Лунные тайны: почему спутник так важен для земли?
Луна — естественный спутник нашей планеты. Ее влияние настолько велико, что астрономы часто говорят о связке «Земля-Луна» не как о планете и спутнике, а как о двойной планете. До сих пор не утихают споры о ее происхождении. Попробуем в них разобраться.
Что за странная «планета»?
Луна влияет почти на все сферы жизни на Земле, и история человеческой цивилизации не была исключением. Еще охотники на мамонтов вели счет дней по фазам Луны. Для первых цивилизаций спутник Земли был божеством, во власти которого находилось самое важное — сельскохозяйственный цикл. В большинстве древних цивилизаций Луну считали могущественной богиней, которой возводили храмы и приносили жертвы (иногда человеческие). Затмения Луны вызывали ужас — божество в гневе закрыло свой лик, грядут бедствия! В Средние века Луну считали местом обитания ангелов, в эпоху Просвещения предавались мечтам о расе селенитов, живущей на ночном светиле. Научный прогресс быстро разрушил эти наивные представления. Луна оказалась малой планетой, безжизненной и малопривлекательной (с человеческой точки зрения). Но также выяснилось, что влияние нашего спутника на процессы, происходящие на Земле, очень велико — вероятно, без Луны на Земле не могла бы существовать биосфера, и наша планета была бы похожа на Марс или Венеру. Ведь именно наличие Луны определяет важнейший климатический параметр — наклон оси вращения планеты по отношению к плоскости ее орбиты, определяющий характер смены времен года.
Из законов небесной механики известно, что наклон оси вращения планет подвержен колебаниям, примером чему является наш сосед Марс. Как показывают выполненные астрономами расчеты, угол между экватором Марса и плоскостью его орбиты значительно менялся. А ведь поверхность Красной планеты содержит многочисленные признаки иного прошлого — русла, протоки, осадочные породы (следы древних морей!). В далеком прошлом климат планеты был теплее, и на ее поверхности существовала жидкая вода, а возможно, жизнь. Но произошла какая-то катастрофа, и Марс превратился в ледяную пустыню. Исследования показывают, что наиболее вероятной причиной «замораживания» Марса было изменение угла наклона марсианской оси. Для Земли даже ничтожное изменение угла наклона оси к плоскости эклиптики (на величину порядка градуса) может обеспечить ледниковый период. Между тем Марс поворачивался на десятки градусов, поэтому грандиозные климатические катастрофы на нем были неизбежны. А вот у Земли угол наклона оси относительно плоскости орбиты варьировался не более чем на один-два градуса, что обеспечивало поразительную (по меркам иных планет) стабильность климата. Возникает естественный вопрос — а в чем причина уникальной устойчивости нашей планеты?
Как Луна нам помогает
Большинство ученых полагает, что за стабильность земного вращения (и, соответственно, климата) мы должны благодарить Луну — именно благодаря ей хаотические колебания угла наклона Земле не грозят. Гипотетическое отсутствие у Земли крупного спутника создало бы условия для очень сильных колебаний угла между экватором и орбитой, что сделало бы климат на Земле непригодным для жизни.
Благотворная роль Луны этим не ограничилась, способствуя появлению жизни: она вызывала приливы, способствовавшие аэрации морей. Возможно, даже сама жизнь впервые зародилась в приливной зоне! Движение Луны по небу влияет на жизненные циклы многих организмов — ярким примером служат мечехвосты (морские членистоногие, отдаленно родственные ракам и крабам), которые метают икру только при определенной фазе Луны.
Она, несомненно, повлияла и на историю человечества. Как идеальный небесный хронометр, спутник Земли значительно ускорил появление первых календарей. Наблюдения за Луной (самым близким небесным телом) сыграли огромную роль в развитии астрономии. Из них античные ученые сделали вывод о шарообразности планет, а движение Луны и его связь с морскими приливами позволили в XVII веке сформулировать законы всемирного тяготения.
Позднее наблюдения за Луной способствовали развитию науки о планетах — ведь ни одна другая планета (кроме Земли) не была исследована столь подробно! Впрочем, по мере накопления знаний о Луне вставал ряд вопросов. Самой большой тайной оставалось происхождение Луны — гипотез возникновения ночного светила было выдвинуто множество, но ни одна из них не могла объяснить все факты. Каковы основные особенности нашего спутника, которые вызывали такие сложности у ученых?
Перечислим основные из них:
- средняя плотность Луны намного меньше средней плотности Земли, так как у Луны очень маленькое ядро (если у Земли оно около 30% массы планеты, то у Луны — не больше 2—3%);
- на Луне повышено содержание тяжелых элементов (торий, уран, титан);
- а вот соотношение изотопов кислорода в земной и лунной коре практически одинаково (а ведь у разных планет и метеоритов из разных уголков Солнечной системы оно весьма сильно различается);
- лунная кора намного толще земной, что предположительно свидетельствует о том, что все слагающее ее вещество было когда-то расплавлено (а вот Земля, как считается, полностью расплавленной никогда не была);
- наконец, плоскость орбиты Луны не совпадает с экваториальной плоскостью Земли.
Среди многочисленных предположений о механизме происхождения нашего спутника три гипотезы в разное время снискали наибольшую популярность среди ученых. Расскажем и о них.
Гипотезы происхождения Луны
Согласно одной из этих гипотез, наша спутница когда-то была «самостоятельной» малой планетой Солнечной системы, вращавшейся вокруг Солнца. Однако в какой-то момент вольная Луна подошла к Земле слишком близко — и сила притяжения захватила ее и перевела на новую орбиту, где Луне суждено было вращаться вокруг нашей планеты в качестве спутника.
Увы, расчеты показали, что эта гипотеза не может объяснить особенности лунной орбиты, а обнаруженное после полетов на Луну сходство элементов земной и лунной коры поставило на версии «захвата» жирный крест. Другой популярной гипотезой было предположение о совместном формировании Земли и Луны (эту гипотезу выдвинул великий Иммануил Кант). В соответствии с ней, Луна и Земля сформировались одновременно — из одного газопылевого облака. Зародившаяся прото-Земля набрала такую массу, что частички облака начали вращаться уже по своим орбитам вокруг нее, постепенно образовав прото-Луну.
Эту гипотезу отчасти подтверждает сходство изотопов Земли и Луны, но данная модель совершенно не объясняет особенности лунной орбиты.
Чтобы объяснить эти противоречия, американские астрономы Билл Хартманн и Дональде Дэвис в 1975 году выдвинули импактную (т. е. «ударную») гипотезу, которая в настоящее время считается основной. Согласно ей, когда Солнечная система только зарождалась, из газопылевого облака, вращающегося вокруг Солнца, на орбите будущей Земли образовались сразу две протопланеты — одной из них была молодая Земля, а другая (она была меньше, размером примерно с Марс) получила имя Тейя. Под действием притяжения планеты начали сближаться, и 4,4 млрд лет назад наконец произошла грандиозная катастрофа — столкновение планет. Удар, к счастью, пришелся по касательной. Тейя была уничтожена, а расплавленные земные недра от удара выплеснуло на околоземную орбиту. Из этого вещества примерно за сто лет сформировалась Луна. Удар раскрутил Землю — вот откуда быстрая (в сравнении, например, с Венерой) смена дней и ночей. Эта гипотеза хорошо объясняет и наклон лунной орбиты, и сходство изотопов кислорода на Земле и на Луне, и странное внутреннее строение Луны. Однако новые исследования, опубликованные в журнале Nature, наносят смертельный удар по этим взглядам.
Проведя детальное исследование образцов лунных пород, добытых экспедициями кораблей серии «Аполлон» в 70-е годы XX века, специалисты из Вашингтонского университета вынесли отрицательный вердикт импактной гипотезе: «Если бы старая теория была верна, то больше половины лунных пород состояли бы из материала ударившего Землю планетоида. Но вместо этого мы видим, что изотопный состав фрагментов Луны весьма специфичен. Тяжелые изотопы калия, найденные в образцах, могли сформироваться только под воздействием невероятно высоких температур. Лишь очень мощное столкновение, при котором планетоид и большая часть Земли испарились бы при контакте, может вызвать подобный эффект».
В результате ученые предложили новую теорию: вместо колоссального столкновения планет были множественные столкновения с меньшими астероидами. Астероидная бомбардировка «выкинула» на орбиту Земли достаточно обломков, чтобы сформировать несколько маленьких спутников, которые со временем слились в один большой. Эта «Протолуна» продолжила поглощать объекты на орбите, пока не осталась в гордом одиночестве.
Авторы исследования утверждают, что их гипотеза лучше всего соответствует полученным данным. Однако немедленно нашлись скептики, которые указали, что и новая гипотеза возникновения Луны объясняет далеко не все странности ночного светила. Так что точку в спорах о Луне ставить пока рано — спутник Земли по-прежнему сохраняет свою тайну…
Источник
Выступление для конкурса «Я исследователь» на тему «Зачем нужна Луна и что будет если ее не станет»
Люба Агуреева
Выступление для конкурса «Я исследователь» на тему «Зачем нужна Луна и что будет если ее не станет»
Темой своего исследования я выбрал Луну, так как она является земным спутником и самое близкое к нашей планете небесное тело.
Луна всегда была и будет тем объектом, который наиболее заметен на ночном небе нашей планеты. Этот единственный естественный спутник значительно повлиял и до сих пор влияет на жизнь Земли.
Актуальность моего исследования: Несмотря то, что воздействие Луны на планету изучено, так сказать, «вдоль и в поперек», до сих пор находятся люди, которые либо не знают о нем, либо уверены, что если вдруг этого спутника не станет, для человечества почти ничего не изменится.
Цель: Выяснить, насколько Луна важна для нашей планеты, а также о том, что может произойти, если вдруг она исчезнет из привычной позиции на небосводе.
• Изучить факты происхождения Луны и её влияние на Землю.
• Осуществить наблюдение за изменениями Луны в течение лунного месяца с помощью телескопа.
• Провести эксперименты в домашних условиях.
• Выяснить какие изменения произойдут, если вдруг Луна исчезнет из привычной позиции на небосводе.
• Поисковый – сбор информации по теме.
• Сравнение – Луна в сравнении с Землей и солнцем.
• Практическая работа – наблюдение за Луной с помощью телескопа.
Как известно, 4,5 млрд. лет назад у древней планеты, предшественницы современной Земли, отсутствовал свой спутник. Образованию Луны поспособствовало столкновение протопланеты Земля с протопланетой Тея, которая прошла по касательной и отколола от Земли ее часть, подарив ей при этом свое тяжелое ядро, а летающие по орбите Земли обломки от столкновения с Теей впоследствии сформировались в Луну.
Изучая,факты о луне мне очень понравилось одно сравнение: «Если бы Солнце было с размером с входную дверь, то Земля была бы размером с монетку, а Луна имела бы размер зеленого горошка.
Это сравнение дает нам представление о значительной разнице между этими планетами.
Влияние Луны на зарождение, развитие и поддержание жизни
Миллиарды лет назад Луна находилась гораздо ближе к Земле, следовательно, оказывала на нее еще большее влияние. Когда на древней Земле сформировались океаны, приливы имели характер цунами и заходили глубоко на сушу, растворяя горные породы. А ведь именно морская вода, богатая разными химическими элементами, стала средой для зарождения жизни.
Сейчас Луна находится примерно в 385 тыс. км от нас, но ее физическое влияние не заметить невозможно.
Итак, давайте ознакомимся с теми характеристиками, которых бы лишилась наша планете, не будь около нее Луны. Ну, или если бы она в этот же миг пропала.
Жители планеты никогда больше не увидят затмения
Без существования Луны у нас попросту не будет объекта, и больше никогда мы не сможем наблюдать чего-то похожего на лунное или солнечное затмение. И только Венера позволила бы наблюдать отдаленно подобное, но крайне редкое явление раз в 243 земных года, а значит никогда.
Изменения, связанные с водой
Приливы и отливы – самое яркое свидетельство прочной связи между Землей и ее спутником. Луна перемещает гигантские объемы воды на планете. Притяжение Луны слегка приподнимает океанскую воду, образуя некий пузырь. Движение этого пузыря вслед за Луной, вращающейся вокруг Земли, вызывает приливы и отливы. Приливные явления возникают за счет совместного гравитационного действия Луны и Солнца на Землю. Современные исследования ученых показывают, что первые живые организмы зародились не в глубинах океана, а именно в зоне приливов и отливов.
Появление «скоростных» дней на Земле
Еще одно малоизвестное свойство спутника заключается в том, что ее гравитационное воздействие замедляет скорость вращения Земли. Если бы у нашей планеты не было Луны, ее сутки длились бы от 6 до 8 часов, а в году было бы от 1100 до 1400 дней. Согласитесь, было бы очень интересно посмотреть на растение и животный мир Земли, который развивался бы в условиях такого стремительного изменения суточных характеристик.
Отсутствие стабилизации оси
Луна – объект, который позволяет нашей планете сохранять стабильную ось наклона. Если бы у нас не было надежной страховки в виде спутника, планета могла бы превратиться в место, где сезоны шли бы по 50 лет, либо, наоборот, сменялись бы настолько неожиданно и непредсказуемо, что выжить здесь могли бы только те формы жизни, которые готовы переносить предельно экстремальные условия.
Очень темные ночи
Одно из наиболее очевидных изменений. Без Луны ночи на планете стали бы очень опасным временем. Особенно в местностях, где цивилизация с ее электричеством еще не захватили власть. Несмотря на то, что Луна в тысячи раз менее яркая, чем Солнце, именно ее свет делает ночь на планете Земля более пригодной для человеческого выживания.
Вывод: Луна не только сыграла важную роль в зарождении и эволюции жизни, но и сейчас благодаря именно Луне жизнь на Земле продолжает существовать. Когда вы задумаетесь о Луне, как о чем-то несущественном, вы вспомните, насколько иной была бы жизнь без ее наличия около планеты Земля.
«Если солнце в небе светит, очень радуются дети!» Участие в городском конкурсе детских рисунков «Пусть всегда будет солнце» Ежегодно в нашем городе проходит конкурс детских рисунков»Пусть всегда будет солнце»,который организует управление образования города для.
«Профессии» — стихи для детей 4–12 лет, показывающие детям зачем и какая профессия нужна Стихотворения о профессиях «Сантехника», «Ветеринара», «Путешественника». Направленные на то, чтобы довести до детей простую истину — все.
Беседа с дошкольниками «Зачем нужна прививка» Беседа с дошкольниками на тему «Зачем нужна прививка» Цель: Дать детям знания о пользе прививок. Задачи: Обучающие: Познакомить с понятиями.
Детский мастер-класс по лепке с детьми подготовительной к школе группы «Будет хлеб — будет и праздник» На неделе, посвящённой урожаю, выбрала для ребят подготовительной к школе группы тему «Будет хлеб — будет и праздник». И кроме традиционной.
Фотоотчет о проведении конкурса рисунков «Пусть всегда будет мир» Фотоотчет о проведении конкурса рисунков «Пусть всегда будет мир!» Наш детский сад на протяжении нескольких лет тесно сотрудничает с филиалом.
Консультация для воспитателей «Зачем нужна жалобная книга природы» Одним из залогов успешного экологического воспитания дошкольников становится непосредственный контакт и живое общение ребенка с природой.
Консультация «Пусть очаг будет вечным, пусть жизнь будет бесконечной» Консультация “Пусть очаг будет вечным, пусть жизнь будет бесконечной”. Для наших детей очень интересны игры,танцы, песни отражающие традиционные.
Источник