Как Солнце влияет на Землю
Влияние Солнца на Землю осуществляется главным образом через испускаемое звездой излучение, но этим его роль не ограничивается. Воздействие и значение Солнца для жизни на Земле весьма многоплановое и проявляется в самых разных аспектах.
Солнце и живая природа
Большинству растений и животных солнечный свет жизненно необходим. В частности, листья растений содержат особый пигмент – хлорофилл, который и придаёт им зелёный цвет. С помощью хлорофилла происходит реакция фотосинтеза, конечным продуктом которой является кислород, необходимый для дыхания всем живым организмам. Для осуществления реакции нужна энергия, которую и обеспечивает солнечный свет. Ещё одним продуктом реакции фотосинтеза
является глюкоза – органическое соединение, необходимое для синтеза целлюлозы, которая входит в состав клеток растений. Таким образом, растения используют солнечную энергию не только для выработки кислорода, но и для получения веществ, необходимых для дальнейшего роста.
Растения поглощают не так уж много энергии, лишь 0,3% от всего излучения, падающего на поверхность планеты. Но даже этой скромной цифры хватает для производства огромного количества органического вещества. В процессе своего роста, растения накапливают полезные вещества, которые извлекают из почвы. А сами они, в свою очередь, являются пищей для животных и людей. В той или иной мере, солнечная энергия достаётся всем жителям Земли.
Ещё один важный момент – смена дня и ночи. Большинство животных и людей бодрствуют и ведут свою деятельность в светлое время суток, а засыпают с приходом темноты. Конечно, есть исключения, но они в меньшинстве. Длительность солнечного дня и интенсивность света тоже оказывает определённое влияние за жизнедеятельность организмов. Зимой, когда день короткий, растения сбрасывают листья, а животные либо серьёзно сокращают свою активность, либо впадают в спячку. Ближе к экватору и в тропиках, где распределение солнечного света равномерное, такой картины не наблюдается.
Не будет преувеличением сказать, что Солнце – источник жизни на земле. Благодаря его свету планета обеспечена кислородом и всеми необходимыми для жизнедеятельности условиями.
Солнце и природа
Солнце и неживая природа
Влияние Солнца на Землю проявляется не только в воздействии на живую природу.
По мере приближения к поверхности около 60% излучения поглощается или отражается обратно в космос атмосферой. Иначе говоря, та часть атмосферы, где формируются облака (тропосфера) подвергается непосредственному воздействию Солнца, в частности, инфракрасного излучения. Это приводит к периодическому повышению или понижению атмосферного давления, из-за чего и возникают различные метеорологические явления, такие как дождь, снег, туман, ветер.
Нагреваясь под действием солнечного света, вода в океанах, реках и озёрах испаряется и перемещается в атмосферу, где она охлаждается и выпадает в виде осадков. Это обеспечивает относительно равномерное распределение влаги по поверхности планеты. Следствием этих процессов является перемещение огромных масс воды в виде океанических течений. Их значение трудно недооценить. Например, такое явление, как Эль-Ниньо, наблюдаемое в экваториальной части Тихого океана, представляет собой по сути перемещение огромных масс тёплой воды. В свою очередь, это приводит к изменению погодных условий, неурожаям и вспышкам эпидемических заболеваний. А Африка своим жарким и засушливым климатом во многом обязана изменению русла одного из тёплых течений, которое произошло несколько тысяч лет назад.
Несмотря на то, что наиболее значительную роль в приливах и отливах играет Луна, Солнце тоже участвует в этих процессах. Примечательно, что его гравитационное воздействие на нашу планету в сотни раз больше, чем воздействие Луны, но приливные силы в два раза меньше. Это объясняется тем, что воздействие на приливы зависит не от силы гравитационного воздействия, а от его неоднородности, которая с увеличением расстояния сглаживается. Соответственно, приливы, вызываемые Солнцем, слабее. Однако, самые сильные приливы и отливы происходят в тот момент, когда Солнце, Земля и Луна выстраиваются в ряд.
Солнечный свет вместе с ветром и водой также принимает участие в геологических процессах, таких как эрозия и выветривание. В частности, одной из главных причин выветривания являются колебания температур, которые, как уже было сказано, происходят в результате смены дня и ночи. Наиболее ярко это проявляется в пустынях, где суточные колебания температур могут достигать весьма высоких величин. В ходе эрозии и выветривания формируется рельеф планеты и происходит почвообразование, эти процессы медленные, но необратимые. Таким образом, Солнце определённым образом воздействует и на формирование облика поверхности нашей планеты.
Солнце
Солнечное излучение
«Сколько времени свет идет от Солнца до Земли?» Именно так звучит один из вопросов, которые довольно часто возникают у людей, заинтересовавшихся данной темой. Так вот, фотоны света проделывают этот путь за восемь минут. Тогда возникнет другой вопрос: много это или мало? Если сравнивать с расстояниями до большинства других планет Солнечной системы, то получится, что мало. Например, чтобы свет Солнца достиг Юпитера нужно 43 минуты, а до Сатурна – 1 час 19 минут. А если учесть, что до других звёздных систем свет доходит за долгие годы, то время его пути до Земли кажется совсем скромным.
Так или иначе, солнечный свет достигает нашей планеты. При этом, он довольно неоднороден, большую часть составляет видимый свет и инфракрасное излучение, и лишь небольшая часть приходится на ультрафиолетовое излучение. Но несмотря на это, назвать его малозначимым нельзя. Ультрафиолет в больших количествах опасен для человека и может вызывать различные заболевания, но в небольших количествах он необходим организму. При помощи ультрафиолета образуется витамин D, который отвечает за усвоения кальция и фосфора в пищеварительной системе.
Воздействие ультрафиолетового излучения на молекулы кислорода приводит к образованию озона. На высоте 20-25 км находится так называемый «озоновый слой», который вместе с кислородом в высоких слоях атмосферы поглощает большую часть опасного излучения, и до поверхности доходит только малая его часть.
Озоновый слой образовался около 500 миллионов лет назад, когда в атмосфере накопилось достаточное количество кислорода. И только после его возникновения стал возможен выход живых организмов и растений на сушу. Иными словами, значение Солнца для жизни на Земле довольно противоречиво: с одной стороны, его излучение выжигало бы все организмы на суше, а с другой – это же излучение поспособствовало созданию защиты от наиболее опасного спектра.
Солнечный ветер
Помимо излучения разного спектра в атмосферу планеты проникает так называемый солнечный ветер – поток ионизированных частиц, идущий из солнечной короны. Он вызывает такие явления, как например, магнитные бури и полярное сияние. Магнитные бури могут довольно существенно влиять на деятельность человека, и способны повлечь за собой сбои в работе радиосвязи и энергосистем. К счастью, действительно сильные солнечные вспышки и выбросы вещества из короны происходят относительно редко.
Источник
ТОП-10: Страшные опасности нашего Солнца, которые беспокоят ученых
Солнце оказывает огромное влияние на все грани жизни на нашей планете. Раскаленный, светящийся газовый шар находится в центре нашей Солнечной системы и влияет на все живое, а также на условия на других планетах. Многие культуры поклонялись Солнцу как Богу, и не зря. Без выделяемых им света и тепла жизнь просто не существовала бы.
Но Солнце также хранит множество тайн, и некоторые из них довольно опасны. На самом деле, некоторые наши ученые беспокоятся не зря! Вот десять довольно страшных опасностей нашего Солнца, которые заставляют некоторых ученых быть более чем «немного» обеспокоенными.
Отчасти из-за истощения озонового слоя в нашей атмосфере вредное ультрафиолетовое излучение постоянно бомбардирует поверхность нашей планеты. Хотя в некотором смысле оно полезно, у него также есть опасные недостатки. УФ излучение может привести ко многим проблемам, включая рак кожи, преждевременное старение, катаракту, и даже подавление иммунной системы у людей. Но что делает его еще более страшным, так это то, что истощение озона фактически привело к увеличению распространенности рака кожи за последние 30 лет, и некоторые исследователи опасаются, что эта цифра будет продолжать расти.
9. Солнечные вспышки
Солнечная вспышка представляет собой огромный, интенсивный всплеск излучения, который выстреливает наружу от поверхности Солнца. Эти вспышки являются результатом выброса магнитной энергии и на самом представляют собой самые мощные взрывы, которые происходят в нашей Солнечной системе. Но может ли солнечная вспышка потенциально навредить или уничтожить Землю? НАСА говорит «нет», хотя вспышки способны «временно изменить верхнюю атмосферу путем создания пробоев в ней». Это может посеять хаос в электрических устройствах на Земле, включая спутники GPS и аналогичные технологии. Другими словами, вспышки могут вызвать дорогостоящий беспорядок . . . но они не обязательно представляют непосредственную опасность для людей на Земле.
8. Выброс корональной массы
Фото: NASA Goddard Space Flight Center
Выбросы корональной массы или ВКМ, по существу являются солнечными взрывами, которые приводят к формированию больших облаков плазмы, вылетающих наружу от Солнца. Они могут извергаться в любом направлении и продолжать движение в этом направлении после извержения, подталкиваемые солнечным ветром. Эти выбросы могут содержать миллиарды тонн материи и могут ускоряться, пока не разовьют скорость в несколько миллионов километров в час, что довольно страшно!
Но могут ли правильно направленные ВКМ нанести ущерб Земле или даже уничтожить ее?
Опять же, ученые НАСА говорят, что нет. Но в мире, который все больше зависит от электроники, многие обеспокоены последствиями таких явлений, происходящих на Солнце, для нашей технологической инфраструктуры. ВКМ может высвобождать и стимулировать всплески частиц, которые могут поразить Землю и стать причиной массовых разрушений наших электрических систем. Они могут вызывать электрические колебания, взрывать трансформаторы в энергосистеме и нарушать работу спутниковых систем.
7. Корональные дыры
Фото: NOAA
Корональные дыры могут образовываться в любом месте на Солнце в любое время. Они обычно появляются как «темные области» на его поверхности и чаще встречаются в года минимальной солнечной активности в 11-летнем цикле Солнца. Дыры выглядят темными, потому что они холоднее и на самом деле состоят из открытых однополярных магнитных полей. Но плохо в этих дырах то, что через них может выходить солнечный ветер. Если он воздействует на нашу атмосферу, то может накрыть нашу планету на несколько дней и вызвать геомагнитные бури. Такие бури могут быть как легкими, так и опасными и даже очень страшными.
Ученые говорят, что по большей части солнечный ветер не представляет серьезной или «прямой» опасности для людей на Земле, но он опасен для наших спутников, мировых электронных систем и для астронавтов, находящихся в космическом пространстве. Северное сияние и Южное полярное сияние вызваны солнечным ветром, и эти явления можно увидеть невооруженным глазом. Астронавты в космосе столкнутся с самой серьезной угрозой, если окажутся на пути солнечного ветра. У них может возникнуть повреждение хромосом и/или развиться рак от воздействия радиации. Такое влияние может оказаться фатальным, если будет слишком сильным, и сделает солнечный ветер опасной проблемой для будущего космического полета.
6. Геомагнитная буря
Еще в 1859 году учеными была зафиксирована крупнейшая в современной истории солнечная буря. Ее окрестили Суперштормом Кэррингтона (Carrington). Буря стала результатом «мега-вспышки», создавшей невероятные геомагнитные возмущения на Земле. Явление было настолько масштабным, что Северное сияние можно было увидеть в Гонолулу, а Южное сияние в Чили. В то время во всем мире было не много чувствительного электронного оборудования, но телеграфисты сообщали, что «с оборудования соскакивали искры», иногда даже начинались пожары!
Исследователи говорят, что, если бы геомагнитная буря такого масштаба произошла сегодня, она могла бы парализовать современную жизнь. Она может нарушить связь, повлиять на спутники и даже привести к отключению электросети. Некоторые исследования даже указывают на то, что «солнечный мегашторм» может парализовать современные спутники на срок до 10 лет. Но что самое страшное? Многие ученые считают, что это только вопрос времени, когда подобный мегашторм свалится на нашу планету. Это редкое явление, но, конечно, оно не исключается.
5. Солнце делает межпланетные путешествия намного опаснее
Мы уже упоминали, что солнечная радиация может быть опасна для астронавтов, но она создает еще более страшную вторичную проблему. Мы все знаем, что часы жизни на Земле тикают. Это лишь вопрос времени, когда наша планета станет неспособной поддерживать жизнь. Многие считают, что нам придется стать «межпланетным видом», если мы хотим выжить в долгосрочной перспективе. Но солнечная радиация может сделать это чрезвычайно проблематичным!
По данным НАСА, есть два типа излучения, с которыми астронавтам приходится иметь дело, когда они покидают защитный «пузырь» магнитосферы Земли. Часть этого излучения исходит от галактических космических лучей . . . но остальное исходит от самого Солнца. Исследователи постоянно работают над новыми технологиями, чтобы защитить людей от этой радиации, но даже короткая поездка на Марс представляет много проблем. Возникает вопрос: Сможем ли мы научиться защищать себя от межпланетного излучения на достаточно длительный срок, чтобы спастись с умирающей Земли?
4. В конце концов Солнце испарит водные запасы Земли
С этого момента все начинает выглядеть мрачно. Наше Солнце в настоящее время находится в стадии своего жизненного цикла, где оно классифицируется как звезда главной последовательности. На данном этапе оно в основном стабильно и мирно преобразует водород в гелий. Хорошие новости, верно? Звезда размером с наше Солнце обычно проводит в этой фазе около восьми миллиардов лет. Это означает, что у Солнца, которому, по оценкам, около 4,5 миллиардов лет, есть еще много лет жизни.
А каковы плохие новости? Когда Солнце сжигает водород, его яркость увеличивается примерно на десять процентов каждый миллиард лет или около того. Десятипроцентное увеличение яркости изменит гостеприимную зону в нашей Солнечной системе, что приведет к катастрофическим изменениям в нашем мире. Десятипроцентное увеличение яркости Солнца сделает Землю достаточно горячей, чтобы океаны на ней стали испаряться.
3. Океаны закипят
К сожалению, после того, как Солнце начнет испарять океаны, все еще более усугубится. Есть определенные предположения о том, что именно произойдет, но в целом ученые согласны с тем, что по мере испарения океанов в нашу атмосферу попадет больше воды.
Это, в свою очередь, создаст парниковый эффект, когда все больше тепла будет поглощаться атмосферой, что заставит еще больше океанов испаряться. В конце концов, наши океаны закипят… И этот цикл будет продолжаться до тех пор, пока Земля не станет практически сухой, а большая часть воды будет аккумулирована в атмосфере при очень высокой температуре.
2. Солнце будет «высасывать» воду из нашей атмосферы
Если в атмосфере останется вода, значит, будет еще надежда на существование человека и жизни в целом, верно? Не совсем так. По мере того, как Солнце продолжит превращаться в красного гиганта, вода, содержащаяся в атмосфере, будет подвергаться воздействию солнечного излучения. В итоге это приведет к распаду молекул, что позволит воде высвободиться из атмосферы в виде кислорода и водорода. Итак, после того, как океаны закипят, Солнце будет «высасывать» воду прямо из нашей атмосферы по капельке.
1. Ученые расходятся во мнениях, сколько времени это займет, но Солнце в конце концов умрет
Фото: Fsgregs at the English language Wikipedia project
Разные модели предсказывают разные варианты кончины нашей планеты. Но что касается Солнца, есть только один главный вопрос, вызывающий разногласия — сколько времени это займет. Некоторые модели предполагают, что жизнь быстро исчезнет, и в течение следующего миллиарда лет наша планета станет бесплодным куском камня. Другие думают, что некоторые формы жизни могут продержаться немного дольше, учитывая, какими сложными являются некоторые системы.
В конце концов, когда наша звезда станет красным гигантом, силы, вызывающие сжатие в ее центре, позволят поверхности расшириться. Наше Солнце, которое сейчас раскалено добела, остынет и станет раскаленным. Тем не менее, оно будет расти больше, гореть ярче, и в конечном итоге притянет Землю к своей массивной поверхности и сожжет ее. Или, может быть, Земля отойдет дальше от Солнца, когда оно потеряет массу, но в любом случае наша планета станет неузнаваемой мертвой скорлупой. Это будет ее конец.
Многие ученые сходятся во мнении, что однажды в далеком будущем наше Солнце, вероятно, уменьшится до размеров белого карлика, прежде чем у него полностью закончится топливо, и оно превратится в планетарную туманность. Исследователи полагают, что это займет около десяти миллиардов лет, но каковы шансы, что люди будут еще существовать, чтобы это засвидетельствовать? Давайте согласимся с тем, что такие шансы чертовски малы.
Источник