kochubei.doc

Муниципальное общеобразовательное учреждение Средняя общеобразовательная школа №18 г. Нерюнгри
Республики Саха (Якутия)
Исследовательский проект «Есть ли жизнь на Марсе?»
Автор разработки: Кочубей Александр Сергеевич
ученик 6 класса
Руководитель: Тонконогая Ирина Владимировна
учитель географии и экономики
Нерюнгри 2015 г.
1
Введение
В связи с возникновением всё большего количества экологических
катастроф и происшествий, из-за глобального изменения климата на Земле
возникает необходимость в поиске новых планет из входящих в состав
Солнечной системы, для существования человеческой расы.
Объект исследования - планеты Солнечной системы.
Предмет исследования – основные характеристики планет Солнечной
системы.
Гипотеза: возможно ли существование человека на одной из планет,
входящих в Солнечную систему.
Проверка гипотез:
Исследование разных источников информации, поиск материалов в Интернете,
привлечение взрослых к данной проблеме.
Цели исследования:
1. Изучить планеты Солнечной Системы.
2. Углубить знания о планетах земной группы и планетах-гигантах
(особенности и отличия).
3. Определив условия для комфортного существования человека, сравнить
их с полученными данными о планетах.
4. Проанализировать результаты.
2
Планеты Солнечной системы
Центральная звезда Солнце и все космические тела, которые вращаются
вокруг него составляют Солнечную систему. Солнце – это звезда, без которой
не могло бы существовать жизни на Земле. Она дает нам энергию и тепло.
Согласно классификации звезд, Солнце – желтый карлик. Возраст около 5
млрд. лет.
В настоящее время в Солнечной системе насчитывается восемь больших
планет. Они делятся на внутренние планеты (планеты, орбиты которых
находятся внутри орбиты Земли) - это Меркурий и Венера, и внешние (их
орбиты находятся вне орбиты Земли) - остальные планеты. Так же планеты по
своим физическим характеристикам делятся на планеты земной группы
(Меркурий, Венера, Земля, Марс) и планеты-гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран и
Нептун). Несколько особняком стоит самая маленькая планета Солнечной
системы Плутон. Несколько
особняком
стоит
самая
маленькая
планета
Солнечной системы Плутон. Недавно Плутон перестали считать большой
планетой и ввели новый класс "малые планеты" членом которого и является
теперь Плутон, но по устоявшейся традиции (или по привычке) рассмотрим его
вместе с большими планетами.
Все эти планеты имеют высокую плотность и твёрдую поверхность (хотя
под ней и находится жидкое ядро). Самая большая в этой группе планета Земля.
Меркурий
Ближе всех к Солнцу располагается планета Меркурий. Это самая
маленькая, не имеющая спутников планета земной группы, расположенная в
нашей солнечной системе. За 88 суток (около 3 месяцев), она делает 1 оборот
вокруг нашего Солнца. Наличие плотного металлического ядра у Меркурия,
характеризуется высокой плотностью и сильным магнитным полем. Мантия и
3
кора довольно тонкие, а значит, почти вся планета состоит из тяжелых
элементов.
Одно из полушарий Меркурия, в течение длительного срока обращено к
Солнцу, из-за его медленного вращения. Поэтому смена дня и ночи там
происходит значительно реже, чем на других планетах солнечной системы, да и
вообще, практически не заметна. День и ночь на Меркурии равны году
планеты, потому что продолжаются целых 88 суток! Так же, на Меркурии
характерны
значительные
перепады
температур:
днем
температура
поднимается до +430 °С, а ночью, опускается до – 180 °С. Смены времен года
здесь нет. Зато, рядом с полюсами, наблюдаются места, куда никогда не
проникает солнечный свет.
Венера
Вторая от Солнца – планета Венера, является наиболее приближенной к
Земле и, пожалуй, самой красивой из планет земной группы. Венера – одно из
самых ярких светил на нашем небе, поэтому в сумерках и утром, можно
увидеть планету невооруженным глазом.
Строение Венеры аналогична другим планетам. Оно включает в себя
кору, мантию и ядро. Радиус жидкого ядра, содержащего много железа,
составляет примерно 3200 км. Атмосфера Венеры, доходит до 5500 км, верхние
слои которой, почти полностью состоят из водорода.
Большинство планет солнечной системы, делают оборот вокруг своей оси
с запада на восток. Венера, как и Уран, является исключением из этого правила,
и вращается в противоположенную сторону, с востока на запад. Таким образом,
полный оборот вокруг своей оси, длится 243 суток.
Ученые полагают, что после образования Венеры, на ее поверхности
было большое количество воды. Но, с появлением парникового эффекта,
началось испарение морей и высвобождение в атмосферу, входящего в состав
различных пород, углекислого ангидрита. Это привело к увеличению испарения
4
воды и повышению температуры в целом. Через некоторое время, вода исчезла
с поверхности Венеры и перешла в атмосферу.
Сейчас, поверхность Венеры выглядит, как каменистая пустыня, с
редкими горами и волнообразными равнинами. От океанов, на планете
остались лишь огромные впадины. Радиолокационные данные, сделанные с
межпланетных станций, зафиксировали следы не давней вулканической
активности.
Марс
Красная планета – она является четвертой, по расстоянию, удаленной от
Солнца, планетой солнечной системы. Считается, то именно кроваво-красный
цвет планеты, который ей придает оксид железа и повлиял на ее название.
Марс вращается по своей, немного вытянутой орбите, вокруг Солнца за
687 земных суток, со скоростью 24 км/с. Сутки на Марсе, всего на 41 минуту
больше земных и составляют 24 часа 62 минуты. Смена дня и ночи, а так же
времен года, тоже практически повторяет земные. Так же есть и климатические
пояса, но из-за большего удаления от Солнца, они гораздо суровее, чем на
нашей планете. Так, средняя температура составляет около –50 °C. Радиус
Марса равен 3397 км, что практически вдвое меньше радиуса Земли – 6378.
Марс, наравне с другими планетами земной группы, состоит из коры
толщиной до 50 км, мантии до 1800 км и ядра, диаметром 2960 км.
Предполагается, что несколько миллионов, а может и миллиардов лет
назад, на планете Марс была атмосфера. Соответственно вода находилась в
жидком состоянии. Об этом свидетельствуют многочисленные русла рек –
меандры, которые можно наблюдать и сейчас.
Остальная поверхность Марса и его рельеф, обладает не менее
уникальными находками. Строение Марса отличается глубокими кратерами. В
то же время, на этой планете, есть самая высокая гора во всей солнечной
системе – Олимп – марсианский потухший вулкан высотой 27,5 км и
5
диаметром 6000 м. Так же, присутствует грандиозная система каньонов
Маринера длиной около 4 тыс. км и целый район древних вулканов – Элизиум.
Юпитер
Пятой и самой большой планетой в солнечной системе, известной с
древнейших времен, является Юпитер. Масса Юпитера настолько огромна (М =
1,9∙1027 кг), что почти в 2,5 раза превышает массу всех вместе взятых планет
солнечной системы. Вокруг оси, Юпитер вращается со скоростью 9 часов 55
минут, а орбитальная скорость равна 13 км/с. Сидерический период (период
вращения по своей орбите) составляет 11,87 лет.
По степени освещенности, не считая Солнце, Юпитер уступает только
Венере, поэтому является прекрасным объектом для наблюдений. При хорошей
погоде, даже в простейший телескоп, можно разглядеть не только саму планету,
но и четыре крупнейших спутника.
Скорость ветров превышает 600км/ч.
Современная наука полагает, что масса ядра Юпитера на данный момент
составляет 10 масс Земли или 4% от общей массы планеты, а размер – 1,5 ее
диаметра. Оно каменистое, со следами льда. Состав атмосферы Юпитера на
89,8% состоит из водорода (H2) и на 10% из гелия (Не). Менее 1% составляют
метан, аммоний, этан, вода и другие компоненты. Оранжевый цвет атмосфере
Юпитера придает соединение серы и фосфора. Оно содержит ацетилен и
аммиак, поэтому такой состав атмосферы, губителен для людей.
Полосы, которые тянуться вдоль экватора Юпитера, известны всем уже
давно. Но никто пока не мог толком объяснить их происхождение.
Сатурн
Известный с древних времен – Сатурн – является шестой планетой нашей
солнечной системы, знаменитой своими кольцами. Она входит в состав четырех
6
газовых планет-гигантов, таких как Юпитер, Уран и Нептун. Своими
размерами (диаметр = 120 536 км), она уступает только Юпитеру и является
второй по величине во всей солнечной системе.
Саму планету, вместе с кольцами, можно разглядеть с Земли, даже в
обычный небольшой телескоп. Сутки на Сатурне, составляют 10 часов 15
минут, а период вращения вокруг Солнца составляет почти 30 лет!
Сатурн – это уникальная планета, т.к. его плотность 0,69 г/см³, а это
меньше плотности воды 0,99 г/см³. Отсюда следует интересная закономерность:
если бы, была возможность погрузить планету в огромный океан или бассейн,
то Сатурн смог бы удержаться на воде и плавать в ней.
Атмосфера Сатурна, практически полностью состоит из водорода 96%. В
верхних слоях, зафиксирована минимальная температура, –189 °C, но при
погружении
в
атмосферу,
она
значительно
увеличивается.
Жидкий
металлический водород и создает магнитное поле огромной мощности. Ядро в
центре планеты получается каменно-железным.
Основных колец Сатурна насчитывается три, названных, довольно не
замысловато: А, В, С. Четвертое кольцо гораздо тоньше и менее заметно.
Уран
Седьмая планета солнечной системы – Уран – её классифицируют, как
одну из газообразных планет-гигантов, наряду с Юпитером, Сатурном и
Нептуном.
Как показывают наблюдения со спутников, железно-каменное ядро с
температурой около 7000 K, на Уране присутствует, а вот рек и океанов,
наблюдать не приходится. 70% тепловой энергии Уран получает от Солнца. За
ядром сразу начинается плотная очень плотная атмосфера, толщиной около 8
тыс. км. Ветры в средних слоях, движутся со скоростью 250м/с.
Уран – уникальная планета солнечной системы. Наклон оси вращения
составляет около 98°, это значит, что планета практически завалена набок. Из7
за такого необычного положения, смены дня и ночи и времен года на планете,
протекают, мягко говоря, нестандартно. Получается, что 42 года, один полюс
находится в темноте, на другой светит Солнце, а потом они меняются. Ученые
объясняют такое странное положение планеты, столкновением с другим
небесным телом (возможно с другой планетой), которое произошло миллионы
лет назад.
Нептун
Вторая планета (после Урана), открытая в «Новое время» – Нептун –
является четвертой по размеру и восьмой по расстоянию планетой от Солнца.
Характеристики Нептуна были получены только с помощью одного
космического аппарата «Вояджер-2». Все фотографии, были получены именно
с него. В 1989 году, он прошел в 4,5 тыс. км от планеты, обнаружив несколько
новых спутников и зафиксировав «Большое темное пятно», наподобие
«Красного пятна» на Юпитере.
Строение Нептуна по своему составу, очень близко к Урану. Он тоже
является газообразной планетой с твердым ядром, массой примерно с Землю и
температурой, как на поверхности Солнца – до 7000 К. При этом, общая масса
Нептуна примерно в 17 раз более массы Земли. Ядро восьмой планеты,
окутывает мантия из воды, метанового льда и аммиака. Далее идет атмосфера,
она включает в себя 80% водорода, 19% гелия и около 1% метана. Температура
верхних слоев составляет – 200 °С. В атмосфере Нептуна зафиксированы самые
сильные ветра, среди всех известных планет. Их скорость может достигать 2100
км/ч!
Плутон
В состав Плутона входят горные породы и лёд. Его масса в 5 раз меньше
массы Луны, и по объёму он в 3 раза меньше, чем наш спутник. Из-за большого
расстояния от Земли до Плутона очень трудно дать ему физическую
8
характеристику. Новая информация об этой карликовой планете будет доступна
только в 2015 году, когда до него долетит межпланетный аппарат «Новые
горизонты».
Поверхность Плутона на 98% состоит изо льда азота. Ниже находиться
мантия, состоящая из водяного льда. По некоторым предположениям из-за
нагрева мантии от ядра, под поверхностью Плутона может существовать океан
жидкой воды. В центре находиться ядро.
Существование атмосферы на Плутоне зависит от его расстояния до
Солнца. При приближении к нашему светилу поверхностные льды испаряются,
образуя очень разряженную атмосферу. По мере нагревания поверхности
Плутона его атмосфера расширяется. Температура поверхности Плутона
составляет -230ºС, верхние же слои его атмосферы теплее – -170ºС. При
удалении Плутона от Солнца, его атмосфера замерзает и оседает на
поверхность.
Орбита этой карликовой планеты имеет огромное отличие от других
планетных орбит, имеющих почти круглую форму. Она очень вытянута.
Вследствие этого Плутон, на некоторых участках, оказывается ближе к Солнцу,
чем Нептун.
9
Условия необходимые для комфортного существования человека
1. Поверхность планеты из твердых материалов - условие, при котором
человек может находиться на планете, передвигаться по ней, создавать
необходимые для своей жизни сооружения и т.д. Это планеты,
относящиеся к планетам земной группы: Меркурий, Венера, Земля, Марс.
Остальные планеты Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун - это газовые
гиганты, состоящие в основном из водорода и гелия и не имеющие
твердой поверхности.
2. Наличие атмосферы (кислород, азот, углекислый газ). Атмосфера
представляет собой газообразную оболочку, вращающуюся вместе с
планетой как единое целое. Атмосферный воздух - это источник дыхания
человека, животных и растительности.
3. Вода - играет чрезвычайно важную роль в жизни человека, животного и
растительного мира, и природы в целом. Вода доставляет в клетки
организма питательные вещества (витамины, минеральные соли) и
уносит отходы жизнедеятельности (шлаки). Кроме того, вода участвует в
процессе терморегуляции (потоотделение) и в процессе дыхания (человек
может дышать абсолютно сухим воздухом, но не долго) Для нормальной
работы всех систем человеку необходимо как минимум 1,5 литра воды в
день.
4. Сила тяжести. Силу, с которой тело притягивается к Земле, называют
силой тяжести. Сила тяжести действует на все тела. Благодаря данной
силе, мы двигаемся по поверхности Земли, предметы не улетают от нас
вверх, вокруг Земли удерживается атмосфера.
5. Магнитное поле служит защитой от солнечного ветра (солнечная
радиация) – от чрезмерного количество тепла и света.
6. Температура воздуха — одна из важнейших характеристик погоды и
климата, она оказывает прямое воздействие на человека, животных,
10
растения. Для человека снижение температуры тела ниже 25°с и её
увеличение выше 43°с, как правило, смертельно.
Заключение
11
Основные характеристики планет Солнечной системы приведены ниже
(Таблица 1).
Все планеты земной группы имеют твёрдые оболочки, в которых
сосредоточена почти вся их масса. Венера, Земля и Марс обладают газовой
оболочкой - атмосферой. Только Земля имеет жидкую оболочку из воды гидросферу и оболочку состав и структура которой обусловлена прошлой и
современной деятельностью живых организмов - биосферу. Аналогом
гидросферы на Марсе является криосфера - водяной лёд в полярных шапках и
грунте.
Однако ни одна из планет не имеет атмосферы и необходимого для жизни
количества воды. Особо можно отметить отсутствие магнитного поля и
соответствующей для жизни температуры.
Изучив основные характеристики планет Солнечной системы, выделив
условия
необходимые
для
комфортного
проживания
человека
и
проанализировав полученные данные, мы пришли к выводу, что такой планеты
пока не существует.
12