География и Астрономия. Страница 7

​​ЭВОЛЮЦИЯ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ. Часть третья «Давайте будем людьми хотя бы до тех пор, пока наука не откроет, что мы являемся чем-то другим», – Станислав Ежи Лец. Примерно за 500 миллионов лет – от 570 до 66 млн лет назад – у животных произошло формирование скелета, глаз, мозга, крыльев. Морские обитатели стали активно выходить на сушу. Появились и исчезли динозавры. 570 млн лет назад началась «Скелетная революция». Множество организмов приобрели минеральный скелет. Животные стали вырастать до больших размеров и начали активно перемещаться. В перспективе это предопределило их выход на сушу. 541–485 млн лет назад произошёл «Кембрийский взрыв» – внезапное увеличение биоразнообразия. У некоторых групп животных возникает сложно устроенный глаз. Это огромный эволюционный шаг: теперь животные могли видеть окружающий мир. Зарождаются первые рыбы, имеющие челюсть. 520 миллионов лет назад появляются первые хищные, питающиеся другими многоклеточными животными. Выход жизни на сушу – событие, сильно растянутое во времени. Самые древние ископаемые остатки грибов и растений на суше датируются 480–460 млн лет назад, хотя грибы, возможно, колонизировали сушу ещё 1 млрд лет, а растения 700 млн лет назад. Около 380—375 млн лет назад эволюция рыб привела к появлению первых четвероногих. Плавники превратилась в конечности, четвероногие стали дышать воздухом. 359–299 млн лет назад наземные позвоночные животные заняли в сообществе место «суперхищников», способных съесть любое членистоногое. После выхода позвоночных на сушу стала значительной роль нервной системы. Активно формируется мозг. Около 350 млн лет назад появились первые насекомые с крыльями. Однако развитие полета остается загадкой для ученых. Неизвестно, у какой именно группы впервые возникла способность к примитивному планирующему полету. Меняется растительный мир: несколько групп наземных растений выработали форму дерева с мощной корневой системой и вертикальным ветвящимся стволом. Появились предки динозавров – архозавры. 250 млн лет назад произошло массовое пермское вымирание – одна из крупнейших катастроф биосферы в истории Земли. Исчезло 96 % всех морских видов и 73% наземных видов позвоночных. Общепринятого объяснения причин вымирания нет. Динозавры стали доминирующими наземными позвоночными 240 млн лет назад. Динозавры делятся на две основные ветви: птицетазовые и ящеротазовые. Учёные выявили более 900 различных родов и более 1000 видов нептичьих динозавров. Передвигались они как на двух, так и на четырёх конечностях. На сегодняшний день считается, что динозавры населяли все континенты. 145,0–66,0 млн лет назад было наибольшее число разновидностей динозавров. 66 миллионов лет назад все нептичьи динозавры вымерли. Было ли это исчезновение постепенным или внезапным – предмет споров. Согласно одной из гипотез, причиной стал удар астероида или кометы в районе мексиканского полуострова Юкатан, в результате чего температура на планете могла снизиться более чем на 20 градусов. Возможно, вымирание связано с повышенной вулканической активностью и опасными, вырывающимися из вулканов, ядовитыми газами. Таким образом, 66 млн лет назад на смену резко завершившемуся «веку рептилий», пришёл «век млекопитающих». Долгое время на территории России не удавалось найти скелетов динозавров, но на сегодняшний день найден десяток крупных захоронений: в Читинской области, на берегах Амура, на Сахалине, в Кемеровской области, в Бурятии, Якутии. Следующий пост будет посвящён возникновению и эволюции Человека. Подпись к фото: Одним из самых ранних известных на сегодняшний день динозавров считается ставрикозавр, живший 228 млн лет назад, частичный скелет которого был обнаружен на территории современной Бразилии.

​​ЭВОЛЮЦИЯ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ. Часть вторая «Случись мне присутствовать при сотворении мира, я бы дал кое-какие советы по части лучшего устройства мироздания», – Альфонсо Кастильский, XIII век. Напомним, что последний универсальный общий предок, от которой произошли все организмы, ныне живущие на Земле, появился не позднее 3,48 миллиарда лет назад. Это была клетка, одноклеточный организм. После этого наступила эпоха длиной примерно в миллиард лет, в течение которой облик Земли определяли в первую очередь цианобактерии. 2,4 млрд лет назад. Именно из-за цианобактерий 2,4 млрд лет назад произошла «кислородная революция», результатом которой стало появление в составе атмосферы свободного кислорода. За короткое по меркам земной истории время (десятки миллионов лет) концентрация кислорода в атмосфере выросла примерно в тысячу раз и осталась на этом уровне. До прежних ничтожных величин она не опустится больше никогда. Ответом на кислородный вызов стало появление бактерий. Микробы освоили получение энергии с помощью кислорода. Через 200 миллионов лет после кислородной революции появляются многоклеточные эукариоты – живые организмы, клетки которых содержат ядро. «Земля-снежок». 2,4–2,1 млрд лет назад случилось наиболее длительное в истории Земли глобальное Гуронское оледенение. Учёные предполагают, что это и последующие ледниковые периоды были настолько серьёзными, что планета была полностью заморожена от полюсов до экватора. Эта гипотеза называется «Земля-снежок». Гуронское оледенение, длившееся 300 миллионов лет, могло быть вызвано увеличением концентрации кислорода в атмосфере. Концентрация метана резко снизилась, что привело к уменьшению парникового эффекта и похолоданию. Однако оледенение не могло остановить тектоническую активность земной мантии: вулканы продолжали выбрасывать в атмосферу углекислый газ, и со временем его накопилось достаточно, чтобы восстановить парниковый эффект и растопить льды. «Скучный миллиард». Промежуток от 1,8 до 0,72 млрд лет назад примечателен тектонической и климатической стабильностью, и очень медленной эволюцией живых организмов. Учёные-острословы дали этому периоду ёмкое определение – «Скучный миллиард». В этот период эукариоты (надцарство живых организмов, клетки которых содержат ядро) разделились на растения, грибы и животных. Но все значительные трансформации происходили в недрах Земли. Именно тогда сформировались некоторые ценные породы полезных ископаемых: свинец, цинк, серебро. В это же время возникли запасы редких минералов: бериллий, бор, уран. Земные материки в течение этого миллиарда лет вначале соединились в единственный гигантский континент, потом снова распались и вновь соединились. Таким образом, малоизученный промежуток времени, от 1,8 млрд до 850 млн лет назад, точно так же отмечен постоянными переменами, которые характерны для каждой стадии эволюции нашей планеты. К периоду, начавшемуся 850 млн лет назад, поверхностная среда Земли необратимо изменилась. Постоянно обогащавшийся кислородом океан у берегов изобиловал водорослями и микроорганизмами. После «Скучного миллиарда» произошли еще два оледенения. Все оледенения завершались одинаково: в какой-то момент ледяной щит уже не мог сопротивляться парниковому эффекту, и тогда начинался лавинообразный процесс разогрева планеты. Буквально за несколько тысяч лет весь лед таял. Освободившаяся вода заливала значительную часть суши мелкими окраинными морями. Эпоха «Земли-снежка» закончилась 635 миллионов лет назад. В следующем посте: «Скелетная революция» и хитрый мозг. Подпись к фото: Валония пузатая – один из самых больших одноклеточных многоядерных организмов, вид зелёных водорослей. Известна под названиями «морская жемчужина», «проклятая виноградина» и «глазное яблоко моряка». Из-за многоядерности валония превратилась в назойливый организм, от которого трудно избавиться. Даже если валонию разрезать, она просто создаст множество новых «себя». Организм может восстановиться даже из кусочка цитоплазмы.

​​Эволюция жизни на Земле. Часть первая Тема происхождения жизни увлекательная, но непростая. О четырёх миллиардах лет невозможно рассказать в двух словах. Поэтому посвятим этому вопросу несколько постов. Будем рассказывать о самом интересном. «Объяснить происхождение жизни на Земле только случаем – это, как если бы объяснили происхождение словаря взрывом в типографии», – Чарльз Дарвин. Как появилась жизнь на Земле? Концепций всего две. Первая – жизнь привнесена из космоса. Вторая – жизнь возникла на нашей планете. Доказать правоту какой-либо из двух существующих гипотез никому не удалось. Как не получилось придумать и третий путь. Гипотеза о занесении жизни на Землю из космоса имеет поддержку со стороны авторитетных учёных. Ловушка гипотезы состоит в том, что вопрос возникновения жизни просто переносится в другое место, на неведомую планету. Но тогда возникает дилемма – а как жизнь появилась на другой планете? Итак, вопрос остаётся нераскрытым. Когда появилась жизнь на Земле? 4,56 миллиарда лет назад возникло Солнце. 4,54 миллиарда лет назад образовалась Земля. На протяжении первых сотен миллионов лет на Земле не существовало никаких форм жизни. Считается, что последний универсальный общий предок (англ. LUCA) – последняя популяция организмов, от которой произошли все организмы, ныне живущие на Земле, – появился 3,48–4,28 миллиарда лет назад. Гипотеза о существовании последнего универсального общего предка была впервые предложена Чарльзом Дарвином в 1859 году. Последний универсальный общий предок был маленьким одноклеточным организмом, клеткой. Клетки предположительно жили в океане. Чёрные курильщики океана – место возможного обитания последнего общего предка всех живых организмов. Чёрные курильщики – это гидротермальные источники воды на дне океанов. Глубина залегания: от двух до пяти тысяч метров. Возможно, курильщики были точками зарождения жизни на планете: по крайней мере, такие системы имеют всё необходимое для этого. На дне океана сквозь толщу коры вырывается очень горячая вода. В этой воде растворяется сероводород, сульфиды и оксиды металлов, твёрдые частицы которых придают воде черную окраску. Вырывающиеся из литосферы струи воды напоминают клубы чёрного дыма, за что они и получили своё название. Казалось бы, здесь типичная долина смерти – горячие вулканические газы и высокая концентрация ядовитых химических соединений. Однако рядом с курильщиками существует иерархическая экосистема, в которой различные виды морских животных связаны между собой питательной цепочкой. Как возникла живая клетка? И на этот вопрос ответа нет. Вряд ли однажды клетка получилась сама собой из атомов химических элементов. Это немыслимый вариант. Даже простая клетка бактерии содержит сотни генов, тысячи белков и разных молекул. Астроном Фред Хойл однажды пошутил, что синтез клетки так же невероятен, как сборка «Боинга» ураганом, пронесшимся над свалкой запчастей. Древнейшие свидетельства жизни на Земле. В осадочных породах Западной Гренландии обнаружен биогенный графит возрастом 3,7 миллиарда лет. В Квебеке (Канада) найдены предполагаемые ископаемые остатки микроорганизмов возрастом по меньшей мере 3,77 млрд лет. В Австралии, в регионе Пилбара, в порах минерала были найдены нити органического вещества, похожие на остатки биоплёнок, образованных микробными колониями. Возраст 3,5 млрд лет. Но есть нюанс: эти следы существования жизни представляют собой не окаменелые остатки микробов, а горные породы, формирующиеся из живой материи. В принципе, похожие породы могут возникнуть и иными путями, из-за чего многие ученые оспаривают их биологическое происхождение. Живое из неживого? В 1923 году советский биохимик Александр Опарин выдвинул гипотезу абиогенного (небиологического) происхождения жизни из «органического бульона». Теория основывается на том, что зарождение жизни – это процесс зарождения живой материи в недрах неживой. Данная идея до сих пор принимается во внимание мировым сообществом. В следующем посте: Земля-снежок и Скучный миллиард. Подпись к фото: Чёрные курильщики океана

​​ПРОИСХОЖДЕНИЕ МИРОВОГО ОКЕАНА Продолжение. Начало в предыдущем посте. Эта тема является предметом научных споров. Приведём широко распространенное научное представление. Образование Земли началось 4,54 млрд лет назад. Первоначально Земля не имела атмосферы и гидросферы. Магматический океан. Образование планеты сопровождалось сильным гравитационным сжатием и выделением огромного количества тепла. Поэтому первые сотни миллионов лет у поверхности Земли существовал магматический океан. В магматическом океане более плотные вещества (тяжелые металлы) погружались, образуя металлическое ядро планеты. Менее плотные вещества (силикаты) всплывали, создавая мантию и литосферу. Кипящие фракции переходили в газообразное состояние и формировали первичную плотную и горячую атмосферу Земли. В атмосфере появился водяной пар, количество которого постепенно увеличивалось. Дальнейшее остывание верхних слоев планеты и понижение температуры ниже точки кипения вызвало конденсацию водяного пара и тем самым появление жидкой фазы воды. Озёра на поверхности молодой планеты неоднократно испарялись и появлялись вновь, пока не установился подходящий температурный режим. Таким образом, гидросфера Земли начала формироваться не позднее 4 млрд лет тому назад. Происходило постепенное остывание поверхности планеты и конденсация водяного пара первичной атмосферы. Первые моря будущего Мирового океана заполняли впадины застывшего рельефа, разрастались, сливались с соседними водными бассейнами. Первоначально древние океаны были мелководными. Воды Мирового океана достигли объема близкого к современному приблизительно около 570 млн лет назад, и в дальнейшем пополнялись во время вулканических извержений. Оранжевое небо, зелёный океан. Около 2.5 миллиардов лет назад Земля была совсем не похожа на нынешнюю. На ней под оранжевым небом плескался зеленый океан. Атмосфера, предположительно, была наполнена аммиаком и метаном. Но именно в это время произошла «Кислородная революция» – глобальное изменение состава атмосферы Земли. Результатом стало появление в составе атмосферы свободного кислорода. «Творцами» современной кислородсодержащей атмосферы на Земле, согласно общепринятой версии, стали цианобактерии. Это синезелёные водоросли – крупные бактерии, способные к фотосинтезу, сопровождающемуся выделением кислорода. В результате «кислородной катастрофы» океан и небо окрасились в голубой цвет, но самое главное – произошел невиданный эволюционный скачок. В океане, наряду с простыми, стали появляться сложные жизненные формы. Так продолжалось ещё 2 млрд лет, и около 540 миллионов лет назад фитопланктон увеличил концентрацию кислорода приблизительно до нынешнего уровня. Палеонтологи считают, что этот всплеск случился благодаря питательным веществам, которые выносились в океан гигантскими, размером с целый континент, ледниками. Кроме того, планктон стал обладать более эффективным механизмом фотосинтеза. Этот процесс подготовил почву для распространения сложных форм жизни: в итоге она проникла во все уголки планеты. После этого фитопланктон прекратил процесс кардинальной перестройки Земли и принялся поддерживать сложившееся равновесие. «Мы сами чувствуем, что всё, что мы делаем – это капля в океане. Но океан будет меньше без этой капли», – Мать Тереза. Подпись к фото: Шаровидная колония цианобактерий. В следующих постах мы рассмотрим одну из самых загадочных тем – происхождение жизни в воде и на суше.

​​МИРОВОЙ ОКЕАН – ЖИДКАЯ ВОДА, НАЧАЛО ЖИЗНИ, ЛЁГКИЕ ПЛАНЕТЫ «Ты никогда не пересечёшь океан, если не наберёшься смелости потерять из виду берег», – Христофор Колумб. Земля – уникальная планета, самым удивительным на ней является наличие огромного количества воды в жидком состоянии. Водяной пар и лед можно найти на других планетах, даже в астероидах и метеоритах, но жидкая вода есть только на Земле. Особенность жидкой фазы воды заключается в том, что она может существовать лишь в очень узком диапазоне температур: от 0 до 100 градусов С. Такие температурные условия сохраняются продолжительное время только на Земле. Этот факт сделало возможным возникновение и развитие жизни на планете. Много ли на Земле пресной воды? Гидросфера – водная оболочка Земли. Её принято делить на Мировой океан, континентальные поверхностные воды и ледники, а также подземные воды. Гидросфера в процентах: – солёные океанические воды составляют 96,4 % от объёма, – воды ледников – 1,86 %, – подземные воды – 1,68 %, – поверхностные воды суши — немногим более 0,02 %. Самым большим хранилищем воды является Мировой океан. Мировой океан – это глобальный водоём морской солёной воды, непрерывная водная оболочка Земли, окружающая материки и острова. Мировой океан покрывает 70,8% нашей планеты и является основной частью гидросферы. Сколько океанов на планете? В 2000 году Международная гидрографическая организация приняла разделение на пять океанов: Атлантический, Индийский, Тихий, Южный Ледовитый и Северный Ледовитый. В России не принято выделять Южный Ледовитый океан, поэтому в нашей стране считается, что океанов четыре. Мировой океан исследован очень мало, не более чем на 5% своего объема. Начиная с глубины 3500 метров велика вероятность обитания морских животных до сих пор неизвестных науке. Естественный свет может проникать в океан лишь на глубину до 200 метров. С этой отметки начинается так называемая «сумеречная зона» океана. Изначально главенствовала гипотеза, что источником жизни на Земле является только Солнце. Открытие живых существ в таких глубинах океана, куда не проникает солнечный свет, опровергло эту теорию. Когда люди побывали в экстремальных глубинах Мирового океана, они обнаружили там разнообразные формы жизни, которые привыкли обходиться без солнечного света. «Легкие» планеты находятся в океане. Существует мнение, что «легкими планеты» являются только леса, поскольку именно они основные поставщики кислорода в атмосферу. Однако это не совсем так. Главные производители кислорода живут в океане. Основная часть кислорода выделяется фитопланктоном Мирового океана. По оценкам ученых, фитопланктон производит как минимум 60% кислорода на Земле. Фитопланктон – это широкая категория, включающая в себя множество крошечных водных обитателей, способных с помощью фотосинтеза питаться солнечным светом. Их невозможно увидеть без помощи микроскопа. Сюда входят и цианобактерии, и динофлагелляты, и заключенные в панцирь диатомовые водоросли. Последние выглядят просто потрясающе под микроскопом. Продолжение темы в следующем посте. Подпись к фото: Диатомовые водоросли под микроскопом.

​​ЗЕМНОЕ ПРИТЯЖЕНИЕ КАК ФАКТОР… ОБОГАЩЕНИЯ «Из одной системы нам еще долго не выбраться – из Солнечной», – Станислав Ежи Лец. Сегодня мы порассуждаем о том, как физические аспекты Земного шара могут повлиять на вес груза. Вес любого физического тела определяется действующей на него силой земного притяжения и центробежной силой, и поэтому зависит, в том числе от того, на какой географической широте тело находится. С увеличением географической широты основная составляющая веса (гравитационное притяжение) увеличивается, а центробежный эффект, приводящий к снижению веса, уменьшается. Таким образом, любое тело имеет максимальный вес на Северном и Южном полюсах, а минимальный – на экваторе. Разница между минимальным и максимальным значениями веса тела около 0,35%. Масса, которая весит 100 кг на экваторе, прибавит в весе на полюсе 350 граммов. Правда, измерять вес надо на пружинных весах. Есть некий шуточный способ, как без обмана стать миллионером. Секрет состоит в том, чтобы покупать товары в странах, расположенных ближе к экватору, а продавать поближе к полюсам. Товар, весящий на экваторе тонну, прибавил бы в весе 3,5 кг, если бы его доставили на Северный полюс. Теоретически, если купить тонну золота, например, в Колумбии, а продать ее где-нибудь на Крайнем Севере Канады, то можно, пожалуй, на этом кое-что заработать. Но при условии бесплатного провоза. А это труднодостижимое условие. Транспортные расходы настолько велики, что подобная торговля вряд ли кого-нибудь обогатит. Как утверждают специалисты, бизнес, построенный на разнице в весе, в реальной жизни в большинстве случае финансово несостоятелен. Но, по существу, в этой шутке есть доля правды. Для крупных грузов разница в весе может выражаться внушительными числами. Так, груз морского судна, весящий в средних широтах 10 тысяч тонн, прибавит в весе 35 тонн, когда это судно дойдёт до Северного полюса. Вернёмся к космосу. Исходя из этой логики, где лучше выбрать место для расположения космодрома? Ближе к полюсу или к экватору? Как можно ближе к экватору. Выбор идеальной стартовой площадки для космических аппаратов предполагает множество различных параметров. Одной из главных задач является обеспечение того, чтобы аппарат получил как можно более сильный «естественный толчок» во время взлета. Во-первых, скорость вращения Земли максимальна в районах, расположенных на ближе к экватору. Поэтому стартуя с экватора, ракета-носитель может наиболее полно использовать энергию вращения Земли. Во-вторых, влияние центробежной силы на экваторе будет максимальным. Это, конечно, «микровлияние», но в совокупности получаются приличные числа. Вес любого материального объекта на другой планете зависит от силы притяжения, которая в свою очередь зависит от массы планеты. Малые небесные тела имеют более слабое гравитационное притяжение по сравнению с Землёй. И наоборот, на больших планетах, таких как Юпитер и Сатурн, вес увеличится. На просторах Интернета можно найти онлайн-калькулятор для расчёта веса на разных планетах. К примеру, вес среднестатистического человека на планете Земля составляет 70 кг. На Луне этот вес будет немногим более 11 кг. На Марсе такой человек будет «весить» около 27 кг. На Венере – примерно 63 кг. На Юпитере – более 170 кг. На Солнце – около 1950 кг, то есть практически две тонны. «Всё, что мне нужно, это получить шанс убедиться, что счастье не в деньгах», – Эшли Бриллиант. В следующих постах: Мировой океан как начало жизни на Земле. Океаны и моря нашей планеты. Подпись к фото: Скорость движения Земли на экваторе и на полюсах. Разница в 5,7 раза.

​​СИЛА КОРИОЛИСА Значительный вклад в динамику нижнего слоя атмосферы, в направление и силу преобладающих ветров, в направление вращения циклонов, а также океанских течений вносит так называемая сила Кориолиса. Она проявляется как в глобальных масштабах, так в и локальных. Сила Кориолиса ответственна за вращение циклонов и антициклонов. В Северном полушарии вращение воздушных масс происходит в циклонах против часовой стрелки, а в антициклонах – по часовой стрелке. В Южном полушарии всё наоборот: по часовой стрелке массы движутся в циклонах и против – в антициклонах. Океанские течения и русла рек направляются из области высокого давления в низкое. Но при этом в Северном полушарии течения отклоняются вправо, в Южном полушарии – влево. Поэтому правые берега рек в Северном полушарии более крутые – их подмывает вода под действием силы Кориолиса. В Южном полушарии всё происходит наоборот. Влияние силы Кориолиса заметно при стрельбе на сверхдальние дистанции по относительно малым целям в условиях малого ветра. Еще одно проявление силы Кориолиса заключается в изнашивании рельс. Это заметно на двухколейных дорогах, где по каждой колее поезда движутся только в одном направлении. В Северном полушарии приложенная к движущемуся поезду сила Кориолиса стремится сместить поезд вправо по ходу движения. Из-за этого реборды колёс, расположенных по правой стороне поезда, оказываются прижаты к рельсам. Это приводит к тому, что в Северном полушарии правые по ходу движения рельсы изнашиваются сильнее, чем левые. В Южном полушарии, соответственно, больше изнашиваются левые рельсы. Считается, что при идеальных условиях сила Кориолиса определяет направление закручивания воды при сливе в бассейне или раковине. В Северном полушарии вода при сливе должна закручиваться против часовой стрелки, в Южном – по часовой стрелке, а на экваторе убегать без завихрений. Сила Кориолиса действительно действует противоположно в двух полушариях, но направление закручивания воды в сливной воронке лишь частично определяется этим эффектом. В безупречных лабораторных условиях, где вода равномерной температуры и плотности, а место слива находится по центру уравновешенного сосуда, сила Кориолиса действительно закручивает водную воронку «по правилам». В обычной жизни на направление закручивания воды действует много других факторов. Величина силы Кориолиса ничтожно мала в этом масштабе. Однако такие опыты любят показывать туристам предприимчивые жители экваториальных стран. У этих экспериментаторов строго на линии экватора вода уходит без завихрений. Шаг вправо или влево – и вода начинает крутиться по или против часовой стрелке. Понятно, что ни 2 метра, ни 200 метров севернее или южнее экватора точно не могут повлиять на то, в какую сторону будет закручиваться вода. Как у них получается выполнить идеально этот занимательный эксперимент? Это обычная ловкость рук, не имеющий к силе Кориолиса никакого отношения. Далее мы узнаем, как физические аспекты Земного шара влияют на вес груза. Можно ли обогатиться благодаря знанию этого физического закона? «Существуют домыслы, буйные домыслы и космология», – Мартин Харрис. Подпись к фото: Схематичное изображение направлений закручивания циклонов в Северном и Южном полушариях.

​​АТМОСФЕРА, БЛИЖНИЙ КОСМОС И ЧЕЛОВЕК «В подсознании людей глубоко укоренилась мысль о том, что Вселенная должна быть логичной. Но реальность всегда, хотя бы на шаг, уводит нас за пределы логики», – Фрэнк Герберт. Атмосферой принято считать внешнюю оболочку вокруг Земли, в которой газовая среда вращается вместе с Землёй как единое целое. По определению, предложенному Международной авиационной федерацией, граница атмосферы и космоса проводится по линии Кармана, расположенной на высоте 100 км над уровнем моря, выше которой авиационные полёты становятся полностью невозможными. NASA использует в качестве границы атмосферы отметку в 122 километра, где «шаттлы» переключаются с маневрирования с помощью двигателей на аэродинамическое маневрирование. В массе сухого воздуха атмосферы больше всего азота – 75,51 %. Далее следует кислород – 23,14 % массы, аргон занимает 1,3 %, углекислый газ – 0,05 %. Все остальные химические элементы (неон, гелий, метан, криптон, водород, ксенон и другие) присутствуют в очень малых количествах. Содержание воды в атмосфере (в виде водяных паров) колеблется от 0,2 % до 2,5 % от объёма, и зависит в основном от широты. Атмосфера состоит из следующих нижних, средних и верхних слоёв: – Тропосфера. Верхняя граница в полярных широтах доходит до 10 км, а в тропических до 16 км. В тропосфере сильно развиты турбулентность и конвекция, возникают облака, развиваются циклоны и антициклоны. – Стратосфера. Высота 11–50 км. С высоты от 40 до 55 км сохраняется постоянная температура 0 градусов С. В стратосфере располагается озоновый слой, который защищает Землю от ультрафиолетового излучения. – Мезосфера располагается на высоте от 50 до 90 км, здесь температура понижается. Тут, как правило, начинают светиться и полностью сгорают метеорные тела. Для полётов мезосфера представляет собой своего рода «мёртвую зону»: воздух здесь слишком разрежен, чтобы поддерживать самолёты или аэростаты, и в то же время слишком плотен для полётов искусственных спутников. На высоте 100 находится Линия Кармана, которая не только условно принимается в качестве границы между атмосферой Земли и космосом, но и является верхней границей государств. Внешние слои: – Термосфера. Верхний предел – около 800 км. Температура здесь достигает значений порядка 1500 К. Под действием солнечной радиации и космического излучения в термосфере происходит ионизация воздуха, результатом чего являются полярные сияния. – Экзосфера. Внешняя часть верхней термосферы, расположенная выше 800–1000 км. Протяжённую экзосферу планеты часто называют короной; она состоит из «улетучивающихся» атомов водорода. Границы человеческих возможностей До 2 км над уровнем моря – на этой высоте проживает 99% населения Земли. 4,7 км – требуется дополнительное снабжение кислородом пилотам и пассажирам. 5,1 км – самый высокорасположенный постоянный населённый пункт: город Ла-Ринконада (Перу). 6 км – граница обитания человека (временные посёлки в Гималаях), граница жизни в горах. 8,2 км – граница возможной смерти без кислородной маски: даже здоровый и тренированный человек может в любой момент потерять сознание и погибнуть. 8,848 км – высочайшая точка Земли гора Эверест – предел доступности пешком в космос. 12 км – предел кратковременного дыхания чистым кислородом без дополнительного давления (одинаковое время потери сознания 10–20 с). Это потолок дозвуковых пассажирских авиалайнеров. 20–22 км – верхняя граница биосферы: предел подъёма ветрами живых спор и бактерий. Подпись к фото: Верхние, средние и нижние слои атмосферы

​​Продолжение. Начало в предыдущем посте. В Древней Греции Полярную звезду называли Kynosoura (Киносура), что означало «хвост собаки». Ключ к разгадке названия кроется в мифе. Очень давно на Земле было идиллическое пространство Аркадия – концепция гармонии человека и природы. В этом месте счастливой жизни были свои цари. Один из царей – Ликаон, у которого была красавица-дочь по имени Каллисто. Греки считали созвездие Большой Медведицы покровительницей прекраснейшей Каллисто, а Малую Медведицу – её собакой. Благодаря этому древнегреческому определению – «хвост собаки» – нам легче визуализировать Полярную звезду: она находится на «кончике хвоста», то есть на самой крайней точке созвездия Малой Медведицы. Кроме того, зная миф, мы всегда будем помнить, что Большая и Малая Медведицы находятся рядом на звёздном небе. Почему Полярная «мигает»? Как и другие звезды, мы её наблюдаем сквозь толщину Земной атмосферы, слои которой нагреты неодинаково и движутся в разных направлениях. Из-за этих особенностей атмосфера по-разному преломляет свет звезды. Полярная то приближается, то удаляется от Северного полюса. Из-за прецессии земной оси (явление, при котором ось вращения меняет своё направление в пространстве) ближе всего Полярная звезда подойдёт к Северному полюсу 23 апреля 2102 года, то есть через 80 лет. Затем начнётся удаление звезды от полюса. Роль полярной звезды исполняют поочередно несколько разных звёзд. С течением времени ближайшими к Северному полюсу становятся разные звёзды. Они меняют друг друга по кругу. 13 000 лет до н. э. роль полярной выполняла звезда Вега в созвездии Лиры. 5000 лет назад такой звездой была Тубан в созвездии Дракона. В начале нашей эры ярких звёзд у полюса мира вообще не было. Сейчас это Полярная звезда в созвездии Малой Медведицы. Кстати, слово «Полярная» является именем собственным и относится именно к альфе Малой Медведицы. Нынешняя Полярная звезда стала таковой в 1100 году и будет лидировать до 3200 годов. С 3200 по 5000 годы полярной будет звезда Альраи – созвездие Цефей. Далее полярными поочередно станут звёзды Альфирк, Альдерамин и Денеб. В 13 000 годы полярной звездой опять станет Вега в созвездии Лиры. Многие народы сравнивали Полярную звезду со своеобразным колом, вбитым в небо, вокруг которого кружатся все остальные звезды. Отсюда происходят такие ее названия, как Небесный кол, Северный гвоздь – наименования, которые можно встретить в тюркских и финно-угорских языках. Народы Казахстана называли Полярную звезду «железным гвоздём», вбитым в небо, а в остальных звёздах Малой Медведицы видели привязанный к этому гвоздю аркан, надетый на шею Коня (созвездие Большой Медведицы). Индийцы ассоциировали созвездие с обезьянкой, которая вращается вокруг полюса мира, уцепившись за него хвостом. «Когда я смотрю на усыпанный звёздами небосвод, из моей головы улетучиваются даже те скромные познания в области астрономии, которые у меня были», – Станислав Ежи Лец. Поскольку Земля находится в постоянном движении, то всё, что связано с нашей планетой: океанские течения, циклоны-антициклоны, движение всех тел подчинено силе Кориолиса. Об этом следующий пост. Подпись к фото: Схематичное расположение Поляной звезды в созвездии Малой Медведицы и её местоположение по отношению к Большой Медведице.

​​Полярная звезда одна? Их много, и они меняется примерно каждые 2000 лет. Сегодня мы будем путешествовать от Земли до звёзд и сравнивать расстояния во Вселенной. А путеводной звездой будет Полярная. «Днём, при солнечном свете, мы видим только Землю, ночью мы видим весь мир», – Владимир Арсеньев. Полярная звезда, пожалуй, самая известная на небосводе. Она является ярчайшей звездой в созвездии Малой Медведицы (астеризм Малый Ковш). Почему все, как правило, в первую очередь стараются найти на звёздном небе именно Полярную? Из-за её важности в астронавигации. Дело в том, что Полярная звезда находится на расстоянии 0,7 градуса от географического Северного полюса мира и поэтому почти неподвижна при суточном вращении звёздного неба. Она очень удобна для ориентирования: направление на неё совпадает с направлением на север, а высота над горизонтом равна географической широте места наблюдения. Поэтому и называют её путеводной. Глядя на это светило из любой точки северного полушария Земли, мы всегда будем понимать, куда направлена земная ось вращения. А вот в южном полушарии планеты Полярная звезда, увы, не видна. Ни зимой, ни летом. Вообще сейчас нет никакой яркой звёздочки, которая находилась бы на оси Южного полюса. Как определить широту Итак, с направлением на север всё понятно, а как определить географическую широту места наблюдения. Дело в том, что в зависимости от места вашего пребывания варьируется и высота Полярной звезды над горизонтом. Если вы находитесь на Северном полюсе, то увидите ее почти точно в зените, а если будете на экваторе, то Полярная будет видна на горизонте. Полярная всего лишь немного горячее нашего Солнца: температура ее поверхности колеблется в пределах 6000 К. Даже в небольшой телескоп видно, что у неё желтоватый цвет, однако, для невооруженного взгляда звезда кажется белой. Полярная звезда – сверхгигант, она превосходящий наше Солнце по яркости в 2000 раз, по радиусу в 50 раз, возраст – 55–65 млн лет. Расстояние до Полярной звезды оценивается примерно в 447 световых лет. Сравним эту цифру с расстоянием до Солнца. (Один световой год равен 9,46 триллионов километров.) Расстояние от Солнца до Земли около 150 млн км – это 0,000016 световых лет или 8 световых минут и 20 секунд. На каком расстоянии находятся другие звёзды за пределами Солнечной системы. Большинство звезд, которые мы видим на небе, находятся от нас на расстоянии в десятки и сотни световых лет. Ближайшая звезда к Солнцу – Проксима Центавра – отдалена на расстояние 4,2 световых года. Звезда Денеб в Летнем треугольнике – 2500 световых лет. До центра нашей галактики Млечный Путь – 30 000 световых лет. До ближайшей крупной спиральной галактики – Туманности Андромеды – 2,5 миллиона световых лет. От Земли до центра крупного скопления галактик в созвездии Девы – 65 миллионов световых лет. До края наблюдаемой Вселенной – почти 14 миллиардов световых лет. Продолжение темы в следующем посте. Подпись к фото: Суточное движение звезд хорошо видно на фотографиях с большой выдержкой. Это типичный звёздный след Северного полушария с Полярной звездой в центре. У Полярной звезды самая маленькая дуга из всех звезд, видимых невооруженным глазом.