предпочтение, вероятно, отдадут арктическим льдам. Они плоские и отличаются более правильной формой. Кроме того, они имеют больший объем по сравнению с гренландскими льдами: такой айсберг не успеет растаять и из него можно получить то количество воды, которое оправдает расходы. Подсчитали, что подходящий айсберг должен быть весом примерно в 100 миллионов тонн.

Процесс буксировки айсберга представляет собой чрезвычайно трудное мероприятие. Для прохождения расстояния в 6 000 морских миль ему потребуется 6–9 месяцев.

В процессе перемещения айсберг может расколоться, подтаять, размыться волнами. Чтобы избежать этого, его необходимо защищать от повреждений. В настоящее время придумано несколько способов защиты айсбергов во время транспортировки.

Прежде всего, предполагают защитить их от солнца с помощью своеобразных штор из светоотталкивающих материалов. Нижняя часть айсберга укрепляется за счет полога, который удерживается с помощью поплавков. Полагают, что между айсбергом и морской водой образуется слой холодной воды, которая не допустит быстрого таяния льда.

Самой простой задачей считается буксировка айсберга. Современные буксиры способны тянуть массу весом до 125 000 тонн. Поэтому 5–6 буксиров вполне могут протащить ледяную громадину.

После доставки айсберг поместят в нескольких километрах от берега, а затем по трубам начнут перекачивать талую воду.

Почему летом теплей, чем зимой?

Не странно ли: когда в северном полушарии царит зима, Земля находится ближе к Солнцу на 4 500 000 километров, чем когда там лето.

Дело в том, что в данном случае погоду определяет не расстояние от нашей планеты до Солнца, а наклон нашей планеты относительно Солнца.

Земля вращается вокруг солнца таким образом, что ее ось всегда направлена в сторону Полярной звезды. Поэтому одну половину года Северный полюс земли наклоняется к Солнцу, а всю другую – отклоняется от него. В первом случае в Северном полушарии царит лето, во втором – зима. В Южном, разумеется, все обстоит наоборот.

Погода в том или ином регионе земли зависит от угла, под которым солнечные лучи падают на данный участок земной поверхности. Зимой низкое солнце освещает землю скользящими лучами, а летом они падают под прямым углом. Скользящие лучи меньше нагревают поверхность Земли по двум причинам. Во-первых, потому что одно и то же количество тепла зимой распределяется на большей площади, чем летом. Во-вторых, в этом случае лучи проходят через более толстый слой воздуха земной атмосферы, что ведет к большим потерям их тепловой энергии.

Климат определяется не только количеством тепла, попадающего на поверхность Земли от Солнца, но и другими факторами. Например, на просторах морей и в прилегающих к ним районах изменения температуры со сменой времен года не столь велики. В глубине материков разница между температурой зимой и летом куда значительней. Это происходит в силу того, что земля остывает и нагревается гораздо быстрее, чем вода. Другим фактором, влияющим на погоду, является разность высот над уровнем моря. С увеличением высоты уменьшается плотность воздуха, а следовательно и его способность удерживать тепло. Поэтому в горных районах климат намного холодней, чем на равнине.

Сколько существует типов климата?

На Земле существует много различных типов климата. Климат – это комбинация показаний температуры, влажности, ветра и солнечного света в определенном месте за определенный период. Климаты мира могут быть классифицированы по географической широте данной местности и по растениям, которые растут там. Разные виды растений требуют разного количества влаги и тепла для своего роста. Поэтому растительность определенной местности говорит нам о температуре и осадках в течение большого периода времени.

В основном выделяют пять главных типов климата, которые делятся на множество подтипов. Существуют тропические климаты, субтропические, среднеширотные, высокоширотные и высокогорные климаты.

Тропический климат мы находим в областях между 30° северной и 30° южной широты. В тропических влажных лесах (ближайших к экватору) круглый год тепло и влажно.

В тропической зоне различают: тропический влажно-континентальный климат; тропические саванны, где климат слишком сухой для лесов; тропические степи (где еще суше) и тропический пустынный климат.

Субтропические климаты располагаются между 30° и 40 ° северной и южной широты. Здесь мы встречаем средиземноморский климат, который характеризуется жарким, сухим летом и мягкой, влажной зимой; и влажный субтропический климат с жарким летом и мягкой зимой, с достаточным количеством осадков во все времена года, что благоприятно для лесов.

Среднеширотный климат характерен для зоны между 40° и 60° северной и южной широты. Сюда включаются морской климат западного побережья Северной Америки; прохладный степной и прохладный пустынный климаты; влажные континентальные климаты, каждый из которых характеризуется разной растительностью и разным количеством осадков.

Высокоширотные климаты характерны для зоны от 60° северной и южной широты до полюсов. Здесь зимой очень холодно, а летом прохладно. На этой территории располагается район таежного климата (где очень холодно зимой); тундровый климат, на территории которого могут расти только травы, мхи и лишайники; и полярный климат, где существуют только огромные ледники.

Высокогорный климат характерен для районов высоко в горах на всей территории Земли, включая и экватор.

От чего зависит погода?

Для начала давайте попытаемся определить, что такое погода. Несмотря на то, что каждый человек употребляет это слово постоянно, у многих подобный вопрос вызовет затруднение.

Погода – это состояние атмосферы в том или ином регионе Земли. Она может быть холодной или жаркой, сухой или дождливой, ветреной или спокойной. Любая комбинация различных количеств влаги, тепла и движения в атмосфере – это погода. И она находится в процессе постоянных изменений час от часу, день ото дня, месяц от месяца, год от года.

Дневные изменения вызываются различными процессами в атмосфере. Сезонные изменения (от зимы к весне, от весны к лету и т. д.) происходят вследствие вращения Земли вокруг Солнца. Причины изменения погоды с течением лет до конца не установлены, хотя в последнее время одной из них стала деятельность человека.

Наиболее важное обстоятельство, определяющее погоду, – нагревание или охлаждение воздуха. Разница степени нагрева в различных точках атмосферы приводит к появлению ветров и влияет на количество испаряемой с поверхности земли влаги.

Влажность – количество воды в воздухе – наряду с температурой оказывает существенное влияние на погоду. Она определяет в значительной степени вероятность скопления облаков и выпадения осадков.

Метеорологи – люди, занимающиеся изучением погоды, – предсказывают, какой она будет, глядя на существующие фронты погоды.

Фронт – это границы, пролегающие между массами теплого и холодного воздуха или, например, между скоплениями облаков и чистым небом. Как правило, изменения погоды, в том числе такие неприятные явления, как грозы, снегопады и прочие, связаны с перемещениями этих фронтов.

Откуда берется ветер?

Иногда мы выходим на улицу, чтобы насладиться спокойной и ясной погодой. Однако не успели мы пройти и нескольких шагов, как вдруг поднимается ветер. Хотя мы и не видим его, зато прекрасно чувствуем на руках и лице.

Ветер – это передвижение воздушных масс над землей. Что заставляет воздух перемещаться? Ответ на этот вопрос всегда один и тот же – изменения температуры. При нагревании воздух расширяется, становится легче и поднимается вверх. На его место устремляется поток более тяжелого холодного воздуха. Это и есть ветер.

Существует два типа ветров: относящиеся к общемировой системе ветров и местные ветры. Общемировая система ветров начинается от экватора, где солнце греет наиболее сильно.

Там теплый воздух, поднимаясь на большие высоты, выталкивается в направлении к Северному и Южному полюсам. Пройдя примерно треть пути от экватора до полюса, он остывает и начинает вновь опускаться к поверхности земли. Часть воздушных масс продолжает движение к полюсам, а остальные возвращаются к экватору.

Те ветры, которые, как правило, дуют в данном регионе в одном и том же направлении круглый год, называются превалирующими. Однако, нередко в том или другом месте ветер дует совершенно в другую сторону. Это вызывается вмешательством местных ветров.

Местные ветры поднимаются в результате прихода холодных масс воздуха с высоким давлением или теплых масс с низким. Как правило, это длится несколько часов или дней, после чего начинают дуть превалирующие ветры.

Другой причиной местных ветров является смена температуры. Особенно это хорошо заметно на морском берегу. Днем холодный воздух со стороны моря перемещается в сторону суши, а ночью все происходит наоборот.

Как измеряется скорость ветра?

В ветреный день вам может показаться, что ветер дует с ужасной скоростью. А потом вы слушаете сводку погоды, и там говорят: «Скорость ветра – от 10 до 15 миль в час». Нам очень легко ошибиться относительно скорости ветра. Но знать точно скорость ветра очень важно для многих людей, и поэтому существуют научные способы определять эту скорость.

Первый прибор для измерения скорости ветра был изобретен в 1667 году англичанином Робертом Хуком. Прибор называется анемометр. Существуют многие виды анемометров, но наиболее распространенный имеет несколько алюминиевых чашечек на оси. Она закреплены свободно, и чем сильнее ветер, тем быстрее вращаются чашечки на оси. Сосчитав число оборотов, которые делают чашечки за определенное время, можно вычислить скорость ветра.

Когда люди начали подниматься в небо, появилась необходимость измерять скорости ветра на больших высотах. Для этого запускались воздушные шары, и за ними велось наблюдение с помощью специальных оптических приборов, которые называются «теодолиты». Но, когда тучи закрывали шары, наблюдение становилось невозможным. В 1941 году был изобретен метеорологический радар. И теперь радар может наблюдать за шаром даже через облака и измерять скорость ветра в верхних слоях атмосферы.

Издавна людей также интересовало, куда дует ветер, и примерно в 900 году н. э. на шпилях церквей были установлены флюгеры, чтобы они показывали направление ветра. От того, куда дует ветер, зависело, какая погода будет на следующий день.

Почему у ветров разные имена?

Большинство ветров, конечно, своих имен не имеет. Можно сказать: «Ветрено» или «Ветер дует». Иногда мы говорим: «Дует северный ветер». Но многие ветры имеют особые имена.

Ветры с особыми именами получили их по разным причинам. Вы знаете, например, что такое «попасть в штиль». Это значит, что корабль с парусами застыл в неподвижности. Кажется, что ветра нет. Но это одна из разновидностей ветра, которая так и называется «штилевой ветер». Он возникает на экваторе, где находится широкий пояс восходящего воздуха и низкого давления.

Ветры, которые дуют сверху и снизу в сторону экватора, называются пассатами. Они имеют постоянные направления и дуют сильно, и поэтому во времена парусных судов они были очень полезны для мореплавателей.

Существуют еще некоторые особые ветры. Например, муссоны – это ветры, меняющие свое направление в зависимости от времени года. В Индии зимой муссоны несут горячий, сухой воздух, а летом они дуют в северном направлении, принося с собой обильные дожди.

В южной Франции все местные жители знают, что такое мистраль – холодный, сухой ветер с севера. Он может дуть со стороны моря целыми днями, и в это время все чувствуют себя неуютно.

Перемещаются ли ураганы в определенных направлениях?

Шторм или ураган выглядит настолько непредсказуемым явлением природы, что трудно поверить в возможность его перемещения по определенному маршруту. Тем не менее, с наступлением сезона ураганов их маршруты часто довольно точно предсказываются.

В большинстве районов мира основная часть ураганов двигается в определенных направлениях. В Соединенных Штатах, например, большинство больших ураганов представляют собой обширные массы циркулирующего против часовой стрелки воздуха, вращающегося вокруг центральной точки низкого атмосферного давления. Причина того, что в Штатах они вращаются против часовой стрелки, состоит в том, что когда ветры дуют в направлении центра низкого давления, то в Северном полушарии вращение Земли отклоняет их вправо.

Вернемся к ураганам. Прежде всего, знаете ли вы, что ураганы, циклоны и тайфуны – практически одно и то же? В Соединенных Штатах они называются циклонами, в Юго-Восточной Азии и в Южно-Китайском море – тайфунами, а в Вест-Индии и в Мексиканском заливе – ураганами.

К северу от экватора тайфуны и ураганы обычно начинаются поздним летом или осенью над теплыми тропическими водами. Они перемещаются к западу или северо-западу, отклоняясь вправо.

В субтропических широтах такие ураганы сильно отклоняются на восток и входят в зону западных ветров. В Южном полушарии наблюдается такой же загнутый маршрут, с той лишь разницей, что здесь они отклоняются влево.

И все же, несмотря на то, что ураган может быть точно предсказан, а люди и корабли на море предупреждаются всеми возможными способами, все равно, ураганы наносят ужасный ущерб. Ураган может двигаться со скоростью 125 миль в час!

В чем разница между ураганом и смерчем?

Существуют различные виды бурь, однако все они едины в одном: в основе своей они представляют быстрое перемещение воздуха из одного места в другое. Буря, во время которой идет дождь, грохочет гром и сверкают молнии, называется грозовой бурей. Если ветер по дороге поднимает большое количество пыли, то такая буря носит название пыльной. Буря на море – это шторм. Наиболее опасными и разрушительными видами бурь являются ураган и смерч.

Ураганы – это бури, которые начинаются в тропических широтах. Например, в Северной Америке они чаще всего проходят в Мексиканском заливе, прокатываясь затем вдоль всего восточного побережья континента. Точно такие же бури обрушиваются на острова и побережья на Дальнем Востоке и в Китайском море, однако там они называются тайфунами. Общим же названием для обоих видов является тропическая буря.

Как правило, ураган охватывает территорию диаметром от 150 до 600 километров, а скорость ветра при этом достигает от 120 до 200 км/ч. Отличительной особенностью ураганов является спокойное пятно в самом его центре, называемое глазом урагана. Его размер составляет от 5 до 20 километров в диаметре. Когда человек попадает в эту зону, то ему начинает казаться, что ураган кончился. Однако, стоит «глазу» урагана пройти дальше, как ветер поднимается с такой же силой, хотя дует при этом в направлении, противоположном прежнему. Это происходит потому, что ураган – это кольцевая буря. Другими словами ветры дуют по кругу по мере того, как ураган продвигается вперед.

Другим видом кольцевой бури является смерч. Он отличается от урагана прежде всего своими масштабами, поскольку никогда не превышает в диаметре 2,5 километра. Обычно смерчи начинаются на территории, где уже идет гроза, а тучи темные и в виде воронок. В воронке смерча находится много водяного пара и пыли, поэтому его можно увидеть. Смерч может пройти по площади всего в несколько километров длиной и несколько сотен метров шириной. Но зато он разрушает на своем пути практически все подряд.

Как начинаются смерчи?

Чуть ли не каждому приходилось попадать в обычную бурю с громом и сильными порывами ветра. Бывают, однако, бури, которые одновременно охватывают территорию в тысячи квадратных километров. Один из видов таких бурь называется циклоном. Во время циклона ветры дуют отовсюду в сторону центра бури, где находится область низкого давления. Любопытно, что эти ветры образуют гигантскую воздушную спираль, которая в южном полушарии Земли «закручивается» по часовой стрелке, а в северном – против.

Смерч (его еще называют торнадо) – это просто особая разновидность циклона. Его вызывают те же причины, что и обычные бури, но только проявляющиеся с огромной силой. Вначале, в силу каких-либо обстоятельств, появляется мощная вертикальная тяга воздуха. Он начинает быстро подниматься, что приводит к возникновению горизонтальных потоков воздуха – ветров, дующих в противоположных направлениях вокруг вертикального потока. В результате появляется вихрь – узкий столб воздуха, закручивающегося по спирали вверх, стремительно перемещающийся вдоль поверхности земли. Когда это случается, центробежная сила отбрасывает воздух к внешним «стенкам» вихря, в центре которого возникает область низкого давления.

Перепад давления оказывается настолько большим, что эта область начинает все больше походить на вакуумный насос. В этом заключается одна из главных опасностей смерчей. Он с такой силой вырывает стены домов, засасывая их в небо, что те рушатся точно сделанные из картона.

Не менее разрушительной силой обладают и ветры, образующие вихрь. Иногда они достигают скорости почти в 500 км/ч, и ничто не может устоять перед ними.

Что такое водяной смерч?

Водяной смерч и торнадо очень похожи. В принципе водяной смерч можно называть «торнадо на море». Поэтому давайте сначала посмотрим, что такое торнадо.

Торнадо (известные под названиями «смерч» или «циклон») – это настоящий круговой шторм. Он появляется в виде черной воронкообразной тучи на обширной грозовой территории. Причина возникновения облачной воронки – конденсация влаги за счет охлаждения воздуха по мере его распространения вширь и ввысь. Торнадо может вращаться по часовой стрелке или против часовой стрелки. Ширина торнадо в той части, где он соприкасается с землей, в среднем составляет 275–365 метров, и проходит он обычно небольшое расстояние, составляющее от нескольких до 80 километров. Считается, что внутри торнадо (вихря) скорость вращающихся потоков воздуха составляет 800 километров в час! Там, где торнадо соприкасается с поверхностью земли, могут происходить страшные разрушения. Например, дома могут быть стерты с лица земли, разломаны на куски или перенесены на сотни метров. Торнадо могут появляться в любое время года, хотя весной и летом они появляются в пять раз чаще. Чаще они возникают днем, а не ночью.

В некоторых случаях водяной смерч может быть просто обычным торнадо, зародившимся на суше и переместившимся на море. Но чаще водяные смерчи появляются над морями и озерами в тропиках или в средних широтах в теплое время года. Они возникают прямо над водой, а воронкообразные облака образуются из дождевых или кучевых облаков.

Нижняя часть воронки, приближаясь к водной поверхности, поначалу раскручивает или перемешивает верхний слой воды в облако водной пыли. Воронкообразное облако сначала погружается в эту водную пыль, а затем вытягивает вверх водяной смерч. Вода, составляющая основную часть смерча, всегда остается свежей, потому что в основном состоит из дождевой воды.

Водяной смерч продолжается обычно всего лишь несколько минут и оказывает воздействие лишь на ограниченном участке. Большинство водяных смерчей возникают над холодными водами там, где высока температура воздуха и часто бывают грозы.

Когда бывает половодье?

После таяния снегов или сильных дождей уровень воды в реке поднимается. Порой это выплескивает реку из берегов, и тогда наступает половодье, которое, к сожалению, очень часто кончается наводнением.

Водный режим реки зависит от сезона, климата и почвенного состава ее русла. Активно питают ее воды тающие снега и дожди. Нередко весной реки поднимаются, как говорят, до критического уровня, преодолев который вода устремляется из берегов и заливает прибрежные районы. Наводнение почти всегда сопровождается разрушениями и человеческими жертвами. Разливы рек приносят не только вред, но и пользу. Так, Нил при разливе удобряет свою долину илом.

Почему бывают наводнения?

За всю историю человечества накопилось немало свидетельств, рассказов и преданий о крупных наводнениях. Причина этого проста: первобытные люди намеренно селились, в долинах, расположенных на пути наводнений – потому что земли здесь были плодородными.

Что такое наводнение? Это такое состояние, когда вода выходит из берегов и растекается повсюду. Как мы уже знаем, причиной наводнений служит накопление большого количества воды в реке в результате сильных дождей. Вода может появляться из других источников или резервуаров, откуда она течет в реку. Река обычно омывает обширный район, или «бассейн», и сильный поток воды из любого места в этом бассейне заставляет подниматься уровень воды в реке и затоплять берега.

Некоторые наводнения очень полезны. Многие реки каждый год выходя из берегов вместе с разлившейся водой приносят на поля плодородный ил. С другой стороны, например, река Хуанхэ в Китае периодически становится причиной гибели людей и разрушений. Например, в 1935 году из-за разлива этой реки 4 миллиона людей остались без крыши над головой!

Можно ли предотвращать наводнения? Наверное, это невозможно, потому что сильные дожди идут независимо от воли человека. Но прилагаются большие усилия, чтобы обуздать наводнения, и когда-нибудь, наверное, это будет сделано.

Существуют три способа обуздать наводнения. Один из них – строить дамбы и делать насыпи для защиты земель в тех местах, куда доходит вода. Второй способ – устраивать каналы для экстренных случаев, или водосливы, чтобы отводить избыток воды. Третий способ – содержать большие резервуары для накапливания воды и постепенного ее слива в большие потоки.

Что такое муссоны?

Слово «муссон» происходит от арабского слова, означающего в переводе «сезон (дождей)». Муссоны – это ветры южной Азии, периодически меняющие свое направление. Они определяют климат этого региона. Зимние морозы азиатского материка создают зоны повышенного давления. Вследствие этого огромные массы холодного сухого воздуха перемещаются к теплому югу. Из-за засухи погибают растения, земля трескается и покрывается коркой. Итак, зимой муссоны дуют с севера, принося с собой засуху. С наступлением лета они меняют направление и дуют со стороны океана, принося благодатные ливневые дожди. Летом материк прогревается и притягивает более холодные слои воздуха из Тихого и Индийского океанов. Что же приводит к таким сезонным переменам погоды?

Все дело в том, что суша нагревается и остывает быстрее, чем морская вода. Например, в Центральной и Южной Азии весна наступает быстрей, чем на прилегающих к ней морях. Летом на континенте гораздо теплей, чем в водах Индийского океана на юге и Тихого – на востоке. Высокая температура создает над континентом область низкого давления, в которую устремляются воздушные массы с океанских просторов, несущие с собой большое количество осадков. Эти ветры называются летними муссонами.

Осенью воздух быстрее остывает над азиатским континентом, что приводит к появлению над ним области высокого давления. В результате ветер начинает дуть из засушливых регионов Центральной Азии в сторону морей. Такие ветры носят название зимних муссонов.

Раньше, когда люди плавали на парусных судах, они умело использовали зимние и летние муссоны. Именно поэтому моряки обычно плыли из Индии в Африку зимой, а возвращались назад летом.

Что такое пассаты?

Пассаты – это устойчивые в течение года ветры. Они характерны для тропических широт. Парусники и самолеты очень часто используют их для повышения своей скорости.

В течение всего года в тропиках стоит жара. Нагретый экваториальный воздух поднимается, а его место занимают более холодные слои, пришедшие с севера или юга. Из-за вращения Земли нагретые воздушные слои движутся всегда в одном направлении. Это и есть пассаты, дующие, как правило, в северо-восточном направлении в Северном полушарии и в юго-восточном в Южном полушарии. Пересекая Атлантику, самолеты стараются использовать эти ветры. И когда им удается попасть в пассат, скорость полета увеличивается.

Что такое циклон?

Наверняка вам часто приходилось слышать слово «циклон», хотя, возможно, вы не вполне понимали его значения. Циклон – это просто одна из разновидностей бури.

Буря возникает, когда теплый, влажный воздух из какого-нибудь региона, лежащего поблизости от экватора, поднимается в более северные широты и встречается, допустим, где-нибудь над Европой с массой холодного, сухого воздуха из Арктики.

При встрече не происходит смешивания воздуха, наоборот, между двумя воздушными массами обозначается резкая граница, называемая фронтом. По мере продолжения своего движения масса более теплого воздуха как бы взбирается на плечи встречного холодного потока. В результате теплый воздух остывает, и скопившаяся в нем влага конденсируется, образуя облака.

В то время как все это происходит, в середине надвигающейся бури, давление начинает падать. Образуются ветры, как бы обдувающие по кругу в направлении против часовой стрелки эту область низкого давления. Таким образом, масса влажного, теплого воздуха движется к северу вдоль восточной границы, а холодного – вдоль западной к югу.

Область низкого давления носит название циклон. В зависимости от различных обстоятельств она может иметь размер в диаметре от 500 до 1 500 километров. Следует отметить, что циклон представляет собой гораздо менее опасное явление, чем такие виды бурь, как смерч или ураган. Когда ясные дни сменяют дожди, то это происходит из-за возникшего циклона.

Какие бывают облака?

Во время дождя небо покрыто тяжелыми, хмурыми тучами. А когда на небе белые кучевые облака, дождя может и не быть. Облака образуются, когда теплый воздух поднимается вверх и водяные пары охлаждаются достаточно для того, чтобы стать водяными сосульками.

По форме и высоте расположения различают четыре типа облаков. Перистые облака приносят дожди, часто это знак плохой погоды. Слоистые – появляются на закате, часто они означают моросящий дождь. Серые и низкие облака, как правило, дождевые. А белые кучевые плывут по голубому небу в ясную солнечную погоду. Процесс образования облаков разнообразен. Поэтому, кроме основных типов, различают их сочетания: перисто-кучевые, перисто-слоистые, слоисто-дождевые, а также облака верхних слоев атмосферы – серебристые и перламутровые.

Как образуются облака?

Как вы уже знаете, теплый воздух, наполненный влагой, поднимается в небо. Когда он достигает определенной высоты, он остывает. При более низкой температуре он больше не может содержать всю влагу в виде водяного пара. Поэтому лишняя влага преобразовывается в маленькие капельки воды, кристаллики льда, из которых и состоит облако или туча.

Не существует двух точно похожих друг на друга облаков, кроме того они постоянно изменяют свою форму. Облака различны потому, что их образование происходит на разной высоте и при разной температуре.

После того как водяной пар превращается в жидкость (этот процесс называется конденсацией), он вступает в контакт с пылью и другими частичками воздуха. Мельчайшая капелька воды формируется вокруг каждой такой крохотной частички, которые принесены ветром из пустынь, сухих высокогорий и вулканов. Это мелкие кристаллики соли из океанов, крохотные кусочки золы от сожженного каменного угля и многое другое.

Необходимо около ста миллионов мельчайших капелек, чтобы образовалась одна дождевая капля. А чтобы образовалось облако, нужны миллионы и миллионы таких капелек. Такое облако размером километр в ширину, километр в длину и километр в высоту может содержать около 790 тонн воды в виде капель и почти 7 940 тонн воды в виде пара.

Что такое град?

Град выпадает, когда капельки дождя поднимаются и опускаются в вихре холодного воздуха, замерзая все больше и больше. На землю падают уже не капли, а твердые шарики. Иногда эти шарики довольно долго крутятся вверх-вниз, покрываясь все более толстым слоем снега и льда, поэтому и попадаются двухкилограммовые градины.

Откуда берется град?

Одним из редко встречающихся видов осадков является град. Это весьма интересное зрелище представляют собой ледяные шарики, огромный рой которых несется к земле и с такой силой ударяется о нее и о различные предметы на ее поверхности, что часто приносит ощутимый вред. Иногда – правда, крайне редко – особенно крупный град может ранить и даже убить животное или человека!

Как правило, град идет в теплую погоду, и часто его сопровождают гром, молния и дождь. Он образуется, когда капли дождя застывают, проходя через холодные слои атмосферы.

Одиночные капли превращаются, конечно, в очень маленькие градины, однако затем с ними иногда происходят удивительные явления. Падая вниз, такая градинка может натолкнуться на встречный поток воздуха от земли. Тогда она вновь поднимается вверх – туда, где капли дождя еще не успели замерзнуть. Некоторые из них «прилипают» к ней, и тогда она вновь опускается в слои холодного воздуха, замерзая. В результате размер градин становится более внушительным.

Градина может совершить множество таких перемещений снизу вверх и обратно, пока не станет настолько тяжелой, что восходящие потоки воздуха будут уже не в состоянии поддерживать ее на весу. Вот тогда и наступит тот момент, когда она начнет свой стремительный путь к земле. Таким образом, образуются градины, чей вес доходит до 450 граммов. Иногда в холодных районах планеты на градины намерзают не только дождинки, но и снежинки. Поэтому градины имеют часто на поверхности слой снега, а под ним – льда.

Иногда за град принимают смесь снега с дождем, или выпадающую время от времени особенно твердую разновидность снега.

Ежегодно град наносит огромный ущерб. Он уничтожает посевы таких культур, как рожь, пшеница, хлопок и табак. Он может сбить листья с деревьев, разбить стекла в окнах и даже поранить домашнюю птицу и животных!

Что такое туман?

Туман – это нечто вроде пелены из мельчайших капель воды, иногда смешанных с дымом и пылью. Порой туман бывает таким густым, что очень трудно, даже невозможно что-либо увидеть, как будто облака спустились на землю. Образуется туман при охлаждении воздуха, когда водяной пар превращается в капельки воды. Над морем туман возникает, когда воздух теплее воды.

Какие бывают туманы?

В окружающем нас воздухе всегда есть водяной пар. Если пар охлаждается, то из него образуются облака. Когда облака спускаются до поверхности земли, то капель воды в них становится больше и больше. Они приближаются к земле и образуют то, что мы называем туманом.

Туман образуется в результате столкновения потоков воздуха с разной температурой. Он создается, когда нагретый воздух оказывается над холодной водой или встречается с массой более влажного и холодного воздуха.

При плотном тумане видимость меньше, чем 200 метров. Туман может быть еще большей плотности, когда видимость меньше, чем 60 метров.

Существуют различные типы тумана. Они зависят от его веса. Если туман расстилается примерно на 2 метра над землей, он называется приземным туманом.

Другой вид тумана обычно собирается по ночам, когда земля отдает большое количество тепла. Если нет ветра и звезд, подъем воздуха и водяных капель вверх может быть и совсем незаметен.

Туман может образоваться и в результате промышленных выбросов дыма или скопления выхлопных газов.

Такой туман, в котором смешан водяной пар и дым, называется «смог» (от соединения английских слов fog (туман) и smoke (дым). Он представляет собой настоящее стихийное бедствие и может не рассеиваться много дней. Возникший туман мешает нормальной жизни, потому что перемещаться в нем очень опасно. Поэтому в больших городах так тщательно следят за чистотой воздуха.

В свое время из-за промышленных выбросов были очень знамениты лондонские туманы.

Что такое снег?

Снег – это не что иное, как замерзшая вода. Однако в таком случае, почему же он не похож на лед?

Дело в том, что снежинки в действительности состоят из маленьких кристалликов льда, и поскольку свет отражается от их многочисленных граней, снежинки кажутся белыми, а не прозрачными.

Снег образуется при замерзании водяного пара, содержащегося в атмосфере. Вначале появляются крошечные кристаллики, чистые и прозрачные. Следуя за воздушными течениями, они перемещаются в воздухе во всех направлениях.

Постепенно эти кристаллики «приклеиваются» друг к другу, пока их не наберется сотня или даже больше. Когда размеры смерзшихся льдинок оказываются достаточно большими, они начинают медленно опускаться к земле. Эти скопления льдинок мы и называем снежинками.

Некоторые из кристалликов льда имеют игольчатую форму, другие – плоскую, однако в любом случае у каждого из них оказывается 6 граней. Любопытно, что устройство снежинок совершенно одинаково. Однако в то же время нельзя найти две снежинки с абсолютно одинаковым узором.

Снежинка – очень нежное, капризное создание. Малейшее изменение температуры, ветра или влажности влияет на ее размер и «телосложение». Например, если дует влажный ветер, снежинки слегка подтаивают по концам и слепляются при полете в снежные хлопья.

Какого цвета снег?

Конечно, белого, ответите вы. На самом деле снег не всегда бывает белым. Во многих регионах мира людям приходилось видеть его красным, зеленым, голубым и даже черным! Причиной подобного разнообразия цветов являются крошечные бактерии, грибки, а также пыль, содержащиеся в воздухе и поглощаемые снежинками, когда те опускаются на земную поверхность.

Поскольку в снегу между отдельными снежинками имеются большие промежутки воздуха, он плохо проводит тепло. Вот почему снежное «одеяло» может защищать корни растений от морозов. Это же свойство снега используют эскимосы, строя из него себе жилище – иглу.

Какую пользу приносит снег?

Мы все знаем, что большое количество выпавшего снега может нарушить привычную жизнь человека. Но снег может приносить и пользу, особенно зерновым растениям.

Чтобы зерно росло, необходима вода. Почти вся вода поступает с дождем и тающим снегом. Она просачивается сквозь поверхность земли и наполняет реки и ручьи.

Вода всегда находится в воздухе в виде невидимого газа – водяного пара. При благоприятных условиях этот пар конденсируется в маленькие капельки воды или образует кристаллики льда, которые превращаются в облака, а затем в дождь или снег.

Во многих уголках мира дождь является основной формой выпадения осадков, а значит, и основным источником воды. Но в холодных зонах и на высотах основной формой выпадения осадков является снег. Фактически снег, который накапливается в горах около засушливых районов, может образовывать естественный запас воды, намного больший, чем любой построенный человеком.

Когда этот снег тает весной и в начале лета, он превращается в воду для полива. В некоторых районах только этот тающий снег обеспечивает рост зерновых. В горах западной части Соединенных Штатов проводят исследования количества снега, чтобы определить, сколько воды будет необходимо зерновым в сухое время года.

Опасен ли гром?

Многие люди испуганно вздрагивают, заслышав раскаты грома во время грозы. Однако опасаться грома нет ни малейших оснований. К тому времени, когда его звук достигает вас, электрический разряд молнии, которая собственно и вызвала гром, уже давно погаснет. То, что разрыв во времени между ними может достигать нескольких десятков секунд, объясняется значительно большей скоростью распространения света по сравнению со скоростью звука.

Стоит ли опасаться молний? В общем да, так как известны случаи, когда молнии не только наносили какой-либо ущерб, но даже и убивали людей. Впрочем, если правильно вести себя во время грозы (например, не бегать по полю и не прятаться под одиноко стоящим деревом), то шанс оказаться пораженным молнией очень невелик.

Причина опасности в молниях, как уже было сказано, в том, что они представляют собой мощные электрические разряды. Когда на небе во время ночной грозы сверкнет особенно сильная молния, на мгновение вокруг становится светло, как днем. Обычно молнии вспыхивают в промежутке между двумя тучами. Иногда молния бьет из тучи в землю или в какой-нибудь предмет на ее поверхности.

Молнии появляются так: когда во время грозы пространство между землей и облаками электризуется, в нем начинают накапливаться положительные и отрицательные электрические заряды. Когда количество зарядов станет достаточно велико, то между ними проскакивает разряд. Это и есть молния.

Во время разряда молнии в воздухе мгновенно возникают области сжатия (повышенного давления) и расширения (пониженного) воздуха. Они с силой «сталкиваются», производя грохот, который мы называем громом.

Почему молнию сопровождает гром?

Молния и гром, вероятно, были первыми явлениями природы, которые пугали и завораживали первобытных людей. Когда они наблюдали зигзаги молний и слышали раскаты грома, они считали, что это гнев богов, один из способов наказания первобытного человека.

Для того, чтобы понять, что в действительности представляют собой гром и молния, давай вспомним, что мы знаем об электричестве. Мы знаем, что некоторые предметы могут быть заряжены положительно или отрицательно. Положительный заряд притягивается отрицательным. Возрастает величина заряда – увеличивается сила притяжения.

Наступает такой момент, когда силы, сдерживающие их раздельно, становятся слишком велики. Любое сопротивление, которое их сдерживает, например, воздух, стекло или другой изолятор, преодолевается, или «пробивается». Происходит разряд – и электрические заряды двух тел становятся равными.

То же самое происходит и в случае с молнией. Облако, содержащее несметное число капелек воды, может нести электрический заряд, противоположный заряду другого облака или Земли. Когда электрическое напряжение между ними способно преодолеть изоляцию воздуха, происходит разряд молнии. Электрический разряд движется по пути наименьшего сопротивления (то есть так, как легче двигаться). Вот почему молния часто зигзагообразна.

Электропроводность воздуха зависит от его температуры, плотности и влажности. Сухой воздух плохо проводит электричество, влажный воздух – гораздо лучше. Поэтому зачастую молнии прекращаются с началом дождей. Влажный воздух становится проводником, по которому электрические заряды перемещаются бесшумно и незаметно.

А что же гром? При электрическом разряде воздух быстро расширяется, а затем сжимается. При расширении и сжатии происходит быстрое перемещение потоков воздуха. Резкие соприкосновения таких потоков воздуха мы слышим как гром. А дальние раскаты грома происходят оттого, что звуковые волны отражаются от одного облака к другому.

Так как скорость света составляет 299 795 км/с, а скорость распространения звука в воздухе около 335 м/с, мы всегда вначале наблюдаем вспышку молнии, а затем слышим гром.

Как измеряют влажность?

Влага в атмосфере является причиной туч, тумана, дождя, снега, а также теплых, ясных дней. Атмосфера содержит влагу в разных формах: водяные пары, жидкая вода или замерзшая вода.

Жаркий влажный день отличается от жаркого сухого дня только наличием в атмосфере паров воды. Наличие водяных паров в атмосфере называется влажностью. Когда мы говорим: «Относительная влажность 80 %», – мы имеем в виду, что воздух содержит 80 % водяных паров от того количества, которое он может иметь. Когда воздух имеет 100-процентную относительную влажность, он содержит водяных паров столько, сколько это возможно, и называется насыщенным воздухом. Теплый воздух может содержать больше водяных паров, чем холодный воздух.

Инструмент, используемый для измерения количества водяного пара в воздухе, называется гидрометром. Наиболее точный способ – это сравнивать показания сухого и влажного термометра. Два термометра крепятся рядом на одном основании. Поверхность одного покрывается грубой намоченной тканью, которая может удерживать влагу. Поверхность второго термометра остается свободной и сухой.

Испарение воды с предмета охлаждает его. Если воздух содержит много водяных паров, влага с мокрого термометра улетучивается медленно, и он не показывает сильного понижения температуры. Если воздух сухой, влага с мокрого термометра испаряется быстро и мокрый термометр показывает температуру значительно более низкую, чем сухой термометр.

Относительная влажность может быть определена путем сравнения двух температур. Существуют и другие виды гидрометров, которые используют движение воздуха, химические вещества, чтобы измерить повышение или понижение влажности воздуха.

Как измеряются дождевые осадки?

Во многих странах количество дождевых осадков измеряется прибором, который называется дождемером. Дождемер, используемый метеорологами Соединенных Штатов, имеет вид полой трубки, закрытой снизу и имеющей расширение в верхней части.

Этот прибор помещается на открытом месте, и градуированная шкала на нем показывает, сколько в него попало дождевой воды. Метеорологи говорят, что выпал сантиметр дождевых осадков, если в данной местности воды выпало столько, чтобы образовать на поверхности этого места слой воды толщиной в один сантиметр.

Место, где выпадает меньше 25 сантиметров осадков в год, называется пустыней. От 25 до 50 сантиметров достаточно для того, чтобы росла трава, но для сельского хозяйства требуется больше 50 сантиметров в год.

Если в течение теплого времени года выпадает больше 250 сантиметров осадков, дикая растительность становится такой густой, что заглушает культивируемые растения. Так происходит в джунглях Бразилии, в Центральной Африке и в Индии. В Индии есть место, которое называется Черрапунджи, где в год выпадает около 1 140 сантиметров дождя! И напротив, Египту достается лишь 4 сантиметра дождя в год. В Соединенных Штатах наибольшее количество осадков выпадает на побережье штата Вашингтон и в Орегоне – 200–250 сантиметров. Самый большой уровень осадков, зарегистрированный в Великобритании, составляет 653 сантиметра в Камберленде в 1954 году.

Что такое конденсация?

Конденсация – это процесс, противоположный испарению.

При испарении жидкость превращается в газ или пар, а при конденсации – наоборот: газ или пар переходят в жидкое или твердое состояние. Конденсация протекает, когда объем газа или пара сжимается или охлаждается.

При конденсации происходят весьма любопытные вещи. Во-первых, переход из газообразного состояния в жидкое приводит к тому, что веществу нужно гораздо меньше объема. Во-вторых, при этом высвобождается тепловая энергия в окружающую среду, называемая теплотой конденсации. Например, при конденсации каждого грамма водяного пара выделяется 540 калорий.

Конденсация занимает важное место в ряду процессов, протекающих в окружающем нас мире.

Вода, испаряясь из рек, озер, морей и океанов, остывая в атмосфере, вновь конденсируется, в результате чего образуются облака. Роса на траве и листьях появляется, когда насыщенный влагой воздух соприкасается с их охлажденной поверхностью.

Конденсация может протекать прямо у вас на глазах, если вы вынесете на воздух в жаркий летний день стакан с ледяной водой. Наверняка в таких случаях вы замечали, что стенки стакана «запотевают».

Это происходит из-за того, что водяной пар, содержащийся в воздухе, соприкасаясь с холодным стеклом, конденсируется на нем.

Иногда вещество может переходить из газообразного состояния прямо в твердое. Это происходит, когда температура окружающей среды или поверхности, на которой конденсируется пар, ниже температуры замерзания.

Именно этим явлением объясняется тот забавный факт, что у некоторых людей, прогуливающихся в морозный день по улице, на бороде и усах появляются маленькие сосульки или иней. Водяной пар, содержащийся в воздухе, выдыхаемым человеком, конденсируясь на волосках бороды, становится льдом!

Что такое полюса Земли?

Земля, словно шар, вращается вокруг своей оси. Оси этой не существует на самом деле. Она воображаемая. Северная и южная точки пересечения этой воображаемой оси с небесной сферой называются полюсами Земли. Там очень холодно.

Как Северный, так и Южный полюса – это самые удаленные от экватора точки Земли. Если бы земная ось не была бы наклонена, то на полюсах все время был бы день. Но из-за наклона оси в то время как на одном из полюсов в течение шести месяцев длится день, на другом все это время стоит ночь.

Первым человеком, достигшим Северного полюса, был американец Роберт Эдвин Пири; это было в 1909 году. А в 1911 году норвежский путешественник Руаль Амундсен добрался до Южного полюса. Прежде чем это произошло, погибло много путешественников, стремившихся достичь Северного или Южного полюса.

Кто первым исследовал Северный полюс?

Две полярные области окружают географические полюса Земли. Они называются Северным полюсом и Южным полюсом.

Северная полярная область – Арктика интересовала людей еще во времена древней Греции, а может быть и раньше. Считается, что человеком, открывшим Арктику, был известный греческий исследователь Питис. В IV веке до н. э. он отправился в плавание из Средиземноморья к северу до границы арктического региона. Может быть, северные народы (например, проживавшие в Норвегии и Британии) плавали в северные моря и раньше, но письменных свидетельств, доказывающих это, не сохранилось.

В XVI веке началось великое исследование Севера и Северо-Востока. Многие исследователи достигали арктического района и изучали его. Эти исследования продолжались вплоть до начала XX века, а в 1903 году к полюсу отправилась экспедиция, возглавляемая норвежским исследователем Руалем Амундсеном.

Ученые намеревались исследовать непосредственно Северный Полюс. Американский адмирал Роберт Эдвин Пири повел экспедицию по льду полярного моря с базы, которая находилась на северном побережье острова Элсмир. 6 апреля 1909 года он стал первым человеком, достигшим Северного Полюса.

Первый перелет через Северный Полюс, начатый со Шпицбергена, был совершен американским исследователем Ричардом Е. Бирдом 9 мая 1926 года.

Существует ли жизнь в Антарктиде?

Антарктикой называют обширный регион, прилегающий к Южному полюсу. В него входит Антарктида – шестой по величине из земных материков, немного меньший, чем Европа и Соединенные Штаты вместе взятые.

Этот материк – самая холодная и унылая часть поверхности Земли. Его окружают со всех сторон самые суровые моря на планете. На нем всегда бушуют сильные, резкие ветры и метели, и вся его территория покрыта вечным снегом и льдом. Там настолько холодно, что весь материк представляет собой огромную безжизненную пустыню.

Что находится под ледяными покровами Антарктиды? Трудно сказать, поскольку она пока еще слишком плохо изучена. Исследователям удалось обнаружить залежи угля и небольшие жилы ценных минералов. Однако их добыча настолько трудна и дорогостояща, что они остаются в неприкосновенности.

Из растений там существуют лишь самые примитивные формы: мхи, лишаи, низшие грибы и водоросли, не имеющие никакой питательной ценности. Поэтому там живут только такие животные и птицы, которые умеют добывать пищу из моря.

Среди птиц следует упомянуть поморников, полярных чаек и несколько разновидностей пингвинов. Пингвины живут и откладывают яйца на побережье континента. Их крылья плохо развиты и поэтому пингвины не умеют летать, зато хорошо плавают.

В водах Антарктики живут тюлени и киты. Охота на китов является единственным видом промышленности, процветающей в регионах Антарктики. В свое время она достигла таких масштабов, что потребовались международные соглашения, чтобы поставить отлов китов под контроль и воспрепятствовать тем самым их полному истреблению.

Почему на экваторе всегда жарко, а на полюсе холодно?

В полдень на экваторе Солнце стоит прямо над головой, но по мере того, как оно перемещается к Северному или Южному полюсам, его лучи падают на Землю все более косо.

Чем более отвесно падают на Землю солнечные лучи, тем сильнее они ее разогревают. Косые лучи должны обогревать большую территорию, что и приводит к большим потерям тепла. Следовательно, на экваторе воздух теплее, чем на полюсе.

Следует также учитывать воздействие океанов. На экваторе океан теплее, испарения воды весьма значительны. Нагретый воздух увеличивается в объеме и поднимается вверх. Наверху он остывает, и дождевые облака начинают путешествовать на юг и на север, по направлению к полюсам.

Разница температуры воздуха и воды создает условия для возникновения морских и океанических течений.

Текущие с экватора морские течения теплые. Те же, что приходят с Северного и Южного полюсов, – холодные.

Итак, косо падающие солнечные лучи и холодная вода не позволяют накапливать тепло у полюсов. Поэтому в полярных районах Земли всегда зима. Район Северного полюса покрыт льдом, который не тает даже летом. Чтобы плавать в этих водах, необходимо прибегать к помощи ледоколов.

Южный полюс расположен в Антарктиде – огромном материке, большая часть которого покрыта слоем льда и снега толщиной примерно в километр. Там находится самая холодная точка Земли – полюс холода. Зимой там бывает 60 градусов ниже нуля.

Как измеряют температуру?

В настоящее время известно очень много различных приборов для измерения температур. Наиболее точными являются приборы, в которых температура измеряется по движению небольшой биметаллической, то есть состоящей из двух различных металлов, пластинки. Разгибаясь, эта пластинка приводит в движение стрелку.

Термометры, предназначенные для научных исследований, состоят из тонкой стеклянной трубки и небольшого резервуара с ртутью. Расширяясь при нагревании, ртутный столбик заполняет трубку, и по его высоте мы можем судить об изменении температуры.

Любопытно, что чем термометр точнее, тем на измерение меньшего интервала температур он рассчитан. Так, медицинский термометр рассчитан на измерение температуры в интервале 8 °C (от 34 до 42 °C). Но зато позволяет измерить ее с точностью до 0,1 °C. Термометр, который висит у вас за окном, может мерить температуру в интервале 80 градусов (от -40° до + 40 °C) с точностью до 1 °C.

Что такое широта и долгота?

Представьте себе, что вы находитесь на борту корабля, затерянного в океанских просторах, или бредете по пустыне, где нет никаких заметных объектов или ориентиров. Как бы вы сумели объяснить свое точное местонахождение так, что кто-то смог бы разыскать вас? Именно для этой цели были введены понятия широты и долготы. С их помощью вас можно отыскать в любой точке на поверхности Земли, где бы вы ни находились.

Широта служит для определения местонахождения объекта по отношению к Северному и Южному полюсам. На равном расстоянии между полюсами пролегает воображаемая линия, называемая экватором. Это нулевая широта. Двигаясь от экватора к северу, мы попадаем в область северных широт, к югу – южных.

Широты – это тоже воображаемые линии, протянувшиеся вокруг Земли через равные промежутки. Они параллельны друг другу и экватору и поэтому называются параллелями. Расстояние между этими линиями измеряется не в километрах, а в градусах. Если круг поделить на 360 равных частей линиями, проходящими через центр круга, то угол между соседними линиями будет равен одному градусу.

Северный полюс находится на 90° северной широты, а Южный – на 90° южной широты.

Однако чтобы точно определить какое-либо место на земном шаре, недостаточно знать его положение относительно севера и юга, также нужно знать, где оно относительно запада и востока. Для этого служат линии долготы. Поскольку не существует ни западного, ни восточного полюсов, то, следовательно, не существует естественной точки отсчета. Давным-давно было решено, что линия нулевой долготы проходит через Гринвичскую лабораторию, находящуюся в Англии на восточной окраине Лондона. Линии долготы называются меридианами. Все они пролегают перпендикулярно экватору и пересекаются друг с другом в двух точках на Северном и Южном полюсах.

К востоку от нулевого меридиана находится область восточных долгот, к западу – западных.

Что такое меридиан?

Меридианы – это воображаемые линии разделения поверхности Земли, идущие от одного полюса к другому.

Если на поверхность земного шара нанести линии меридианов, то он станет похож на апельсин, разделенный на дольки. По меридиану определяют географическую долготу.

Меридианы проходят через полюса и разделяют земной шар на 360 долек. Каждая из них соответствует одному градусу долготы.

Исходной точкой отсчета долготы считается нулевой – начальный (Гринвичский) меридиан. При пересечении меридиана 180° происходит смена дат. Это естественно, потому что 180 градусов – это половина оборота Земли вокруг своей оси: значит, разница между ним и Гринвичским меридианом составляет 12 часов. Когда на нулевом меридиане часы показывают полдень, на сто восьмидесятом меридиане – полночь. К востоку от нулевого меридиана долгота называется восточной, к западу – западной. Например, Москва находится на 37° восточной долготы.

Зачем нужны параллели?

Параллель – это воображаемая линия сечения поверхности Земли плоскостью, параллельной плоскости экватора. Параллели обозначены на географических картах и служат для определения широты.

Широта помогает нам определить расположение какой-нибудь точки земного шара между полюсом и экватором. Она измеряется в градусах: от нулевого градуса на экваторе до девяностого градуса на полюсе. Координаты от экватора до Северного полюса относятся к северной широте, а от экватора до Южного полюса – к южной.

Москва находится примерно на 55° северной широты.

Что такое часовые пояса?

В разных точках земного шара часы показывают разное время. Так как в сутках 24 часа, то поверхность Земли разделена на 24 часовых пояса с разницей между ними в 1 час.

Поясное время определяется 24 основными географическими меридианами, которые располагаются через каждые 15° по долготе. Теоретически для всего часового пояса должно быть принято одно время. На практике время часового пояса столицы принимается для всего государства, даже если оно охватывает несколько часовых поясов. Однако в государствах с очень большой территорией, таких, как Россия или США, действуют несколько часовых поясов. В России территория была разделена на одиннадцать часовых поясов, в США – на шесть (между Атлантическим и Тихоокеанским побережьями).

Как возникли часовые пояса?

Пока не были установлены часовые пояса, существовало много путаницы, особенно когда люди пользовались железнодорожным расписанием. Чтобы навести порядок во времени, Соединенные Штаты в 1883 году начали пользоваться системой стандартных часовых поясов.

В 1884 году в Вашингтоне, столице США, была созвана международная конференция, чтобы установить эту систему по всему миру. Земля была разделена на 24 пояса, каждый из которых включал в себя 15° долготы. Так было решено потому, что Земля вращается со скоростью 15° в час.

Внутри одного часового пояса время одно и то же, а разница между соседними поясами равна 1 часу. Гринвич (город неподалеку от Лондона, там находится обсерватория) в Англии был выбран исходной точкой.

Если на Гринвиче полдень, то в первом к востоку от него поясе (в Берлине) 13 часов. А в первом поясе к западу 11 часов. В Нью-Йорке, который находится в пятом от Гринвича часовом поясе к западу, в это время 7 часов утра. А в Москве, – к востоку от Гринвича – 15 часов.

На противоположной от Гринвича стороне Земного шара существует другая определяющая линия: международная линия смены суток. Эта линия приблизительно проходит по 180 меридиану. Когда на Гринвиче полдень, на линии смены суток полночь. Пересекая эту линию, человек приобретает лишний день или теряет его, в зависимости от того, куда он движется.

Что такое стороны горизонта?

Стороны горизонта – север, юг, запад и восток. Они нанесены на циферблат компаса.

Когда человек путешествует, ему необходимо ориентироваться, то есть определить свое положение относительно основных сторон горизонта или, как еще говорят, сторон света. Идти следует по курсу – придерживаться выбранного направления. На компасе стороны света обозначены буквами С, В, Ю, З (север, восток, юг, запад). Промежуточные направления – СВ, ЮВ, СЗ, ЮЗ (северо-восток, юго-восток, северо-запад, юго-запад). Еще более точные данные можно получить, разделив циферблат компаса на 360 градусов по окружности.

Почему существуют времена года?

С давних пор человек удивлялся смене времен года. Почему летом тепло, а зимой холодно? Почему зимой ночи длинные?

Мы знаем, что Земля вращается вокруг Солнца, и одновременно она вращается вокруг своей оси. Вращаясь вокруг Солнца, она еще крутится, как волчок. Если бы ось Земли (воображаемая линия от Северного к Южному полюсу) располагалась под прямым углом к орбите Земли вокруг Солнца, у нас не было бы 4-х времен года, а все дни были бы одинаковыми.

Но ось Земли наклонена. Дело в том, что на Землю действуют различные силы. Во-первых, это притяжение Солнца, во-вторых, притяжение Луны, в-третьих, вращение самой Земли. В результате Земля вращается вокруг Солнца в наклонном положении. Это положение сохраняется круглый год, поэтому ось Земли всегда направлена в одну точку – на Полярную звезду.

Это означает, что часть года Северный полюс повернут к Солнцу, а вторую часть скрыт от него. Из-за этого наклона прямые лучи Солнца иногда освещают участок поверхности Земли к северу от экватора, иногда – на экваторе, иногда – к югу от экватора. Это различное воздействие прямых солнечных лучей на участки земной поверхности и вызывает смену сезонов в различных районах земного шара.

Когда Северное полушарие повернуто к Солнцу, в странах к северу от экватора лето, к югу – зима. Когда прямые лучи Солнца падают на Южное полушарие – здесь наступает лето, а в Северном – зима. Самые длинные и самые короткие дни в году называются днями зимнего и летнего солнцестояния.

Во всем мире в каждом году имеются двое суток, когда день равен ночи. Это происходит весной и осенью, ровно между днями солнцестояния. Осенью это происходит 23 сентября – это осеннее равноденствие, весной 21 марта – весеннее равноденствие.

Что такое високосный год?

Земля совершает оборот вокруг Солнца за время, немного большее, чем 365 суток. Поэтому високосный год на день длиннее и покрывает, таким образом, опоздание календаря.

Между прочим, уже в юлианском календаре за тремя «короткими» годами шел один «длинный» – 366-дневный. По расчетам римлян Земля оборачивается вокруг светила за 365,25 суток. Однако более точные цифры такие: 365,2425. В итоге за истекшие 16 столетий (Цезарь принял свой календарь в 45 году до нашей эры) календарь начал отставать на 10 дней. В 1582 году был введен новый, григорианский, календарь, который внес в летоисчисление поправку.

Почему наступает лето?

Это не простой вопрос, и ответить на него можно только в том случае, если знаешь, как Земля движется в космическом пространстве. Ученые уже давно предполагали, что смена времен года, так же как и смена времени суток, зависит от того, как Земля вращается вокруг Солнца и вокруг своей оси. Полный оборот на 360° вокруг своей оси Земля совершает за 23 часа 56 минут 4,091 секунды. И за это время день сменяется ночью, а в промежутках наступает вечер и утро.

Полный оборот вокруг Солнца Земля совершает за год, то есть за 365 дней. И поочередно то одна, то другая часть Земли находится под воздействием прямых солнечных лучей. Тогда здесь и наступает лето, а в тех частях планеты, куда солнечные лучи попадают лишь касательно, бывает соответственно зима, осень или весна.

Причем ученые рассчитали, что если бы воображаемая линия от Северного полюса к Южному, которая и называется «осью Земли», проходила под прямым углом к орбите, по которой Земля вращается вокруг Солнца, то в одних местах было бы постоянное лето, а в других оно бы вообще не наступало. И не только лето, но и другие времена года. Но так не происходит потому, что ось Земли наклонена и направлена в одну точку – в сторону Полярной звезды. Из-за этого часть года прямые лучи Солнца попадают на Северный полюс, и в это время в тех странах, которые расположены в северной части земного шара, наступает лето и весна, а в южных частях – осень и зима.

Почему лето не длится целый год?

Было бы просто замечательно, если бы вам довелось жить на экваторе! Там круглый год жарко, потому что Солнце всегда стоит почти прямо над головой.

Там же, где живем мы с тобой, четыре времени года сменяют друг друга: весна, лето, осень и зима.

Почему это происходит?

Земля вращается вокруг воображаемой оси, наклоненной по отношению к Солнцу. Она совершает один полный оборот за двадцать четыре часа, а за год она полностью оборачивается вокруг Солнца.

Поэтому Солнце освещает поверхность Земли по-разному. Его лучи падают на Землю то прямо, то под углом. В зависимости от этого и меняется на Земле время года.

21 июня положение Земли по отношению к Солнцу таково: северное полушарие ближе к Солнцу, чем южное.

В это время в Северном полушарии начинается лето, а в Южном полушарии это время начала зимы.

23 сентября – это начало осени в Северном полушарии и весны – в Южном.

21 декабря ситуация меняется.

21 марта – это начало весны в северном полушарии и одновременно начало осени в южном.

Так происходит из года в год. Вот почему лето не может продолжаться в нашей стране круглый год.

Такое возможно только на экваторе!

Что такое равноденствие?

Зимой ночи длиннее, а летом они короткие. А вот в начале весны и осени день равен ночи. Это весеннее и осеннее равноденствия.

Поскольку земная ось наклонена, то Солнце неодинаково освещает Землю. Европа больше освещена солнцем летом, когда северная точка земной оси повернута к Солнцу. Меньше солнечных лучей Европа получает зимой, когда эта точка оси скрыта от Солнца. Равноденствие – это момент, когда продолжительность дня и ночи одинакова. В эти дни – 20–21 марта и 23 сентября – земная ось перпендикулярна падающим на Землю лучам Солнца.

Во время равноденствия бывают самые большие морские приливы.

Почему в сутках 24 часа?

Длительность суток соответствует промежутку времени, за который Земля совершает полный оборот вокруг своей оси с запада на восток. Этот промежуток времени всегда один и тот же.

Возможно, вас удивит тот факт, что на самом деле в сутках не 24 часа, а немного меньше. Ученые рассчитали точное время полного оборота Земли по звездам. Принцип расчета довольно прост. Он состоит в том, что ученые засекают момент, в который определенная звезда находится над Гринвичским меридианом. Этот момент считается началом суток. Их конец наступает в ту секунду, когда та же самая звезда вновь оказывается над тем же самым меридианом. Измеренный таким образом промежуток времени, называется астрономическими, или звездными сутками и равен 23 часам 56 минутам и 4,09 секундам.

Однако не всегда время измеряли таким образом. В Древней Греции, например, длительность суток определялась по времени, прошедшему между рассветом и закатом. Ночные часы попросту не учитывались. Однако уже древние римляне стали считать время так же, как мы: от полуночи до полуночи.

Прежде чем были изобретены часы, и день и ночь разбивали на 12 равных промежутков. Однако такая система была неудобной, поскольку продолжительность дня и ночи в разное время года непостоянна. Всем хорошо известно, что летом день длиннее ночи, тогда как зимой – наоборот. Первыми, кто разделил все сутки целиком на равные 24 части, равные одному часу, были все те же древние римляне. Сегодня почти везде на земном шаре время измеряется таким образом.

Космос и человек

Откуда появилось и что означает слово «космос»?

Слово «космос» пришло к нам из древнегреческого языка, и сначала оно не имело никакого отношения к небу и тому, что находится далеко за его пределами. Древние греки называли космосом украшение, мир, порядок. И только потом, когда люди поняли, что Земля, на которой они живут, является лишь частичкой какого-то огромного мира, где Солнце, звезды и планеты располагаются в определенном порядке и их движение подчинено строгим законам, они стали называть этот огромный и непонятный им мир космосом.

Шло время, люди изобрели мощные телескопы, научились строить специальные астрономические станции – обсерватории, откуда можно увидеть самые далекие звезды. Оказалось, что наша Солнечная система – не единственная в космосе. Она является лишь небольшой частью галактики, которая называется Млечный Путь. И таких звездных систем, как наша Солнечная система, в галактике не одна и не две, а миллиарды. Каждая звездная система имеет свое солнце, вокруг которого тоже вращаются планеты. Ученые даже не могут определить точно, сколько в нашей галактике солнц и солнечных систем – их насчитывается около 150 миллиардов. Однако кроме нашей галактики – Млечный Путь – есть еще много других галактик. Астрономы считают, что их в космосе не меньше миллиарда, а может быть, и больше. Многие из них получили название. Так, есть две галактики, которые называются Магеллановы Облака (Большое и Малое), и есть галактика под названием Андромеда. Она едва видна даже в самый мощный телескоп и всегда как будто покрыта туманом, вот почему ее еще называют «Туманность Андромеды».

В космосе есть большие галактики и совсем маленькие. Маленькие галактики ученые называют «карликами». Считается, что карликовых галактик больше, чем больших. Карликовые галактики включают в себя только несколько тысяч звезд, а большие, такие, как Млечный Путь или Магеллановы Облака, насчитывают многие миллиарды звезд. Некоторые галактики расположены ближе к Млечному Пути, и их можно рассмотреть через телескопы, а другие находятся так далеко, что их невозможно увидеть даже с помощью самых мощных оптических приборов.

Как древние астрономы представляли себе вселенную?

Как ни странно это звучит, но чем больше мы узнаем о вселенной, тем труднее нам становится представить ее. Сегодня мы знаем, что это не только Земля и другие планеты солнечной системы, но и галактика, в которую входит и наша Солнечная система – «Млечный Путь», – а также и другие галактики. Только в нашей галактике существуют около 200 миллиардов звезд, а сколько их еще в других. Человеческий разум просто не способен охватить нечто столь необъятное!

Однако в древние времена существовало очень примитивное представление о вселенной. Люди полагали, будто солнце, луна, звезды и планеты – всего лишь маленькие тела, вращающиеся вокруг Земли. Они думали, что в центре вселенной находится огромная, плоская, неподвижная Земля, а над ней простирается купол неба, усыпанный тысячами маленьких огоньков.

Впервые истинное знание о космосе появилось в Древней Греции. Правда, большинство греческих астрономов по-прежнему считали, что Земля неподвижна и находится в центре вселенной. Однако известный ученый Пифагор уже в VI веке до н. э. высказал предположение, что Земля имеет форму шара.

Еще Аристарх, живший в III веке до н. э., полагал, что Земля вертится вокруг своей оси, вращаясь при этом вокруг неподвижного Солнца. Сто лет спустя другой древнегреческий астроном – Птолемей – написал книгу под названием «Альмагест». Возвращаясь к ошибочному утверждению, будто в центре вселенной находится Земля, он попытался изобразить орбиту Солнца и пути других планет как якобы находящиеся в непрерывном движении вокруг Земли. Созданная им картина вселенной господствовала в европейской науке в течение многих столетий.

Только в 1543 году Коперник вновь выдвинул идею, состоявшую в том, что центром вселенной является Солнце. Затем последовало изобретение телескопа, и развитие астрономии резко ускорилось. Постепенно, по мере того как человечество узнавало все больше и больше об окружающей нас вселенной, сложились современные представления о ней.

Что такое космология?

Космология – это область науки, занимающаяся изучением Вселенной в целом, а также закономерностей ее эволюции. Свое начало космология берет в трудах выдающихся мыслителей древности. Платон, Аристотель и другие ученые древности, исходя из имевшихся у них знаний и представлений, старались постичь устройство Вселенной. Однако затем церковь провозгласила, что мир непознаваем, и интерес к космологии угас.

Но он вспыхнул с новой силой в XVI веке, когда Коперник осмелился наперекор церковникам утверждать, что Земля вращается вокруг Солнца, а не наоборот. В конце того же столетия Иоганн Кеплер окончательно подтвердил правильность модели Коперника, сумев дать точное математическое описание движения планет. Спустя еще почти сто лет Исаак Ньютон сформулировал закон всемирного тяготения, тем самым, объяснив причины движения небесных тел и завершив создание первой подлинно научной картины Вселенной (разумеется, в рамках имевшихся на тот момент знаний).

В последующие два с лишним столетия космология Коперника, Кеплера и Ньютона, несмотря на многочисленные открытия, сделанные уже после их смерти, не претерпела существенных изменений. Впрочем, это отнюдь не означало, что представления ученых о Вселенной оставались неизменными. Например, выдающийся немецкий философ Иммануил Кант опубликовал в середине XVIII века так называемую «островную» теорию Вселенной. В своей работе Кант, в частности, утверждал, что во Вселенной существует огромное множество галактик, разбросанных в пространстве подобно островам в океане. Однако эта теория, не принятая современниками Канта, оставалась «незамеченной» почти двести лет и получила всеобщее признание в ученой среде лишь в середине XX века.

К тому времени общая теория относительности, выдвинутая Альбертом Эйнштейном в 1916 году, привела к революции в науке вообще и в космологии в частности. Она устранила имевшиеся противоречия между наблюдаемыми явлениями и классическими (ньютоновскими) представлениями о времени и пространстве. Когда же в 1929 году Эдвин Хаббл доказал, что Вселенная расширяется, идея о ее вечности и неизменности также оказалась устаревшей. Это привело к созданию различных теорий зарождения и эволюции Вселенной. Наибольшее число сторонников среди ученых завоевала гипотеза «Большого взрыва», которая утверждает, будто Вселенная возникла около 15 миллиардов лет назад в результате гигантского взрыва. Современная физика пока не может описать процессы, которые могли протекать при этом взрыве. Тем не менее, эта теория стала существенным шагом на пути развития наших представлений о Вселенной и закономерностях ее развития.

Что такое астрономия?

Астрономия – одна из древнейших наук, которая занимается исследованием неба и небесных тел. Ее развитие началось с ежегодных наблюдений за восходом и заходом наиболее ярких звезд для определения точного времени разлива рек. Именно благодаря древним астрономам и их наблюдениям за движением Солнца, Земли и Луны оказалось возможным разделить год на месяцы, недели и дни. Совершенствование календаря помогло первым астрономам предсказывать появление комет и определять даты солнечных и лунных затмений.

Астрономия помогла изменить и представление о положении Земли в Галактике. В течение многих столетий люди верили, что Земля была центром Вселенной, пока в 40-ые годы XVI века Николай Коперник не выдвинул гипотезу о том, что центром Солнечной системы является Солнце.

Долгое время единственным прибором, с помощью которого астрономы могли наблюдать небо, был глаз.

В 1608 году Ганс Липпертей стал тем человеком, который догадался применить увеличительное стекло для астрономических исследований. Соединив два увеличительных стекла небольшой трубкой, он построил прибор для наблюдения за удаленными объектами. Этот прибор позже был назван телескопом (от греческих слов «теле» – далеко и «скопео» – смотрю).

Через несколько лет Галилео Галилей усовершенствовал данную конструкцию, использовав стекла различного размера. Созданный им телескоп и стал первым в истории оптическим астрономическим инструментом. С его помощью Галилей не только подтвердил теорию Коперника, но и совершил множество удивительных открытий.

Однако этот телескоп давал перевернутое изображение наблюдаемого объекта. Поэтому его было неудобно использовать для наблюдений на Земле. Прибор, который давал не перевернутое, а нормальное изображение объекта, был создан знаменитым немецким астрономом Иоганном Кеплером.

Позднее были разработаны самые различные конструкции телескопов, с помощью которых астрономия обогатилась многими значительными открытиями.

Что такое радиоастрономия?

В 1931 году американский инженер связи из компании «Белл Лабораториз» занимался исследованием атмосферных радиопомех, которые могли бы повлиять на трансокеанскую телефонную связь. Он уловил какие-то шумы, исходящие явно не из грозовой тучи, а откуда-то из космоса. Он открыл, что можно принимать радиационное излучение галактики. Так родилась новая ветвь астрономии – радиоастрономия.

Радиоастрономия развивается в двух направлениях. При помощи специальных антенн можно улавливать радиационное излучение космических объектов. Это может быть термическая радиация (излучение радиоволн, испускаемое любым горячим телом). Но есть также и шумы, или статические помехи космического происхождения, тоже улавливаемые из космоса, но совсем не тепловые по происхождению.

Другие направление в радиоастрономии – посылка сигналов к таким объектам, как метеоры и Луна, и улавливание их отражения. Так работает радиолокатор.

Радиоастрономия наиболее полезна для изучения Солнца, метеоров, Луны и планет Солнечной системы. Улавливая отражение лучей от метеоров, мы многое узнаем об их орбитах. Исследуя Луну при помощи методов радиоастрономии, мы узнаем многое о ее поверхности. Так, еще до того, как люди ступили на Луну, благодаря данным радиоастрономии ученые уже знали, что ее поверхность представляет из себя измельченную в пыль горную породу.

Вероятно, одно из наиболее захватывающе интересных направлений радиоастрономии – поиск сигналов из других миров. Сейчас радиотелескопы усовершенствованы до такой степени, что способны улавливать сигналы, поступающие с расстояния почти в восемьдесят триллионов километров. Какие же сигналы надеются уловить ученые? Считается, что если где-нибудь в далеком космосе существует иная цивилизация, и она захочет дать знать о своем присутствии, то, вероятно, наши братья по разуму пошлют какой-нибудь совсем простой сигнал, например серию чисел.

Мы можем увидеть звезды на небе потому, что они излучают свет, который достигает нас. Свет – это форма излучения.

Кроме света, звезды посылают нам другую форму излучения, радиоволны. Некоторые из этих волн могут быть уловлены специальными радиоприемниками, установленными на Земле. Радиоприемники собирают и усиливают радиоволны, как обычный телескоп собирает и усиливает изображение, даваемое нам световыми волнами. Эти радиоприемники называются радиотелескопами, а их использование в изучении звезд называется радиоастрономией.

Длина радиоволн из открытого космоса очень коротка по сравнению с длиной волн, используемой на радио– и телевещании. Поэтому радиоастрономы должны построить специальные радиоустановки и антенны, чтобы иметь возможность ловить эти волны. Антенна – огромная металлическая тарелка, установленная на возвышении так, чтобы она могла быть направлена в любую точку неба. Радиоволны, принятые антенной, часто очень слабы, поэтому сигналы должны быть усилены.

Обычно астрономы делают запись радиоволн на бумаге. Специальное пишущее устройство фиксирует сигналы в форме волнистой линии на бумажной полосе, поэтому ученые имеют постоянные записи своих наблюдений.

Радиотелескоп может работать в любую погоду, в отличие от обыкновенного телескопа. Радиотелескоп также может быть помещен в любой части суши, и не только на возвышении.

Что такое обсерватория?

Тысячи лет тому назад астрономы, наверное, использовали египетские пирамиды, а также башни и храмы Вавилона для изучения Солнца, Луны и звезд. Тогда не было телескопов. Со временем появились астрономические приборы, и по мере того, как увеличивались их размеры и количество, для их размещения стали строить обсерватории. Некоторые обсерватории были построены больше тысячи лет тому назад.

Место для строительства обсерватории должно быть правильно выбрано. Здесь должны быть благоприятные погодные условия, умеренный климат; здесь должно быть много солнечных дней и безоблачных ночей, как можно меньше туманов, дождей и снегопадов. Это место должно находиться вдали от городских огней и неоновых реклам, которые слишком сильно освещают небо и этим мешают наблюдениям.

Существуют обсерватории, в которых кроме телескопов есть и жилые помещения. Приборы размещаются в конструкциях из стали и бетона. Здания для установки телескопов состоят из двух частей. Нижняя часть неподвижна, а верхняя, или крыша, имеет форму купола, который может вращаться.

В куполе есть «щель», которая открывается для того, чтобы телескоп смотрел в небо. За счет вращения купола щель может быть открыта в направлении любого участка неба. И купол, и телескоп перемещаются с помощью электромоторов. В современной обсерватории астроному нужно нажать лишь несколько кнопок, чтобы передвинуть оборудование.

Конечно, для того, чтобы видеть, астроном всегда должен находиться у окуляра, или там должен быть закреплен фотоаппарат.

В некоторых обсерваториях пол может подниматься или опускаться, или там есть регулируемая платформа.

Для наблюдений за небом астрономы полагаются не только на свои глаза. У них есть много сложных приборов и приспособлений к телескопу, таких, как фотоаппараты, спектроскопы, спектрографы и спектрогелиографы. Все эти приборы обеспечивают ученых важной информацией.

Что такое астрономическая подзорная труба?

Если предмет рассматривать через увеличительное стекло – лупу, он кажется большим. Это относится и к звездам, которые можно наблюдать через набор увеличительных стекол или линз, собранных в подзорную трубу.

Астрономическая подзорная труба – это прибор, состоящий из набора больших линз и увеличивающий изображение наблюдаемых небесных тел. Однако увеличение подзорной трубы не идет ни в какое сравнение с тем, что может телескоп. В подзорной трубе световое излучение, проходя через набор из нескольких линз, ослабевает по мере увеличения изображения: оно становится размытым.

Подзорная труба была изобретена в начале XVII века и в дальнейшем усовершенствовано такими учеными, как Галилей, Кеплер и другие.

Чем телескоп отличается от подзорной трубы?

Астрономическая подзорная труба и телескоп – это совершенно разные вещи. В телескопе формирует изображение зеркало, а не линза. При этом световые лучи не проходят сквозь толщину увеличительных стекол, и изображение не мутнеет.

Интересно, что любое зеркало, например, то, в которое вы смотритесь каждый день, сделано слегка выпуклым. По сравнению с абсолютно плоским зеркальным стеклом, выпуклое дает лучшее изображение. Телескоп оптический – это такое выпуклое зеркало, верней, набор зеркал, улучшающих изображение наблюдаемых звезд.

Астрономический оптический телескоп – это внушительных размеров конструкция, приводящаяся в движение моторами и имеющая сверху купол. Один из самых больших телескопов находится в США в Паломарской обсерватории.

Что такое радиотелескоп?

Первый в мире телескоп смастерил голландский оптик Ханс Липпертей. Однако еще до него, начиная с XIII века, различные ученые экспериментировали с увеличивающими линзами. Изобретение жившего в крайней бедности Липпертея осталось незамеченным, и создателем этого прибора стал считаться итальянский астроном Галилео Галилей, сконструировавший свой первый телескоп годом позже. Это был весьма грубый и примитивный прибор: самый сильный из телескопов Галилея давал всего 33-кратное увеличение, и к тому же через него можно было наблюдать очень маленький участок неба (размером с четверть луны).

Тем не менее, с его помощью Галилею удалось сделать выдающиеся открытия: он первым обнаружил кольца Сатурна, четыре спутника Юпитера и разглядел горы и кратеры на Луне. В наши дни принцип, который положил в основу своего изобретения Галилей, используется в театральных биноклях, поскольку от них не требуется ни большого увеличения, ни широкого поля обзора. Сами телескопы необычайно преобразились со времен Галилея. С наступлением века электроники стало возможным создание принципиально нового прибора – радиотелескопа. Первый радиотелескоп был создан вскоре после окончания Второй мировой войны, и с тех пор его постоянно усовершенствовали. Этот прибор является чем-то вроде гигантского глаза, «видящего» радиоволны, испускаемые звездами, в точности как наши глаза видят исходящие от них световые волны. Зеркало телескопа представляет собой огромный, имеющий форму блюдца, отражатель радиоволн многометрового диаметра. Его огромное преимущество по сравнению с обычным телескопом заключается в том, что он может обнаруживать звезды и галактики, которые излучают очень слабый свет или не излучают его вовсе, и потому их невозможно обнаружить при помощи даже самых совершенных оптических приборов. Радиотелескоп может также проникать сквозь скопления газов или космической пыли, заполняющие огромные пространства в космосе. К тому же его можно использовать в любую погоду, так как радиоволны с легкостью проходят через облака в атмосфере Земли.

Один из самых больших радиотелескопов в мире диаметром в 300 метров был сооружен в Пуэрто-Рико в кратере потухшего вулкана американским ученым. Очень своеобразный радиотелескоп, состоящий из неподвижных элементов, расположенных по окружности диаметром в 600 метров, был установлен в 1976 году в СССР на Северном Кавказе.

Что такое гипотеза «Большого взрыва»?

На протяжении многих столетий ученые пытаются понять, каким образом возникла наша Вселенная. Физики и астрономы на основе имеющихся данных предлагают различные гипотезы, описывающие состояние Вселенной на самой заре ее существования. После того как в 1929 году американский астроном Эдвин Хаббл обнаружил, что Вселенная расширяется, возникла так называемая гипотеза «Большого взрыва».

Согласно этой теории, примерно 15 миллиардов лет назад все вещество Вселенной было сосредоточено в очень маленькой области пространства. Плотность и температура этого скопления вещества были настолько велики, что в нем не могли существовать даже атомы, и оно целиком состояло из элементарных частиц. Затем в силу неизвестных пока причин произошел «Большой взрыв», и Вселенная начала расширяться. Наука все еще не может описать состояние вещества до и сразу после «Большого взрыва», тем не менее, физикам удалось подсчитать, что если гипотеза верна, то в течение всего трех минут элементарные частицы, находившиеся в первичном скоплении материи, превратились в атомы водорода, составляющие примерно 90 % всего вещества современной Вселенной.

Эти атомы образовали гигантские газовые облака, постепенно все больше удалявшиеся друг от друга. По мере остывания эти облака стали превращаться в звездные скопления – галактики, подобные Млечному Пути, к которому принадлежит наша Солнечная система.

Сила «Большого взрыва» была столь велика, что галактики продолжают «разбегаться» в разные стороны с огромными скоростями и по сей день, что и наблюдается современными учеными. На самом деле удаление галактик друг от друга – это расширение самого пространства Вселенной. Сейчас никто не может предсказать, будет ли этот процесс продолжаться бесконечно долго, или под действием сил гравитационного притяжения он остановится, и пространство Вселенной начнет сжиматься.

Как изучаются звезды?

Расстояние от Земли до ближайшей звезды составляет четыре с половиной световых года. В световом годе примерно 6 миллионов миллионов миль или 6 000 000 000 000 миль! Спрашивается, если звезды находятся на таком огромном расстоянии от нас, как мы можем определить их размеры, их состав и так далее?

Было время, когда телескоп был единственным прибором астрономов. В настоящее время существует множество приборов, позволяющих изучать движение, яркость, цвет, температуру и состав звезд.

Прежде всего, это фотоаппарат, который применяется для того, чтобы постоянно фотографировать наблюдаемые звезды. Другой прибор – это спектрограф, применяемый для фотографирования спектров звезд или исходящих от них лучей света. С помощью спектрографа астрономы получили большую часть сведений о составе звезд, их температурах и скоростях их перемещений.

Спектр одной звезды может напоминать спектр другой. Выяснилось, что звезды каждого спектрального класса имеют один цвет. Цвета могут быть от голубого до красного. Наше Солнце – это желтая звезда, находящаяся в середине этого ряда. Температуру звезды тоже можно определить путем измерения цветов спектра. Голубые звезды – большие, горячие и яркие и имеют температуры от 25 000 градусов и выше. Красные звезды – довольно холодные, с температурой поверхности от 1 600 градусов и меньше.

Чтобы выяснить химический состав звезды, астроном сравнивает спектры звезд со спектрами, полученными в лабораторных условиях. Все элементы, обнаруженные в составе звезд, существуют и на Земле, но звезды представляют собой в основном шары из очень горячего газа, большей частью – водорода и гелия.

Астрономы пользуются еще и специальными телескопами, позволяющими фотографировать большие участки неба. Радиотелескопы – это приборы современного типа. Они состоят из большой антенны, приемника и регистрирующего датчика. Этот прибор регистрирует мощность радиоизлучений от звезд и планет. Таким образом, вы видите, что мы можем преодолеть большие расстояния и с помощью различных приборов узнать довольно много о звездах.

Как спектр позволяет изучать Вселенную?

Нам известно, что изучение одного лишь спектра позволяет астроному узнать, из чего состоит находящаяся за много миллиардов миль звезда и какие в ней есть элементы. Еще можно измерить температуру звезды, вычислить скорость ее движения и определить, к Земле или от Земли направлено это движение.

Спектр состоит из лучей, на которые распадается белый свет, когда он преломляется, проходя, например, через призму. Кроме различных цветовых оттенков, по всему спектру располагаются сотни параллельных линий. Они называются «фраунгоферовыми линиями» – в честь их открывателя Фраунгофера.

Каждый химический элемент в газообразном или парообразном состоянии имеет свое собственное сочетание линий, занимающих свое место в спектре. Эти линии обозначают цвета, которые элемент, нагретый до свечения, поглощает из света. Это значит, что ученый может определить, из чего состоит любое вещество, независимо от того, на каком расстоянии оно находится. Каждый элемент имеет свою «темную линию», или спектр поглощения, отличающийся от спектра любого другого элемента. С помощью простого сравнения спектра изучаемого материала со спектрами известных элементов физик может определить, что это такое. Другими словами, каждый элемент оставляет «отпечатки пальцев» в виде светового рисунка.

Поскольку температура вызывает изменения в положении спектральных линий элемента, астрономы способны многое сказать о температуре звезд, удаленных на миллиарды миль. Когда звезда движется в нашу сторону, линии спектра смещаются в направлении фиолетовой части спектра. Если же звезда движется от нас, линии смещаются в направлении красной части. По степени перемещения ученые рассчитали, что некоторые звезды мчатся в пространстве со скоростью 150 миль в секунду!

Как был открыт световой год?

Хоть мы и не можем полностью объяснить, что такое свет, измерить его мы можем довольно точно. Мы весьма неплохо представляем, насколько быстро перемещается свет. Поскольку световой год – это просто расстояние, которое луч света проходит за год.

Это открытие было сделано датским астрономом по имени Оле Ремер в 1676 году. Он заметил, что затмения одного из спутников Юпитера наступают все позже и позже по мере того, как Земля перемещается по своей орбите к обратной стороне Солнца, противоположной той, где находится Юпитер. Затем, когда Земля вернулась в прежнее положение, затмения вновь стали происходить по прежнему расписанию.

Разница во времени составила около 17 минут. Это могло означать лишь то, что это время требуется для того, чтобы свет прошел расстояние, равное диаметру земной орбиты. Как известно, это расстояние составляет примерно 300 миллионов километров. Поскольку свету, чтобы пройти это расстояние, требовалось около 1 000 секунд (примерно 17 минут), это означало, что скорость света равняется примерно 300 тысяч километров в секунду.

Уже в наше время профессор Альберт Майкельсон потратил годы, пытаясь точно определить скорость света. Пользуясь другим методом, он получил результат в 299 964 километров в секунду, и сейчас это считается совершенно точной цифрой.

Если мы умножим эту скорость на количество секунд в году, то получится, что за год свет проходит 9 463 000 000 000 000 километров – это расстояние и называется световым годом.

Что такое НЛО?

Их обычное название – «летающие тарелки». НЛО значит «неопознанный летающий объект».

Существуют ли они в действительности? О них написано много книг, и тысячи людей говорят, что видели их, некоторые даже утверждают, что сфотографировали их. Вероятно, всегда будут люди, верящие в существование НЛО.

Изучение сообщений о летающих тарелках показывает, что НЛО очень отличаются друг от друга. Некоторые люди сообщали, что видели тарелки плоской формы, другие видят тарелки в форме сфер, сигар или пончиков. Похоже, цвет тарелок так же разнообразен, как и их форма. Поступали сообщения о тарелках почти всех цветов. Некоторые даже изменяли свой цвет, пока за ними наблюдали. Люди видели, что тарелки двигались с разной скоростью и во всех направлениях – под углом, вертикально вверх и вниз или зигзагом. Они могут неподвижно зависать в воздухе, издавать свистящий звук или рев.

Когда Военно-Воздушные Силы США стали изучать доклады о летающих тарелках, они обнаружили, что люди ничего не придумывали. Все, кто сообщал о летающих тарелках, действительно что-то видели. Но что? В некоторых случаях «что-то» оказывалось зондом. В других случаях это был спутник, облако, комета, метеорит, звезда, птица, планета или фейерверк. Среди видений были также и отражения солнца в кристаллах льда. Многие представления о летающих тарелках были вызваны шаровыми молниями.

Если бы тарелки были действительно космическими кораблями, во всех рассказах о них было бы что-то общее. Но этого нет. Скорее всего, люди видят не космические корабли, а другие объекты. Поэтому ученые полагают, что нет свидетельств того, что нас посещают, что за нами наблюдают или к нам вторгаются мыслящие существа из других миров.

Кто такой космонавт?

Летчики, непосредственно пилотирующие космические корабли, а также члены экипажа, занимающиеся исследованиями на борту, называются космонавтами, а в США – астронавтами. В 1961 году русский офицер Юрий Гагарин первым совершил космический полет вокруг нашей планеты и приземлился на родную Землю.

20 июля 1969 года американец Нейл Армстронг стал первым человеком, чья нога ступила на Луну. Он сказал: «Это маленький шаг для одного человека, но огромный прыжок для всего человечества».

Обычно космические корабли даже с экипажем, летают в автоматическом режиме, то есть управляются с помощью команд, посылаемых из центра управления полетом. Но случается, особенно при стыковках с орбитальными станциями, что космонавту самому приходится пилотировать кораблем. Все претенденты на полет проходят длительную и сложную подготовку, в том числе и физическую. Ведь при взлете ракеты человеку приходится преодолевать огромные перегрузки, от которых порой не может защитить даже специальный антиперегрузочный костюм.

Какие бывают ракеты?

Ракета взлетает, потому что содержит заряд пороха. Сгорая, порох выделяет газы, которые толкают ракету.

Ракета – это летательный аппарат, движущийся под действием реактивной силы. При сгорании в ракетном двигателе топлива образуются газы. Их выброс и создает реактивную силу, движущую ракету как в воздухе, так и в безвоздушном пространстве – космосе. Помимо всем известных космических ракет, существует множество других: стартовые (или разгонные), помогающие взлетать самолетам; сигнальные, гарпунные, ракеты для фейерверка.

Почему ракета взлетает?

Причина движения ракеты такая же, как и при выстреле из пушки: снаряд летит вперед, а сама пушка отталкивается назад. Вспомните «отдачу» ружья и вообще всякого огнестрельного оружия! Если бы пушка висела в воздухе, ни на что не опираясь, она после выстрела двигалась бы назад с некоторой скоростью, которая во столько же раз меньше скорости снаряда, во сколько раз снаряд легче самой пушки.

Ракета – та же пушка, только извергает она не снаряды, а пороховые газы.

Когда впервые были применены ракеты?

Приходилось ли вам когда-нибудь наблюдать за работой спринклера – устройства для поливки газонов, которое вращается, разбрызгивая воду по кругу? Прекрасно, значит, вы увидели на практике принцип ракеты.

Вода в спринклере с силой вырывается в одну сторону, и эта сила толкает его в противоположную. В ракете быстро сгорающее топливо или взрывчатое вещество оказывает давление в одном направлении, и это заставляет ракету двигаться в противоположном.

Мы живем в век ракет, и нам кажется, что они изобретены нашими современниками. На самом же деле принцип ракеты известен очень давно. Еще китайцы использовали ракеты для фейерверков более 800 лет назад! Затем они стали известны в Индии и арабских странах. Первые упоминания о ракетах в Западной Европе относятся к 1256 году.

Что касается военного применения ракет, то вначале они как бы заменяли горящие стрелы: ими целились в дома, чтобы поджечь их. Затем военные и моряки стали использовать ракеты для подачи сигналов, но до настоящего их применения в войне дело еще долго не доходило.

В 1802 году некий капитан британской армии прочитал, как английские войска в Индии были атакованы с помощью ракет. Это навело его на мысль испытать их в королевской армии. Эксперимент оказался настолько удачным, что очень скоро большинство армий европейских стран, а также Соединенных Штатов начали применять боевые ракеты.

В Европе ракеты использовались в битве под Лейпцигом, в которой Наполеон потерпел поражение. В Соединенных Штатах англичане применили боевые ракеты для бомбардировки форта Мак-Генри в порту Балтимор. Вот почему в национальном гимне США есть слова о багровом свете ракеты.

Однако в течение XIX века артиллерия становилась все более мощным и точным оружием и стала вытеснять ракеты. В результате они опять утратили военное значение. И такое положение сохранялось до второй мировой войны и появления известной германской ракеты Фау-2.

Когда была запущена первая космическая ракета?

Чтобы исследовать околоземное пространство и достичь соседних планет, человеку необходимы космические ракеты. Они управляются космонавтами и несут на борту самое лучшее научное оборудование.

Чтобы запустить ракету в космос, прежде всего, необходимо преодолеть земное притяжение, а потом обеспечить устойчивый полет в межпланетном пространстве.

Ученые и конструкторы сумели решить оба вопроса, и в 1957 году в СССР была запущена первая космическая ракета. Как правило, ракета имеет несколько ступеней, каждая из которых обеспечивает разгон на определенном этапе полета. Последняя из них отвечает за вывод так называемой полезной нагрузки – искусственного спутника – на предусмотренную заранее орбиту.

Что такое катапультируемое кресло?

Пилот, который ведет сверхзвуковой самолет, не может выпрыгнуть из него с парашютом в случае аварии. Для таких случаев предусмотрено специальное устройство, с помощью которого сидение пилота вместе с летчиком и парашютом выбрасывается из самолета.

Катапультирование на скорости – это единственный способ спасти жизнь пилота в случае аварии, если самолет преодолел звуковой барьер и летит со сверхзвуковой скоростью. Но катапультирование тоже не безопасно. Ведь кресло с пилотом выбрасывается взрывом патрона и летит подобно снаряду. Удар о встречный воздушный поток может ранить пилота.

Поэтому перед катапультированием он опускает прочный защитный экран.

Что такое искусственный спутник?

Искусственный спутник – это космический корабль, построенный человеком и выведенный с помощью ракеты на орбиту Земли или других планет. Обычно искусственные спутники оснащены радиоаппаратурой, через которую поступает на Землю различная информация – например, метеорологического характера. Первый искусственный спутник сконструировали советские ученые, он был запущен 4 октября 1957 года. С этого времени началась космическая эра.

Второй искусственный спутник Земли вывели на орбиту 3 ноября того же года. В феврале 1958 американцы запустили свой первый искусственный спутник. Сейчас на земной орбите находится множество спутников, одни используются для телерадиосвязи, другие являются научными лабораториями.

Почему искусственный спутник так называется?

Вокруг нашей планеты вращается Луна, это естественный спутник. С помощью ракет человек запускает в космос научные станции самого разнообразного назначения, которые, вращаясь вокруг Земли становятся ее искусственными спутниками. Собственно говоря, эти научные объекты так и называют: спутники.

Уже запущены тысячи космических станций, которые стали искусственными спутниками Земли. Спутнику при старте задается орбита, которая зависит от его назначения. Существуют спутники космической радиосвязи; метеорологические спутники (занимаются аэрофотосъемкой); спутники, передающие телевизионные сигналы.

4 октября 1957 года СССР запустил первый созданный человеком искусственный спутник. Через 4 года на спутнике совершили путешествие 2 собаки, 10 мышей и несколько насекомых.

Кто построил первый планетарий?

В середине XVII века среди бумаг знаменитого датского астронома Тихо Браге (1546–1601) были обнаружены чертежи совершенно невиданного прибора. Это был глобус, но такой большой, что внутри него могло разместиться несколько человек. Это и был самый первый планетарий.

Герцог Фридрих III узнал об этом приборе и распорядился построить его. Работу поручили известному ученому и путешественнику Адаму Олеарию. Работа над ним продолжалась десять лет – с 1654 по 1664 год, и наконец планетарий был установлен в Готторпском замке, принадлежавшем герцогу.

Сам глобус был сделан из тонкого металла. На наружной стороне была нарисована подробная карта Земли, а внутри – карта звездного неба. Каждая звезда была обозначена маленьким гвоздиком с позолоченной шляпкой, а планеты – гвоздями покрупнее. Внутри шара был устроен круглый стол и специальная скамейка, на которой могло разместиться десять человек. С помощью особого механизма глобус вращался, и тогда зрители могли наблюдать суточное движение светил, вид звездного неба в любой точке Земли.

Новинка сразу же стала такой популярной, что ее модели появились во многих странах. Одна из подобных моделей была сделана в Англии. Она работала от часового механизма и показывала движение Солнца и планет. Прибор был назван оррери по фамилии его создателя – Чарльза Бейля, графа Оррери (1676–1731).

В 1713 году, когда русские войска освободили Голштинию от шведов, глобус был подарен Петру I и привезен в Россию. Любопытно, что в Петербурге глобус сначала установили в «зверовом покое» – помещении, выстроенном для привезенного из Индии слона.

Видимо, для русских людей того времени планетарий был скорее редкостью, чем научным прибором. Только через несколько лет глобус был передан в кунсткамеру Академии наук, где находится и теперь. Вот какая интересная история у первого в мире планетария!

В конце XVII века было окончательно установлено, что Земля вращается вокруг Солнца, а не Солнце вокруг Земли, как полагали многие столетия до этого. И тогда астрономы начали строить специальные часовые механизмы, чтобы показать, как Земля и Луна движутся в течение года.

Как устроен современный планетарий?

Посередине зрительного зала планетария стоит особый аппарат. Он также называется планетарием. Внешне он напоминает огромную гимнастическую гирю с двумя шарами.

В центре каждого шара установлена мощная лампа, а в стенки вмонтированы объективы. В каждом из них находится тонкая металлическая пластинка с отверстиями. Проходя через эти отверстия, свет создает на стене изображение своего куска звездного неба. Все вместе они образуют полную картину звездного неба. Планетарий показывает более 3 000 звезд.

Второй шар устроен так же, как и первый, и показывает вид южного звездного неба. Особые проекторы, приводимые в движение электромоторами, передают движение Солнца и планет. Эту машину придумал немецкий конструктор Бауэрсфельд, и построена она еще в 1929 году.

С помощью такого прибора можно увидеть много интересного – вид звездного неба в любой точке Земли, показать движение комет по небесному своду, солнечные и лунные затмения, полярные сияния и метеоры, прилетающие к Земле из космоса. Можно даже показать то, что нельзя увидеть простым глазом, – повороты земной оси, которая совершает полный оборот за 13 000 лет. А в планетарии его можно увидеть за считанные минуты.

Возникает вопрос – а для чего нужен планетарий? Первоначально планетарий строили для того, чтобы учить школьников, но со временем в нем стали заниматься и космонавты.

Когда появились первые медали, посвященные космосу?

Медали – это знаки отличия, которыми награждают людей за особые заслуги: за хорошую работу или за воинские подвиги. Но есть и другие медали, они называются памятными и посвящены каким-либо большим историческим событиям. Таким величайшим событием в истории человечества явилось освоение космоса, и, конечно же, оно тоже нашло отражение в медалях.

Интересно, что первые медали на космическую тему появились еще до полета первого космонавта Земли Юрия Алексеевича Гагарина.

Одна из таких медалей была сделана в 1957 году скульптором В. Акимушкиной и была посвящена 100-летию со дня рождения ученого-космолога Константина Эдуардовича Циолковского. На оборотной стороне медали на фойе земного шара и устремляющейся ввысь ракете отчеканены пророческие слова ученого: «Я верю, что многие из вас будут свидетелями первого заатмосферного путешествия», которые К. Э. Циолковский сказал задолго до первого космического полета.

Потом появились и другие медали, которые тоже были посвящены космической теме – например, в честь запуска в Советском Союзе первого в мире искусственного спутника Земли и космической ракеты. На одной из медалей изображена фотография обратной стороны Луны. Это тоже было важное событие в космическом мире, когда удалось сфотографировать невидимую с земли сторону Луны.

И, конечно же, много медалей были посвящены полету первого космонавта Юрия Алексеевича Гагарина, который произошел 12 апреля 1961 года. Многие из этих медалей выполнены скульптором Н. Соколовым, который больше внимания уделил самому космонавту. На них Юрий Алексеевич изображен и в гермошлеме, и в летной фуражке, и с непокрытой головой.

Есть медали, посвященные главному конструктору космических кораблей академику Сергею Павловичу Королеву. На оборотной стороне одной из них отчеканены слова этого ученого, который, как и Циолковский, не сомневался, что космонавтике принадлежит будущее. Он так и говорил: «Космонавтика имеет безграничное будущее, и ее перспективы беспредельны, как сама Вселенная».

Освоение космоса продолжается и в наши дни, и все его наиболее значительные этапы отражены в медалях, которые можно назвать своеобразным памятником покорения космоса человеком.

Что изучает метеорология?

Метеорологи наблюдают за погодой во всех точках земного шара. Только так они могут составлять прогнозы погоды, необходимые для полетов летательных аппаратов, плавания кораблей и для путешественников.

Метеорология изучает земную атмосферу и происходящие в ней процессы. И на базе этих знаний, насколько это возможно, она предсказывает ожидаемые изменения в погоде. Прогноза не бывает без регулярных наблюдений состояния атмосферы: температуры, электрических явлений, ветра, влажности, дождя, снега.

Долгое время метеорология считалась неточной наукой. Сегодня же благодаря сведениям, поступающим по радиосвязи отовсюду – с метеостанций, судов, метеоспутников, можно делать более точные прогнозы погоды.

Как метеорологи предсказывают погоду?

Понятие «погода» включает в себя все состояния атмосферы. «Погода» включает в себя такие состояния атмосферы, как холодное, теплое, сухое, влажное, солнечное, облачное, ветреное, тихое. Погода меняется каждый день, а состояние погоды в течение года называется «климатом».

На погоду влияют различные факторы, но самый основной – это Солнце. Солнечное тепло испаряет воду и согревает воздух, отчего восходящие потоки теплого воздуха поднимают водяные пары в небо. Там воздух остывает, и пары конденсируются в дождь. Это может происходить постепенно или быстро. При резкой смене погоды бывают бури.

В Англии имеется около 200 пунктов, регистрирующих погоду, приблизительно столько же имеется на территории всей остальной Европы. Кроме этого, «корабли погоды», расположенные в Атлантике, а также специальные самолеты, несущие дежурство, следят за изменениями погоды. Прогноз погоды составляют на основании этих сообщений и других метеорологических данных.

Карты, которые изучают специалисты по погоде, могут сообщить им различную информацию: районы с одинаковым давлением, участки с равной температурой, направление ветра, облачность или чистое небо, дождь или снег, количество выпавшего дождя, районы с повышенным или пониженным давлением.

Метеорологи, изучая карту, могут предсказать, что можно ожидать при данных условиях атмосферы. Они знают, что низкое давление означает сильные ветры из-за перемещения холодного воздуха на смену теплому, поднимающемуся вверх воздуху, насыщенному влагой. Высокое давление означает хорошую погоду.

В Северном полушарии ветры в районах с высоким давлением дуют по часовой стрелке. При низком давлении – против часовой стрелки. То есть даже направление ветра можно предсказать. Метеорологи также знают скорость перемещения участков с различным давлением.

На основании показаний многочисленных приборов и исследований, метеоролог хорошо представляет, какая погода ожидается в твоем районе!

Как составляются метеорологические прогнозы?

Метеорологические прогнозы стали делать лишь в наше время. Множество метеорологических станций, разбросанных по всей планете, собирают информацию о ветре, уровне осадков, высоте снежного покрова и солнечной активности. Образованная в 1950 году Всемирная метеорологическая служба оказывает помощь в сборе информации метеорологам всех стран.

Зонды, радары, спутники, самолеты, обсерватории, безвестные посты наблюдателей дают точную информацию о состоянии атмосферы. Только так, объединив все силы, можно предвидеть погоду и в маленьком городке, и на территории огромной страны. Но, увы, уровень наших знаний все еще не позволяет делать долгосрочные прогнозы.

Кто первым измерил атмосферное давление?

Любой газ, в том числе и воздух, окружающий Землю, имеет вес. С помощью барометра можно даже измерить давление, которое он оказывает на предметы. Зная атмосферное давление, легче предсказывать погоду или, например, определять высоту полета самолета.

В 1643 году итальянский физик и математик Торричелли изобрел ртутный барометр. Тем самым он показал, что давление воздуха может быть измерено.

Атмосферное давление различно в горах и на уровне моря, оно также зависит от погоды.

Перед дождем оно падает, а перед улучшением погоды – поднимается. Когда самолет набирает высоту, давление уменьшается (на 1 сантиметр ртутного столба за каждые 100 метров), и наоборот, при снижении самолета оно увеличивается. Так с помощью барометра можно определять высоту полета. Более точный прибор для определения высоты называется альтиметром. Принцип его работы – почти тот же, что и у барометра.

Что такое карта?

Географическая карта – это земная поверхность или ее участок, изображенный на плоскости: на бумаге, материи, картоне. Географическая карта не бывает точной по очень простой причине: на плоскости отображается искривленная поверхность земного шара. Эта поверхность переводится на плоскость методом проецирования. В картографии существуют различные его способы в зависимости от предназначения карты. Автор самого известного способа проецирования – фламандский географ Меркатор. Его метод был создан в 1568 году. На основе такого способа и сегодня составляют карты для атласов. Но здесь существуют серьезные недостатки: у полюсов получается такая же широта, как и у экватора, а некоторые страны расползаются до размеров континентов.

Самые древние карты составили египтяне в 1400 году до нашей эры, уже более совершенные карты рисовали греки. Греческий астроном Клавдий Птолемей, родившийся в Египте во II веке нашей эры, создал самые известные древние карты. Землю он поместил в центре мира и пользовался при составлении карт специальными линиями, что применяется и по сей день, а ведь тогда была известна очень маленькая часть Земли.

В картографии требуется высокая точность. Теперь это стало возможным благодаря аэрофотосъемке с самолетов и спутников, и контуры рельефа наносятся более точно.

Content

В. Ситников Г. Шалаева Е. Ситникова
Кто есть кто в мире звезд и планет

Вселенная

Солнечная система

Планета Земля

Космос и человек