Астрономия 10 класс Воронцов-Вельяминов (стр. 12 из 31)

В верхних слоях земной атмосферы солнечное излучение про-
изводит сильную ионизацию. Ионизованные слои атмосферы назы-
ваются ионосферой.

Атмосфера отражает или поглощает большую часть излучения,
приходящего к Земле из космического пространства. Например,
она не пропускает вредное рентгеновское излучение Солнца. Ат-
мосфера предохраняет нас и от непрерывной бомбардировки микро-
метеоритами и от разрушающего действия космических лучей — по-
токов быстро летящих элементарных частиц (в основном прото-
нов и ядер атомов гелия).

Рис. 45. Схема радиационного пояса (магнитосферы) Земли.

Атмосфера играет важнейшую роль в тепловом балансе Земли.
Видимые глазом солнечные лучи могут проходить через нее почти
без ослабления. Они поглощаются земной поверхностью, которая
при этом нагревается и излучает инфракрасные лучи. Только бла-
годаря существованию атмосферы на Земле смогла появиться жизнь.

Вид Земли из космоса представлен на рисунках 31 и 32. Около
половины поверхности земного шара всегда окутано облаками.
Если бы Земля постоянно была окутана облаками, то люди никогда
бы не увидели звездного неба и, возможно, очень долго не узнали
бы о существовании безграничной Вселенной с множеством миров.
4. Земля. Магнитное поле. Магнитное поле Земли достаточно вели-
ко (около 5 • 10 5 Гл) и позволяет пользоваться компасом, что
возможно не на всякой планете. С удалением от Земли индукция
магнитного поля ослабевает.

Исследование околоземного пространства космическими аппара-
* тами показало, что наша планета окружена мощным радиаци-
онным поясом (рис. 45), состоящим из быстро движущихся
заряженных элементарных частиц — протонов и электронов. Его
называют также поясом частиц высоких энергий (на рисунке 45
густота цвета показывает степень концентрации частиц).

Внутренняя часть пояса простирается примерно на 500—5000 км
от поверхности Земли.

Внешняя часть радиационного пояса находится между высотами
в 1—5 радиусов Земли и состоит в основном из электронов с энер-
гией в десятки тысяч электронвольт — в 10 раз меньшей, чем
энергия частиц внутреннего пояса.

Частицы, образующие радиационный пояс, вероятно, захватыва-
ются земным магнитным полем из числа частиц, непрерывно выбра-

ВНЕШНЯЯ ЧАСТЬ ПОЯСА

ВНУТРЕННЯЯ ЧАСТЬ ПОЯСА

Рис. 46. Полярное сияние.

сываемых Солнцем. Особенно мощные потоки частиц рождаются при
взрывных явлениях на Солнце — так называемых солнечных вспыш-
ках. Поток солнечных частиц движется со скоростью 400—1000 км/с
и достигает Земли примерно через 1—2 дня после того, как на Солн-
це произошла породившая его вспышка горячих газов. Такой усилен-
ный корпускулярный поток возмущает магнитное поле Земли. Быстро
и сильно меняются характеристики магнитного поля, что называет-
ся магнитной бурей. Стрелка компаса колеблется. Возникает
возмущение ионосферы, нарушающее радиосвязь, происходят п о-
лярные сияния (рис. 46).- Полярные сияния разной формы и
окраски возникают на высотах от 80 до 1000 км. Их образование
связано с тем, что в полярных областях частицы, двигаясь вдоль
линий индукций магнитного поля, проникают в атмосферу. Частицы
бомбардируют молекулы воздуха, ионизируют их и возбуждают
свечение, как поток электронов в вакуумной трубке. М. В. Ломоносов
первым высказал догадку о том, что полярные сияния имеют электри-
ческую природу. Цветовые оттенки полярного сияния обусловлены
свечением различных газов атмосферы.

Итак, мы выяснили, что на Земле и в ее атмосфере происходят
разнообразные процессы, многие из которых связаны с Солнцем,
отстоящим от нас на 150 млн. км, т. е. Земля не изолирована
от космоса.

- ФИЗИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НА ЛУНЕ И ЕЕ РЕЛЬЕФ

Физические условия на Луне. Луна — самое близкое к Земле
небесное тело и потому изучена лучше всего Ближайшие к нам
планеты примерно в 100 раз дальше, чем Луна. Луна меньше
Земли по диаметру вчетверо, а по массе в 81 раз. Средняя ее
плотность 3,3 • 103 кг/м3, т. е. меньше, чем у Земли. Вероятно,
у Луны нет такого плотного ядра, какое есть у Земли.

Мы видим всегда только одно полушарие Луны, на котором
никогда не заметно ни облаков, ни малейшей дымки, что служило
одним из доказательств отсутствия на Луне водяных паров и атмо-
сферы. Позднее это было подтверждено прямыми измерениями на
поверхности Луны. Небо на Луне даже днем было бы черное, как в
безвоздушном пространстве, но окружающая Луну разреженная
пылевая оболочка немного рассеивает солнечный свет.

На Луне нет атмосферы, смягчающей палящие солнечные лучи,
не пропускающей к поверхности опасные для живых организмов
рентгеновское и корпускулярное излучения Солнца, уменьшающей
отдачу энергии ночью в мировое пространство и защищающей
от космических лучей и потоков микрометеоров. Нет там ни обла-
ков, ни воды, ни туманов, ни радуги, ни зари с рассветом. Тени резкие
и черные.

С помощью автоматических станций установлено, что непрерыв-
ные удары мелких метеоритов, дробя поверхность Луны, как бы об-
тачивают ее и сглаживают рельеф. Мелкие осколки не превращаются
в пыль, а в условиях вакуума быстро спекаются в пористый шлако-
подобный слой. Происходит молекулярное сцепление пыли в подобие
пемзы. Такая структура лунной коры придает ей малую теплопровод-
ность. В результате при сильных колебаниях температуры снаружи
в недрах Луны даже на небольшой глубине температура сохраняется
постоянной. Огромные перепады температуры лунной поверхности
от дня к ночи объясняются не только отсутствием атмосферы, но и
продолжительностью лунного дня и лунной ночи, которая соответ-
ствует двум нашим неделям. Температура в подсолнечной точке Лу-
ны равна 4-120° С, а в противоположной точке ночного полушария
— 170°С. Вот как изменяется температура в течение одного лунного
дня!

Рельеф Луны. Уже со времен Галилея начали составлять карты
видимого полушария Луны. Темные пятна на поверхности Луны были
названы «морями» (рис. 47). Это низменности, в которых нет
ни капли воды. Дно их темное и сравнительно ровное. Большую
часть поверхности Луны занимают гористые, более светлые прост-
ранства. Есть несколько горных хребтов, названных, подобно
земным, Альпами, Кавказом и т. д. Высота гор достигает 9 км. Но
основной формой рельефа являются к р а т е р ы. Их кольцевые валы
высотой до нескольких километров окружают большие круглые впа-
дины диаметром до 200 км, например Клавий и Шиккард. Всем
крупным кратерам даны названия в честь ученых. Так, на Луне есть
кратеры Тихо, Коперник и др.

Рис. 47. Схематическая карта крупнейших деталей на обращенном к Земле полу-
шарии Луны.

В полнолуние в южном полушарии хорошо видны в сильный би-
нокль кратер Тихо диаметром 60 км в виде яркого кольца и рас-
ходящиеся от него радиально светлые лучи. Их длина сравнима с
радиусом Луны, и они тянутся, пересекая много других кратеров и
темных впадин. Выяснилось, что лучи образованы скоплением мно-
жества мелких кратеров со светлыми стенами.

Лунный рельеф лучше изучать тогда, когда соответствующая
местность лежит вблизи терминатора, т. е. границы дня и ночи
на Луне. Тогда освещенные Солнцем сбоку малейшие неровности
отбрасывают длинные тени и легко заметны. Очень интересно в
течение часа проследить в телескоп за тем, как вблизи термина-
тора на ночной стороне загораются светлые точки — это вершины
валов лунных кратеров. Постепенно из тьмы выплывает светлая
подкова — часть кратерного вала, но дно кратера еще погружено в

Рис. 48. Схематическая карта обратной стороны Луны, невидимой с Земли.

полный мрак. Лучн Солнца, скользя все ниже, постепенно обрисо-
вывают и весь кратер. При этом хорошо видно, что, чем меньше
кратеры, тем их больше. Они часто расположены цепочками и даже
«сидят» друг на друге. Позднейшие кратеры образовались на ва-
лах более старых. В центре кратера часто видна горка (рис. 49),
в действительности это группа гор. Кратерные стены обрываются
террасами круто внутрь. Дно кратеров лежит ниже окружающей ме-
стности. Рассмотрите внимательно вид внутренности вала и цент-
ральной горки кратера Коперник, сфотографированных искусствен-
ным спутником Луны сбоку (рис. 50). С Земли этот кратер виден
прямо сверху и без таких подробностей Вообще с Земли в наи-
лучших условиях едва видны кратеры до 1 км в диаметре. Вся по-
верхность Луны изрыта мелкими кратерами — пологими углубле-
ниями — это результат ударов мелких метеоритов.

С Земли видно только одно полушарие Луны. В 1959 г. со-
ветская космическая станция, пролетая мимо Луны, впервые сфо-
тографировала невидимое с Земли полушарие Луны. Принципиально
оно не отличается от видимого, но на нем меньше «морских» впадин
(рис. 48). Теперь составлены подробные карты этого полуша-
рия на основании многочисленных фотографий Луны, выполненных с
близкого расстояния автоматическими станциями, посылавшимися к
Луне Искусственно созданные аппараты неоднократно опускались
на ее поверхность. В 1969 г. на поверхность Луны впервые опус-
тился космический аппарат с двумя американскими космонавтами.
К настоящему времени на Луне побывало несколько экспедиций кос-
монавтов США, благополучно вернувшихся на Землю. Они ходили и
даже ездили на специальном вездеходе по поверхности Луны, уста-
навливали и оставляли на ней разные аппараты, в частности сей-
смографы для регистрации «лунотрясений», и привезли образцы
лунного грунта. Образцы оказались очень сходными с земными гор-
ными породами, но у них обнаружили и ряд особенностей, свойствен-
ных лишь лунным минералам. Советские ученые получили пробы
лунных пород из разных мест при помощи автоматов, которые по
команде с Земли брали пробу грунта и возвращались с ней на Землю.
Более того, на Луну посылались советские луноходы (авто-
матические самоходные лаборатории, рис. 51), выполнившие много
научных измерений и анализов грунта и прошедшие по Луне зна-
чительные расстояния — несколько десятков километров. Даже в тех
местах лунной поверхности, которые с Земли выглядят ровными,
грунт изобилует воронками и адсыпан камнями всевозможной
величины. Луноход «шаг за шагом», управляемый с Земли по радио,
передвигался с учетом характера местности, вид которой передавался