Die ungewöhnlichsten kosmischen Phänomene. Weltraumprozesse und ihr Einfluss auf die Erde Weltraumphänomene und -prozesse

Ministerium für Bildung und Wissenschaft der Russischen Föderation

Staatliche Bildungseinrichtung der Höheren Berufsbildung

Staatliche Universität Altai

Fakultät für Geographie

Institut für Physische Geographie und GIS

Kursarbeit

Der Einfluss kosmischer Prozesse und Phänomene auf die Entwicklung der Erde

Wird von einem Studenten durchgeführt

1 Kurs 901 Gruppen

EIN V. Starodubow

Kandidat der Wissenschaften, Kunst. Lehrer V.A. Bykow

Barnau 2011

Einführung

Kapitel 1. Informationen über die Erde

1.1 Magnetosphäre

1.2 Strahlungsgürtel der Erde

1.3 Schwerkraft

Fazit

Literatur

Anhang 1

Anlage 2

Anhang 3

Anhang 4

Anhang 5

Anhang 6

Anhang 7

Auf 48 Seiten ist diese Arbeit zum Thema Einfluss kosmischer Prozesse und Phänomene auf die Entwicklung der Erde entstanden.

Kursarbeit enthält 9 Zahlen. Es enthält auch 1 Tisch. Darüber hinaus enthält der Abstract 7 Anwendungen. Ergänzend ist anzumerken, dass es 22 Quellen in der Literaturliste gibt.

Einführung

Der Zweck dieser Arbeit ist es, den Einfluss der wichtigsten kosmischen Faktoren und Phänomene auf den Planeten Erde zu betrachten.

Dieses Problem hat seine Bedeutung nicht verloren. Von den ersten Tagen seiner Existenz bis heute hängt der Planet vom Einfluss des Weltraums ab. In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts - der ersten Hälfte des 21. Jahrhunderts - hat die Abhängigkeit des Planeten vom Weltraum und seinen Auswirkungen zugenommen. Jetzt, da die Menschheit in das Zeitalter der technologischen Entwicklung eingetreten ist, ist das Risiko katastrophaler Folgen besonders groß. Starke Sonneneruptionen, so paradox es auch klingen mag, bringen Probleme mit sich für: a) Rohstoffproduzenten; b) normale Bürger; c) Staaten. Zahlreiche vom Menschen geschaffene Geräte hängen auf die eine oder andere Weise von der Sonnenaktivität ab. Und ihre durch Sonnenaktivität verursachte Abschaltung ist zunächst Zeit- und Geldverschwendung für den Rohstoffproduzenten.

Die bekanntesten Forscher des obigen Problems sind: eine Gruppe amerikanischer Wissenschaftler unter der Leitung von J. Van Allen, sowjetische Wissenschaftler unter der Leitung von S.N. Vernov und A.E. Chudakov, A. Sklyarov.

Das Ziel wird durch die folgenden Aufgaben sichtbar:

1. Überprüfen Sie die verfügbare Literatur zum Thema;

2. Betrachten Sie den Einfluss der magnetischen Sphäre auf den Planeten Erde;

3. Analyse der Wechselwirkung zwischen dem Van-Alen-Strahlungsgürtel und der Erde;

4. Untersuchung der Auswirkungen der Schwerkraft auf den Planeten Erde;

5. Betrachten Sie die Folgen des Aufpralls kleiner Weltraumkörper;

6. Betrachten Sie die Wechselwirkung von Sonne und Erde;

Gegenstand der Forschung sind kosmische Prozesse und Phänomene.

Gegenstand der Studie ist der Einfluss kosmischer Prozesse und Phänomene auf die Entwicklung der Erde.

Die Informationsgrundlage für das Schreiben der Arbeit waren Bücher, das Internet, Karten und die Medien. Ich habe mehrere Methoden zum Schreiben meiner Hausarbeit verwendet: vergleichend deskriptiv, kartographisch, paläogeographisch (historisch und genetisch), geophysikalisch und mathematisch.

Kapitel 1. Informationen über die Erde

Die Erde ist der dritte Planet von der Sonne im Sonnensystem. Er umkreist die Sonne auf einer nahezu kreisförmigen Umlaufbahn in einer durchschnittlichen Entfernung von 149,6 Millionen km. Die Umdrehung um die Sonne ist gegen den Uhrzeigersinn. Die durchschnittliche Geschwindigkeit der Erdbewegung im Orbit beträgt 29,765 km/s, die Umlaufzeit 365,24 Sonnentage oder 3,147 * 10 7 s. Außerdem hat die Erde eine Rotation in Vorwärtsrichtung, die 23 Stunden 56 Minuten 4,1 s oder 8,616 * 10 4 s entspricht.

Die Figur der Erde ist ein Geoid, d.h. Äquipotentialfläche der Schwerkraft. Außerhalb der Kontinente fällt das Geoid mit der ungestörten Oberfläche des Weltozeans zusammen.

Die Masse der Erde beträgt Mg = 5,977 * 10 27 g, der mittlere Radius beträgt Rg = 6371 km, die Erdoberfläche S = 5,1 * 10 18 cm 2 , mittlere Dichte ρ= 5,52 g/cm 3 mittlere Erdbeschleunigung auf der Erdoberfläche g= 9,81 Gal.

1.1 Magnetosphäre

Die Magnetosphäre ist eine der wichtigsten Sphären der Erde. Fast alle Planeten haben Magnetfelder, mit Ausnahme von Pluto und dem Mond und der Sonne. Das Magnetfeld der Erde wird durch einen infinitesimalen Dipol angenähert, dessen Achse 436 km vom Erdmittelpunkt in Richtung Pazifischer Ozean liegt und um 12° gegenüber der Rotationsachse der Erde geneigt ist. Die magnetischen Feldlinien verlassen den magnetischen Nordpol auf der Südhalbkugel und treten in den magnetischen Südpol auf der Nordhalbkugel ein. Die magnetischen Pole wandern ständig und sind den magnetischen Anomalien der Welt ausgesetzt.

Der Ursprung des Magnetfelds ist mit der Wechselwirkung des festen inneren Kerns, des flüssigen äußeren und des festen Monolithen verbunden, wodurch eine Art magnetischer Hydrodynamo entsteht. Die Quellen des geomagnetischen Hauptfeldes sowie seiner Schwankungen hängen zu 95 % mit dem inneren Feld zusammen, und nur 1 % entfällt auf das äußere Feld, das ständig schnellen Änderungen unterliegt.

Die Magnetosphäre hat eine asymmetrische Struktur - sie nimmt von der Seite der Sonne auf etwa 10 Erdradien ab und nimmt auf der anderen Seite auf 100 zu. Dies ist auf den Staudruck - Stoßwelle - Sonnenwindpartikel (Ʋ=500km/s) zurückzuführen. Steigt dieser Druck an und nimmt die Form eines Paraboloids an, dann wird die Magnetosphäre auf der Sonnenseite stärker abgeflacht. Der Druck lässt nach und die Magnetosphäre dehnt sich aus. Das Sonnenplasma umströmt die Magnetosphäre, deren äußere Begrenzung, die Magnetopause, so liegt, dass der Druck, den der Sonnenwind auf die Magnetosphäre ausübt, durch den inneren magnetischen Druck ausgeglichen wird.

Wenn sich die Magnetosphäre infolge des Drucks des Sonnenwinds zusammenzieht, entsteht darin ein Ringstrom, der bereits ein eigenes Magnetfeld erzeugt, das sich mit dem Hauptmagnetfeld vermischt, als würde es diesem helfen, mit dem Druck fertig zu werden, und der Die magnetische Feldstärke auf der Erdoberfläche nimmt zu - dies wird sicher aufgezeichnet.

Das Magnetfeld ist selten ruhig - seine Stärke nimmt stark zu, nimmt dann ab und kehrt zu seinem normalen Wert zurück. Starke magnetische Stürme werden durch starke chromosphärische Flares verursacht, wenn Partikel mit Geschwindigkeiten von bis zu 1000 km/s fliegen und dann auch die Ionosphäre gestört wird. 8 Minuten nach den Flares kann jegliche kurzwellige Kommunikation aufhören, da die Röntgenemission stark ansteigt, Schicht D ˝ in der Ionosphäre ionisiert es schneller und absorbiert Radiowellen. Nach einiger Zeit wird die F 2 -Schicht zerstört und das Ionisationsmaximum verschiebt sich nach oben (siehe Anhang 2).

Im Allgemeinen kann man sehen, dass die Ionosphäre und die Magnetosphäre ein einziges Ganzes sind, und gleichzeitig bringt die tägliche Rotation der Erde sie auch zum Rotieren, und erst über 30.000 km reagiert das Plasma nicht mehr auf die Rotation die Erde. Mit Hilfe von Raumfahrzeugen wurde die Grenze der Magnetosphäre bestimmt.

1.2 Strahlungsgürtel der Erde

Die inneren Regionen der Magnetosphäre der Erde, in denen das Magnetfeld der Erde geladene Teilchen (Protonen, Elektronen, Alpha-Teilchen) mit einer kinetischen Energie von einigen zehn KeV bis zu Hunderten von MeV hält. Der Austritt geladener Teilchen aus dem R. p. Z. wird durch eine spezielle Anordnung der Kraftlinien des Erdmagnetfeldes behindert, die eine magnetische Falle für die geladenen Teilchen bildet. Eingefangen in der Magnetfalle der Erde führen Teilchen unter dem Einfluss der Lorentzkraft eine komplexe Bewegung aus, die sich als Schwingungsbewegung entlang einer spiralförmigen Bahn entlang der Magnetfeldlinie von der Nordhalbkugel zur Südhalbkugel und zurück darstellen lässt gleichzeitig langsamere Bewegung (Längsdrift) um die Erde. Wenn sich ein Teilchen in einer Spirale auf eine Erhöhung des Magnetfelds zubewegt (sich der Erde nähert), nehmen der Radius der Spirale und ihre Steigung ab. Der betragsmäßig unveränderte Geschwindigkeitsvektor des Teilchens nähert sich senkrecht zur Feldrichtung der Ebene. Schließlich wird das Teilchen an einem bestimmten Punkt (man spricht von einem Spiegelpunkt) „gespiegelt“. Es beginnt sich in die entgegengesetzte Richtung zu bewegen - zum konjugierten Spiegelpunkt in der anderen Hemisphäre. Ein Proton mit einer Energie von ~ 100 MeV macht eine Schwingung entlang der Feldlinie von der Nordhalbkugel zur Südhalbkugel in einer Zeit von ~ 0,3 Sek. es kann bis zu 10 10 Schwingungen machen. Im Durchschnitt führen eingefangene Teilchen hoher Energie bis zu mehreren hundert Millionen Schwingungen von einer Hemisphäre zur anderen aus. Die Längsdrift tritt mit einer viel geringeren Rate auf. Je nach Energie machen die Teilchen in einer Zeit von einigen Minuten bis zu einem Tag eine vollständige Umdrehung um die Erde.

Positive Ionen driften nach Westen, während Elektronen nach Osten driften. Die Bewegung eines Teilchens in einer Spirale um die magnetische Feldlinie kann als Rotation um die sog. dargestellt werden. momentanes Rotationszentrum und Translationsbewegung dieses Zentrums entlang der Kraftlinie.

Wenn sich ein geladenes Teilchen im Magnetfeld der Erde bewegt, befindet sich sein augenblickliches Rotationszentrum auf derselben Oberfläche, der sogenannten magnetischen Hülle. Die magnetische Hülle wird durch den Parameter L charakterisiert, dessen Zahlenwert im Falle eines Dipolfeldes gleich dem in Erdradien ausgedrückten Abstand ist, in dem die magnetische Hülle (in der Äquatorialebene des Dipols) vom Mittelpunkt abweicht der Dipol. Für das reale Magnetfeld der Erde behält der Parameter L ungefähr die gleiche einfache Bedeutung.

Die Teilchenenergie hängt mit dem Wert des Parameters L zusammen; Auf Schalen mit kleineren Werten von L gibt es Teilchen mit höheren Energien. Dies erklärt sich dadurch, dass hochenergetische Teilchen nur durch ein starkes Magnetfeld, also in den inneren Bereichen der Magnetosphäre, zurückgehalten werden können.

Normalerweise sind das innere und äußere R. S. 3., der Gürtel der niederenergetischen Protonen (der Gürtel des Ringstroms) und die Zone des Quasi-Einfangs von Teilchen oder Polarlichtstrahlung (nach dem lateinischen Namen der Polarlichter ), Werden unterschieden. Der innere Strahlungsgürtel ist gekennzeichnet durch das Vorhandensein von hochenergetischen Protonen (von 20 bis 800 MeV) mit einer maximalen Protonenflussdichte mit einer Energie E p > 20 MeV bis zu 10 4 Protonen/(cm 2 sec × ster) in einem Abstand von L ~ 1,5. Im inneren Gürtel befinden sich auch Elektronen mit Energien von 20-40 keV bis 1 MeV; die Elektronenflussdichte mit E e ³40Kev ist ungefähr maximal

10 6 –10 7 Elektron/(cm 2 × sec × ster). Der innere Gürtel befindet sich in äquatorialen Breiten um die Erde.

Von außen wird dieser Gürtel durch eine magnetische Hülle mit L ~ 2 begrenzt, die die Erdoberfläche bei geomagnetischen Breiten ~ 45° schneidet. Der Erdoberfläche am nächsten (in Höhen von bis zu 200-300 km) kommt der innere Gürtel in die Nähe der brasilianischen magnetischen Anomalie, wo das Magnetfeld stark geschwächt ist; Oberhalb des geografischen Äquators liegt die untere Grenze des inneren Gürtels 600 km über Amerika und bis zu 1600 km über Australien. An der unteren Grenze des inneren Gürtels verlieren Teilchen, die häufig mit Atomen und Molekülen atmosphärischer Gase kollidieren, ihre Energie, werden gestreut und von der Atmosphäre "absorbiert" (siehe Anhang 3).

Der äußere Strahlungsgürtel der Erde ist zwischen magnetischen Schalen cL~ 3 und L~ 6 mit einer maximalen Teilchenflussdichte von L~ 4,5 eingeschlossen. Der äußere Gürtel ist durch Elektronen mit Energien von 40–100 keV gekennzeichnet, deren maximaler Fluss 10 6 –10 7 Elektronen/(cm 2 s) erreicht. Die durchschnittliche "Lebensdauer" der Teilchen des äußeren R. p. Z. beträgt 10 5 -10 7 sec. In Zeiten erhöhter Sonnenaktivität sind auch im äußeren Gürtel hochenergetische Elektronen (bis zu 1 Mevi höher) vorhanden .

Der niederenergetische Protonengürtel (E p ~ 0,03–10 MeV) erstreckt sich von L ~ 1,5 bis L ~ 7–8. Die Quasi-Einfangzone oder Polarlichtstrahlung befindet sich hinter dem äußeren Gürtel und hat aufgrund der Verformung der Magnetosphäre durch den Sonnenwind (den Fluss geladener Teilchen von der Sonne) eine komplexe räumliche Struktur. Hauptbestandteil der Teilchen in der Quasi-Einfangzone sind Elektronen und Protonen mit Energien E< 100кэв.

Der äußere Gürtel und der Gürtel der niederenergetischen Protonen sind der Erde am nächsten (bis zu einer Höhe von 200-300 km) bei 50-60° Breite. Bei Breitengraden über 60° wird eine Quasi-Einfangzone projiziert. Es fällt mit dem Bereich der maximalen Häufigkeit des Auftretens polarer Polarlichter zusammen.In einigen Perioden wird die Existenz schmaler strahlender Teilchen festgestellt.Gürtel hochenergetischer Elektronen (E e ~ 5 MeV) auf magnetischen Schalen mit L ~ 2,5-3,0 sind beschrieben.

Energiespektren für alle Funktionen der Form: N(E)~E g , wobei N(E) die Anzahl der Teilchen mit einer gegebenen Energie E ist, oder N(E) ~ mit charakteristischen Werten g»1,8 für Protonen in der Energiebereich von 40 bis 800 MeV, E 0 ~ 200-500 keV für Elektronen der äußeren und inneren Gürtel und E 0 ~ 100 keV für niederenergetische Protonen (1).

Der Ursprung von eingefangenen Teilchen mit Energien, die die durchschnittliche Energie der thermischen Bewegung von Atomen und Molekülen der Atmosphäre deutlich übersteigen, ist mit der Wirkung mehrerer physikalischer Mechanismen verbunden: dem Zerfall von Neutronen, die durch kosmische Strahlung in der Erdatmosphäre erzeugt werden (die darin gebildeten Protonen dieser Prozess ergänzt die interne Strahlungsstrahlung der Erde); „Pumpen“ von Partikeln in Gürtel während geomagnetischer Störungen (Magnetstürme), was hauptsächlich die Existenz von Elektronen im inneren Gürtel bestimmt; Beschleunigung und langsamer Transfer von Teilchen solaren Ursprungs von den äußeren in die inneren Regionen der Magnetosphäre (so werden die Elektronen des äußeren Gürtels und der Gürtel der niederenergetischen Protonen wieder aufgefüllt). Das Eindringen von Sonnenwindpartikeln in das R. p. Z. ist durch spezielle Punkte der Magnetosphäre sowie durch die sogenannte möglich. die neutrale Schicht im Schweif der Magnetosphäre (von ihrer Nachtseite).

Im Bereich der Tagesspitzen und in der neutralen Schicht des Schweifs ist das Erdmagnetfeld stark abgeschwächt und kein nennenswertes Hindernis für geladene Teilchen des interplanetaren Plasmas. Polspitzen sind trichterförmige Regionen im vorderen Teil der Magnetopause bei geomagnetischen Breiten ~ 75°, die aus der Wechselwirkung des Sonnenwinds und des Erdmagnetfelds resultieren. Durch die Höcker können Sonnenwindpartikel ungehindert in die polare Ionosphäre eindringen.

Strahlungsgürtel erfahren verschiedene zeitliche Variationen: Der innere Gürtel, der näher an der Erde liegt und stabiler ist, ist unbedeutend, der äußere Gürtel ist der häufigste und stärkste. Die interne Sonnenstrahlung ist durch kleine Schwankungen während des 11-Jahres-Zyklus der Sonnenaktivität gekennzeichnet. Der äußere Gürtel verändert schon bei geringen Störungen der Magnetosphäre merklich seine Grenzen und Struktur. Der niederenergetische Protonengürtel nimmt in diesem Sinne eine Zwischenstellung ein. Besonders starke Schwankungen der RP treten bei magnetischen Stürmen auf: Erstens steigt im äußeren Gürtel die Flussdichte niederenergetischer Teilchen stark an, gleichzeitig geht ein erheblicher Anteil hochenergetischer Teilchen verloren. Hinzu kommt das Einfangen und Beschleunigen neuer Teilchen, wodurch Partikelströme in den Gürteln in Entfernungen auftreten, die normalerweise näher an der Erde liegen als bei ruhigen Bedingungen. Nach der Kompressionsphase erfolgt eine langsame, allmähliche Rückkehr von R. p. Z. in seinen ursprünglichen Zustand. In Zeiten hoher Sonnenaktivität treten sehr häufig Magnetstürme auf, so dass sich die Wirkungen einzelner Stürme überlagern und das Maximum des äußeren Gürtels in diesen Zeiten näher an der Erde liegt (L ~ 3,5) als in Zeiten minimaler Sonnenaktivität Aktivität (L ~ 4,5-5,0).

Der Niederschlag von Partikeln aus einer Magnetfalle, insbesondere aus der Quasi-Einfangzone (Polarstrahlung), führt zu einer erhöhten Ionisierung der Ionosphäre, und ein intensiver Niederschlag führt zu Polarlichtern. Die Zufuhr von Partikeln im R. p. Z. reicht jedoch nicht aus, um eine verlängerte Aurora aufrechtzuerhalten, und die Verbindung von Polarlichtern mit Schwankungen der Partikelflüsse im R. p. Z. spricht nur von ihrer allgemeinen Natur, d.h. dass in Während magnetischer Stürme Partikel sowohl in die R. p. Z. gepumpt als auch in die Erdatmosphäre abgegeben werden. Polarlichter dauern die ganze Zeit, während diese Prozesse ablaufen – manchmal einen Tag oder länger. R. p. Z. kann auch künstlich erzeugt werden: während der Explosion eines Nukleargeräts in großer Höhe; beim Einschießen künstlich beschleunigter Teilchen, zum Beispiel mit einem Beschleuniger an Bord des Satelliten; beim Versprühen radioaktiver Stoffe im erdnahen Weltraum, deren Zerfallsprodukte vom Magnetfeld eingefangen werden. Die Schaffung künstlicher Gürtel während der Explosion von Nukleargeräten wurde 1958 und 1962 durchgeführt. So wurden nach der amerikanischen Atomexplosion (9. Juli 1962) etwa 10 25 Elektronen mit einer Energie von ~ 1 MeV in den inneren Gürtel injiziert, was die Intensität des natürlichen Elektronenflusses um zwei bis drei Größenordnungen überstieg. Die Überreste dieser Elektronen wurden in den Gürteln über einen Zeitraum von fast 10 Jahren beobachtet.

Historisch gesehen wurde der innere Gürtel zuerst entdeckt (von einer Gruppe amerikanischer Wissenschaftler unter der Leitung von J. Van Allen, 1958) und der äußere Gürtel (von sowjetischen Wissenschaftlern unter der Leitung von S. N. Vernov und A. E. Chudakov, 1958). Flüsse von R. p. Z.-Partikeln wurden durch Instrumente (Geiger-Müller-Zähler) registriert, die auf künstlichen Erdsatelliten installiert waren. Im Wesentlichen haben R. p. Z. keine klar definierten Grenzen, weil jede Art von Teilchen bildet entsprechend ihrer Energie einen eigenen Strahlungsgürtel, daher ist es richtiger, von einem einzigen Strahlungsgürtel der Erde zu sprechen. Die Einteilung von R. p. Z. in äußere und innere, die in der ersten Forschungsphase angenommen und aufgrund einer Reihe von Unterschieden in ihren Eigenschaften bis heute erhalten geblieben ist, ist im Wesentlichen bedingt.

Die grundsätzliche Möglichkeit der Existenz einer magnetischen Falle im Erdmagnetfeld wurde durch die Berechnungen von K. Störmer (1913) und H. Alfven (1950) gezeigt, aber erst Experimente auf Satelliten zeigten, dass die Falle wirklich existiert und gefüllt ist energiereiche Teilchen.

1.3 Schwerkraft

Die Polarität des Erdmagnetfeldes hat sich über Hunderte von Millionen Jahren viele Male geändert, und gleichzeitig führte eine Änderung des Polaritätszeichens zu einem starken Abfall der Magnetfeldstärke. Dies beeinflusste den Zustand der Atmosphäre, der Ionosphäre und der Magnetosphäre. In ihnen werden durch harte kosmische Strahlung Schutzfunktionen verletzt. Schon eine Wasserschicht von 1 - 1,5 m ist ein unüberwindbares Hindernis für kurzwellige Strahlung. Es ist möglich, dass das Massensterben von Biota im Phanerozoikum sowie der Klimawandel mit einem vorübergehenden Prozess eines starken Abfalls der Magnetfeldstärke während ihrer Umkehr verbunden sind.

Im Sonnensystem gibt es starke Schwerkraftkräfte - die Schwerkraft. Sonne und Planeten werden voneinander angezogen. Außerdem hat jeder Planet sein eigenes Gravitationsfeld. Diese Kraft ist umso größer, je größer die Masse des Planeten ist und je näher der Körper an ihm ist.

Das Gravitationsfeld der Erde lässt sich als große Kugel darstellen, in der die Kraftlinien zum Mittelpunkt des Planeten gerichtet sind. In ihm. In der gleichen Richtung nimmt die an jedem Punkt der Geosphäre wirkende Anziehungskraft zu. Diese Kraft reicht aus, um zu verhindern, dass das Wasser der Ozeane von der Erdoberfläche abfließt. Wasser wird in Vertiefungen gehalten, breitet sich aber leicht über eine flache Oberfläche aus.

Die Schwerkraft wirkt ständig auf die Substanz der Erde. Schwerere Partikel werden vom Kern angezogen und verdrängen leichtere Partikel, die zur Erdoberfläche schweben. Es gibt eine langsame Gegenbewegung von leichter und schwerer Materie. Dieses Phänomen wird Gravitationsdifferenzierung genannt. Dadurch entstanden im Körper des Planeten Geosphären mit unterschiedlicher mittlerer Materiedichte.

Die Masse der Erde beträgt mehr als das 80-fache der Masse ihres Trabanten. Daher wird der Mond in einer erdnahen Umlaufbahn gehalten und verschiebt sich aufgrund der enormen Masse der Erde ständig um 2-3 km in Richtung seines geometrischen Mittelpunkts. Die Erde erfährt trotz der großen Entfernung auch die Anziehungskraft ihres Satelliten - 3,84 * 105km.

"Mondfluten" sind die auffälligsten Auswirkungen. Alle 12 Stunden und 25 Minuten steigt der Meeresspiegel der Erde unter dem Einfluss der Mondmasse um durchschnittlich 1 m. Nach 6 Stunden sinkt der Wasserspiegel. In verschiedenen Breitengraden ist dieses Niveau unterschiedlich. Im Ochotskischen Meer und im Beringmeer - 10 m, in der Bay of Fundy - 18 m. Gezeiten-"Buckel" einer festen Oberfläche sind kleiner als 35 cm. Aufgrund der langen Dauer einer solchen Welle sind solche Pulsationen ohne spezielle Messungen nicht wahrnehmbar. Es ist jedoch erwähnenswert, dass sich Wellen ständig mit einer Geschwindigkeit von 1000 km / h entlang der Erdoberfläche bewegen.

kosmische sonne gravitation erde

Kapitel 2. Der Einfluss kosmischer Prozesse und Phänomene auf die Entwicklung der Erde

2.1 Einschlag kleiner kosmischer Körper

Im Allgemeinen werden Himmelskörper, die die Erde "angreifen" können, Meteoroiden (Meteoritenkörper) genannt - dies sind entweder Fragmente von Asteroiden, die im Weltraum kollidieren, oder Fragmente, die während der Verdunstung von Kometen zurückbleiben. Wenn Meteoroiden die Erdatmosphäre erreichen, werden sie Meteore (manchmal auch Feuerbälle) genannt, und wenn sie auf die Erdoberfläche fallen, werden sie Meteoriten genannt (siehe Anhang 4).

Inzwischen wurden 160 Krater auf der Erdoberfläche identifiziert, die durch eine Kollision mit kosmischen Körpern entstanden sind. Hier sind sechs der bemerkenswertesten:

Vor 50.000 Jahren Berringer Krater (Arizona, USA), Umfang 1230 m - aus einem Meteoritenfall mit einem Durchmesser von 50 m. Dies ist der allererste Meteoritenfallkrater, der auf der Erde entdeckt wurde. Es wurde "Meteorit" genannt. Außerdem ist es besser erhalten als andere.

Vor 35 Millionen Jahren, Krater Chesapeake Bay (Maryland, USA), Umfang 85 km - vom Fall eines Meteoriten mit einem Durchmesser von 2-3 km. Die Katastrophe, die es verursachte, zerschmetterte den Felssockel in 2 km Tiefe und schuf ein Salzwasserreservoir, das bis heute die Verteilung der Grundwasserströme beeinflusst.

Vor 37,5 Millionen Jahren, Popigai-Krater (Sibirien, Russland), Umfang 100 km - vom Fall eines Asteroiden mit 5 km Durchmesser. Der Krater ist übersät mit Industriediamanten, die dadurch entstanden sind, dass Graphit beim Einschlag einem ungeheuren Druck ausgesetzt wurde.

Vor 65 Millionen Jahren, Chicxulub-Becken (Yucatan, Mexiko), Umfang 175 km - vom Fall eines Asteroiden mit einem Durchmesser von 10 km. Es wird angenommen, dass die Explosion dieses Asteroiden einen grandiosen Tsunami und Erdbeben der Stärke 10 verursachte.

Vor 1,85 Milliarden Jahren, Sudbury-Krater (Ontario, Kanada), Umfang 248 km - vom Fall eines Kometen mit einem Durchmesser von 10 km. Am Grund des Kraters entstand dank der bei der Explosion freigesetzten Hitze und der im Kometen enthaltenen Wasserreserven ein System heißer Quellen. Entlang des Randes des Kraters wurden die weltweit größten Vorkommen an Nickel- und Kupfererz gefunden.

Vor 2 Milliarden Jahren, Vredefort-Kuppel (Südafrika), Umfang 378 km - vom Fall eines Meteoriten mit einem Durchmesser von 10 km. Der älteste und (zum Zeitpunkt der Katastrophe) größte dieser Krater auf der Erde. Es entstand als Ergebnis der massivsten Energiefreisetzung in der gesamten Geschichte unseres Planeten.

Zugegeben, die beeindruckendsten Entdeckungen der letzten Jahre auf dem Gebiet der Paläoklimatologie wurden bei Eisschildbohrungen und Eiskernuntersuchungen in den zentralen Regionen Grönlands und der Antarktis gemacht, wo die Eisoberfläche fast nie schmilzt, was die enthaltenen Informationen bedeutet darin ist etwa die Temperatur der Oberflächenschicht der Atmosphäre auf Jahrhundert gespeichert. Durch die gemeinsamen Bemühungen russischer, französischer und amerikanischer Wissenschaftler zur Isotopenzusammensetzung des Eisbohrkerns aus einem ultratiefen Eisbohrloch (3350 m) an der russischen Antarktisstation Wostok war es möglich, das Klima unseres Planeten für diesen Zeitraum nachzubilden. So schwankte die Durchschnittstemperatur im Bereich der Wostok-Station für diese 420.000 Jahre von etwa - 54 bis - 77 ° C. Drittens, während der letzten "Eiszeit" (vor 20 - 10.000 Jahren), das Klima in der mittleren Spur Russland, einschließlich Sibirien, unterschied sich vor allem im Sommer kaum von heute. Dies wird durch den Isotopenmarker des atmosphärischen Niederschlags belegt, der sich seit Hunderttausenden von Jahren im Eis der Polargletscher und im Permafrost, in Bodenkarbonaten, Phosphaten von Säugetierknochen, Baumringen usw. Die Hauptgefahr auf globaler Ebene stellen Asteroiden mit einem Radius von mehr als 1 km dar. Die Kollision mit kleineren Körpern kann zu erheblichen lokalen Zerstörungen führen (Tunguska-Phänomen), führt jedoch nicht zu globalen Folgen. Je größer der Asteroid, desto unwahrscheinlicher ist es, dass er die Erde trifft.

Jedes Jahr werden 2-3 Passagen in einer Entfernung von 0,5-3 Millionen km von der Erde von Körpern mit einem Durchmesser von 100-1000 m aufgezeichnet. Vernachlässigt man in einer groben Rechnung die Anziehungskraft der Erde und nimmt man zufällige Kollisionen an, so kann man die Häufigkeit von Kollisionen mit Körpern einer bestimmten Größe bestimmen. Um dies zu tun: Es ist notwendig, den Querschnitt der Erde gleich 4 Pi (6400 km) 2 (2) mit der Häufigkeit des Durchgangs eines Asteroiden pro 1 km 2 zu multiplizieren - er beträgt ungefähr ~ 3/4 Pi 1,7 Millionen km 2 (3). Der Kehrwert des berechneten Werts und entspricht der Anzahl der Jahre, die im Durchschnitt zwischen zwei Kollisionen vergehen. Es stellt sich heraus, dass die Zahl ~ 25.000 Jahre beträgt (tatsächlich ist es etwas weniger, wenn wir auch den Einfluss der Erdanziehungskraft und die Tatsache berücksichtigen, dass einige Spannweiten unbemerkt blieben). Dies ist in guter Übereinstimmung mit den Daten.

Kollisionen mit großen Asteroiden sind ziemlich selten, verglichen mit der Länge der Menschheitsgeschichte. Die Seltenheit des Phänomens bedeutet jedoch nicht Periodizität; daher können Kollisionen aufgrund der Zufälligkeit des Phänomens zu jedem Zeitpunkt nicht ausgeschlossen werden - es sei denn, die Wahrscheinlichkeit einer solchen Kollision ist im Verhältnis zur Wahrscheinlichkeit anderer Katastrophen, die eine einzelne Person bedrohen (Naturkatastrophen, Unfälle usw .). Allerdings: Auf geologischer und sogar biologischer Zeitskala sind Kollisionen keine Seltenheit. Im Laufe der gesamten Erdgeschichte sind mehrere tausend Asteroiden mit einem Durchmesser von etwa 1 km und Dutzende von Körpern mit einem Durchmesser von mehr als 10 km darauf gefallen. Das Leben auf der Erde existiert schon viel länger. Obwohl viele Annahmen über die katastrophalen Auswirkungen von Kollisionen auf die Biosphäre gemacht werden, hat keine davon bisher schlüssige Beweise erhalten. Es genügt zu erwähnen, dass nicht alle Experten der Hypothese des Aussterbens von Dinosauriern aufgrund der Kollision der Erde mit einem großen Asteroiden vor 65.000 Jahren zustimmen. Gegner dieser Idee (darunter viele Paläontologen) haben viele vernünftige Einwände. Sie weisen darauf hin, dass das Aussterben allmählich (Millionen von Jahren) erfolgte und nur einige Arten betraf, während andere während der Epochenteilung nicht merklich gelitten haben. Eine globale Katastrophe würde zwangsläufig alle Arten betreffen. Darüber hinaus ist in der biologischen Geschichte unseres Planeten wiederholt das Verschwinden einer Reihe von Arten von der Bildfläche aufgetreten, aber Experten können diese Phänomene nicht sicher mit einer Katastrophe in Verbindung bringen.

Die Durchmesser von Asteroiden variieren von wenigen Metern bis zu Hunderten von Kilometern. Leider wurde bisher nur ein kleiner Teil der Asteroiden entdeckt. Körper in der Größenordnung von 10 km oder weniger sind schwer zu erkennen und können bis zum Moment der Kollision unbemerkt bleiben. Die Liste der noch unentdeckten Körper mit größerem Durchmesser kann kaum als signifikant angesehen werden, da die Anzahl großer Asteroiden deutlich geringer ist als die Anzahl kleiner. Anscheinend gibt es praktisch keine potenziell gefährlichen Asteroiden (die im Prinzip über einen Zeitraum von etwa Millionen Jahren mit der Erde kollidieren können), deren Durchmesser 100 km überschreiten würde. Die Geschwindigkeiten, bei denen Kollisionen mit Asteroiden auftreten, können je nach den Parametern ihrer Umlaufbahnen zwischen etwa 5 km/s und etwa 50 km/s liegen. Die Forscher sind sich einig, dass die durchschnittliche Kollisionsgeschwindigkeit ~(15-25) km/s betragen sollte.

Kollisionen mit Kometen sind noch weniger vorhersehbar, da die meisten Kometen sozusagen aus dem „Nichts“, also aus sehr weit von der Sonne entfernten Regionen, in die inneren Regionen des Sonnensystems gelangen. Sie bleiben unbemerkt, bis sie der Sonne nahe genug kommen. Vom Moment der Entdeckung bis zum Durchgang des Kometen durch das Perihel (und bis zu einer möglichen Kollision) vergehen nicht mehr als ein paar Jahre; dann entfernt sich der Komet und verschwindet wieder in den Tiefen des Weltalls. Daher bleibt nur sehr wenig Zeit, um die notwendigen Maßnahmen zu ergreifen und eine Kollision zu verhindern (obwohl die Annäherung eines großen Kometen im Gegensatz zu einem Asteroiden nicht unbemerkt bleiben kann). Kometen nähern sich der Erde viel schneller als Asteroiden (dies liegt an der starken Verlängerung ihrer Umlaufbahnen, und die Erde befindet sich in der Nähe des Punktes, an dem sich der Komet der Sonne am nächsten nähert, wo seine Geschwindigkeit maximal ist). Die Kollisionsgeschwindigkeit kann ~70 km/s erreichen. Gleichzeitig sind die Größen großer Kometen den Größen mittelgroßer Asteroiden ~ (5-50) km nicht unterlegen (ihre Dichte ist jedoch geringer als die Dichte von Asteroiden). Aber gerade wegen der hohen Geschwindigkeit und relativen Seltenheit des Durchgangs von Kometen durch die inneren Regionen des Sonnensystems sind ihre Kollisionen mit unserem Planeten unwahrscheinlich.

Die Kollision mit einem großen Asteroiden ist eines der größten Phänomene auf dem Planeten. Offensichtlich würde es ausnahmslos alle Hüllen der Erde betreffen - die Lithosphäre, die Atmosphäre, den Ozean und natürlich die Biosphäre. Es gibt Theorien, die die Bildung von Einschlagskratern beschreiben; Die Auswirkungen der Kollision auf Atmosphäre und Klima (am wichtigsten in Bezug auf die Auswirkungen auf die Biosphäre des Planeten) ähneln Atomkriegsszenarien und großen Vulkanausbrüchen, die auch zur Freisetzung großer Mengen Staub (Aerosol) in die Atmosphäre führen . Natürlich hängt das Ausmaß der Phänomene entscheidend von der Energie der Kollision ab (also vor allem von der Größe und Geschwindigkeit des Asteroiden). Es zeigte sich jedoch, dass bei der Betrachtung gewaltiger Explosionsvorgänge (angefangen bei nuklearen Explosionen mit einem TNT-Äquivalent von mehreren Kilotonnen bis hin zum Fall der größten Asteroiden) das Ähnlichkeitsprinzip anwendbar ist. Nach diesem Prinzip behält das Muster der auftretenden Phänomene seine gemeinsamen Merkmale auf allen Energieskalen.

Die Art der Prozesse, die den Fall eines runden Asteroiden mit einem Durchmesser von 10 km (dh der Größe des Everest) auf die Erde begleiten. Nehmen wir 20 km/s als Fallgeschwindigkeit des Asteroiden. Wenn man die Dichte des Asteroiden kennt, kann man die Kollisionsenergie mit der Formel finden

M = Pi D3 ro/6 (4),

ro - Asteroidendichte,

m, v und D sind seine Masse, Geschwindigkeit und sein Durchmesser.

Die Dichte kosmischer Körper kann von 1500 kg/m3 für Kometenkerne bis 7000 kg/m3 für Eisenmeteoriten variieren. Asteroiden haben eine Eisen-Stein-Zusammensetzung (für verschiedene Gruppen unterschiedlich). Sie kann als Dichte des fallenden Körpers angenommen werden. ro~5000 kg/m3. Dann beträgt die Kollisionsenergie E ~ 5 1023 J. In TNT-Äquivalent (eine Explosion von 1 kg TNT setzt 4,2 106 J Energie frei) beträgt dies ~ 1,2 108 Mt. Die stärkste der von der Menschheit getesteten thermonuklearen Bomben, ~100 Mt, hatte eine Million Mal weniger Kraft.

Energieskalen natürlicher Phänomene

Man sollte auch die Zeit, in der die Energie freigesetzt wird, und die Fläche der Eventzone im Auge behalten. Erdbeben ereignen sich in einem großen Gebiet, und Energie wird in der Größenordnung von Stunden freigesetzt; Der Schaden ist moderat und gleichmäßig verteilt. Bei Bombenexplosionen und Meteoriteneinschlägen ist die lokale Zerstörung katastrophal, aber ihr Ausmaß nimmt mit der Entfernung vom Epizentrum schnell ab. Eine weitere Schlussfolgerung folgt aus der Tabelle: Trotz der kolossalen Menge an freigesetzter Energie ist der Fall selbst großer Asteroiden in Bezug auf das Ausmaß mit einem anderen mächtigen Naturphänomen vergleichbar – dem Vulkanismus. Die Explosion des Tambora-Vulkans war nicht einmal in historischer Zeit die stärkste. Und da die Energie des Asteroiden proportional zu seiner Masse ist (d. h. der Kubikzahl des Durchmessers), würde beim Fallen eines Körpers mit einem Durchmesser von 2,5 km weniger Energie freigesetzt als bei der Explosion von Tambor. Die Explosion des Krakatau-Vulkans entsprach dem Fall eines Asteroiden mit einem Durchmesser von 1,5 km. Der Einfluss von Vulkanen auf das Klima des gesamten Planeten ist allgemein anerkannt, es ist jedoch nicht bekannt, dass große Vulkanexplosionen katastrophal waren (wir werden auf den Vergleich der Auswirkungen von Vulkanausbrüchen und Asteroideneinschlägen auf das Klima zurückkommen).

Körper mit einer Masse von weniger als 1 Tonne werden beim Flug durch die Atmosphäre fast vollständig zerstört, während ein Feuerball beobachtet wird. Oft verliert ein Meteorit seine Anfangsgeschwindigkeit in der Atmosphäre vollständig und hat beim Aufprall bereits eine freie Fallgeschwindigkeit (~200 m/s), wodurch eine Vertiefung entsteht, die etwas größer ist als sein Durchmesser. Bei großen Meteoriten spielt der Geschwindigkeitsverlust in der Atmosphäre jedoch praktisch keine Rolle, und die Phänomene, die den Überschalldurchgang begleiten, gehen im Vergleich zum Ausmaß der Phänomene verloren, die während der Kollision eines Asteroiden mit der Oberfläche auftreten.

Bildung von explosiven Meteoritenkratern in einem geschichteten Ziel (siehe Anhang 5):

a) Beginn des Eindringens des Impaktors in das Ziel, begleitet von der Bildung einer kugelförmigen Stoßwelle, die sich nach unten ausbreitet;

b) die Ausbildung eines halbkugelförmigen Kratertrichters, die Schockwelle hat sich von der Kontaktzone des Schlägers und des Ziels gelöst und wird von hinten von einer überholenden Entladewelle begleitet, die entladene Substanz hat eine Restgeschwindigkeit und breitet sich zu den Seiten aus und nach oben;

c) weitere Bildung eines Übergangskratertrichters, die Schockwelle zerfällt, der Kraterboden ist mit Schockschmelze ausgekleidet, ein kontinuierlicher Auswurfvorhang breitet sich vom Krater aus;

d) Am Ende der Aushubphase hört das Wachstum des Trichters auf. Die Modifikationsphase verläuft für kleine und große Krater unterschiedlich.

In kleinen Kratern rutscht nicht kohäsives Wandmaterial – Aufprallschmelze und zerkleinertes Gestein – in einen tiefen Krater. Wenn sie gemischt werden, bilden sie eine Impaktbrekzie.

Bei Übergangstrichtern mit großem Durchmesser beginnt die Schwerkraft eine Rolle zu spielen - aufgrund der gravitativen Instabilität wölbt sich der Kraterboden unter Bildung einer zentralen Hebung nach oben.

Der Aufprall eines massiven Asteroiden auf Gestein erzeugt Drücke, die dazu führen, dass sich das Gestein wie eine Flüssigkeit verhält. Während der Asteroid tiefer in das Ziel vordringt, trägt er immer größere Massen an Materie mit sich. An der Einschlagstelle schmelzen und verdampfen die Substanz des Asteroiden und das umliegende Gestein sofort. Im Boden und Körper des Asteroiden entstehen starke Schockwellen, die sich auseinanderbewegen und die Substanz zur Seite schleudern. Die Stoßwelle im Boden bewegt sich dem fallenden Körper etwas voraus; Schockwellen im Asteroiden komprimieren ihn zuerst und reißen ihn dann, von der Rückseite reflektiert, auseinander. Der dabei entstehende Druck (bis zu 109 bar) reicht aus, um den Asteroiden vollständig zu verdampfen. Es gibt eine mächtige Explosion. Studien zeigen, dass bei großen Körpern das Zentrum der Explosion nahe der Erdoberfläche oder etwas tiefer liegt, dh ein zehn Kilometer langer Asteroid vertieft sich 5-6 km in das Ziel. Bei der Explosion werden die Substanz des Meteoriten und die umgebenden Gesteinsbrocken aus dem entstandenen Krater herausgeschleudert. Die Schockwelle breitet sich im Boden aus, verliert Energie und zerstört Felsen. Wenn die Zerstörungsgrenze erreicht ist, hört das Wachstum des Kraters auf. An der Grenzfläche zwischen Medien mit unterschiedlichen Festigkeitseigenschaften angekommen, wird die Stoßwelle reflektiert und hebt die Felsen im Zentrum des entstandenen Kraters an – so entstehen die in vielen Mondkaren beobachteten zentralen Hebungen. Der Kraterboden besteht aus zerstörten und teilweise geschmolzenen Gesteinen (Brekzien). Dazu kommen Fragmente, die aus dem Krater geschleudert werden und zurückfallen und den Zirkus füllen.

Ungefähr können Sie die Abmessungen der resultierenden Struktur angeben. Da der Krater durch einen Explosionsprozess entsteht, hat er unabhängig vom Einschlagswinkel des Asteroiden eine annähernd kreisförmige Form. Nur bei kleinen Winkeln (bis >30° vom Horizont) ist eine gewisse Ausdehnung des Kraters möglich. Das Volumen der Struktur übersteigt die Größe des gefallenen Asteroiden erheblich. Für große Krater wurde die folgende ungefähre Beziehung zwischen ihrem Durchmesser und der Energie des Asteroiden, der den Krater gebildet hat, aufgestellt: E~D4, wobei E die Energie des Asteroiden und D der Durchmesser des Kraters ist. Der Durchmesser des Kraters, der von einem 10 km großen Asteroiden gebildet wird, beträgt 70-100 km. Die anfängliche Tiefe des Kraters beträgt normalerweise 1/4-1/10 seines Durchmessers, dh in unserem Fall 15-20 km. Das Auffüllen mit Schutt verringert diesen Wert leicht. Die Grenze der Gesteinsfragmentierung kann eine Tiefe von 70 km erreichen.

Die Entfernung einer solchen Gesteinsmenge von der Oberfläche (was zu einer Verringerung des Drucks auf die tiefen Schichten führt) und der Eintritt einer Fragmentierungszone in den oberen Mantel können dazu führen, dass am Boden des gebildeten Kraters vulkanische Phänomene auftreten. Das Volumen der verdunsteten Materie wird wahrscheinlich 1000 km 3 überschreiten; Das Volumen des geschmolzenen Gesteins beträgt 10 und das zerkleinerte 10.000-fache dieser Zahl (Energieberechnungen bestätigen diese Schätzungen). Dabei werden mehrere tausend Kubikkilometer geschmolzenes und zerstörtes Gestein in die Atmosphäre geschleudert.

Der Fall eines Asteroiden auf der Wasseroberfläche (wahrscheinlicher, basierend auf dem Verhältnis der Fläche der Kontinente und des Landes auf unserem Planeten) wird ähnliche Merkmale aufweisen. Die geringere Dichte des Wassers (d. h. weniger Energieverlust beim Eindringen in das Wasser) ermöglicht es dem Asteroiden, tiefer in die Wassersäule einzudringen, bis er auf den Grund trifft, und in größerer Tiefe kommt es zu einer explosiven Zerstörung. Die Schockwelle wird den Boden erreichen und darauf einen Krater bilden, und neben dem Gestein vom Boden werden etwa mehrere tausend Kubikkilometer Wasserdampf und Aerosol in die Atmosphäre geschleudert.

Angesichts des Größenunterschieds gibt es natürlich eine bedeutende Analogie zwischen dem, was in der Atmosphäre bei einer Atomexplosion und bei einem Asteroideneinschlag passiert. Im Moment der Kollision und Explosion des Asteroiden bildet sich ein riesiger Feuerball, in dessen Zentrum der Druck extrem hoch ist und die Temperaturen Millionen Kelvin erreichen. Unmittelbar nach der Bildung beginnt sich ein Ball aus verdunsteten Gesteinen (Wasser) und Luft auszudehnen und in der Atmosphäre zu schweben. Die Schockwelle in der Luft, die sich ausbreitet und verblasst, behält ihre zerstörerische Fähigkeit bis zu mehreren hundert Kilometern vom Epizentrum der Explosion entfernt. Beim Aufsteigen wird der Feuerball eine riesige Menge Gestein von der Oberfläche mitnehmen (da sich beim Aufsteigen ein Vakuum darunter bildet). Beim Aufsteigen dehnt sich der Feuerball aus und verformt sich zu einem Toroid, wodurch ein charakteristischer "Pilz" entsteht. Da sich immer mehr Luftmassen ausdehnen und an der Bewegung beteiligt sind, sinken Temperatur und Druck im Inneren der Kugel. Der Aufstieg wird fortgesetzt, bis der Druck von außen ausgeglichen ist. Bei Kilotonnenexplosionen wird der Feuerball auf Höhen unterhalb der Tropopause ausbalanciert (<10 км). Для более мощных, мегатонных взрывов шар проникает в стратосферу. Огненный шар, образовавшийся при падении астероида, поднимется ещё выше, возможно, до 50-100 км (поскольку подъём происходит за счёт зависящей от плотности среды архимедовой силы, а с высотой плотность атмосферы быстро падает, больший подъём невозможен). Постепенно остатки огненного шара рассеиваются в атмосфере. Значительная часть испарённой породы конденсируется и выпадает локально, вместе с крупными кусками и затвердевшим расплавом. Наиболее мелкие аэрозольные частицы остаются в атмосфере и разносятся.

2.1.1 Kurzfristige Folgen einer Kollision

Es ist ziemlich offensichtlich, dass die lokale Zerstörung katastrophal sein wird. An der Einschlagstelle wird ein Gebiet mit einem Durchmesser von mehr als 100 km von einem Krater (zusammen mit einem Wall) eingenommen. Ein seismischer Schock, der durch eine Schockwelle im Boden verursacht wird, wird in einem Radius von mehr als 500 km zerstörerisch sein, ebenso wie eine Schockwelle in der Luft. In kleinerem Maßstab werden Gebiete zerstört, die bis zu 1500 km vom Epizentrum entfernt sein können.

Es wäre angebracht, die Folgen des Falls mit anderen irdischen Katastrophen zu vergleichen. Erdbeben, die eine deutlich geringere Energie haben, verursachen jedoch großflächige Zerstörungen. Eine vollständige Zerstörung ist in Entfernungen von mehreren hundert Kilometern vom Epizentrum möglich. Es sollte auch berücksichtigt werden, dass ein erheblicher Teil der Bevölkerung in seismisch gefährdeten Gebieten konzentriert ist. Wenn wir uns den Fall eines Asteroiden mit kleinerem Radius vorstellen, wird die von ihm verursachte Zerstörungsfläche ungefähr proportional zu 1/2 des Grades seiner linearen Abmessungen abnehmen. Das heißt, bei einem Körper mit einem Durchmesser von 1 km hat der Krater einen Durchmesser von 10 bis 20 km und der Radius der Zerstörungszone 200 bis 300 km. Das ist sogar weniger als bei großen Erdbeben. Bei kolossaler lokaler Zerstörung braucht man jedenfalls nicht über die globalen Folgen der Explosion selbst an Land zu sprechen.

Die Folgen eines Sturzes ins Meer können zu einer Katastrophe großen Ausmaßes führen. Dem Sturz folgt ein Tsunami. Die Höhe dieser Welle ist schwer einzuschätzen. Nach einigen Annahmen kann es Hunderte von Metern erreichen, aber ich kenne die genauen Berechnungen nicht. Es ist offensichtlich, dass sich der Mechanismus der Wellenentstehung hier deutlich von dem Entstehungsmechanismus der meisten Tsunamis (bei Unterwasserbeben) unterscheidet. Ein echter Tsunami, der sich über Tausende von Kilometern ausbreiten und die Küsten erreichen kann, muss im offenen Ozean eine ausreichende Länge haben (einhundert oder mehr Kilometer), die durch ein Erdbeben sichergestellt wird, das während einer langen Verwerfungsverschiebung auftritt. Es ist nicht bekannt, ob eine starke Unterwasserexplosion eine lange Welle erzeugen wird. Es ist bekannt, dass bei Tsunamis infolge von Unterwasserausbrüchen und Erdrutschen die Wellenhöhe zwar sehr groß ist, sich aber aufgrund ihrer geringen Länge nicht über den gesamten Ozean ausbreiten kann und relativ schnell zerfällt und nur in angrenzenden Gebieten Zerstörungen anrichtet (siehe unten). . Im Falle eines riesigen echten Tsunamis würde ein Bild beobachtet werden - kolossale Zerstörung in der gesamten Küstenzone des Ozeans, Überschwemmung der Inseln bis zu Höhen unterhalb der Wellenhöhe. Wenn ein Asteroid in ein geschlossenes oder begrenztes Gewässer (Binnen- oder Zwischenmeer) fällt, wird praktisch nur seine Küste zerstört.

Neben der Zerstörung, die direkt mit dem Sturz verbunden ist und unmittelbar darauf folgt, sollten auch die langfristigen Folgen der Kollision, ihre Auswirkungen auf das Klima des gesamten Planeten und die möglichen Schäden für das gesamte Ökosystem der Erde berücksichtigt werden. Presseberichte sind voll von Warnungen vor dem Einsetzen des „nuklearen Winters“ oder umgekehrt, dem „Treibhauseffekt“ und der Erderwärmung. Betrachten wir die Situation genauer.

Wie oben erwähnt, wird der Fall eines 10 Kilometer großen Asteroiden zur gleichzeitigen Freisetzung von bis zu 104.000 km 3 Materie in die Atmosphäre führen. Diese Zahl wird jedoch wahrscheinlich überschätzt. Nach Berechnungen für nukleare Explosionen beträgt das Volumen des ausgeworfenen Bodens bei weniger starken Explosionen etwa 100.000 Tonnen / Mt und nimmt ab einer Ausbeute von 1 Mt langsam ab. Davon ausgehend wird die Masse des ausgestoßenen Stoffes 1500 km 3 nicht überschreiten. Beachten Sie, dass diese Zahl nur zehnmal höher ist als die Freisetzung des Vulkans Tambora im Jahr 1815 (150.000 km 3). Der Großteil des ausgestoßenen Materials werden große Partikel sein, die über mehrere Stunden oder Tage direkt im Aufprallbereich aus der Atmosphäre fallen. Langfristige klimatische Folgen sind nur von Submikron-Partikeln zu erwarten, die in die Stratosphäre geschleudert werden, wo sie lange verbleiben können und sich in etwa einem halben Jahr über die gesamte Oberfläche des Planeten ausbreiten werden. Der Anteil solcher Partikel an der Emission kann bis zu 5% betragen, dh 300 Milliarden Tonnen, pro Flächeneinheit der Erdoberfläche sind dies 0,6 kg / m 2 - eine Schicht von etwa 0,2 mm Dicke. Gleichzeitig fallen auf 1 m2 10 Tonnen Luft und >10 kg Wasserdampf.

Aufgrund der hohen Temperaturen an der Explosionsstelle enthält die ausgestoßene Substanz praktisch keinen Rauch und Ruß (dh keine organischen Stoffe); aber etwas Ruß wird als Folge von Bränden hinzugefügt, die Bereiche im Epizentrumsbereich bedecken können. Vulkanismus, dessen Manifestationen am Boden des resultierenden Kraters nicht ausgeschlossen sind, wird das Ausmaß gewöhnlicher Eruptionen nicht überschreiten und daher keinen signifikanten Beitrag zur Gesamtmasse des Auswurfs leisten. Wenn ein Asteroid in den Ozean stürzt, werden Tausende Kubikkilometer Wasserdampf ausgestoßen, aber im Vergleich zur gesamten Wassermenge in der Atmosphäre ist sein Beitrag unbedeutend.

Generell kann die Wirkung eines in die Atmosphäre freigesetzten Stoffes im Rahmen von Szenarien für die Folgen eines Atomkrieges betrachtet werden. Obwohl die Asteroidenexplosion im schwersten der genannten Szenarien zehnmal stärker wäre als die kombinierte Kraft der Explosionen, bestimmt ihre lokale Natur im Gegensatz zum planetenweiten Krieg die Ähnlichkeit der beabsichtigten Folgen (z. die Explosion einer 20-Kilotonnen-Bombe über Hiroshima führte zu einer Zerstörung, die einem konventionellen Bombardement mit einer Gesamtsprengkraft von 1 Kilotonne TNT-Bomben entsprach).

Es gibt viele Annahmen über die Auswirkungen einer großen Menge an Aerosolen, die in die Atmosphäre freigesetzt werden, auf das Klima. Eine direkte Untersuchung dieser Effekte ist bei der Untersuchung großer Vulkanausbrüche möglich. Beobachtungen zeigen im Allgemeinen, dass während der stärksten Eruptionen, unmittelbar danach mehrere Kubikkilometer Aerosol in der Atmosphäre verbleiben, in den nächsten zwei bis drei Jahren die Sommertemperaturen überall sinken und die Wintertemperaturen steigen (innerhalb von 2-3 °, auf Durchschnitt, viel weniger). Die direkte Sonneneinstrahlung nimmt ab, der Streuanteil nimmt zu. Der Anteil der von der Atmosphäre absorbierten Strahlung nimmt zu, die Temperatur der Atmosphäre steigt und die Oberflächentemperatur sinkt. Allerdings haben diese Effekte keinen langfristigen Charakter – die Stimmung hellt sich recht schnell auf. Über einen Zeitraum von etwa sechs Monaten nimmt die Aerosolmenge um das Zehnfache ab. So blieben ein Jahr nach der Explosion des Krakatau-Vulkans etwa 25 Millionen Tonnen Aerosol in der Atmosphäre, verglichen mit den anfänglichen 10 bis 20 Milliarden Tonnen.Es ist vernünftig anzunehmen, dass nach dem Fall des Asteroiden die Reinigung des Atmosphäre wird im gleichen Tempo auftreten. Es sollte auch berücksichtigt werden, dass eine Verringerung des empfangenen Energieflusses mit einer Verringerung des Energieflusses einhergeht, der aufgrund einer erhöhten Abschirmung von der Oberfläche verloren geht - der "Treibhauseffekt". Wenn also auf den Rückgang ein Temperaturabfall um mehrere Grad folgt, wird sich das Klima in zwei oder drei Jahren praktisch wieder normalisieren (z. B. verbleiben in einem Jahr etwa 10 Milliarden Tonnen Aerosol in der Atmosphäre, was vergleichbar ist zu dem, was unmittelbar nach der Explosion von Tambora oder Krakatau war).

Der Fall eines Asteroiden ist natürlich eine der größten Katastrophen für den Planeten. Seine Auswirkungen sind durchaus vergleichbar mit anderen, häufigeren Naturkatastrophen, wie etwa einem explosiven Vulkanausbruch oder einem schweren Erdbeben, und können diese an Wirkung sogar übertreffen. Der Sturz führt zu einer totalen lokalen Zerstörung, und die Gesamtfläche des betroffenen Gebiets kann mehrere Prozent der gesamten Fläche des Planeten erreichen. Der Fall wirklich großer Asteroiden, die globale Auswirkungen auf den Planeten haben können, ist jedoch im Ausmaß der Lebensdauer des Lebens auf der Erde ziemlich selten.

Eine Kollision mit kleinen Asteroiden (bis zu 1 km Durchmesser) wird keine spürbaren planetarischen Folgen haben (außer natürlich einem fast unglaublichen direkten Treffer in der Region der Ansammlung von Kernmaterial).

Eine Kollision mit größeren Asteroiden (ca. 1 bis 10 km Durchmesser, je nach Kollisionsgeschwindigkeit) wird von einer heftigen Explosion, der vollständigen Zerstörung des gefallenen Körpers und der Freisetzung von bis zu mehreren tausend Kubikmetern Gestein begleitet Atmosphäre. Dieses Phänomen ist in seinen Folgen vergleichbar mit den größten Katastrophen terrestrischen Ursprungs, etwa explosiven Vulkanausbrüchen. Die Zerstörung in der Fallzone wird total sein, und das Klima des Planeten wird sich abrupt ändern und erst in wenigen Jahren wieder normal werden. Die Übertreibung der Gefahr einer globalen Katastrophe wird durch die Tatsache bestätigt, dass die Erde in ihrer Geschichte viele Kollisionen mit ähnlichen Asteroiden erlitten hat und dies keine merklichen Spuren in ihrer Biosphäre hinterlassen hat (zumindest nicht immer).

Unter den uns bekannten Werken zu Meteoritenthemen ist Andrey Sklyarovs The Myth of the Sintflut vielleicht das eleganteste und am sorgfältigsten ausgearbeitete. Sklyarov studierte viele Mythen verschiedener Völker, verglich sie mit archäologischen Daten und kam zu dem Schluss, dass im 11. Jahrtausend v. Ein großer Meteorit stürzte auf die Erde. Nach seinen Berechnungen flog ein Meteorit mit einem Radius von 20 km mit einer Geschwindigkeit von 50 km / s, und dies geschah in der Zeit von 10480 bis 10420 v.

Ein Meteorit, der in der Region der Philippinischen See fast tangential auf die Erdoberfläche fiel, ließ die Erdkruste durch Magma rutschen. Infolgedessen drehte sich die Kruste relativ zur Rotationsachse des Globus, und es kam zu einer Verschiebung der Pole. Neben der Verschiebung der Erdkruste relativ zu den Polen, die dann zu einer Umverteilung der Gletschermassen führte, wurde der Fall von Tsunamis, der Aktivierung von Vulkanen und sogar der Neigung der philippinischen Ozeanplatte begleitet, was zur Folge hatte Entstehung des Marianengrabens.

Wie bereits erwähnt, sticht das Werk durch seine Eleganz und Liebe zum Detail hervor, daher ist es besonders schade, dass es nichts mit der Realität zu tun hat.

Erstens hat sich die äquatoriale Ebene der Weltmeere in den letzten 60 Millionen Jahren nicht wesentlich verändert. Beweise dafür werden (in Form einer Nebenwirkung) beim Bohren von Brunnen auf den Atollen auf der Suche nach einem Testgelände zum Testen von Wasserstoffbomben erhalten. Insbesondere Brunnen auf dem Eniwetok-Atoll, das sich am Hang eines Meeresgrabens befindet und allmählich absinkt, haben gezeigt, dass in den letzten 60 Millionen Jahren kontinuierlich eine Korallenschicht darauf gewachsen ist. Dies bedeutet, dass die Temperatur des umgebenden Ozeanwassers während dieser ganzen Zeit nicht unter +20 Grad gefallen ist. Darüber hinaus gab es keine schnellen Änderungen des Meeresspiegels in der Äquatorzone. Das Eniwetok-Atoll liegt nahe genug an der Stelle, an der der von Sklyarov vorgeschlagene Meteorit gefallen ist, und die Korallen würden unweigerlich leiden, was nicht gefunden wurde.

Zweitens ist die durchschnittliche Jahrestemperatur des antarktischen Eisschilds in den letzten 420.000 Jahren nicht über minus 54 0 C gestiegen, und der Schild ist während dieser gesamten Zeit nie verschwunden.

Durch die gemeinsamen Bemühungen russischer, französischer und amerikanischer Wissenschaftler zur Isotopenzusammensetzung des Eisbohrkerns aus einem ultratiefen Eisloch (3350 m) an der russischen Antarktisstation Wostok war es möglich, das Klima unseres Planeten für diesen Zeitraum nachzubilden . So schwankte die Durchschnittstemperatur im Bereich der Station "Wostok" für diese 420.000 Jahre von etwa - 54 bis - 77 ° C.

Drittens unterschied sich während der letzten „Eiszeit“ (vor 20.000 bis 10.000 Jahren) das Klima in Zentralrussland, einschließlich Sibiriens, insbesondere im Sommer kaum von heute. Dies wird durch den Isotopenmarker des atmosphärischen Niederschlags belegt, der sich seit Hunderttausenden von Jahren im Eis der Polargletscher und im Permafrost, in Bodenkarbonaten, Phosphaten von Säugetierknochen, Baumringen usw.

2.2 Einfluss der Sonne auf die Erde

Ein ebenso wichtiger Faktor für die Entwicklung der Erde ist die Sonnenaktivität. Die Sonnenaktivität ist eine Reihe von Phänomenen auf der Sonne, die mit der Bildung von Sonnenflecken, Fackeln, Flocken, Fasern, Vorsprüngen und dem Auftreten von Fackeln verbunden sind, begleitet von einer Zunahme der Ultraviolett-, Röntgen- und Korpuskularstrahlung.

Die stärkste Manifestation der Sonnenaktivität, die die Erde beeinflusst, sind Sonneneruptionen. Sie treten in aktiven Regionen mit einer komplexen Struktur des Magnetfelds auf und wirken sich auf die gesamte Dicke der Sonnenatmosphäre aus. Die Energie einer großen Sonneneruption erreicht einen enormen Wert, vergleichbar mit der Menge an Sonnenenergie, die unser Planet ein ganzes Jahr lang erhält. Das ist ungefähr 100-mal mehr als die gesamte thermische Energie, die durch Verbrennen aller erkundeten Mineralvorkommen gewonnen werden könnte.

Das ist die Energie, die die gesamte Sonne in 1/20 Sekunde aussendet, mit einer Leistung, die Hundertstel Prozent der Leistung der Gesamtstrahlung unseres Sterns nicht übersteigt. In Fackel-aktiven Regionen tritt die Hauptsequenz von Fackeln hoher und mittlerer Leistung über ein begrenztes Zeitintervall (40-60 Stunden) auf, während kleine Fackeln und Glühen fast ständig beobachtet werden. Dies führt zu einer Erhöhung des allgemeinen Hintergrunds der elektromagnetischen Strahlung der Sonne. Um die mit Fackeln verbundene Sonnenaktivität zu bewerten, begannen sie daher, spezielle Indizes zu verwenden, die direkt mit den tatsächlichen Flüssen elektromagnetischer Strahlung in Verbindung stehen. Entsprechend der Größe des Funkemissionsflusses bei einer Welle von 10,7 cm (Frequenz 2800 MHz) wurde 1963 der Index F10,7 eingeführt. Er wird in Solar Flux Units (SFU) gemessen. Es lohnt sich zu bedenken, dass 1 s.u. \u003d 10-22 W / (m 2 Hz). Der F10.7-Index stimmt gut mit den Änderungen der gesamten Sonnenfleckenfläche und der Anzahl der Flares in allen aktiven Regionen überein.

Die Katastrophe, die im März 2010 im asiatisch-pazifischen Raum ausbrach, kann deutlich von den Folgen einer Sonneneruption erzählen. Ausbrüche wurden vom 7. bis 9. März beobachtet, die Mindestpunktzahl liegt bei C1,4, die Höchstpunktzahl bei M5,3. Als erstes reagierte am 10. März 2011 um 04:58:15 Uhr (UTC-Zeit) auf die Störung des Magnetfeldes ein Erdbeben, das Hypozentrum in 23 km Tiefe. Die Stärke betrug 5,5. Am nächsten Tag - ein weiterer Ausbruch, aber noch stärker. Der Ausbruch des X1.5-Scores ist einer der stärksten der letzten Jahre. Die Antwort der Erde - zunächst ein Erdbeben der Stärke 9,0, das Hypozentrum befand sich in einer Tiefe von -32 km. Das Epizentrum des Erdbebens lag 373 km von der japanischen Hauptstadt Tokio entfernt. Auf das Erdbeben folgte ein verheerender Tsunami, der das Gesicht der Ostküste in etwa veränderte. Honshu. Auch Vulkane reagierten auf einen starken Ausbruch. Der Vulkan Karangetang, der als einer der aktivsten in Indonesien gilt, begann am Freitag auszubrechen, Stunden nachdem ein starkes Erdbeben Japan getroffen hatte. Die japanischen Vulkane Kirishima und Sinmoe begannen auszubrechen.

Vom 7. bis 29. März ist die Sonnenaktivität höher als gewöhnlich und vom 7. bis 29. März in den asiatisch-pazifischen, indischen Regionen hören die Erdbeben nicht auf (AT. Region - Stärke von 4 und Region - Stärke von 3).

Fazit

Als Ergebnis der Sichtung der verfügbaren Literatur zum Thema und auf der Grundlage der festgelegten Ziele und Zielsetzungen können mehrere Schlussfolgerungen gezogen werden.

Die Magnetosphäre ist eine der wichtigsten Sphären der Erde. Abrupte Änderungen im Magnetfeld, d.h. Magnetstürme können die Atmosphäre durchdringen. Das auffälligste Beispiel für die Auswirkungen ist das Abschalten von Elektrogeräten, zu denen Mikroschaltkreise und Transistoren gehören.

Strahlungsgürtel spielen eine wichtige Rolle in der Wechselwirkung mit der Erde. Dank der Gürtel hält das Magnetfeld der Erde geladene Teilchen, nämlich: Protonen, Alpha-Teilchen und Elektronen.

Die Schwerkraft ist einer der wichtigsten Prozesse, die die Entwicklung der Erde beeinflussen. Die Schwerkraft wirkt ständig auf die Substanz der Erde. Als Ergebnis der Gravitationsdifferenzierung wurden im Körper des Planeten Geosphären mit unterschiedlicher mittlerer Materiedichte gebildet.

Kleine kosmische Körper sind ein ebenso wichtiger Faktor in der Wechselwirkung des Weltraum-Erde-Systems. Es lohnt sich zu bedenken, dass ein großer Asteroid, der in den Ozean fällt, eine zerstörerische Welle auslöst, die den Globus mehrmals umkreisen und alles auf ihrem Weg hinwegfegen wird. Wenn ein Asteroid auf das Festland trifft, steigt eine Staubschicht in die Atmosphäre auf, die das Sonnenlicht blockiert. Es wird eine Auswirkung des sogenannten nuklearen Winters geben.

Der vielleicht wichtigste Faktor ist die Sonnenaktivität. Die Ereignisse vom 10./11. März 2011 können als Beispiel für die Wechselwirkung zwischen Sonne und Erde dienen. Während dieser Zeit, nach einem starken Ausbruch, auf ca. Honshu wurde von einem Erdbeben heimgesucht, gefolgt von einem Tsunami, und dann erwachten Vulkane.

Somit sind Weltraumprozesse der bestimmende Faktor in der Wechselwirkung des Systems "Weltraum-Erde". Es ist auch wichtig, dass ohne die oben genannten Phänomene kein Leben auf dem Planeten existieren könnte.

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Raumprozesse und Mineralbildung

A. G. Zhabin, Doktor der geologischen und mineralogischen Wissenschaften

In Mineralkristallen, Gesteinen, geschichteten Sedimentschichten sind Zeichen fixiert und über Milliarden von Jahren erhalten, die nicht nur die Entwicklung der Erde selbst, sondern auch ihre Wechselwirkung mit dem Weltraum charakterisieren.

Terrestrische und kosmische Phänomene.

In geologischen Objekten, in der Sprache physikalischer und chemischer Eigenschaften, ist eine Art genetische Information über die Auswirkungen kosmischer Prozesse auf die Erde aufgezeichnet. Über die Methode zur Gewinnung dieser Informationen sagt der berühmte schwedische Astrophysiker H. Alven Folgendes:

„Weil niemand wissen kann, was vor 45 Milliarden Jahren passiert ist, sind wir gezwungen, vom gegenwärtigen Zustand des Sonnensystems auszugehen und Schritt für Schritt immer mehr frühere Stadien seiner Entwicklung zu rekonstruieren.“ Dieses Prinzip, das unbeobachtbare Phänomene hervorhebt, liegt in der Grundlage des modernen Ansatzes zum Studium der geologischen Entwicklung der Erde; sein Motto: "Die Gegenwart ist der Schlüssel zur Vergangenheit."

Tatsächlich ist es bereits möglich, viele Arten äußerer kosmischer Einflüsse auf die Erde qualitativ zu diagnostizieren. Seine Kollision mit riesigen Meteoriten wird durch Astrobleme auf der Erdoberfläche (Earth and Universe, 1975, 6, S. 13-17.-Ed.), das Auftreten dichterer Mineralarten, die Verschiebung und das Schmelzen verschiedener Gesteine belegt. Auch kosmischer Staub und eindringende kosmische Teilchen können diagnostiziert werden. Es ist interessant, den Zusammenhang der tektonischen Aktivität des Planeten mit verschiedenen Chrono-Rhythmen (zeitlichen Rhythmen) zu untersuchen, die durch kosmische Prozesse wie Sonnenaktivität, Supernovae, die Bewegung der Sonne und des Sonnensystems in der Galaxis verursacht werden.

Diskutieren wir die Frage, ob es möglich ist, kosmogene Chronorhythmen in den Eigenschaften terrestrischer Mineralien aufzudecken. Rhythmisch und großräumig können die Natur der Sonnenaktivität und andere kosmophysikalische Faktoren, die den gesamten Planeten abdecken, als Grundlage für die planetarischen "Benchmarks" der Zeit dienen. Daher kann die Suche und Diagnostik von materiellen Spuren solcher Chronorhythmen als neue vielversprechende Richtung angesehen werden. Es nutzt gemeinsam isotopische (radiologische), biostratigraphische (basierend auf fossilen Überresten von Tieren und Pflanzen) und kosmogen-rhythmische Methoden, die sich in ihrer Entwicklung ergänzen werden. Die Forschung in dieser Richtung hat bereits begonnen: Astrobleme wurden beschrieben, Schichten mit kosmischem Staub in Salzschichten entdeckt und die Periodizität der Kristallisation von Substanzen in Höhlen festgestellt. Aber wenn in der Biologie und Biophysik in letzter Zeit neue Spezialabteilungen der Kosmorhythmologie, Heliobiologie, Biorhythmologie, Dendrochronologie erschienen sind, dann hinkt die Mineralogie solchen Studien immer noch hinterher.

periodische Rhythmen.

Besonderes Augenmerk gilt nun der Suche nach möglichen Fixierungsformen des 11-Jahres-Zyklus der Sonnenaktivität in Mineralien. Dieser Chronorhythmus ist nicht nur auf modernen, sondern auch auf Paläoobjekten in tonig-sandigen Sedimenten des Phanerozoikums, in CoIIenia-Algen aus dem Ordovizium (vor 500 Millionen Jahren) und auf Abschnitten fossiler versteinerter Bäume des Perms (vor 285 Millionen Jahren) fixiert. Wir fangen gerade an, nach einem Spiegelbild eines solchen kosmogenen Rhythmus auf Mineralien zu suchen, die auf unserem Planeten in der Hypergenesezone, dh im obersten Teil der Erdkruste, gewachsen sind. Aber es besteht kein Zweifel daran, dass sich die klimatische Periodizität kosmogener Natur durch eine unterschiedliche Intensität der Zirkulation von Oberflächen- und Grundwasser (Wechsel von Dürren und Überschwemmungen), eine unterschiedliche Erwärmung der oberen Schicht der Erdkruste, durch eine Änderung in die Zerstörungsrate von Bergen, Sedimentation (Earth and Universe, 1980, 1, S. 2-6. - Ed.). Und all diese Faktoren wirken sich auf die Erdkruste aus.

Die aussichtsreichsten Orte für die Suche nach Anzeichen solcher kosmogener Chronorhythmen sind die Verwitterungskruste, Karsthöhlen, Oxidationszonen von Sulfidablagerungen, salz- und flyschartige Sedimente (letztere sind ein geschichteter Wechsel von Gesteinen unterschiedlicher Zusammensetzung aufgrund der oszillatorischen Bewegungen von der Erdkruste), die sogenannten Ribbon Clays, die mit dem periodischen Abschmelzen von Gletschern verbunden sind.

Lassen Sie uns einige Beispiele für die Periodizität geben, die während des Wachstums von Mineralkristallen aufgezeichnet wurde. Calcitstalaktiten (CaCO3) aus den Sauerlandhöhlen (BRD) sind gut untersucht. Es wurde festgestellt, dass die durchschnittliche Dicke der Schicht, die jedes Jahr auf ihnen wächst, sehr gering ist, nur 0,0144 mm. (Wachstumsrate beträgt etwa 1 mm in 70 Jahren) und das Gesamtalter des Stalaktiten beträgt etwa 12.000 Jahre. Aber vor dem Hintergrund von Zonen oder Schalen wurden auch dickere Zonen auf Stalaktiten mit jährlicher Periodizität gefunden, die in Abständen von 10 - 11 Jahren wuchsen. Ein weiteres Beispiel sind Coelestin (SgSO4)-Kristalle mit einer Größe von bis zu 10 cm, die in Hohlräumen zwischen den silurischen Dolomiten von Ohio (USA) gewachsen sind. In ihnen wurde eine sehr feine, gut konsistente Zonierung gefunden. Die Leistung eines Zonenpaares (hell und dunkel) variiert zwischen 3 und 70 Mikron, aber an einigen Stellen, an denen es viele tausend solcher Paare gibt, ist die Leistung stabiler 7,5 - 10,6 Mikron. Mit einer Mikrosonde konnte festgestellt werden, dass sich die hellen und dunklen Zonen im Wert des Sr/Ba-Verhältnisses unterscheiden und die Kurve einen pulsierenden Charakter hat (sedimentäre Dolomite waren zum Zeitpunkt der Auswaschung vollständig versteinert und es bildeten sich Hohlräume). Nach Erwägung der möglichen Gründe für das Auftreten einer solchen Zonierung wurde der jährlichen Periodizität der Kristallisationsbedingungen der Vorzug gegeben. Anscheinend wurde warmes und heißes Chloridwasser, das Sr und Ba enthielt (Wassertemperatur im Bereich von 68 bis 114 ° C), und sich in den Eingeweiden der Erde periodisch einmal im Jahr nach oben bewegte, durch Oberflächenwasser verdünnt. Als Ergebnis könnte eine feine Zonierung von Coelestin-Kristallen entstanden sein.

Ministerium für Bildung und Wissenschaft der Russischen Föderation

Staatliche Bildungseinrichtung der Höheren Berufsbildung

Staatliche Universität Altai

Fakultät für Geographie

Institut für Physische Geographie und GIS

Kursarbeit

Der Einfluss kosmischer Prozesse und Phänomene auf die Entwicklung der Erde

Wird von einem Studenten durchgeführt

Kurs 901 Gruppe

EIN V. Starodubow

Kandidat der Wissenschaften, Kunst. Lehrer V.A. Bykow

Barnau 2011

Einführung

Kapitel 1. Informationen über die Erde

1 Magnetosphäre

2 Strahlungsgürtel der Erde

3 Schwerkraft

Kapitel 2. Der Einfluss kosmischer Prozesse und Phänomene auf die Entwicklung der Erde

1 Einschlag kleiner kosmischer Körper

1.1 Kurzfristige Folgen einer Kollision

2 Einschlag der Sonne auf der Erde

Fazit

Literatur

Anhang 1

Anlage 2

Anhang 3

Anhang 4

Anhang 5

Anhang 6

Anhang 7

abstrakt

Auf 48 Seiten ist diese Arbeit zum Thema Einfluss kosmischer Prozesse und Phänomene auf die Entwicklung der Erde entstanden.

Kursarbeit enthält 9 Zahlen. Es enthält auch 1 Tisch. Darüber hinaus enthält der Abstract 7 Anwendungen. Ergänzend ist anzumerken, dass es 22 Quellen in der Literaturliste gibt.

Einführung

Der Zweck dieser Arbeit ist es, den Einfluss der wichtigsten kosmischen Faktoren und Phänomene auf den Planeten Erde zu betrachten.

Das Ziel wird durch die folgenden Aufgaben sichtbar:

Sehen Sie sich die verfügbare Literatur zum Thema an;

Betrachten Sie den Einfluss der magnetischen Sphäre auf den Planeten Erde;

Analysieren Sie die Wechselwirkung zwischen dem Van-Alen-Strahlungsgürtel und der Erde;

Untersuchung der Auswirkungen der Schwerkraft auf den Planeten Erde;

Betrachten Sie die Folgen des Aufpralls kleiner kosmischer Körper;

Betrachten Sie die Wechselwirkung von Sonne und Erde;

Gegenstand der Forschung sind kosmische Prozesse und Phänomene.

Gegenstand der Studie ist der Einfluss kosmischer Prozesse und Phänomene auf die Entwicklung der Erde.

Kapitel 1. Informationen über die Erde

Die Erde ist der dritte Planet von der Sonne im Sonnensystem. Er umkreist die Sonne auf einer nahezu kreisförmigen Umlaufbahn in einer durchschnittlichen Entfernung von 149,6 Millionen km. Die Umdrehung um die Sonne ist gegen den Uhrzeigersinn. Die mittlere Umlaufgeschwindigkeit der Erde beträgt 29,765 km/s, die Umlaufzeit 365,24 Sonnentage oder 3,147 * 10 7 s. Außerdem hat die Erde eine Rotation in Vorwärtsrichtung, die 23 Stunden 56 Minuten 4,1 s oder 8,616 * 10 4 s entspricht.

Die Figur der Erde ist ein Geoid, d.h. Äquipotentialfläche der Schwerkraft. Außerhalb der Kontinente fällt das Geoid mit der ungestörten Oberfläche des Weltozeans zusammen.

Die Masse der Erde beträgt Mg \u003d 5,977 * 10 27 g, der durchschnittliche Radius R g \u003d 6371 km, die Erdoberfläche S \u003d 5,1 * 10 18 cm 2 , mittlere Dichte ρ= 5,52 g/cm 3 mittlere Erdbeschleunigung auf der Erdoberfläche g= 9,81 Gal.

1 Magnetosphäre

Die Magnetosphäre hat eine asymmetrische Struktur - sie nimmt von der Seite der Sonne auf etwa 10 Erdradien ab und nimmt auf der anderen Seite auf 100 zu. Dies ist auf den Staudruck - Stoßwelle - Sonnenwindpartikel (Ʋ=500km/s) zurückzuführen. Steigt dieser Druck an und nimmt die Form eines Paraboloids an, dann wird die Magnetosphäre auf der Sonnenseite stärker abgeflacht. Der Druck lässt nach und die Magnetosphäre dehnt sich aus. Sonnenplasma umströmt die Magnetosphäre, deren äußere Begrenzung – die Magnetopause – so angeordnet ist, dass der Druck, den der Sonnenwind auf die Magnetosphäre ausübt, durch den inneren magnetischen Druck ausgeglichen wird.

Wenn die Magnetosphäre durch den Druck des Sonnenwinds komprimiert wird, entsteht darin ein Ringstrom, der bereits ein eigenes Magnetfeld erzeugt, das mit dem Hauptmagnetfeld verschmilzt, als würde es diesem helfen, mit Druck fertig zu werden, und die magnetische Feldstärke auf der Erdoberfläche nimmt zu - dies wird sicher aufgezeichnet.

2 Strahlungsgürtel der Erde

Die inneren Regionen der Magnetosphäre der Erde, in denen das Magnetfeld der Erde geladene Teilchen (Protonen) einfängt<#"539410.files/image001.gif">mit Kennwerten g » 1,8 für Protonen im Energiebereich von 40 bis 800 MeV, E 0 ~ 200–500 keV für äußere und innere Gürtelelektronen und E 0 ~ 100 keV für niederenergetische Protonen (1).

Der Ursprung von eingefangenen Teilchen mit Energien, die die durchschnittliche Energie der thermischen Bewegung von Atomen und Molekülen der Atmosphäre deutlich überschreiten, ist mit der Wirkung mehrerer physikalischer Mechanismen verbunden: dem Zerfall von Neutronen durch kosmische Strahlung erzeugt in der Erdatmosphäre (die dabei gebildeten Protonen füllen das innere R. p. Z. wieder auf); "Pumpen" von Partikeln in Gürtel während geomagnetischer Störungen (Magnetstürme). ), die hauptsächlich die Existenz von Elektronen im inneren Gürtel bestimmt; Beschleunigung und langsamer Transfer von Teilchen solaren Ursprungs von den äußeren in die inneren Regionen der Magnetosphäre (so werden die Elektronen des äußeren Gürtels und der Gürtel der niederenergetischen Protonen wieder aufgefüllt). Das Eindringen von Sonnenwindpartikeln in das R. p. Z. ist durch spezielle Punkte der Magnetosphäre sowie durch die sogenannte möglich. die neutrale Schicht im Schweif der Magnetosphäre (von ihrer Nachtseite).

Im Bereich der Tagesspitzen und in der neutralen Schicht des Schweifs ist das Erdmagnetfeld stark abgeschwächt und kein nennenswertes Hindernis für geladene Teilchen des interplanetaren Plasmas. Polspitzen - trichterförmige Regionen im vorderen Teil der Magnetopause bei geomagnetischen Breiten ~ 75°, resultierend aus der Wechselwirkung des Sonnenwindes und das Magnetfeld der Erde . Durch die Höckerpartikel des Sonnenwindes kann leicht in die polare Ionosphäre eindringen .

Teilweise werden R. p. Z. auch durch das Einfangen von Protonen und Elektronen der kosmischen Sonnenstrahlen, die in die inneren Regionen der Magnetosphäre eindringen, wieder aufgefüllt. Die aufgezählten Partikelquellen reichen offensichtlich aus, um R. p. Z. mit einer charakteristischen Verteilung der Partikelflüsse zu erzeugen. In R. p. Z. besteht ein dynamisches Gleichgewicht zwischen den Prozessen des Nachfüllens von Riemen und den Prozessen des Partikelverlusts. Grundsätzlich verlassen Teilchen R. p. Z. aufgrund des Verlusts ihrer Energie zur Ionisation (dieser Grund begrenzt z. B. den Aufenthalt von Protonen des inneren Gürtels in einer Magnetfalle auf die Zeit t ~ 10 9 sec), aufgrund der Streuung von Teilchen bei gegenseitigen Kollisionen und Streuung durch magnetische Inhomogenitäten und Plasmawellen unterschiedlicher Herkunft . Streuung kann die "Lebensdauer" von Elektronen im äußeren Gürtel auf 10 4 –10 5 Sekunden reduzieren. Diese Effekte führen zu einer Verletzung der Bedingungen für die stetige Bewegung von Teilchen in einem Erdmagnetfeld (den sogenannten adiabatischen Invarianten) und zur „Streuung“ von Teilchen aus dem R. p. Z. in die Atmosphäre entlang der Linien von Kraft des Magnetfeldes.

Strahlungsgürtel erfahren verschiedene zeitliche Variationen: Der innere Gürtel, der näher an der Erde liegt und stabiler ist, ist unbedeutend, der äußere Gürtel ist der häufigste und stärkste. Die interne Sonnenstrahlung ist durch kleine Schwankungen während des 11-Jahres-Zyklus der Sonnenaktivität gekennzeichnet. Der äußere Gürtel verändert schon bei geringen Störungen der Magnetosphäre merklich seine Grenzen und Struktur. Der niederenergetische Protonengürtel nimmt in diesem Sinne eine Zwischenstellung ein. Besonders starke Schwankungen in R. p. Z. erfahren während magnetischer Stürme. . Erstens steigt im äußeren Gürtel die Flussdichte von niederenergetischen Teilchen stark an, und gleichzeitig geht ein erheblicher Anteil von hochenergetischen Teilchen verloren. Hinzu kommt das Einfangen und Beschleunigen neuer Teilchen, wodurch Partikelströme in den Gürteln in Entfernungen auftreten, die normalerweise näher an der Erde liegen als bei ruhigen Bedingungen. Nach der Kompressionsphase erfolgt eine langsame, allmähliche Rückkehr von R. p. Z. in seinen ursprünglichen Zustand. In Zeiten hoher Sonnenaktivität treten sehr häufig Magnetstürme auf, so dass sich die Wirkungen einzelner Stürme überlagern und das Maximum des äußeren Gürtels in diesen Zeiten näher an der Erde liegt (L ~ 3,5) als in Zeiten minimaler Sonnenaktivität Aktivität (L ~ 4,5-5,0).

Historisch gesehen wurde der innere Gürtel zuerst entdeckt (von einer Gruppe amerikanischer Wissenschaftler unter der Leitung von J. Van Allen, 1958) und der äußere Gürtel (von sowjetischen Wissenschaftlern unter der Leitung von S. N. Vernov und A. E. Chudakov, 1958). Flüsse von R. p. Z.-Partikeln wurden durch Instrumente registriert (Zähler - Geiger-Müller ) installiert auf künstlichen Satelliten der Erde. Im Wesentlichen haben R. p. Z. keine klar definierten Grenzen, weil jede Art von Teilchen bildet entsprechend ihrer Energie einen eigenen Strahlungsgürtel, daher ist es richtiger, von einem einzigen Strahlungsgürtel der Erde zu sprechen. Die Einteilung von R. p. Z. in äußere und innere, die in der ersten Forschungsphase angenommen und aufgrund einer Reihe von Unterschieden in ihren Eigenschaften bis heute erhalten geblieben ist, ist im Wesentlichen bedingt.

Die grundsätzliche Möglichkeit der Existenz einer Magnetfalle im Erdmagnetfeld wurde durch die Berechnungen von K. Störmer gezeigt a (1913) und H. Alfven (1950), aber erst Satellitenexperimente zeigten, dass die Falle tatsächlich existiert und mit hochenergetischen Teilchen gefüllt ist.

1.3 Schwerkraft

Die Masse der Erde beträgt mehr als das 80-fache der Masse ihres Trabanten. Daher wird der Mond in einer erdnahen Umlaufbahn gehalten und verschiebt sich aufgrund der enormen Masse der Erde ständig um 2 - 3 km in Richtung seines geometrischen Mittelpunkts. Die Erde erfährt trotz der großen Entfernung auch die Anziehungskraft ihres Satelliten - 3,84 * 105km.

kosmische sonne gravitation erde

Kapitel 2. Der Einfluss kosmischer Prozesse und Phänomene auf die Entwicklung der Erde

1 Einschlag kleiner kosmischer Körper

Inzwischen wurden 160 Krater auf der Erdoberfläche identifiziert, die durch eine Kollision mit kosmischen Körpern entstanden sind. Hier sind sechs der bemerkenswertesten:

vor tausend Jahren der Krater Berringer (Arizona, USA), Umfang 1230 m - aus einem Meteoritenfall mit einem Durchmesser von 50 m. Dies ist der allererste Meteoritenfallkrater, der auf der Erde entdeckt wurde. Es wurde "Meteorit" genannt. Außerdem ist es besser erhalten als andere.

vor Millionen Jahren der Krater der Chesapeake Bay (Maryland, USA), Umfang 85 km - vom Fall eines Meteoriten mit einem Durchmesser von 2-3 km. Die Katastrophe, die es verursachte, zerschmetterte den Felssockel in 2 km Tiefe und schuf ein Salzwasserreservoir, das bis heute die Verteilung der Grundwasserströme beeinflusst.

Vor 5 Millionen Jahren Popigai-Krater (Sibirien, Russland), Umfang 100 km - vom Fall eines Asteroiden mit einem Durchmesser von 5 km. Der Krater ist übersät mit Industriediamanten, die dadurch entstanden sind, dass Graphit beim Einschlag einem ungeheuren Druck ausgesetzt wurde.

vor Millionen Jahren, Chicxulub-Becken (Yucatan, Mexiko), Umfang 175 km - vom Fall eines Asteroiden mit einem Durchmesser von 10 km. Es wird angenommen, dass die Explosion dieses Asteroiden einen grandiosen Tsunami und Erdbeben der Stärke 10 verursachte.

Vor 85 Milliarden Jahren Sudbury-Krater (Ontario, Kanada), Umfang 248 km - vom Fall eines Kometen mit einem Durchmesser von 10 km. Am Grund des Kraters entstand dank der bei der Explosion freigesetzten Hitze und der im Kometen enthaltenen Wasserreserven ein System heißer Quellen. Entlang des Randes des Kraters wurden die weltweit größten Vorkommen an Nickel- und Kupfererz gefunden.

vor Milliarden Jahren, der Vredefort-Kuppel (Südafrika), ein Kreis von 378 km - vom Fall eines Meteoriten mit einem Durchmesser von 10 km. Der älteste und (zum Zeitpunkt der Katastrophe) größte dieser Krater auf der Erde. Es entstand als Ergebnis der massivsten Energiefreisetzung in der gesamten Geschichte unseres Planeten.

Zugegeben, die beeindruckendsten Entdeckungen der letzten Jahre auf dem Gebiet der Paläoklimatologie wurden bei Eisschildbohrungen und Eiskernuntersuchungen in den zentralen Regionen Grönlands und der Antarktis gemacht, wo die Eisoberfläche fast nie schmilzt, was die enthaltenen Informationen bedeutet darin ist etwa die Temperatur der Oberflächenschicht der Atmosphäre auf Jahrhundert gespeichert. Durch die gemeinsamen Bemühungen russischer, französischer und amerikanischer Wissenschaftler zur Isotopenzusammensetzung des Eisbohrkerns aus einem ultratiefen Eisbohrloch (3350 m) an der russischen Antarktisstation Wostok war es möglich, das Klima unseres Planeten für diesen Zeitraum nachzubilden. So schwankte die Durchschnittstemperatur im Bereich der Station "Wostok" für diese 420.000 Jahre von etwa - 54 bis - 77 ° C. Drittens, während der letzten "Eiszeit" (vor 20 - 10.000 Jahren), Das Klima im mittleren Russland einschließlich Sibiriens unterschied sich vor allem im Sommer kaum von heute. Dies wird durch den Isotopenmarker des atmosphärischen Niederschlags belegt, der sich seit Hunderttausenden von Jahren im Eis der Polargletscher und im Permafrost, in Bodenkarbonaten, Phosphaten von Säugetierknochen, Baumringen usw. Die Hauptgefahr auf globaler Ebene stellen Asteroiden mit einem Radius von mehr als 1 km dar. Die Kollision mit kleineren Körpern kann zu erheblichen lokalen Zerstörungen führen (Tunguska-Phänomen), führt jedoch nicht zu globalen Folgen. Je größer der Asteroid, desto unwahrscheinlicher ist es, dass er die Erde trifft.

Pi D3 ro/6 (4),

Die Dichte des Asteroiden, v und D sind seine Masse, Geschwindigkeit und Durchmesser.

Energieskalen natürlicher Phänomene

Bildung von explosiven Meteoritenkratern in einem geschichteten Ziel (siehe Anhang 5):

a) Beginn des Eindringens des Impaktors in das Ziel, begleitet von der Bildung einer kugelförmigen Stoßwelle, die sich nach unten ausbreitet;

c) weitere Bildung eines Übergangskratertrichters, die Schockwelle zerfällt, der Kraterboden ist mit Schockschmelze ausgekleidet, ein kontinuierlicher Auswurfvorhang breitet sich vom Krater aus;

d) Am Ende der Aushubphase hört das Wachstum des Trichters auf. Die Modifikationsphase verläuft für kleine und große Krater unterschiedlich.

In kleinen Kratern, die in einen tiefen Trichter aus nicht kohäsivem Material der Wände rutschen - Aufprallschmelze und zerkleinertes Gestein. Wenn sie gemischt werden, bilden sie eine Impaktbrekzie.

Bei Übergangskratern mit großem Durchmesser beginnt die Schwerkraft eine Rolle zu spielen - aufgrund der gravitativen Instabilität wölbt sich der Kraterboden unter Bildung einer zentralen Hebung nach oben.

1.1 Kurzfristige Folgen einer Kollision

2 Einschlag der Sonne auf der Erde

Die Katastrophe, die im März 2010 im asiatisch-pazifischen Raum ausbrach, kann deutlich von den Folgen einer Sonneneruption erzählen. Ausbrüche wurden vom 7. bis 9. März beobachtet, die Mindestpunktzahl liegt bei C1,4, die Höchstpunktzahl bei M5,3. Als erstes reagierte am 10. März 2011 um 04:58:15 (UTC-Zeit) auf die Störung des Magnetfeldes ein Erdbeben, das Hypozentrum in 23 km Tiefe. Die Stärke betrug 5,5. Am nächsten Tag - ein weiterer Ausbruch, aber noch stärker. Der Ausbruch des X1.5-Scores ist einer der stärksten der letzten Jahre. Die Antwort der Erde - zunächst ein Erdbeben der Stärke 9,0, das Hypozentrum befand sich in einer Tiefe von -32 km. Das Epizentrum des Erdbebens lag 373 km von der japanischen Hauptstadt Tokio entfernt. Auf das Erdbeben folgte ein verheerender Tsunami, der das Gesicht der Ostküste in etwa veränderte. Honshu. Auch Vulkane reagierten auf einen starken Ausbruch. Der Vulkan Karangetang, der als einer der aktivsten in Indonesien gilt, begann am Freitag auszubrechen, Stunden nachdem ein starkes Erdbeben Japan getroffen hatte. Die japanischen Vulkane Kirishima und Sinmoe begannen auszubrechen.

Vom 7. bis 29. März ist die Sonnenaktivität höher als gewöhnlich, und vom 7. bis 29. März hören Erdbeben in den asiatisch-pazifischen, indischen Regionen nicht auf (Region AT. - Stärke von 4 und Region - Stärke von 3).

Fazit

Als Ergebnis der Sichtung der verfügbaren Literatur zum Thema und auf der Grundlage der festgelegten Ziele und Zielsetzungen können mehrere Schlussfolgerungen gezogen werden.

Strahlungsgürtel spielen eine wichtige Rolle in der Wechselwirkung mit der Erde. Dank der Gürtel hält das Magnetfeld der Erde geladene Teilchen, nämlich: Protonen, Alpha-Teilchen und Elektronen.

Kleine kosmische Körper sind ein nicht weniger wichtiger Faktor im Zusammenspiel des Systems "Weltraum - Erde". Es lohnt sich zu bedenken, dass ein großer Asteroid, der in den Ozean fällt, eine zerstörerische Welle auslöst, die den Globus mehrmals umkreisen und alles auf ihrem Weg hinwegfegen wird. Wenn ein Asteroid auf das Festland trifft, steigt eine Staubschicht in die Atmosphäre auf, die das Sonnenlicht blockiert. Es wird eine Auswirkung des sogenannten nuklearen Winters geben.

Literatur

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/Magnetosphere_rendition.jpg

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Weltraumphänomene und -prozesse- ein Ereignis kosmischen Ursprungs, das Menschen, landwirtschaftliche Tiere und Pflanzen, wirtschaftliche Einrichtungen und die natürliche Umwelt bindet oder schädigen kann. Solche kosmischen Phänomene können der Fall kosmischer Körper und gefährliche kosmische Strahlung sein.

Die Menschheit hat einen Feind, der gefährlicher ist als eine Atombombe, die globale Erwärmung oder AIDS. Derzeit sind etwa 300 Weltraumkörper bekannt, die die Erdumlaufbahn durchqueren können. Im Grunde sind dies Asteroiden mit einer Größe von 1 bis 1000 km. Insgesamt wurden etwa 300.000 Asteroiden und Kometen im Weltraum entdeckt. Bis zum letzten Moment wissen wir vielleicht nichts von der nahenden Katastrophe. Wissenschaftler Astronomen gaben zu, dass die modernsten Weltraumverfolgungssysteme sehr schwach sind. Jederzeit kann ein Killer-Asteroid, der sich schnell der Erde nähert, direkt aus dem Abgrund des Weltraums „auftauchen“, und unsere Teleskope werden ihn erst entdecken, wenn es zu spät ist.

Über die gesamte Erdgeschichte sind Kollisionen mit kosmischen Körpern mit einem Durchmesser von 2 bis 100 km bekannt, von denen es mehr als 10 gab.

Referenz: Am Morgen des 30. Juni 1908 wurden die Bewohner Ostsibiriens von einer schrecklichen Vision getroffen - eine zweite Sonne erschien am Himmel. Es entstand plötzlich und verdunkelte für einige Zeit das übliche Tageslicht. Diese seltsame neue „Sonne bewegte sich mit erstaunlicher Geschwindigkeit über den Himmel. Ein paar Minuten später stürzte es, in schwarzen Rauch gehüllt, mit wildem Getöse unter den Horizont. Im selben Moment schoss eine riesige Feuersäule über der Taiga in die Höhe, und es gab ein Dröhnen einer monströsen Explosion, das Hunderte und Aberhunderte von Meilen entfernt zu hören war. Die schreckliche Hitze, die sich sofort vom Ort der Explosion ausbreitete, war so stark, dass sogar Dutzende von Kilometern vom Epizentrum entfernt die Kleidung auf den Menschen zu glimmen begann. Infolge des Einschlags des Tunguska-Meteoriten wurden 2500 sq. km (das sind 15 Gebiete des Fürstentums Liechtenstein) der Taiga im Einzugsgebiet des Flusses Podkamennaya Tunguska. Seine Explosion entsprach 60 Millionen Tonnen TNT. Und das, obwohl sein Durchmesser nur 50 - 60 m betrug. Wenn er 4 Stunden später angekommen wäre, hätte St. Petersburg Hörner und Beine hinterlassen.

In Arizona gibt es einen Krater mit einem Durchmesser von 1240 m und einer Tiefe von 170 m.

Etwa 125 Himmelskörper gelten als potenziell gefährlich, der gefährlichste ist der Asteroid Nr. 4 „Apophis“, der am 13. April 2029 auffliegen wird. kann in den Boden stürzen. Seine Geschwindigkeit beträgt 70 km / s, Durchmesser 320 m, Gewicht 100 Milliarden. t.

Wissenschaftler haben kürzlich den Asteroiden 2004 VD17 entdeckt, der einen Durchmesser von etwa 580 m hat und 1 Milliarde wiegt. d.h. die Wahrscheinlichkeit seiner Kollision mit dem Boden ist 5-mal höher, und diese Kollision ist bereits 2008 möglich.

Not- und Extremsituationen verursacht durch die Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen der Umgebung.

Bei Änderungen der Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit sowie deren Kombinationen treten solche Notfälle in Form von starkem Frost, extremer Hitze, Nebel, Eis, trockenem Wind und Frost auf. Sie können Erfrierungen oder Unterkühlung des Körpers, Hitze oder Sonnenstich, eine Zunahme der Zahl der Verletzungen und Todesfälle durch Stürze verursachen.

Die Bedingungen des menschlichen Lebens hängen vom Verhältnis von Temperatur und Feuchtigkeit der Luft ab.

Referenz:1932 Bei starkem Frost froren die Neagar Falls ein.

Gegenstand. Menschengemachte Notfälle

Vorlesungsplan:

Einführung.

1. Notfälle durch Verkehrsunfälle.

2. Notfälle durch Brände und Explosionen in Wirtschaftseinrichtungen

3. Notfälle, die durch die Freisetzung chemisch gefährlicher Stoffe verursacht werden.

4. Notfälle im Zusammenhang mit der Freisetzung radioaktiver Stoffe.

5. Notsituationen, die durch hydrodynamische Unfälle verursacht werden.

Pädagogische Literatur:

1. Schutz der Bevölkerung und wirtschaftlicher Einrichtungen in Notsituationen

Strahlenschutz Teil 1.

2. Schutz der Bevölkerung und des Territoriums in Notsituationen

ed. V.G.Shakhov, hrsg. 2002

3. Notfälle und Verhaltensregeln der Bevölkerung im Falle ihres Eintretens

ed. V.N.Kovalev, M.V.Samoylov, N.P.Kokhno, hrsg. 1995

Die Quelle eines von Menschen verursachten Notfalls ist ein gefährlicher von Menschen verursachter Vorfall, in dessen Folge ein von Menschen verursachter Notfall an einem Objekt, einem bestimmten Territorium oder Wassergebiet aufgetreten ist.

Menschengemachter Notfall- Dies ist eine ungünstige Situation in einem bestimmten Gebiet, die sich infolge eines Unfalls, einer Katastrophe entwickelt hat, die zu menschlichen Opfern, Schäden an der menschlichen Gesundheit, der Umwelt, erheblichen materiellen Verlusten und der Beeinträchtigung der Lebensgrundlage führen kann oder geführt hat.

Gefährliche, von Menschen verursachte Zwischenfälle umfassen Unfälle und Katastrophen in Industrieanlagen oder beim Transport, Feuer, Explosion oder Freisetzung verschiedener Arten von Energie.

Grundbegriffe und Definitionen nach GOST 22.00.05-97

Unfall- Dies ist ein gefährlicher, von Menschen verursachter Vorfall, der eine Bedrohung für das Leben und die Gesundheit von Menschen an einem Objekt, einem bestimmten Territorium oder Wassergebiet darstellt und zur Zerstörung von Gebäuden, Bauwerken, Ausrüstung und Fahrzeugen sowie zur Unterbrechung des Produktions- oder Transportprozesses führt , sowie Schäden an der natürlichen Umwelt.

Katastrophe- Dies ist ein schwerer Unfall, normalerweise mit menschlichen Opfern.

menschengemachte Gefahr- Dies ist ein Zustand, der einem technischen System, einer Industrie- oder Transporteinrichtung, die Energie enthält, innewohnt. Die Freisetzung dieser Energie in Form eines Schadfaktors kann zu Schäden für Mensch und Umwelt führen.

Industrie Unfall- ein Unfall in einer Industrieanlage, technischen Anlage oder Industrieumgebung.

industrielle Katastrophe- ein schwerer Industrieunfall, der zu Todesfällen, Gesundheitsschäden oder Zerstörung und Zerstörung einer Sache, Sachwerten von erheblichem Umfang und auch zu schweren Umweltschäden geführt hat

Sie kommen in allen Formen und Größen vor, aber erst kürzlich haben Astronomen eine völlig neue Art dieser Weltraumobjekte entdeckt: Flauschig und rauchig, wie Wolken, enthalten superstreuende Galaxien eine unglaublich geringe Anzahl von Sternen. Beispielsweise enthält eine kürzlich entdeckte superdiffuse Galaxie, die sich über 60.000 Lichtjahre erstreckt (ungefähr so groß wie unsere eigene Milchstraße), nur 1 Prozent der Sterne.

Bis heute haben Astronomen dank der Zusammenarbeit zwischen dem Keck-Teleskop und dem Dragonfly Telephoto Array 47 superdiffuse Galaxien entdeckt. Sie enthalten einen so geringen Prozentsatz an Sternen, dass der Nachthimmel hier völlig leer erscheinen würde.

Diese Weltraumobjekte sind so ungewöhnlich, dass Astronomen immer noch nicht sicher sind, wie sie überhaupt entstehen könnten. Höchstwahrscheinlich sind supergestreute Galaxien die sogenannten gescheiterten Galaxien, denen zum Zeitpunkt ihrer Entstehung das galaktische Material (Gas und Staub) ausgegangen ist. Es ist möglich, dass diese Galaxien einst Teil größerer Galaxien waren. Vor allem aber staunen Wissenschaftler über die Tatsache, dass supergestreute Galaxien im Coma-Haufen entdeckt wurden, einer Region des Weltraums voller dunkler Materie und Galaxien mit enormen Rotationsgeschwindigkeiten. Angesichts dieser Umstände kann man davon ausgehen, dass die supergestreuten Galaxien einst durch den Gravitationswahn, der in dieser Ecke des Weltraums stattfindet, buchstäblich in Stücke gerissen wurden.

"Selbstmord" eines Asteroiden

Das Hubble-Weltraumteleskop wurde kürzlich Zeuge eines sehr seltenen kosmischen Phänomens – der spontanen Zerstörung eines Asteroiden. Normalerweise führen kosmische Kollisionen oder eine zu nahe Annäherung an größere kosmische Körper zu einer solchen Kombination von Umständen. Die Zerstörung des Asteroiden P / 2013 R3 unter dem Einfluss von Sonnenlicht stellte sich jedoch für Astronomen als etwas unerwartet heraus. Der wachsende Einfluss des Sonnenwindes führte zur Rotation von R3. Irgendwann erreichte diese Rotation einen kritischen Punkt und zerbrach den Asteroiden in 10 große Teile mit einem Gewicht von etwa 200.000 Tonnen. Teile des Asteroiden bewegten sich langsam mit einer Geschwindigkeit von 1,5 Kilometern pro Sekunde voneinander weg und schleuderten eine unglaubliche Menge kleiner Partikel aus.

Die Geburt eines Stars

Bei der Beobachtung des Objekts W75N(B)-VLA2 beobachteten Astronomen die Entstehung eines neuen Himmelskörpers. VLA2 ist nur 4.200 Lichtjahre entfernt und wurde erstmals 1996 vom VLA (Very Large Array Radio Telescope) am San Augustine Observatory in New Mexico entdeckt. Bei ihrer ersten Beobachtung bemerkten die Wissenschaftler eine dichte Gaswolke, die von einem winzigen jungen Stern emittiert wurde.

Bei der nächsten Beobachtung des Objekts W75N (B) -VLA2 im Jahr 2014 stellten die Wissenschaftler offensichtliche Veränderungen fest. Aus astronomischer Sicht hat sich der Himmelskörper für einen so kurzen Zeitraum verändert, diese Metamorphosen widersprachen jedoch nicht den zuvor erstellten wissenschaftlich vorhersagbaren Modellen. In den vergangenen 18 Jahren hat sich die sphärische Form des Gases, das den Stern umgibt, unter dem Einfluss von angesammeltem Staub und Weltraumschrott immer mehr in die Länge gezogen, wodurch eine Art Wiege entstand.

Ein ungewöhnlicher Planet mit unglaublichen Temperaturschwankungen

Das Weltraumobjekt 55 Cancri E trägt den Spitznamen „Diamantplanet“, weil es fast ausschließlich aus kristallinem Diamant besteht. Kürzlich haben Wissenschaftler jedoch eine weitere ungewöhnliche Eigenschaft dieses kosmischen Körpers entdeckt. Der Temperaturunterschied auf einem Planeten kann sich spontan um 300 Prozent ändern, was für einen Planeten dieser Art einfach unvorstellbar ist.

55 Cancri E ist vielleicht der ungewöhnlichste Planet innerhalb seines Systems aus fünf anderen Planeten. Es ist unglaublich dicht und seine volle Umlaufzeit um den Stern dauert 18 Stunden. Unter dem Einfluss der stärksten Gezeitenkräfte des einheimischen Sterns steht ihm der Planet nur mit einer seiner Seiten gegenüber. Da die Temperatur darauf von 1000.000 bis 2700 Grad Celsius variieren kann, vermuten Wissenschaftler, dass der Planet mit Vulkanen bedeckt sein könnte. Dies könnte einerseits solche ungewöhnlichen Temperaturänderungen erklären, andererseits die Hypothese widerlegen, dass der Planet ein riesiger Diamant ist, da in diesem Fall der enthaltene Kohlenstoffgehalt nicht dem erforderlichen entsprechen würde.

Die vulkanische Hypothese wird durch Beweise gestützt, die in unserem eigenen Sonnensystem gefunden wurden. Jupiters Mond Io ist dem beschriebenen Planeten sehr ähnlich, und die auf diesen Satelliten gerichteten Gezeitenkräfte verwandelten ihn in einen durchgehenden riesigen Vulkan.

Der seltsamste Exoplanet - Kepler 7b

Der Gasriese Kepler 7b ist eine echte Offenbarung für Wissenschaftler. Zunächst waren Astronomen von der unglaublichen „Fettleibigkeit“ des Planeten beeindruckt. Es ist etwa 1,5-mal so groß wie Jupiter, hat aber eine viel geringere Masse, was bedeuten könnte, dass seine Dichte mit der von Styropor vergleichbar ist.

Dieser Planet könnte leicht auf der Oberfläche des Ozeans liegen, wenn es natürlich möglich wäre, einen Ozean mit einer Größe zu finden, die ihm passen würde. Außerdem ist Kepler 7b der erste Exoplanet, für den eine Wolkenkarte erstellt wurde. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass die Temperatur auf seiner Oberfläche 800-1000 Grad Celsius erreichen kann. Heiß, aber nicht so heiß wie erwartet. Tatsache ist, dass sich Kepler 7b näher an seinem Stern befindet als Merkur an der Sonne. Nach dreijähriger Beobachtung des Planeten fanden die Wissenschaftler die Gründe für diese Ungereimtheiten heraus: Wolken in der oberen Atmosphäre reflektieren überschüssige Wärme des Sterns. Noch interessanter war die Tatsache, dass eine Seite des Planeten immer von Wolken bedeckt ist, während die andere Seite immer klar ist.

Dreifache Sonnenfinsternis auf Jupiter

Eine normale Sonnenfinsternis ist kein so seltenes Ereignis. Dabei ist eine Sonnenfinsternis ein erstaunlicher Zufall: Der Durchmesser der Sonnenscheibe ist 400-mal größer als der des Mondes, und die Sonne ist in diesem Moment 400-mal weiter davon entfernt. Die Erde ist zufälligerweise der perfekte Ort, um diese kosmischen Ereignisse zu beobachten.

Sonnen- und Mondfinsternisse sind wirklich schöne Phänomene. Aber in puncto Unterhaltung übertrifft sie die dreifache Sonnenfinsternis auf dem Jupiter. Im Januar 2015 erfasste das Hubble-Teleskop in seiner Kameralinse drei Galileische Satelliten – Io, Europa und Callisto – die in einer Reihe vor ihrem „Gasvater“ Jupiter aufgereiht waren.

Jeder, der damals auf Jupiter war, hätte Zeuge einer psychedelischen dreifachen Sonnenfinsternis werden können. Das nächste derartige Ereignis wird frühestens 2032 eintreten.

riesige Sternenwiege

Sterne werden oft in Gruppen gefunden. Große Gruppen werden als Kugelsternhaufen bezeichnet und können bis zu einer Million Sterne enthalten. Solche Haufen sind über das ganze Universum verstreut, und mindestens 150 von ihnen befinden sich innerhalb der Milchstraße. Sie alle sind so alt, dass Wissenschaftler das Prinzip ihrer Entstehung nicht einmal erraten können. Vor kurzem haben Astronomen jedoch ein sehr seltenes Weltraumobjekt entdeckt - einen sehr jungen Kugelsternhaufen, der mit Gas gefüllt ist, aber keine Sterne darin enthält.

Tief in der Antennengruppe der Galaxien, 50 Millionen Lichtjahre entfernt, befindet sich eine Gaswolke, deren Masse 50 Millionen Sonnen entspricht. Dieser Ort wird bald zu einer Kinderstube für viele junge Stars. Astronomen haben zum ersten Mal ein solches Objekt entdeckt und vergleichen es daher mit "einem Dinosaurier-Ei, das kurz vor dem Schlüpfen steht". Aus technischer Sicht könnte dieses „Ei“ schon vor langer Zeit „geschlüpft“ sein, da solche Regionen des Alls vermutlich nur etwa eine Million Jahre sternenlos bleiben.

Die Bedeutung der Entdeckung solcher Objekte ist kolossal. Denn sie können einige der ältesten und doch unerklärlichen Prozesse im Universum erklären. Gut möglich, dass gerade solche Regionen des Weltalls zur ursprünglichen Wiege der unglaublich schönen Kugelsternhaufen werden, die wir jetzt beobachten können.

Ein seltenes Phänomen, das dazu beigetragen hat, das Rätsel des kosmischen Staubs zu lösen

Das Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) der Raumfahrtagentur NASA ist direkt an Bord des modernisierten Flugzeugs Boeing 747SP installiert und dient der Untersuchung verschiedener astronomischer Ereignisse. In einer Höhe von 13 Kilometern über der Erdoberfläche gibt es weniger atmosphärischen Wasserdampf, der den Betrieb eines Infrarotteleskops stören würde.

Kürzlich half das SOFIA-Teleskop Astronomen, eines der kosmischen Rätsel zu lösen. Viele von Ihnen, die verschiedene Sendungen über den Weltraum gesehen haben, wissen sicherlich, dass wir alle, wie alles andere im Universum, aus Sternenstaub bestehen, oder besser gesagt aus den Elementen, aus denen es auch besteht. Wissenschaftler konnten jedoch lange Zeit nicht verstehen, warum dieser Sternenstaub nicht unter dem Einfluss von Supernovae verdunstet, die ihn durch das gesamte Universum tragen.

Beim Blick mit seinem Infrarotauge auf die 10.000 Jahre alte Supernova Sagittarius A East stellte das SOFIA-Teleskop fest, dass die dichten Gasregionen um den Stern herum als eine Art Kissen wirken, das kosmische Staubpartikel abstößt und sie vor den Auswirkungen der Sonnenstrahlen schützt Wärme, die während der Explosion und der Schockwelle freigesetzt wird.

Selbst wenn 7-20 Prozent des kosmischen Staubs die Begegnung mit Sagittarius A East überleben könnten, würde dies ausreichen, um etwa 7000 Weltraumobjekte von der Größe der Erde zu bilden.

Kollision des Perseiden-Meteors mit dem Mond

Alljährlich von Mitte Juli bis etwa Ende August lässt sich der Meteoritenschauer der Perseiden am Nachthimmel beobachten, am besten beginnen Sie Ihre Beobachtung dieses kosmischen Phänomens jedoch mit der Beobachtung des Mondes. Am 9. August 2008 taten Amateurastronomen genau das und wurden Zeugen eines unvergesslichen Ereignisses – des Einschlags von Meteoriten auf unseren natürlichen Trabanten. Aufgrund der fehlenden Atmosphäre des letzteren fallen ziemlich regelmäßig Meteoriten auf den Mond. Der Fall der Perseiden-Meteore, die wiederum Bruchstücke des langsam sterbenden Kometen Swift-Tuttle sind, war jedoch von besonders hellen Blitzen auf der Mondoberfläche gekennzeichnet, die von jedem gesehen werden konnten, der auch nur das einfachste Teleskop besaß.

Seit 2005 hat die NASA etwa 100 solcher Meteoriteneinschläge auf dem Mond beobachtet. Solche Beobachtungen könnten eines Tages dazu beitragen, Methoden zur Vorhersage zukünftiger Meteoriteneinschläge sowie Mittel zum Schutz zukünftiger Astronauten und Mondkolonisten zu entwickeln.

Zwerggalaxien enthalten mehr Sterne als riesige Galaxien

Zwerggalaxien sind erstaunliche Weltraumobjekte, die uns beweisen, dass Größe nicht immer eine Rolle spielt. Astronomen haben bereits geforscht, um die Geschwindigkeit der Sternentstehung in mittleren und großen Galaxien herauszufinden, aber bis vor kurzem gab es in dieser Ausgabe für winzige Galaxien eine Lücke.

Nachdem das Hubble-Weltraumteleskop Infrarotdaten zu den beobachteten Zwerggalaxien lieferte, waren die Astronomen überrascht. Es stellte sich heraus, dass die Sternentstehung in winzigen Galaxien viel schneller abläuft als die Sternentstehung in größeren Galaxien. Dies ist überraschend, da größere Galaxien mehr Gas enthalten, das für die Entstehung von Sternen benötigt wird. Dennoch entstehen in winzigen Galaxien in 150 Millionen Jahren so viele Sterne wie in Galaxien von normaler und größerer Größe in etwa 1,3 Milliarden Jahren harter und intensiver Arbeit lokaler Gravitationskräfte. Und interessanterweise wissen Wissenschaftler noch nicht, warum Zwerggalaxien so produktiv sind.

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"Selbstmord" eines Asteroiden

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