Реферат Земля - Банк рефератів, творів, доповідей, курсових та дипломних робіт
Сліди примітивного життя виявлені в породах, яким майже 3,5 мільярда років, - найстаріших із відомих порід на Землі. Життя це представлене бактеріями та водоростями, тобто найпростішими одноклітинними організмами.
Ймовірно, протягом попередніх 1000 мільйонів років Землі поступово утворилися океани з води мантії, викиданої вулканами поверхню під час виверження. Спочатку атмосфера складалася, очевидно, головним чином водню. Кисень у повітрі утворився або внаслідок впливу світла на водяні пари, або його виділяли рослиноподібні морські організми.
Близько 570 мільйонів років тому Землі почався бурхливий розвиток життя. Близько 400 мільйонів років тому в атмосфері вже було достатньо кисню для росту рослин на суші, а за наступні 50 мільйонів років з'явились і почали еволюціонувати наземні тварини.
Античні уявлення про Землю.
Дуже давно люди цікавилися тим, як улаштований світ, у якому вони живуть, і запитували себе: яку форму має Земля? На чому вона тримається? Як рухаються Сонце, Місяць та зірки? Що таке небо? Спочатку відповіді ці питання були наївними, абсолютно фантастичними. Наприклад, люди вважали, що Земля плоска, як млинець, тримається на трьох китах (чи трьох слонах), кити плавають у океані. На чому тримається океан? Це питання ставити було не можна: за це могли серйозно покарати, бо всі сумніви в цій картині світу трактувалися як брехня.
Існувала думка, що небо – це величезний купол, який перекриває землю (див. рис. 4). До бані прикріплені зірки, і по ньому в колісницях роз'їжджають Сонце (вдень) та Місяць (вночі). Існувала навіть легенда, що якийсь мандрівник, дійшовши до краю Землі, переконався у цьому на власні очі.
Понад дві тисячі років томутому такі примітивні ставлення до світобудові перестали задовольняти вчених- філософів Стародавню Грецію. Так, Піфагор та його учні (VI ст. до н. е.) вже добре знали, що Земля має форму кулі і ні на чому не тримається. Ератосфен досить точно виміряв розміри земної кулі.
Давньогрецькі філософи та математики розробили досить струнку картину світобудови. Її узагальнив Арістотель. Завдяки його працям, які мали велику популярність, вона була засвоєна вченими Стародавнього Риму, Аравії, а потім і європейцями. Ця картина світу стала основою світорозуміння майже на 2000 років, до праці Коперника та його послідовників.
З поглядів Аристотеля випливали відповіді на два питання, які бентежили вчених не тільки в давнину, а й у середні віки і здавалися їм дуже складними: якщо Земля – куля і ні на чому не тримається, то чому вона не падає? Якщо Земля – куля, то люди на іншій півкулі повинні стояти догори ногами – як же вони цього не відчувають? Аристотель дотримувався погляду, що Земля – природний центр Всесвіту, проте важкі тіла прагнуть цього центру. Але якщо Земля – центр, то їй нема куди падати. А люди будь-де Землі стоять так, щоб центр Землі був у них під ногами. Визнання кулястості Землі було для науки на той час значним кроком уперед, хоча багато інших пояснення Аристотеля з сучасної погляду наївні.
Було створено геоцентричну систему, у якій передбачалося, що навколо Землі як центру Всесвіту розташовується безліч сфер, у яких, вважалося, перебувають небесні тіла: Місяць, Меркурій, Венера, Сонце, Марс, Юпітер, Сатурн - нерухомі зірки. Всі ці сфери мали здійснювати добове обертання навколо Землі, а сфери Місяця, Сонця та п'яти планет – складніший річний рух. Ця системабула названа геоцентричною, бо в її центрі знаходилася Земля (від грец. Слова ge – Земля). Геоцентрична система до кінця XVI ст. була прийнята більшістю вчених, але згодом вона зазнала змін.
IV. У своєму первісному вигляді геоцентрична система не давала можливості проводити розрахунки становища Сонця, Місяця та планет серед зірок. Водночас досить точні знання про їхнє взаємне розташування в різні пори року здавна були необхідні для практики. У деяких країнах, наприклад в Єгипті та Месопотамії, родючість ґрунту залежала від розливу річок, і потрібно було досить точно передбачати час початку та кінця розливу та сівбу. Нарешті, люди вірили, що розташування планет і зірок впливає на їх долі, успіх лікування хвороб, дохідність ділових операцій, перемогу у війні та ін. небосхилі планет, Місяця і Сонця.
Олександрійський вчений Клавдій Птолемей (приблизно з 90 по 160 р.) узагальнив усі відомі в Стародавній Греції та Римі відомості про рух небесних тіл і запропонував оригінальну теорію планетних рухів, яка дозволила проводити розрахунки з необхідною для практики точністю.
Він припустив, що планета обертається не навколо Землі, а навколо центру деякого допоміжного кола – епіциклу. У свою чергу центр цього епіциклу звертається навколо Землі по іншому допоміжному колу – деференту.
Античні та сучасні дослідження Землі.
Як виміряли радіус Землі? З астрономічних спостережень давньогрецькі вчені ще IV в. до зв. е. дійшли висновку, що Земля куляста. Дотримуючись цього висновку, Ератосфен, який жив у Єгипті (276 – 194 рр. до н. е.) вирішиввизначити довжину кола земної кулі. Ідея Ератосфена полягала в тому, що потрібно було в той самий день (полудень) у двох точках Землі, що знаходяться на півдні та на півночі Єгипту, виміряти зенітну відстань Сонця в градусах (див. рис. 4). Різниця цих відстаней дорівнює різниці географічних широт пунктів спостереження. Далі слід виміряти відстань між пунктами спостереження. Розподіливши цю відстань на число градусів, можна визначити довжину частини кола Землі, що припадає на один градус, а далі легко визначити і довжину кола Землі, і її радіус.
Найвища точка на небосхилі (на небесній сфері) називається зенітом. Якщо світило, наприклад, зірка, знаходиться в зеніті, то вона сяє прямо над головою спостерігача. Кут між променем, спрямованим з ока спостерігача на світило, і вертикальним напрямом називається зенітною відстанню світила. Для виміру зенітної відстані Сонця Ератосфен винайшов спеціальний прилад – скафіс.
Скафіс є чашею у вигляді півсфери, на дні якої закріплений металевий стрижень. На внутрішню порожнину скафісу наносяться поділки у градусах. Скафіс встановлюють по схилу так, щоб стрижень, спрямований по радіусу сфери, займав строго вертикальне положення, тобто був спрямований на зеніт. На освітленій Сонцем внутрішньої порожнини скафісу має бути тінь, яку відкидає стрижень. Дуга, що вимірюється в градусах від основи стрижня до кінця тіні, дорівнює зенітній відстані Сонця.
Довжина грецьких стадій точно невідома, але відстань між Олександрією та Асуаном за сучасними вимірами становить 800 км. Звідси випливає x/800=360°/7,2°. Отже, довжина кола земної кулі виходить рівною 40 000 км.
Наприкінці XVIII ст. Французька Академія наук спорядила дві експедиції дляперевірки вимірювань Ератосфена та уточнення довжини одного градуса дуги меридіана. Одна експедиція працювала у Фінляндії та Швеції, поблизу Північного полярного кола, а інша – у Перу, в екваторіальних широтах. Виявилося, що виміри Ератосфена загалом узгоджуються з отриманими результатами.
У той же час з'ясувалося, що полярний радіус Землі на 21 км коротший від екваторіального. Таким чином, Земля є еліпсоїд обертання – трохи сплюснута куля, як і передбачали теоретичні розрахунки І. Ньютона.
Скільки важить земля?
Земля розташована в космічному просторі, тому дізнатися про вагу планети дуже складно. Не покладеш її на ваги! Тому ми поговоримо про вагу тих речовин, з яких Земля складається, тобто про її масу.
Маса Землі приблизно дорівнює 6,6 сикстильйонів тонн. Щоб зрозуміти, яке це величезне число, давайте його запишемо: 6600000000000000000000.
Як же вчені дізналися про масу Землі? Свій розрахунок вони ґрунтували на загальновідомій властивості всіх тіл притягатися один до одного. Саме ця їх якість є основою земного тяжіння. Відповідно до закону земного тяжіння сила тяжіння двох тіл залежить від їх мас та їх відстані між ними. Що більше предмети, то більше вписувалося сила їх тяжіння, і, навпаки, що далі вони розташовані друг від друга, тим менше вони притягуються.
Давайте розберемося, як учені «зважили» Землю. Для цього вони взяли великий вантаж, підвісили його, вимірявши точне положення. Потім до підвішеного вантажу наблизили цілу тонну металу. Вантаж та метал почали притягуватися один до одного. Вантаж трохи відхилився від свого первісного становища (величина відхилення становить приблизно одну мільйонну частину сантиметра. Ось чому виміри потрібно робити з особливою точністю).
Визначившивеличину відхилення вантажу вчені змогли приступити до обчислення ваги Землі. Для цього необхідно дізнатися силу тяжіння між Землею та вантажем та між металом та вантажем. Відносна різниця між двома показниками та дасть нам масу Землі.
З чого складається земна маса? Поверхня Землі покрита корою з твердої породи, під нею розташована земна мантія, що також складається з твердої породи, а в середині знаходиться ядро планети. Температура у центрі Землі дуже висока, тому ядро складається з розплавлених речовин.
Як вчені дізналися, що в центрі Землі?
Жоден вчений, жоден спеціальний прилад не може дістатися центру Землі. Але як люди дізналися, що знаходиться в самому серці нашої планети? Насамперед, людство стало накопичувати знання про будову земної кулі, вивчаючи вулканічні виверження. З інших надр вивільняється гарячий газ, викидаються розплавлені камені. Все це свідчить про те, що температура у центрі Землі дуже висока. Інший спосіб – вивчення землетрусів. Картина сейсмічних хвиль, що стрясають Землю, - своєрідний рентгенівський знімок будови нашої планети.
Якщо землетрус порівняти з каменем, кинутим у воду, кола на воді дуже нагадують сейсмічні хвилі, що розбігаються від центру в усіх напрямках. Але Земля не складається з тих самих речовин, як вода. Тому швидкість поширення сейсмічних хвиль залежить від складу гірських порід. Наштовхуючись на тверді освіти, такі хвилі можуть змінювати напрямок. За допомогою дуже чутливих приладів вчені досліджують сейсмічні хвилі і дізнаються про будову Землі.
Вчені помітили, що приблизно на глибині 2800 км хвилі рухаються зовсім не так, як на невеликій відстані від земної поверхні. Одні сейсмічніхвилі різко змінюють напрямок свого руху, інші – несподівано зникають.
Реєструють сейсмічні хвилі сейсмічні станції, які розташовані навколо епіцентру землетрусу. Але хвилі відзначаються працівниками станції аж ніяк не завжди в один і той самий час. Частково це пояснюється тим, що склад породи, що рухається коливаннями хвиль, неоднаковий. Ось чому, вивчаючи поведінку сейсмічних хвиль, можна познайомитися і з будовою земної кулі.
Отже, що складається з нашої планети? Найвищий шар, земна кора, «зліплений» із твердої породи. Товщина земної кори не скрізь однакова. На материках вона сягає 60 – 70 км, а під океанами – 5 км. Під земною корою розташована мантія, яка також складається із твердої породи. Товщина мантії – приблизно 2900 км. У центрі є ядро Землі. Зовні ядро складається з розплавлених речовин, переважно заліза та нікелю. Внутрішнє ядро складається з сплаву металів, що затвердів, (рис. 2, 3).
Чи завжди Земля знаходиться на однаковій відстані від Сонця?
Чи знаєте ви, чому взимку холодно, а влітку спекотно? Зміна пір року викликана зміною положення земної осі щодо Сонця. Це відбувається під час обертання Землі довкола небесного світила. Відхилення земної осі незначно, якщо враховувати ту величезну відстань, що відокремлює Землю від Сонця. Саме через ці невеликі відхилення влітку ми гріємось на сонечку, а взимку кутаємось у теплі шуби.
Варто було б Землі лише трохи відійти від Сонця, і ми всі перетворилися б на бурульки. А якби наша планета ще на крок наблизилася до Сонця, ми розплавилися б від спеки. Тому Земля практично завжди знаходиться на однаковій відстані від Сонця, яка дорівнює приблизно 149 мільйонів кілометрів.
Що ж до іншихпланет Сонячної системи, їх орбіти аж ніяк не схожі на майже правильне коло, як орбіта Землі, і тому протягом року відстань планет від Сонця значно змінюється, (див. рис.5).
Чому ми не відчуваємо, як обертається наша планета?
Колись, давно вважалося, що Земля стоїть на місці, а навколо неї рухаються Сонце, Місяць і зірки. З першого погляду може здатися, що справа саме так, бо ніхто не відчуває, як обертається Земля. Адже якби вона рухалася, то, напевно, ніщо не змогло б утриматися на поверхні Землі, а вже вода морів і океанів давно б захлеснула сушу.
Сьогодні ми знаємо, що Земля обертається. По-перше, навколо Сонця. По-друге, навколо своєї осі. Не лише ми пересуваємось разом із Землею. Разом із нами рухається й атмосфера. Тому й складається враження, що ми стоїмо на місці. Сила земного тяжіння не дозволяє водам океанів та морів вийти зі своїх берегів. Вона притягує всі предмети до земної поверхні.
З явищами, викликаними рухом Землі, ми зустрічаємося щодня, але не здогадуємося, що це означає. Обертання Землі викликає зміну дня та ночі. Якби Земля стояла на місці, то на боці планети, поверненої до Сонця, завжди було б світло і ніколи не наставала ніч, а на іншій, навпаки, ніколи не наставав ранок, і людям довелося б жити в повній темряві. Але Земля, обертаючись навколо своєї осі, підставляє небесному світилу то свою сторону, то іншу. Зміна дня та ночі відбувається кожні 24 години. Саме стільки часу потрібно Землі, щоб зробити один оберт навколо власної осі.
Рух Землі навколо Сонця не можна безпосередньо відчути, хоча це явище дуже впливає на все наше життя. Обертання Землі навколоСонця – причина зміни пір року, а наше життя багато в чому залежить від цього. Земля здійснює один виток навколо Сонця за 365 день, що, власне, і називається роком. Роками ми вимірюємо історію Землі, тривалість людського життя.
Відхилення Землі від умовної вертикальної осі на 23,5 градуси впливає зміну пір року. Кожен полюс Землі по черзі повертається до Сонця. Тому Північна півкуля протягом шести місяців зігрівається Сонцем, отримуючи більше сонячного світла.