 |
Темная материя существует в нескольких формах.
|
|
|
|
Обычное видимое вещество – 5 %
Нейтрино – 0,3–3 %
Барионная темная материя – 4–5%
Небарионная темная материя – 20–25 %
Темная энергия – 65–70 %
Особенность небарионнной темной материи состоит в том, что она почти никак не проявляет себя во взаимодействии с обычным веществом. Поиски этого вида темной материи активно ведутся в течение последних 20–30 лет, но до сих пор она не обнаружена.
О темной энергии известно еще меньше, чем о темной материи. Известно, что она равномерно распределена по Вселенной, в отличие от обычного вещества и других форм темной материи.
В галактиках и скоплениях галактик ее столько же, сколько вне их. Темная энергия испытывает антигравитацию: за счет ее присутствия темп расширения Вселенной растет.
Темная энергия ускоряет разбегание обычной материи, собранной в галактиках.
Главный кандидат на роль темной энергии – вакуум.
Плотность энергии вакуума не изменяется при расширении Вселенной, что и соответствует отрицательному давлению.
Ясно, что в любом случае темная энергия должна представлять собой совершенно необычную субстанцию, не похожую на то, с чем имела дело физика до сих пор. Ясно, что большая часть Вселенной скрыта от нас. История показывает, что загадки природы рано или поздно разрешались.
Гидросфера.
Гидросфера – водная оболочка Земли, представляющая собой совокупность океанов, морей и континентальных водных бассейнов – рек, озер, болот и других подземных вод, ледников и снежных покровов.
Вода – самый распространенный на Земле минерал.
К уникальным свойствам воды относят:
• способность к растворению очень многих веществ;
• высокая теплоемкость;
• нахождение в жидком состоянии в интервале от 0 и 100 °С;
|
|
|
• большая легкость воды в твердом состоянии (льда) по сравнению с жидким.
Вода способна проникать в различные среды во всех направлениях, независимо от силы тяжести. Вода выступает и как транспортирующее средство. Водой перемещаются большие массы вещества земной коры. Твердая вода (снег и лед) защищает почву и живое вещество от зимнего промерзания.
Универсальная растворительная способность воды обеспечивает обмен веществами внутри географической оболочки, что обеспечивает само существование жизни.
Химическое воздействие воды на минералы земной коры играет большую роль в развитии материков, в обмене веществами между сушей и океаном.
Наземные и подземные воды образуют водную оболочку планеты – гидросферу – непрерывную водную оболочку Земли. В одних местах – это океаны, озера, ледники, в других – это подземные воды.
Мировой океан включает все моря и океаны Земли, которые покрывают 3/4 поверхности суши (361,1 млн км 2).
В Мировом океане сосредоточено 98 % воды (поверхностной).
Мировой океан условно разделен на четыре океана: Атлантический, Тихий, Индийский и Северный Ледовитый.
Гидросфера едина: вода, испаряющаяся с поверхности океанов, через тропосферу проникает на континенты, образуя подземные и поверхностные воды суши и стекает снова в океаны.
Между материковой и океанической поверхностями происходит сложное взаимодействие:
В воде Мирового океана обнаружено 44 элемента. Наибольшее количество – соли.
Водные массы океанов и всех морей находятся в непрерывном движении.
Наиболее важными являются: волнения, течения, приливы и отливы, перемешивание и вертикальная циркуляция.
Огромные волны возникают от землетрясений, моретрясений и извержений прибрежных вулканов.
Циркуляции вод способствуют течения, которые обеспечивают перенос воды на большие расстояния по определенным путям в виде широких полос глубиной несколько сотен метров. Главным возбудителем океанских течений являются ветры.
|
|
|
Течения бывают теплыми и холодными. Температура воды течения связана с местом его зарождения. В каждом море существует своя система течений. Течения оказывают влияние на распределение осадков на суше.
Уровень воды в океанах и морях периодически изменяется. Приблизительно два раза в сутки: приливы и отливы.
Они образуются вследствие периодического возмущения поля силы тяжести на Земле Луной и Солнцем.
Полный цикл – два прилива и два отлива – завершается за 24 часа 50 минут.
Волнение водной поверхности, течения, приливы и отливы производят динамическое перемешивание воды. Роль перемешивания океанических и морских вод исключительно велика. Солнечное тепло улавливается очень тонким верхним слоем воды и проникает в глубь океанов исключительно благодаря перемешиванию. Перемешивание способствует проникновению кислорода на все глубины.
Гидросфера Земли выполняет важные функции: регулирует температуру планеты, обеспечивает круговорот веществ, является составной частью биосферы. Благодаря большой теплоемкости аккумулирует солнечную энергию.
Атмосфера.
Атмосфера – оболочка Земли, состоящая из воздуха. Она не всегда имела современный состав и строение, а развивалась вместе со всей природой Земли.
Различают слои атмосферы: тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу и экзосферу, которые отличаются распределением температуры, плотностью воздуха и другими параметрами. Участки атмосферы, занимающие промежуточное положение, называют тропопаузой, стратопаузой и мезопаузой.
Мощность тропосферы около 10–11 км, определяется высотой восходящих токов воздуха. В тропосфере непрерывно совершаются горизонтальные движения воздуха – ветры. Здесь же находится вода во всех трех состояниях, образуются облака и выпадают осадки.
Здесь происходят все атмосферные процессы, которые определяют погоду и климат.
Температура воздуха в приземном слое на экваторе в среднем 26 °С, на северном полюсе –23 °С. С высотой она падает в среднем на 0,6 °С на каждые сто метров высоты. Переходный слой между тропосферой и стратосферой носит название тропопаузы. Она располагается на высотах около 8 км в умеренном поясе и 16–18 км над экватором.
|
|
|
Стратосфера начинается на тех высотах, куда не достигают конвекционные токи, поднимающиеся от земной поверхности. Стратосфера, простирающаяся до 50–60 км вверх, включает только 20 % массы атмосферы. В разряженном воздухе этого слоя рассеиваются только фиолетовые лучи, поэтому небо окрашено в фиолетовый цвет. Озон, который входит в стратосферу, создает защитный слой от солнечной радиации. Поглощая ультрафиолетовые лучи, он предохраняет живые организмы от их губительного действия. Между тропосферой и стратосферой существует газовый обмен.
Выше стратосферы лежит мезосфера, простирающаяся до высоты 80 км. В ней температура падает до (–)80 °С. Плотность воздуха в 200 раз меньше, чем у земной поверхности.
Термосфера простирается на высотах от 85 км до 250 км.
Здесь тормозятся и сгорают метеориты. Термосфера выполняет функцию защитного слоя Земли.
Выше 900 км находится экзосфера. Из экзосферы атмосферные газы рассеиваются в мировое пространство.
В атмосфере происходят три основных климатообразующих процесса:
1) приход и расход солнечной радиации и связанное с нею нагревание и охлаждение воздуха;
2) циркуляция атмосферы;
3) влагооборот.
Солнечная радиация является практически единственным источником тепла для географической оболочки. Суммарная солнечная радиация, достигающая поверхности Земли, частично отражается от нее.
Суммарная радиация, достигающая земной поверхности, частично поглощается почвой и водоемами и переходит в тепло, а частично отражается. Соотношение отражаемой и усвояемой радиации зависит от характера суши и от угла падения лучей на водную поверхность.
Неодинаковый разогрев атмосферы в разных областях Земли вызывает неодинаковое распределение давления, что приводит к перемещению воздушных масс вдоль поверхности Земли (ветер). При определенных условиях скорость ветра может быть более 30 м/с (ураган).
Почва, вода, снег и ледники, растительность при температуре выше абсолютного нуля обладают собственным излучением. Земное излучение нагревает воздух. Нагретая атмосфера сама излучает. Атмосфера свободно пропускает коротковолновую солнечную радиацию к Земле и задерживает поток длинноволновой тепловой радиации от Земли.
|
|
|
Это «парниковый» эффект атмосферы.
Температура почвы имеет большое практическое значение. Почвенное тепло наряду с влажностью является важнейшим условием произрастания растений.
Распределение атмосферного давления по земной поверхности и его сезонные колебания есть следствие общей циркуляции атмосферы.
|
|
|
