РОДНАЯ ПЛАНЕТА

Изучением Земли занимаются очень многие науки, те, в названиях которых присутствует неизменное «гео»,- география, геодезия, геология, геофизика, геохимия. Чтобы рассказать о научных результатах, которых добились ученые в этих областях знаний, потребовалось бы написать отдельную толстую книгу. Но в нашей книге об астрономии мы коснемся только тех немногих особенностей самой близкой и, естественно, самой важной для нас планеты, которые связаны с астрономическими наблюдениями.

После кропотливой и упорной работы десятков поколений ученых было неопровержимо доказано, что ' Земля вовсе не «центр мироздания», а самая обыкновенная планета, т. е. холодный шар, движущийся вокруг Солнца.

Выступая за справедливость коперниковой системы мира, М. В. Ломоносов посвятил этому вопросу несколько остроумных стихотворных строк:

...Случились вместе два Астронома в пиру
И спорили весьма между собой в жару.
Один твердил: Земля вертясь вкруг Солнца ходит,
Другой, что Солнце все с собой планеты водит...

Научный спор разрешил повар, заметивший:

...Кто видел простака из поваров такова, 
Который бы вертел очаг кругом жаркова?..

Ось вращения Земли расположена под углом в 6672° к плоскости ее движения вокруг Солнца, Для большинства практических задач можно принимать, что ось вращения Земли перемещается в пространстве всегда параллельно самой себе. На самом же деле, ось вращения Земли - или, что то же, ось мира, поскольку они параллельны,- описывает на небесной сфере небольшой круг, совершая один полный оборот за 26 тысяч лет.

В ближайшие сотни лет северный полюс мира будет находиться недалеко от Полярной звезды, затем начнет удаляться от нее, и название последней звезды в ручке ковша Малой Медведицы - Полярная - утратит свой смысл. Через 12 тыс, лет полюс мира приблизится к самой яркой звезде северного неба - Веге из созвездия Лиры.

Описанное явление носит название прецессии оси вращения Земли. Обнаружил явление прецессии уже Гиппарх, который сравнил положения звезд в своем каталоге с составленным задолго до него звездным каталогом Аристилла и Тимохариса. 174

Сравнение каталогов и указало Гиппарху на медленное перемещение оси мира.

Кроме прецессии, существуют еще малые колебания оси вращения Земли в пространстве относительно ее среднего положения. Они носят название нутации. Наблюдаемые астрономами малые нутационные колебания позволяют геофизикам судить о внутреннем строении Земли. Той же цели служат и астрономические наблюдения движения полюсов Земли, изучению которых уделял так много внимания П. К. Штернберг.

Подобно тому как для измерения межзвездных расстояний астрономам пришлось выбрать особую единицу длины - световой год, понадобилась своя единица и для измерения расстояний в пределад Солнечной системы. В качестве такой астрономической единицы удобно было выбрать расстояние от Земли до Солнца. Оно составляет округленно 150 млн. км.

Как и большинство планет, Земля окутана толстым слоем различных газов - атмосферой. Атмосфера образует над поверхностью Земли как бы огромный «воздушный океан». А мы, люди, живем на дне этого океана, и то, как воспринимаются нами различные явления, во многом зависит от его свойств.

Небо в космосе, видно на нем Солнце или нет, всегда бархатно-черное с яркими, немерцающими звездами. А атмосфера рассеивает солнечные лучи и утром с появлением Солнца небо на Земле становится голубым. Ночью же из-за воздушных течений кажется, что звезды, особенно близкие к горизонту, переливаются всеми цветами радуги и мерцают.

Толща атмосферы Земли, которая поглощает львиную долю идущих из мирового пространства электромагнитных излучений, смещает наблюдаемые на небе объекты, заставляет их дрожать и мерцать - это главный враг всех астрономов. Но, с другой стороны, атмосфера - лучший друг всего человечества. Атмосфера защищает все живое от губительного коротковолнового излучения. Без атмосферы разумная жизнь на Земле вообще вряд ли смогла бы развиться до ее нынешнего уровня.

Толща атмосферы защищает нас от кружащихся вокруг Солнца облаков пылинок, небольших камней и даже значительных по размерам глыб. Всевозможных частиц межпланетного вещества настолько много, что Земля на своем пути непрерывно сталкивается с ними. Здесь-то и приходит людям на выручку надежная воздушная броня.

Потрите ладони одну о другую, и вы почувствуете, как от трения они нагреваются. Сталкивающиеся с Землей частицы с огромной скоростью врываются в атмосферу, от трения молниеносно накаляются, вспыхивают и сгорают. А людям кажется, что с неба в эту минуту падает не удержавшаяся звезда.

«Падающая звезда» - след от сгоревших в атмосфере камешка или крохотной пылинки - называется в астрономии метеором.

Один человек в силах следить только за небольшим участком неба над головой. Астрономы же подсчитали, что во всей атмосфере за сутки сгорает в среднем около 75 млн. частиц. Сверкни они разом перед нашими глазами - их свет оказался бы в 250 раз ярче света полной Луны.

Бывают случаи, когда Земля сталкивается не с разрозненными частичками, а с целым потоком, роем. И тогда тысячи «падающих звезд» представляют собой одно из красивейших в природе зрелищ - «звездный дождь». «Звездные дожди» обычно случаются тогда, когда Земля проходит через пояс рассеявшегося вещества комет.

Время от времени какому-нибудь сильно оплавленному камню удается все-таки пробить воздушную броню и достичь поверхности Земли. Такого внеземного «гостя» называют метеоритом.

Вес метеоритов колеблется от нескольких граммов до десятков тысяч килограммов. Отыскивая на Земле эти «небесные камни», мы получаем редчайшую возможность изучить в лаборатории состав и свойства межпланетного вещества. Поэтому они являются величайшей ценностью и имею? очень большое значение для науки.

Между прочим, не приходило ли вам случайно на ум, отчего слово «метеорология» имеет общий корень со словами «метеор» и «метеорит»? Оказывается, наши далекие предки вообще все необычные небесные явления: гром и молнию, сполохи и град, «падающие звезды» и «хвостатые звезды» - именовали метеорами. С течением веков, разбираясь в происхождении отдельных явлений, метеоры разделили на внутренние - атмосферные и внешние - космические. За каждым явлением укреплялось собственное название, а метеором стали называть лишь «падающую звезду». И об этих заблуждениях в наши дни напоминает лишь общность названия космических пришельцев и вполне земной науки, изучающей особенности процессов в толще атмосферы.

Геохимия так объясняет возникновение воздушного океана нашей планеты. После «слипания» Земли из холодных частичек за счет распада радиоактивных элементов в недрах Земли возникали горячие зоны - очаги проплавления. В таких очагах происходило разделение веществ: тугоплавкая фракция оставалась на месте, а легкоплавкая фракция - как пена на варенье - медленно поднималась вверх. Такой процесс неизбежно должен был сопровождаться постепенным перемещением очага проплавления по направлению от центра Земли к поверхности, причем все время происходило расслоение тугоплавкой и легкоплавкой фракций вещества Земли. Одновременно с этим на поверхность Земли из горных пород вытеснялись газы и вода. В итоге возникли две окружающие земной шар оболочки - водная и газовая: мировой океан и атмосфера.

Схематическое изображение внутреннего строения Земли.

В результате нескольких этапов развития недра Земли оказались разделенными на ряд слоев. В центре Земли оказалось богатое железом ядро. Оно окружено так называемой мантией. А тонкая, самая верхняя часть мантии носит название коры Земли. Это и есть вытесненная наружу легкоплавкая фракция вещества Земли.

Схематическое изображение внутреннего строения Земли

К сожалению, мы еще недостаточно знаем строение недр собственной планеты. Луч света приносит нам сведения о небесных телах, удаленных на расстояния в несколько миллиардов световых лет. Образцы же горных пород Земли получены пока лишь с глубин в 6-7 км - это рекорды для наземных скважин.

Мы судим о глубинном состоянии Земли по косвенным признакам, например по характеру распространения сейсмических волн при землетрясениях. Переходя из слоя одной плотности в слой другой плотности, сейсмические волны изменяют направление и скорость распространения. Регистрируемые чувствительными сейсмометрами землетрясения, подобно фонарю, на короткие мгновения как бы освещают для нас внутренние части Земли.

Изучение окружающей человека космической среды и в первую очередь Земли, на которой живет человечество,- это главная задача всей мировой науки в целом. Но природе до поры до времени удается преграждать ученым прямой доступ к тем или иным своим тайнам. И тогда приходится искать обходные пути. Один из них - путь, по которому идут астрономы.

Только анализируя в совокупности все известные свойства различных планет и их спутников, можно подойти к решению главных проблем планетной космогонии. А тогда можно надеяться получить очень многие научные выводы, которые касаются общих черт строения нашей планеты, распределения з ее недрах полезных ископаемых и других важных как для науки, так и для народного хозяйства проблем.

Астрономы обращают свой взор к другим телам Солнечной системы, чтобы помочь лучше узнать нашу Землю.