сайт - С незапамятных времен это астрономическое тело было объектом мистерий и исследований древних астрологов. Сегодня ученые пытаются проанализировать пришедшие из глубин веков представления и дать ответы на многие вопросы, которые остаются пока без ответов и фигурируют на уровне мифов.
В научном мире по этому вопросу нет единого мнения. Взгляды ученых разделились. Каждая сторона представляет факты, доказывающие их точку зрения. И несмотря на то, что большая часть воздействия Луны пока не доказана, все же отдельные моменты признаются двумя лагерями ученых, как например, приливы и отливы.
Луна своим гравитационным полем воздействует на земную биосферу и вызывает, в частности, изменения магнитного поля Земли. Ритм Луны влияет на приливы и отливы, давление воздуха, вызывает изменения температуры, действий ветра, магнитного поля земли, а также уровня воды. Причем приливное воздействие оказывается не только на водные территории, но и на земную кору, однако из-за плотности последней она останется незамеченной.
Кстати, приливное воздействие на планету, оказывает не только Луна, но и Солнце, хотя влияние Солнца является более слабым, в силу его расстояния от Земли. Высота солнечных приливов вдвое меньше, чем лунных. Лунно-солнечные приливы - важное явлении в жизни Земли. Под их влиянием Земля постепенно замедляет свое вращение; продолжительность суток увеличивается. Еще сильнее действует земная приливная сила на Луну: она уже давно замедлила свое суточное вращение настолько, что постоянно обращена к нам одной стороной. К примеру, 400 миллионов лет назад сутки на Земле длились на два часа меньше.
Существует интересная гипотеза о стабилизирующей роли спутника на Землю. Так, по отношению к размерам Земли Луна является достаточно большим спутником. Ее диаметр равен 3474 км, тогда как диаметр Земли - 12.742 км. В отношении Земли планетологи полагают, что именно Луна способствует стабилизации земной орбиты, а также наклона оси вращения, что в свою очередь влияет на формирование времен года.
Что касается воздействия Луны на организм людей, то здесь все гораздо сложнее, так как живой организм это бесконечно пластичная система со многими психологическими «осложнениями». Луна на протяжении веков представлялась человеку таинственной силой, которая была способна управлять многими жизненными процессами. Однако, мнения ученых, исследующих эту «сторону» Луны разнятся. К примеру, повивальные бабки еще в XIX в. были убеждены, что Луна влияет на наступление родов. Как показали итальянские медики, большее число родов приходится на полнолуние. Объяснения этому феномену нет. Но наряду с этим, есть исследование, которое доказывает обратное.
Индийские врачи на протяжении двух лет фиксировали случаи инфарктов в зависимости от фаз Луны. Выяснилось, что случаи сердечных приступов в новолуние на 20 % больше, чем в полнолуние. Исследование немецких врачей не подтверждает бытующее мнение о более быстрой заживляемости ран в период убывания Луны.
Цикл менструаций также никак не связан с лунным календарем. Американские антропологи три года следили за месячным циклом женщин индейского племени, живущего в лесах вдали от таких влияющих на биоритмы факторов цивилизации, как гормональные противозачаточные препараты и электрическое освещение. Никакой связи с Луной не было найдено.
Также Луна не влияет на поведение людей. Статистические данные преступлений не обнаруживает никакой связи между фазами Луны и частотой или степенью жестокости преступлений. Однако психиатры из Ливерпуля утверждают, что Луна влияет на состояние шизофреников.
Совсем недавно смотрел передачу в которой раскрывались все «секреты» нашего спутника . Особенно мне запомнились два момента: о том, что это своеобразный щит Земли , и... А об этом я расскажу ниже:)
Влияние Луны
Раньше люди верили, что наш спутник обладает мистической силой , которая «руководит» повседневной жизнью человека. Однако те времена давно канули в Лету, и сейчас, благодаря науке, человек не винит Луну в своих неудачах, и не возносит ей похвалы. Но все-таки, влияние этого тела на нашу планету довольно значительно, и соответствует как физическим законам, так законам механики . Главная ее особенность - скорость осевого вращения практически идентична показателю нашей планеты, поэтому нашему взору обращена лишь одна ее сторона .
Масса нашего спутника настолько велика, что силы гравитации вызывают отливы и приливы, а также незначительно изменяют форму нашей планеты . Фактически, это единственные влияния спутника, которые подтверждает наука.
«Защитник» человечества
Ученые установили, что спутник играет значительную роль в сохранении жизни на планете , защищая ее от космической «бомбардировки». Действительно, Луна принимает на себя удар тысяч астероидов и метеоритов . Обнаружено множество кратеров на ее поверхности, которые указывают на столкновение с космическими телами размерами более 350 километров . А что было бы, упади такой «камушек» на Землю? Для сравнения приведу пример. Космическое тело, повлекшее гибель динозавров, оценивается учеными всего в 5-8 километров, а это эквивалентно двум ядерным бомбам, сброшенным на Японию. Ученые подсчитали, что в случае столкновения нашей планеты с космическим телом в 10 раз меньше вышеуказанного, погибнет около 2 миллиардов человек . Таким образом, спутник можно назвать «гравитационным щитом» планеты.
Что, если...
Недавно группой ученых было проведено интересное исследование, целью которого было рассчитать, что будет, если наш спутник вдруг «вздумает» незначительно сократить дистанцию с планетой . Расчеты показали, что будут неминуемы следующие изменения:
- произойдет падение скорости вращения Земли;
- возникнут невиданные ранее цунами;
- поднимутся огромные ураганы;
- изменится гравитационный баланс;
- попадают все искусственные спутники;
- возникнут землетрясения.
Разумеется, что такое «сближение» не сулит человечеству ровным счетом ничего хорошего, поэтому, надеюсь, такого никогда не случится .
Полезно2 Не очень
Комментарии0
Вроде бы, уже взрослая девочка, которой надо думать о серьезных вещах – но до сих пор по ночам я часто беру пледик, кружечку какао с зефиркой, присаживаюсь на подоконник и мечтательно гляжу на Луну. И нет-нет, да закрадется в голову мысль о том, что это не просто яркий светящийся диск над нашими головами, а важное небесное тело, которое оказывает влияние на нашу планету.
Как Луна влияет на Землю
Луна – спутник нашей планеты. Мы так привыкли видеть ее по ночам, что практически не думаем о том, что она отчасти делает Землю именно такой, какой мы привыкли ее видеть.
И конечно же, незримо влияет на многие вещи.
Приливы и отливы
Да, еще в древние времена люди заметили, что приливы и отливы появляются не случайно, а циклически. Наблюдения за окружающим миром позволили проследить связь приливов и отливов с лунным циклом.
И это далеко не бесполезная информация. Не зная, когда меняется уровень моря, можно легко привести корабль на мель . Или заночевать на побережье – а утром проснуться от того, что тебя накрывает волнами.
Полезна эта информация была и для древних племен, обитавших на побережье – они выжидали, когда вода уйдет, чтобы собрать оставшихся после отлива морских обитателей. Такие запасы могли долго кормить племя, потому важно было момент не прозевать.
Длительность дня
Приливные волны, вызываемые Луной, порождают силу, противодействующую силе вращения Земли вокруг своей оси. Получается так, что с каждым годом планета совершает полный оборот немного медленнее – а значит, сутки длятся больше.
Конечно, изменения эти очень маленькие, но за сотни и тысячи лет они накопятся значительно – и у наших пра-пра-правнуков сутки будут длиться не 24 часа, а 25 или даже больше.
Ночное небо
И, конечно, разве можно представить небо без лунного света! Хотя, если быть честными, Луна сама и не светится вовсе – а является импровизированным зеркалом, отражающим свет Солнца . Но разве это важно – вид все равно получается отменный.
Полезно1 Не очень
Комментарии0
Помню отец повез меня на остров-крепость близ северо-западного побережья Франции. Мне тогда было лет семь, мы с семьей отдыхали в Нормандии. Путь к аббатству лежал через дамбу (размеры не назову, мне в том возрасте все казалось огромным), я еще подумал тогда, мол, зачем здесь дамба, вокруг ведь один песок, странные эти французы. Позднее пространство вокруг острова начало стремительно заполняться водой. Скорость прилива была настолько внушительна, что спустя несколько мгновений водная гладь полностью окружила крепость, виднелся только небольшой мостик, соединяющий аббатство с материком.
Я озадаченно посмотрел на отца, в ответ услышал что-то про Луну. “Какая связь между луной и стихией ”: подумал я в тот момент.
Влияние Луны на Землю
С незапамятных времен этот естественный спутник земли притягивает не только взгляды, но и мысли людей по всему земному шару. Кто-то называл Луну богиней и наделял ее мистической силой, а кто-то пытался найти механическую связь между этим астрономическим телом и процессами, происходящими на нашей родной планете.
Каким образом наш ближайший сосед в безграничном космосе дает нам знать о своем существовании:
- влияет на форму Земли , а также изменяет ось вращения нашей планеты ;
- замедляет скорость вращения Земли ;
- вызывает приливы и отливы ;
- принимает участие в освещении Земли .
И нет, это не магические свойства спутника. Все эти процессы подчиняются элементарным законам Ньютоновской физики . Дело в том, что Луна имеет достаточную массу, чтобы влиять на нашу планету подобным образом. Приливы и отливы являются прямым следствием закона всемирного тяготения (Луна сильнее притягивает ближайшую часть Земли; см. изображение). Что еще интересней, поверхность планеты также деформируется из-за Луны.
Если пойти еще дальше, трение водных масс , вызванное притяжением Луны, замедляет вращение нашей планеты . Кому не хватает еще одного часа в сутках, можете подождать 200 миллионов лет (по крайней мере, в этом нас заверяют ученые).
Что будет, если луна внезапно исчезнет
Пойдем от обратного. Сразу скажу, что шансы для человечества неутешительные.
Орбита вращения нашей родной планеты вокруг Солнца мгновенно изменится, ту же участь ждет и ось вращений Земли вокруг самой себя. Изменение орбиты возбудит сейсмическую активность по всему земному шару. Человечество ждут стихийные бедствия на любой вкус: землетрясения, извержения вулканов, ураганы и цунами. В Голливуде начнут съемку фильма без спецэффектов.
Полезно1 Не очень
Комментарии0
С самого детства я восхищался тем, чему другие не придают значения. Видом Луны в ночном небе, так как это фантастическая картина. Огромное небесное тело, постоянно меняющее степень своей освещенности и висящее над нашими головами. Мне было интересно, как Луна влияет на Землю вообще, и её обитателей в частности.
Влияние Луны на Землю в прошлом
По основной версии, предлагаемой учёными, Луна появилась из-за столкновения Земли с другой планетой. Осколки этого катаклизма превратились в наш естественный спутник. Благодаря этому изменился градус наклона земной оси. Из-за этого появилась смена времён года, а значит, возможности для лучшего развития жизни и хода эволюции. А Луна защитила Землю от огромной части астероидов, работая как громоотвод в грозу.
Луна порождает приливы и отливы
Все знают, откуда пошли эти два явления. От Луны. Луна притягивает воду, тем самым создавая приливную волну. Но помимо этого, от взаимного притяжения Земли и Луны существует так-называемая центробежная сила, поднимающая воду с противоположного конца планеты. Объясняется это тем, что Луна и Земля вращаются вокруг общего центра тяжести. Вопреки устаревшей теории, что спутник вращается вокруг статичной Земли.
При этом, приливные силы действуют ещё и на атмосферу с литосферой, порождая ветры и сдвиги литосферных плит.
Влияние Луны на здоровье людей
Точных доказательств влияния Луны на здоровье человека нет. Но группа индийских учёных всё же нашла некоторые связи между фазами Луны и состоянием людей:
- в новолуние чаще случаются инфаркты;
- роды чаще происходят в полнолуние;
- меньше расстройств пищеварения происходит при растущей луне.
Однако, многие исследования ученых из других стран опровергают эти выводы. Вот и выходит, что кому верить, каждый всегда решает сам!
В конце вспомнил один факт. Луна отдаляется от нас в среднем на 4 сантиметра в год. Поэтому нам стоит почаще смотреть на небо, ведь для наших далёких потомков Луна может превратиться в маленькую точку, чуть больше самой обычной звезды!
Полезно0 Не очень
Комментарии0
Когда я была маленькой, я любила смотреть на звездное небо и фантазировать. Я представляла себя девочкой-космонавтом, отправившейся на изучение неизведанных планет. Особенно пристально я почему-то всегда разглядывала Луну. Вглядываясь в затемнения на ее поверхности, я рисовала в своем воображении яркие картинки с бескрайними лунными долинами, испещренными многочисленными кратерами от падающих метеоритов. Позднее меня стали интересовать более серьезные вопросы, например, какое влияние на Землю оказывает Луна .
Влияние Луны на людей
Впервые об этом влиянии я задумалась, когда услышала от бабушки, что стричь волосы лучше на растущую Луну. На мой вопрос, как это связано, бабушка ответила, что Луна оказывает непосредственное воздействие на Землю и людей, ее населяющих.
Каждый хоть раз в жизни наблюдал лунное затмение . Именно это явление оказывает значительное воздействие на здоровье и эмоциональное состояние человека. В этот период учеными замечены следующие изменения:
Какое влияние оказывает Луна на Землю
Главный фактор, оказывающий выраженное воздействие, – взаимное притяжение Земли и Луны . Именно взаимное притяжение нашей планеты и ее спутника вызывает издревле известные явления приливов и отливов океанских вод. Взаимное притяжение планет также способствует постепенному уменьшению скорости вращения Земли , что приводит к увеличению продолжительности суток.Луна - единственный спутник Земли , в отличии от других, более крупных планет Солнечной системы, поэтому без ее существования многое было бы невозможным, даже жизнь .
Каким образом Луна влияет на Землю
Этот вопрос необходимо рассматривать комплексно, так как Луна действительно оказывает широкий спектр воздействий на нашу планету. Первое и самое очевидное - гравитационное взаимодействие , о котором большинство людей узнает косвенно еще на школьной скамье в рамках изучения приливов и отливов. Так как большая часть Земли покрыта водными массами , именно Мировой океан ощущает эту силу больше всего. Чем ближе два небесных тела друг к другу в конкретный момент, тем сильнее тяготение сказывается на планете Земля, что было доказано еще Ньютоном и подтвердило его теорию . Однако, это явление отражается и на суше, то есть, коре , но из-за ее плотности человек не может ощутить каких-либо изменений . Одно из самых интересных и завораживающих явлений мы можем наблюдать невооруженным глазом, а именно - солнечное затмение .
Природа солнечного затмения
Солнечное затмение может классифицироваться в зависимости от степени закрытия Луной светила для наблюдателя с Земли, например:
- Полное.
- Частичное.
- Кольцеобразное.
- Гибридное.
Природа такого события заключается в том, что спутник отбрасывает тень в период новолуния (далеко не каждого), которая диаметром составляет порядка
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Сибирский государственный аэрокосмический университет
имени академика М.Ф. Решетнева»
Научно-образовательный центр
«Институт космических исследований и высоких технологий»
Кафедра технической физики
Отчет по учебной (ознакомительной) практике
Влияние Луны как естественного спутника на планету Земля
Направление: 011200.62 «Физика»
Выполнила:
Студентка 3 года обучениягруппы БФ12-01
Персман Кристина Викторовна
Руководитель:
к.ф.-м.н., доцент
Паршин Анатолий Сергеевич
Красноярск 2014
ВВЕДЕНИЕ
1Происхождение Луны
2Движение Луны
3Форма Луны
4Фазы Луны
5Внутреннее строение Луны
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
1Приливы и отливы
2Землетрясения и Луна
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Луна своим воздействием оказывает очень большое влияние на планету Земля и имеет очень большую роль в ее, а главное, нашем существовании, не меньшем чем Солнце. Чтобы понять ее роль в нашей жизни, откинемся на 4,5 миллиарда лет назад, когда Солнечная система была ещё молода, а у Земли ещё не было Луны. Наша планета летала вокруг Солнца в одиночестве, бомбардируемая кометами, астероидами, словно в гигантском космическом бильярде. В наши дни уже не найти шрамов от столь древних ударов. Некоторые из триллионов, летавших в космосе обломков, соединились в протопланету Тейю. Орбита, которой выводила её к столкновению с Землёй. Удар по молодой Земле был скользящий. Ядра планет слились воедино, а огромные массы расплавленной породы была выброшена на околоземную орбиту. Так как это вещество было жидким, то оно легко собралось в сферический объект, ставший Луной.
Хотя масса Луны в 27 млн раз меньше массы Солнца, она в 374 раза ближе к Земле и оказывает на нее сильное влияние, вызывая поднятия воды (приливы) в одних местах и отливы в других. Это происходит каждые 12 ч 25 мин, так как Луна делает полный оборот вокруг Земли за 24 ч 50 мин.
Луна является попутчицей Земли в космическом пространстве. Ежемесячно Луна совершает полное путешествие вокруг Земли. Она светится только светом, отраженным от Солнца.
Луна - единственный спутник Земли и единственный внеземной мир, который посетили люди. Изучая его, человек научился использовать его свойства для своих нужд, не причиняя при этом вреда окружающей среде.
1 Происхождение Луны
Происхождение Луны окончательно еще не установлено. Проблема в том, что у нас слишком много предположений и слишком мало фактов. Все это происходило настолько давно, что ни одну из гипотез невозможно проверить.
Теорий в разное время было предложено немало. Наиболее вероятными считались три взаимоисключающих гипотезы. Одна - гипотеза захвата, согласно которой Луна сформировалась независимо от Земли и была позднее захвачена ее гравитационным полем. Другая - гипотеза совместного образования, согласно которой Земля и Луна сформировались из единого газопылевого облака. И третья - гипотеза центробежного отделения, согласно которой Луна оторвалась от Земли под действием центробежных сил.
Однако анализ доставленных американскими астронавтами образцов лунного грунта поставил все эти гипотезы под сомнение. Ученым пришлось выдвинуть новую - гипотезу столкновения, согласно которой Луна сформировалась в результате столкновения протопланеты Земля с другим крупным космическим телом - протопланетой Тейя.
Гипотеза гигантского столкновения
Рисунок 1 - столкновение Земли с Тейей
Гипотеза столкновения была предложена Уильямом Хартманом
Гипотеза столкновения в настоящее время считается основной, поскольку она хорошо объясняет все известные факты о химическом составе и строении Луны, а также и физические параметры системы Земля-Луна. Первоначально большие сомнения вызывала возможность столь удачного соударения (косой удар, невысокая относительная скорость) такого крупного тела с Землей. Но затем было предположено, что Тейя сформировалась на орбите Земли, в одной из точек Лагранжа
Для объяснения дефицита железа на Луне приходится принимать допущение, что ко времени столкновения (4,5 млрд лет назад) и на Земле, и на Тейе уже произошла гравитационная дифференциация, то есть выделилось тяжёлое железное ядро и образовалась лёгкая силикатная мантия. Однозначных геологических подтверждений этому допущению не найдено.
Если бы Луна так или иначе оказалась на орбите Земли в столь далёкое время и после этого не претерпевала существенных потрясений, то на её поверхности по расчётам якобы успел бы скопиться многометровый слой оседающей из космоса пыли
2 Движение Луны
Луна движется вокруг Земли со средней скоростью 1,02 км/сек по приблизительно эллиптической орбите в том же направлении, в котором движется подавляющее большинство других тел Солнечной системы, то есть против часовой стрелки, сели смотреть на орбиту Луны со стороны Северного полюса мира. Большая полуось орбиты Луны, равная среднему расстоянию между центрами Земли и Луны, составляет 384 400 км (приблизительно 60 земных радиусов). Вследствие эллиптичности орбиты и возмущений расстояние до Луны колеблется между 356 400 и 406 800 км. Период обращения Луны вокруг Земли, так называемый сидерический (звездный) месяц равен 27,32166 суток, но подвержен небольшим колебаниям и очень малому вековому сокращению. Движение Луны вокруг Земли очень сложно, и его изучение составляет одну из труднейших задач небесной механики.
Эллиптическое движение представляет собой лишь грубое приближение, на него накладываются многие возмущения, обусловленные притяжением Солнца, планет и сплюснутостью Земли. Главнейшие из этих возмущений, или неравенств, были открыты из наблюдений задолго до теоретического вывода их из закона всемирного тяготения. Притяжение Луны Солнцем в 2,2 раза сильнее, чем Землей, так что, строго говоря, следовало бы рассматривать движение Луны вокруг Солнца и возмущения этого движения Землей. Однако, поскольку исследователя интересует движение Луны, каким оно видно с Земли, гравитационная теория, которую разрабатывали многие крупнейшие ученые, начиная с И. Ньютона, рассматривает движение Луны именно вокруг Земли. В 20 веке пользуются теорией американского математика Дж. Хилла, на основе которой американский астроном Э. Браун вычислил (1919) математические, ряды и составил таблицы, содержащие широту, долготу и параллакс Луны. Аргументом служит время.
Плоскость орбиты Луны наклонена к эклиптике под углом 5о843, подверженным небольшим колебаниям. Точки пересечения орбиты с эклиптикой, называются восходящим и нисходящим узлами, имеют неравномерное попятное движение и совершают полный оборот по эклиптике за 6794 суток (около 18 лет), вследствие чего Луна возвращается к одному и тому же узлу через интервал времени - так называемый драконический месяц, - более короткий, чем сидерический и в среднем равный 27.21222 суток, с этим месяцем связана периодичность солнечных и лунных затмений. Луна вращается вокруг оси, наклоненной к плоскости эклиптики под углом 88°28", с периодом, точно равным сидерическому месяцу, вследствие чего она повернута к Земле всегда одной и той же стороной.
Такое совпадение периодов осевого вращения и орбитального обращения не случайно, а вызвано трением приливов, которое Земля производила в твердой или некогда жидкой оболочке Луны. Однако сочетание равномерного вращения с неравномерным движением по орбите вызывает небольшие периодические отклонения от неизменного направления к Земле, достигающие 7° 54" по долготе, а наклон оси вращения Луны к плоскости ее орбиты обусловливает отклонения до 6°50" по широте, вследствие чего в разное время с Земли можно видеть до 59 % всей поверхности Луны (хотя области близ краев лунного диска видны лишь в сильном перспективном ракурсе); такие отклонения называются либрацией Луны. Плоскости экватора Луны, эклиптики и лунной орбиты всегда пересекаются по одной прямой (закон Кассини).
1.3 Форма Луны
Форма Луны очень близка к шару с радиусом 1737 км, что равно 0,2724 экваториального радиуса Земли. Площадь поверхности Луны составляет 3,8 * 107 км2, а объем 2,2 * 1025см3. Более детальное определение фигуры Луны затруднено тем, что на Луне, из за отсутствия океанов, нет явно выраженной уровненной поверхности по отношению к которой можно было бы определить высоты и глубины; кроме того, поскольку Луна повернута к Земле одной стороной, измерять с Земли радиусы точек поверхности видимого полушария Луны (кроме точек на самом краю лунною диска) представляется возможным лишь на основании слабого стереоскопического эффекта, обусловленного либрацией.
Изучение либрации позволило оценить разность главных полуосей эллипсоида Луны. Полярная ось меньше экваториальной, направленной в сторону Земли, примерно на 700 м и меньше экваториальной оси, перпендикулярной направлению на Землю, на 400 м. Таким образом, Луна под влиянием приливных сил, немного вытянута в сторону Земли. Масса Луны точнее всего определяется из наблюдений её искусственных спутников. Она в 81 раз меньше массы земли, что соответствует 7.35 *1025г. Средняя плотность Луны равна 3,34 г. см3(0.61 средней плотности Земли). Ускорение силы тяжести на поверхности Луны в 6 раз больше, чем на Земле, составляет 162.3 см. сек2и уменьшается на 0.187 см. сек2при подъеме на 1 километр. Первая космическая скорость 1680 м. сек, вторая 2375 м. сек. Вследствие малого притяжения Луна не смогла удержать вокруг себя газовой оболочки, а также воду в свободном состоянии.
1.4 Фазы Луны
Смена фазы Луны обусловлена переменами в условиях освещения Солнцем тёмного шара Луны при её движении по орбите. С изменением взаимного расположения Земли, Луны и Солнца терминатор (граница между освещённой и неосвещённой частями диска Луны) перемещается, что и вызывает изменение очертаний видимой части Луны.
Продолжительность полной смены фаз Луны (так называемый синодический месяц) непостоянна из-за эллиптичности лунной орбиты, и варьируется от 29,25 до 29,83 земных солнечных суток. Средний синодический месяц составляет 29,5305882 суток (29 суток 12 часов 44 минуты 2,82 секунды).
В фазах Луны, близких к новолунию (в начале первой четверти и в конце последней четверти), при очень узком серпе, неосвещённая часть образует т. н. пепельный свет Луны - видимое свечение неосвещённой прямым солнечным светом поверхности характерного пепельного цвета.
Луна проходит следующие фазы освещения:
.новолуние - состояние, когда Луна не видна.
.молодая луна - первое появление Луны на небе после новолуния в виде узкого серпа.
.первая четверть - состояние, когда освещена половина Луны.
.прибывающая луна
.полнолуние - состояние, когда освещена вся Луна целиком.
Убывающая луна
.последняя четверть - состояние, когда снова освещена половина луны.
Старая луна
1.5 Внутреннее строение Луны
Рисунок 2 - внутреннее строение луны
Луна, как и Земля, состоит из ярко выраженных слоев: кора, мантия и ядро. Такая структура, как полагают, сформировалась сразу после формирования Луны - 4.5 миллиарда лет назад. Толщина лунной коры составляет, как полагают, 50 км. В толщине лунной мантии случаются луннотрясения, но в отличии от землетрясений, которые вызываются движением тектонических плит, лунотрясения вызваны приливными силами Земли. Ядро Луны, также как и земное ядро, состоит из железа, но его размер значительно меньше и составляет 350 км в радиусе. Средняя плотность Луны 3.3 г/см3.
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
Для выполнения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
изучить Луну и ее влияние на Землю;
сравнить силы и процессы, которые влияют на Землю под действием Луны и других планет;
провести анализ землетрясений связанных Луной с планетой Земля;
В дальнейшем будет продолжаться работа по теме «Влияние Луны как естественного спутника на планету Земля» с исследованием действующих явлений Луны. Будет проведен анализ полученных данных, по результатам которые мы получим в процессе вычисления и изучения взаимодействия спутника с планетой.
2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
1 Приливы и отливы
Влияние Луны на земной мир существует, но оно не ярко выражено. Его практически нельзя увидеть. Единственное явление, которое зримо демонстрирует воздействие притяжения Луны, - это влияние Луны на приливы и отливы. Наши древние предки связывали их именно с Луной. И были абсолютно правы. Приливы и отливы в некоторых местах настолько сильны, что вода отступает от берега на сотни метров, обнажая дно, где народы, живущие на побережье, собирали дары моря. Но с неумолимой точностью отступившая от берега вода снова накатывает. Если не знать, с какой периодичностью происходят приливы и отливы, можно оказаться вдали от берега и даже погибнуть под наступающей водной массой. Прибрежные народы превосходно знали расписание прихода и ухода вод. Происходит это явление два раза в сутки. Причем приливы и отливы существуют не только в морях и океанах. Все водные источники испытывают влияние Луны. Но вдали от морей это почти незаметно: то вода немного поднимается, то немного опускается. Жидкость - это единственная природная стихия, которая движется за Луной, совершая колебания. Камень или дом не могут притянуться к Луне, потому что имеют твердую структуру. Податливая и пластичная вода наглядно демонстрирует воздействие лунной массы.
Наиболее сильно Луна воздействует на воды морей и океанов с той стороны Земли, которая в данный момент обращена непосредственно к ней. Если посмотреть на Землю в этот момент, то можно заметить, как Луна оттягивает к себе воды мирового океана, приподымает их, и толща вод вспучивается, образуя «горб», а точнее, появляются два «горба» - высокий со стороны, где находится Луна, и менее выраженный с противоположной стороны. «Горбы» точно следуют за движением Луны вокруг Земли. Поскольку мировой океан является единым целым и воды в нем сообщаются, то горбы двигаются то от берега, то к берегу. Поскольку Луна проходит два раза через точки, расположенные друг от друга на расстоянии 180 градусов, то мы наблюдаем два прилива и два отлива.
Наибольшие отливы и приливы бывают на океанских берегах. В нашей стране - на берегах Северного Ледовитого и Тихого океанов. Менее значительные приливы и отливы характерны для внутренних морей. Еще слабее это явление наблюдается в озерах или реках. Но даже на берегах океанов в одно время года приливы бывают мощнее, а в другое - слабее. Это уже связано с удаленностью Луны от Земли. Чем ближе Луна к поверхности нашей планеты, тем сильнее будут отливы и приливы. Чем дальше - тем, естественно, слабее. На водные массы оказывает влияние не только Луна, но и Солнце. Только расстояние от Земли до Солнца значительно больше, поэтому мы не замечаем его гравитационной активности. Зато давно известно, что иногда приливы и отливы становятся очень сильными. Это случается всякий раз, когда бывает новолуние или полнолуние. Вот тут как раз и включается в действие сила Солнца. В этот момент все три планеты - Луна, Земля и Солнце - выстраиваются по прямой. На Землю уже действуют две силы притяжения - и Луна, и Солнце. Естественно, высота подъема и спада вод увеличивается. Наиболее сильным будет совместное влияние Луны и Солнца, когда обе планеты оказываются по одну сторону от Земли, то есть когда Луна стоит между Землей и Солнцем. И сильнее вода будет подниматься со стороны Земли, обращенной к Луне.
Применительно к планете Земля причиной приливов является нахождение планеты в гравитационном поле, создаваемом Солнцем и Луной. Поскольку создаваемые ими эффекты независимы, то воздействие этих небесных тел на Землю можно рассматривать по отдельности. В таком случае для каждой пары тел можно считать, что каждое из них обращается вокруг общего центра гравитации. Для пары Земля - Солнце этот центр находится в глубине Солнца на расстоянии 451 км от его центра. Для пары Земля-Луна он находится в глубине Земли на расстоянии 2/3 её радиуса.
Каждое из этих тел испытывает действие приливных сил, источником которых являются сила гравитации и внутренние силы, обеспечивающие целостность небесного тела, в роли которых выступает сила собственного притяжения, далее называемая самогравитацией. Наиболее наглядно возникновение приливных сил прослеживается на примере системы Земля - Солнце.
Приливная сила представляет собой результат конкурирующего взаимодействия силы тяготения, направленной к центру гравитации и убывающей обратно пропорционально квадрату расстояния от него, и фиктивной центробежной силы инерции, обусловленной обращением небесного тела вокруг этого центра. Эти силы, будучи противоположными по направлению, совпадают по величине только в центре масс каждого из небесных тел. Благодаря действию внутренних сил Земля обращается вокруг центра Солнца как целое с постоянной угловой скоростью для каждого элемента составляющей её массы. Поэтому по мере удаления этого элемента массы от центра гравитации действующая на него центробежная сила растёт пропорционально квадрату расстояния. Более детальное распределение приливных сил в их проекции на плоскость, перпендикулярную плоскости эклиптики, приведены на (рис.3).
Рисунок 3 - схема распределения приливных сил в проекции на плоскость, перпендикулярную Эклиптике. Тяготеющее тело либо справа, либо слева.
Достигаемое в результате действия приливных сил воспроизводство изменений формы подвергаемого их действию тел может, в соответствие с ньютонианской парадигмой, быть достигнуто лишь в том случае, если эти силы полностью скомпенсированы иными силами, в число которых может входить и сила Всемирного тяготения.
Рисунок 4 - деформация водной оболочки Земли как следствие баланса приливной силы, силы самогравитации и силы реакции воды на усилие сжатия
В результате сложения этих сил и возникают симметрично по обе стороны земного шара приливные силы, направленные в разные стороны от него. Приливная сила, направленная к Солнцу, имеет гравитационную природу, а направленная от Солнца есть следствие фиктивной силы инерции.
Эти силы крайне слабы и не идут ни в какое сравнение с силами самогравитации (создаваемое ими ускорение в 10 миллионов раз меньше ускорения свободного падения). Однако они вызывают сдвиг частиц воды Мирового океана (сопротивление сдвигу в воде при малых скоростях движения практически равно нулю, в то время как сжатию - чрезвычайно велико), до тех пор, пока касательная к поверхности воды не станет перпендикулярной результирующей силе.
В итоге на поверхности мирового океана возникает волна, занимающая постоянное положение в системах взаимно тяготеющих тел, но бегущая по поверхности океана совместно с суточным движением его дна и берегов. Таким образом (в пренебрежении океаническими течениями) каждая частица воды дважды совершает в течение суток колебательное движение вверх-вниз.
Горизонтальное движение воды наблюдается лишь у берегов как следствие подъёма её уровня. Скорость движения тем больше, чем более полого расположено морское дно.
Приливные явления происходят не только в водной, но и в воздушной оболочке Земли. Они называются атмосферными приливами и отливами. Приливы происходят также в твердом теле Земли, поскольку Земля не является абсолютно твердой. Вертикальные колебания поверхности Земли вследствие приливов достигают нескольких десятков сантиметров.
2 Землетрясения и Луна
луна фаза прилив
Луна может вызывать на Земле не только приливы, но и является причиной землетрясений. Приближение спутника Земли каждый день поднимает поверхность нашей планеты на 30 см. Большие землетрясения не столь зависимы от влияния Луны, поскольку они происходят на сдвигах пород на большой глубине под огромным напряжением. В любом случае лунный эффект гораздо слабее, чем это представляется. Тектонические плиты копят напряжение веками. Если бы землетрясения напрямую зависели от лунных приливов, то они происходили бы каждый день, когда притяжение спутника достигало бы максимума.
Объясняется землетрясение наличием гравитационных связей Земли и Луны, приливов их твердой коры, взаимного вращения тел. Если учесть, что колебания твердой коры происходят упруго, в определенные моменты времени из-за наличия дефектов в твердой коре, в разломах, возникают пики «дребезга», - аналогичные «дребезгу» металлического прута. Если мы имеем металлический прут без дефектов и возбудим в нем механические колебания, - в каждой его точке мы будем наблюдать колебания, которые мы возбудили. Если в этом пруте имеются дефекты, трещины «дребезг» возникающий в трещине наложится на синусоидальные колебания. В тот момент, когда волна, несущая «дребезг» со всех сторон придет к соответствующей трещине, произойдет выделение энергии в месте расположения трещины.
Аналогичная картина развития землетрясения в земной коре. Незатухающие колебания земной коры создаются вращением Земли и гравитационными силами Луны, Солнца и проходят упруго по поверхности Земли. Дребезг возникает в местах «живых трещин», где колебания приливной волны в Земле не передается плавно, упруго, а происходят смещения. Направление гравитационной силы между Землей и Луной определяет направление линии связи волны дребезга от Земли до Луны (до Солнца). Во время существования и развития гравитационной связи две основные силы действуют на породы Земли. Это сила притяжения Земли и сила притяжения Луны. Когда Луна уходит и происходит разрыв связи, остается только притяжение Земли. Вся разность энергий притяжения Земли и Луны, направляется в место расположения будущего эпицентра землетрясения. В момент «разрыва» этой связи при вращении планет, возникает волна, направленная к месту зарождения дребезга. В этой волне, названной "KaY"-волной, характерно, что она возникает из-за возникновения гравитационной резонансной связи "дребезжащих зон" на Луне и Земле. При движении Луны происходит смещение этой линии связи, при балансе гравитационных сил планет. При потере связи с Луной, происходит разрыв линии и появляются обратные "KaY"волны ("Kay" - Kozyrev and Yagodin) на Земле и на Луне, несущие энергию в сторону будущих эпицентров землетрясения. Так как эта волна идет к одной точке с площади, энергия ее возрастает и к моменту прихода к точке она обладает огромной энергией, вызывая в том месте землетрясение. Очень часто можно наблюдать, как «дребезг» возникает на волне и засекается датчиком в виде «группы пиков». Им соответствует не одно землетрясение, а целая группа землетрясений на большом участке в разное время. При этом каждому пику соответствует толчок в этих землетрясениях и частное от деления расстояния от датчика до эпицентров этих землетрясений на время, прошедшее от появления пика на датчике до начала соответствующих землетрясений, является константой.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Целью данной работы являлось расчет градиента силы Луны с которой он действует на планету Земля (сравним с Солнечным) :
Сила гравитационного притяжения пропорциональна массе M притягивающего тела и обратно пропорциональная квадрату расстояния R до него. Соответственно, на поверхности Земли сила притяжения к самой Земле (MЗемли = 6·1027 г. RЗемли = 6378 км) составляет 1 g, к Солнцу (MСолнца = 2· 1033 г. RСолнца = 150 · 106 км) - 0,00058g, а к Луне (MЛуны = 7· 1025 г. Луны = 384 · 103 км) - всего 0,0000031g, т. е. в 190 раз слабее, чем к Солнцу. Очевидно также, что в однородном силовом поле никаких приливов не будет.
Однако, поле тяготения не является однородным, а имеет центр в притягивающей массе M. Соответственно, для любого тела с конечными размерами будет существовать разница сил тяготения на противоположных краях, которая и называется приливной силой. Приливная сила будет пропорциональна первой производной от силы тяготения. Сила тяготения обратно пропорциональна квадрату расстояния, а производная от 1/r2 равна -2/r3, то есть обратно пропорциональна кубу расстояний.
Поэтому Луна, которая находится к Земле существенно ближе, несмотря на свою малую массу, создаёт приливную силу почти в 2 раза большую, чем Солнце.
А так же нужно объяснить, почему землетрясений нет на полюсах.
Землетрясения возникают на стыке литосферных плит. Границы плит соответствуют океаническим шельфам на географических картах. На северном полюсе нет тектонических плит, на южном - есть одна, но она никуда не движется. Мы выяснили, что Луна не создает землетрясения сама, на прямую, следовательно, землетрясения на полюсах отсутствуют. Разумеется, приливные силы не действуют на полюсах.
Рисунок 5 - расположение литосферных плит
Земля и Луна обращаются вокруг общего центра тяжести (барицентра) системы Земля - Луна с сидерическим (относительно звезд) периодом 27,3 суток (сут). Земля описывает орбиту, которая является зеркальным отображением орбиты Луны, но размеры ее в 81 раз меньше лунной орбиты. Барицентр всегда располагается внутри Земли, на расстоянии примерно 4670 км от её центра. Тело Земли обращается без вращения (поступательно) вокруг «неподвижного» (в системе Земля-Луна) барицентра. В результате такого месячного обращения Земли на все земные частицы действует точно такая центробежная сила, как в центре масс Земли. Сумма векторов центробежной силы и силы притяжения Луны называется приливной силой Луны. Аналогично определяется приливная сила Солнца. Величина приливной силы есть функция склонения и геоцентрического расстояния Луны (или Солнца). Амплитуда месячных колебаний склонения Луны изменяется с периодом 18,61 г. от 29° до 18°, из-за прецессии оси (регрессии узлов) лунной орбиты. Перигей лунной орбиты движется с периодом 8,85 г. Склонение и геоцентрическое расстояние Солнца изменяются с периодом 1 год. Земля вращается вокруг собственной оси с суточным периодом. В итоге амплитуда колебаний лунно-солнечных приливных сил изменяется во времени с периодами: 18,61 г., 8,85 г., 6,0 г., 1 г., 0,5 г., месячным, полумесячным, недельным, суточным, полусуточным и многими другими менее значимыми периодами.
Статистика наиболее опасных землетрясений и цунами с 1960 - 2011 г.
Великое Чилийское Землетрясение - вероятно, самое сильное землетрясение в истории наблюдения, магнитуда - от 9,3 до 9,5, произошло 22 мая 1960 года в 19:11 UTC.
Расположение эпицентра - 39°30? ю. ш. 74°30? з. д.
Луна: фаза 6% перед новолунием, расстояние 396679 км; астрономическое новолуние 25 мая 1960 года 12:27, расстояние от центра Земли до центра Луны 403567 км, но перед этим полнолуние 11 мая 1960 года 05:41 UTC, 362311 км, суперлуние.
Сила землетрясения (по моменту) -9.2.
Сила землетрясения (по поверхностным волнам) - 8.4
Широта61° 2" 24" с.ш. Долгота147° 43" 48" з.д.
Луна: фаза 0% - полнолуние, расстояние 393010 км.
Ташкентское землетрясение 26 апреля 1966 года в 5 часов 23 минуты. - катастрофическое землетрясение (магнитуда 5,2).
Широта. 41° 12" 0" с.ш. Долгота. 69° 6" 0" в.д.
Луна: фаза 27%, расстояние 371345 км;
Землетрясение в Таншане 28 июля 1976 года в 3:42 по местному времени (27 июля 1976 19:48 UTC) - катастрофическое землетрясение, магнитудой 8,2.
Широта 39° 39" 50" с.ш. Долгота 118° 24" 4" в.д.
Луна: фаза 1% - новолуние, расстояние 376365 км.
Спитакское землетрясение 7 декабря 1988 года в 10 часов 41 минуту MCK (7:41 UTC) катастрофическое землетрясение магнитудой 7,2 балла.
Широта. 40° 59" 13" с.ш. Долгота. 44° 11" 6" в.д.
Луна: фаза 4% до нов (2 дня), расстояние 394161 км;
Землетрясение в Кобе. Землетрясение произошло утром во вторник 17 января 1995 года в 05:46 местного времени (16 января 1995 20:46 UTC). Сила толчков доходила до 7,3 магнитуд по шкале Рихтера.
84° северной широты и 143,08° восточной долготы.
Луна: фаза 100% - полнолуние, расстояние 395878 км, предыдущее новолуние 1 января 1995 10:55 UTC, расстояние до Луны 362357 км. Суперлуние.
Землетрясение в Нефтегорске - землетрясение с трагическими последствиями магнитудой 7,6 балла по шкале Рихтера, произошло ночью 28 мая 1995 в 1:03 (27 мая 1995 13:03 UTC).
Эпицентр - 55° северной широты и 142° восточной долготы.
Луна: фаза 3% до новолуния, растояние 402328 (новолуние - 29 мая 1995 09:28), но перед этим: полнолуние 14 мая 1995 года 20:47 UTC, расстояние 358563 км. Суперлуние.
Измитское землетрясение - катастрофическое землетрясение (магнитуда 7,6), произошедшее 17 августа 1999 года в Турции в 3:01 по местному времени (UTC 00:01:39).
Широта 40° 44" 53" с.ш. Долгота 29° 51" 50" в.д.
Луна: фаза 30% после новолуния (5 дней), расстояние 400765 км;
Сычуаньское землетрясение - разрушительное землетрясение, магнитудой 7,9 балла, произошедшее 12 мая 2008 года в 14:28:01 по местному времени (06:28:01 UTC) в Китае.
Широта 31° 0" 7" с.ш. Долгота 103° 19" 19" в.д.
Луна: фаза 51%, 7 дней после новолуния, расстояние 379372 км: новолуние 5 мая 2008 года 10:55 UTC, расстояние до Луны 358184 км. Суперлуние.
Землетрясение и цунами в Индийском океане 26 декабря 2004 в 00:58 UTC - второе по мощности в истории наблюдений землетрясение (магнитуда 9,2) и самое смертоносное из всех известных цунами.
°30" северной широты и 95°87" восточной долготы.
Луна: фаза 100%, полнолуние 404408 км, но перед этим новолуние 12 декабря 01:28, 364922 км. Суперлуние.
Цунами 2 апреля 2007, Соломоновы острова (архипелаг). Вызвано землетрясением магнитудой 8 баллов, произошедшим в южной части Тихого океана в 07:39. Волны в несколько метров высотой достигли и Новой Гвинеи.
Луна: фаза 0%, полнолуние, расстояние 404000 км, предыдущее новолуние 19 марта 2007 в 02:44, 364311 км. Суперлуние.
Землетрясение и цунами Япония, Хонсю, 9,0, произошло 11 марта 2011 года в 14:46 по местному времени (05:46 UTC). Широта 38.30N и долгота 142.50E. Очаг землетрясения был расположен на глубине 32 км.
Луна: фаза 32% после новолуния (5 дней), расстояние 393837. Астрономическое новолуние 4 марта 2011 года 20:47, расстояние 404793 км; но ближайшее полнолуние 19 марта 2011 20:46. Суперлуние.
Выше приведены катастрофические землетрясения и цунами за последние 50 лет. Статистка показывает, что все они случились во время полнолуния или новолуния (за исключением Ташкентского и Измитского, что косвенно указывает на их техногенный характер). Кроме того, почти 80% из них так или иначе связаны с суперлунием. По данному анализу можно сделать вывод, что в периоды суперлуний опасность катастроф от природных стихий, действительно, возрастает.
Рисунок 6 - диаграмма распределения землетрясений в зависимости от фаз Луны и положения ее на орбите
При построении диаграммы мы полностью отвлекались от всех неравенств движения Луны. Были взяты средние значения синодического (29.5 дня) и аномалистического месяцев (27.5 дня). На диаграмме нанесены средние положения сизигий и квадратур, а апогей (А) показан как средний момент между соседними перигеями (Р). Для каждого землетрясения определялось его расстояние во времени до ближайшей, отмеченной на диаграмме, фазы Луны и до момента прохождения Луны через перигей или апогей. Возникающая от сделанных упрощений неопределенность построения едва ли достигает одних суток. На построенной диаграмме каждое землетрясение отмечено точкой. Землетрясения, попадающие на рамку диаграммы, отмечены по соседству с ней, внутри диаграммы, и повторены у каждой из противоположных сторон рамки.
Построенная диаграмма совершенно отчетливо показывает, что вблизи перигея землетрясения чаще всего происходят в сизигиях, т.е. при полнолунии и новолунии, и их в то время почти не бывает около квадратур. Второй хорошо выраженной особенностью диаграммы является группировка землетрясений вдоль направлений, идущих под углом 45 гр. от сизигиев в перигее. Эти направления представляют собой последовательность дней тех лунаций, у которых новолуние или полнолуние совпадало с перигеем. Следовательно, благоприятными для землетрясений являются не только дни максимальных приливов земной коры, но и дни, непосредственно следующие за ними. Таким образом, максимальные приливы в такой степени нарушают состояние наружных слоев Земли, что в течение времени порядка месяца сохраняются условия, благоприятствующие землетрясениям.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе данной работы был изучен естественный спутник планеты Земля - Луна.
Были изучены влияния Луны, которые она оказывает на Землю.
По данным наблюдением можно сделать вывод, что Луна действительно оказывает свое воздействие на планету Земля как благоприятное, так и нет. Если рассматривать влияние фаз Луны на человека, есть предположение, что она так же может улучшать, либо ухудшать его самочувствие и тем самым оказывать влияние на его деятельность. Изучение спутника и его воздействия не является еще до конца изученным. Однако, человек уже научился использовать такое ее свойство, как гравитационную силу. Приливная электростанция - это особый вид гидроэлектростанции, использующий энергию приливов, а фактически кинетическую энергию вращения Земли. Приливные электростанции строят на берегах морей, где гравитационные силы Луны и Солнца дважды в сутки изменяют уровень воды. Колебания уровня воды у берега могут достигать 18 метров. Приливные гидроэлектростанции считаются наиболее экологически чистыми. Следовательно, изучение данной темы имеет огромнейшую роль. Именно поэтому я считаю выбранную тему достаточно актуальной.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
Фриш С. А., Тиморева А. В. // Курс общей физики, Учебник для физико-математических и физико-технических факультетов государственных университетов 1957. Т. 1, вып. 2. С. 312
Белонучкин В. // Приливные силы Квант. 1989. Т. 12, вып. 3. С. 435.
Марков А. Дорога к Луне // В журн. «Авиация и космонавтика». ? 2002. ? № 3. - С. 34.
Общий курс астрономии / Кононович Э.В., Мороз В.И.
Е изд., испр. - М.: Едиториал УРСС, 2004. - 544 с.
Рандзини Д.М. // Космос, 2002. - С. 320.
Звезды и планеты. / Я.М. Ридпат / Атлас звездного неба,
В.Д. Кротиков, В.С. Троицкий. Радиоизлучение и природа Луны // Успехи физич. наук, 1963. T.81. Вып.4. с.589-639
А.В. Хабаков. Об основных вопросах истории развития поверхности Луны. М, 1949, 195 с.
Репетиторство
Нужна помощь по изучению какой-либы темы?
Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку
с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.
Многотысячелетние наблюдения за явлениями природы, за жизнью растительного и животного мира и их взаимосвязью с Луной сейчас только находят свое научное обоснование, и еще далеко не все явления, связанные с Луной, объяснены. Несмотря на это, знания с тысячелетней выдержкой подтверждены практикой, а значит, стоят того, чтобы им довериться.
С НАУЧНОЙ ТОЧКИ ЗРЕНИЯ…
Луна влияет на Землю. Это факт, проверенный временем и относительно недавно доказанный научными исследованиями.
Первое, что приходит в голову, когда говорят о влиянии Луны - это приливы и отливы. Если всего сутки посидеть на берегу океана, то можно своими глазами увидеть, как через равные промежутки времени наблюдаются две полные и две малые волны, примерно равные по высоте, а также одна полная и одна малая волна, если не считать смешанных. А в полнолуния и новолуния приливы и отливы достигают минимумов и максимумов.
А вот заметить невооруженным глазом, что под действием притяжения Луны твердая поверхность Земли растягивается по направлению к Луне на величину около 50 сантиметров в вертикальном направлении и около 5 сантиметров в горизонтальном, несколько проблематично. Тем не менее, от научно-технического прогресса этот факт утаиться не смог. Также изменяется и магнитное поле. Как известно, изменение магнитного поля влияет на скорость протекания биохимических процессов, особенно это заметно у живых организмов.
Применительно к растениям это означает, что, говоря образно, по растению идет та же приливно-отливная волна, поочередно затрагивающая различные его органы в разное время лунных суток и в разные дни лунного месяца. Сила воздействия Луны, влияющая не только на жидкости, но и на твердые ткани, изменяя кристаллическую решетку, активизирует или замедляет обмен веществ в разных органах и тканях растения.
ПРОВЕРЕНО ВРЕМЕНЕМ
Из всего вышесказанного можно сделать очевидный вывод, что знания о лунных ритмах - это не экзотические откровения, пришедшие к нам с тибетских высокогорий. Просто жизнь в городе сделала знания о Луне не столь жизненно важными, как раньше, когда все жили «по Луне», а от сева в нужный день зависел урожай.
Наблюдения за Луной начались еще в древности, когда и были составлены первые лунные календари, по которым было достаточно просто вести отсчет времени. Тогда же начали выявлять первые закономерности между фазами Луны и происходящими на Земле процессами. Проще говоря, лунный календарь отражает общие ритмы планеты.
ЛУННЫЙ КАЛЕНДАРЬ
Лунный год, как и год солнечный обычно состоит из 12 месяцев. Длительность лунного года составляет около 354 дней, что на 11 дней меньше солнечного года. Чтобы уравнять циклы двух календарей и компенсировать разницу в протяженности лунного и солнечного года, раз в три года лунный год состоит не из 12, а из 13 месяцев.
Лунный год не имеет фиксированной даты начала и конца, так как это связано с меняющимся по времени моментом новолуния. Лунный новый год может начаться с 21 января по 19 февраля, когда солнце проходит по зодиакальному знаку Водолея. Именно новолуние, которое происходит в этот промежуток времени, начинает новый лунный год. В этом году лунный год наступит 4 февраля.
Лунный месяц составляет 29,5 суток, в течение которых Луна делает один оборот около общего центра тяжести Земли и Луны, который находится внутри Земли ближе к ее поверхности.
Началом лунного месяца является момент новолуния, когда Луна после соединения с Солнцем, с точки зрения земного наблюдателя, начинает отходить от него. Это может происходить в любое время солнечных суток - утром, днем, вечером или ночью. В период новолуния, то есть в два первых и два последних дня лунного месяца, Луна в своем движении по небосводу подходит к Солнцу и скрывается в его лучах - Луна в эти дни не видна.
Лунный месяц состоит из фаз, которые связаны с положением Луны относительно Солнца. Новолуние - это совмещение Луны и Солнца. Полнолуние - их противостояние.
Лунные сутки составляют 24 часа 50 минут, за которые Луна делает полный оборот вокруг Земли.
Правильно выбранный момент для работ в саду имеет большое значение для роста и созревания растений, а также для их противостояния сорнякам и вредителям. Выделяют две формы влияния Луны - на растущей (от новолуния до полнолуния) и на убывающей (от полнолуния до новолуния). Урожай во многом будет зависеть от того, на растущей или убывающей Луне будут сделаны те или иные садовые мероприятия.
ОТ НОВОЛУНИЯ ДО ПОЛНОЛУНИЯ
При растущей Луне ускоряется обмен веществ, поэтому идет более интенсивный рост растений. По мере приближения к полнолунию наступает наиболее активная фаза жизнедеятельности растений.
В этот период ток жидкостей растений направлен от корней вверх, отчего повышается давление в надземной части растения. Обрезка растений в этот период опасна тем, что растения могут истечь соком и погибнуть.
Корни в это время наименее уязвимы и практически не реагируют на повреждения. Поэтому пересадка растений на растущей Луне наиболее эффективна, и растения хорошо приживаются на новом месте. Особо рекомендуют пересаживать и сажать плодовые деревья, ягодные кустарники и землянику.
Перекопка почвы также благоприятна, поскольку риск повредить корневую систему растений сведен к минимуму.
При растущей Луне наблюдается частичное ослабление силы притяжения Земли. Вследствие этого растения впитывают из почвы больше воды и микроэлементов, поэтому от новолуния до полнолуния растениям требуется больше воды. Минеральные подкормки усваиваются растениями более эффективно, поэтому важно соблюдать дозировку удобрений, иначе интенсивное всасывание минеральных веществ может привести к интоксикации растений.
На растущей Луне рекомендуется сеять и сажать растения, дающие плоды и другие полезные и съедобные части над поверхностью почвы: огурцы, томаты, горох, зелень, кабачки, капуста, цветы, газонная трава и другие «вершки». Поскольку этот период характеризуется интенсивным ростом надземной части, то развитие и прорастание семени в почве начнется именно по этому принципу и в результате надземная часть растения разовьется гораздо лучше.
ПОЛНОЛУНИЕ
В полнолуние, а также в день до и после полнолуния, не рекомендуется производить обрезку деревьев и кустарников, а также пересадку, поскольку в этот период растения особенно уязвимы. Лучше всего в это время не совершать никаких манипуляций с растениями.
Однако, питательная ценность плодов и ягод, собранных в полнолуние и в первые дни убывающей Луны, оказывается наивысшей.
ОТ ПОЛНОЛУНИЯ ДО НОВОЛУНИЯ
При убывающей Луне жизненные процессы растений замедляются, соки устремляются вниз, к корням, и повышается давление в подземной части.
Поскольку корни по своей природе более ранимы по сравнению с надземной частью, то повреждение их в этот период может вызвать гибель всего растения. Лучше растения не пересаживать и не делать глубоких рыхлений почвы возле них. Опять же, если речь идет, о борьбе с сорняками, это самое подходящее время избавиться от них. Также будет эффективным прореживание всходов.
Надземная часть в этот период слабо реагирует на повреждения. Следовательно, убывающая Луна - это благоприятное время для обрезки, прививки и сбора плодов.
Если срезать цветы на убывающей Луне, то они дольше простоят и лучше перенесут дальние перевозки.
Растения, полезные и съедобные части которых развиваются под землей, лучше сажать и сеять на убывающей Луне. У картофеля, корнеплодов, лука, чеснока и у других полезных «корешков», начавших развитие в данный период, будет хорошо развита подземная часть.
В данной главе мы рассмотрим, как Луна воздействует своим гравитационным полем собственно на саму Землю, т.е. на ее тело и ее движение по орбите. Последствия данного воздействия для различных земных сфер - литосферы, гидросферы, ядра, атмосферы, магнитосферы и др., а также для биосферы будут рассмотрены в следующих главах.
ВНИМАНИЕ!
Графики гравитационного взаимодействия Луны и Земли см. с помощью сервиса
ЛУННЫЙ ФАКТОР
Расчетные соотношения и константы
Для расчета гравитационного воздействия Луны воспользуемся формулой классической физики, определяющей силу F взаимного притяжения двух тел с массами M1 и M2, центры масс которых находятся друг от друга на расстоянии R:
(1) F (н) = (G x M1 x M2) / R 2 ,
где G = 6,67384 х 10 -11 - гравитационная постоянная.
Данная формула дает значение силы притяжения в единицах системы СИ - ньютонах (н). Для целей нашего трактата удобнее и понятнее будет оперировать килограммами силы (кгс), которые получаются делением F на коэффициент 9,81, т.е.:
(2) F (кгс) = (G x M1 x M2) / (9,81 х R 2)
Для дальнейших расчетов нам потребуются следующие константы:
- масса Луны - 7,35 х 10 22 кг;
- среднее расстояние от Земли до Луны - 384400 км;
- средний радиус Земли - 6371 км;
- масса Солнца - 1,99 х 10 30 кг;
- среднее расстояние от Земли до Солнца - 149,6 млн. км;
Сила лунного притяжения на Земле
В соответствии с формулой (2), сила притяжения Луной тела массой 1 кг, находящегося в центре Земли, при расстоянии между Луной и Землей, равном его среднему значению, равна:
(3) F = (6,67 х 10 -11 х 7,35 х 10 22 х 1) / (9,81 х 384400000 2) = 0, 000003382 кгс
т.е. всего 3,382 микрограмма. Для сравнения расчитаем силу притяжения того же тела Солнцем (также для среднего расстояния):
(4) F = (6,67 х 10 -11 х 1,99 х 10 30 х 1) / (9,81 х 149600000000 2) = 0, 000604570 кгс,
т.е. 604,570 микрограмм, что почти в 200 (двести!) раз больше, чем сила притяжения Луной.
Кроме того, вес тела, находящегося на поверхности Земли, изменяется в гораздо более существенных пределах из-за отклонения формы Земли от идеальной, неравномерности рельефа и плотности, а также влияния центробежных сил. Так, например, вес тела массой в 1 кг на полюсах больше веса на экваторе примерно на 5,3 грамма, причем одна треть этой разницы обусловлена сплюснутостью Земли с полюсов, а две трети - центробежной силой на экваторе, направленной против силы тяжести.
Как видно, прямое гравитационное воздействие Луны на конкретное тело, находящееся на Земле, является в прямом смысле микроскопическим и при этом существенно уступает гравитационному воздействию Солнца и геофизических аномалий.
Градиент силы лунного притяжения
Обратимся к рис.3.1. Для среднего значения расстояния Земля - Луна сила притяжения Луной тела массой 1 кг, расположенного на поверхности Земли в ближайшей к Луне точке составляет 3,495 микрограмм, что на 0,113 микрограмм больше, чем сила притяжения того же тела, но расположенного в центре Земли. Сила же притяжения тела, находящегося на поверхности Земли, Солнцем (также для среднего значения расстояния) составит 604,622 микрограмма, что больше силы притяжения того же тела, но расположенного в центре Земли, на 0,052 микрограмма.
Рис.3.1 Лунная и солнечная гравитация
Т.о, несмотря на неизмеримо меньшую массу Луны по сравнению с Солнцем, градиент силы ее тяготения на орбите Земли в среднем в два с лишним раза больше градиента силы тяготения Солнца.
Для иллюстрации воздействия гравитационного поля Луны на тело Земли обратимся к рис. 3.2.
Рис.3.2 Влияние гравитационного поля Луны на тело Земли.
Данный рисунок представляет весьма и весьма упрощенную картину реакции тела Земли на воздействие лунной гравитации, но достоверно отражает суть процесса - изменение формы земного шара под воздействием т.н. приливных (или приливообразующих) сил, направленных вдоль оси Земля - Луна, и противодействующих им сил упругости тела Земли. Приливные силы возникают из-за того, что точки Земли, расположенные ближе к Луне, притягиваются к ней сильнее, чем точки, расположенные дальше от нее. Иными словами, деформация тела Земли является следствием градиента силы притяжения Луны и противодействующих ему сил упругости тела Земли. В результате действия этих сил размер Земли увеличивается в направлении действия приливных сил и уменьшается в поперечном направлении, вследствие чего на поверхности образуется волна, именуемая приливной. Эта волна имеет два максимума, находящиеся на оси Земля - Луна и перемещающиеся по поверхности Земли в направлении, противоположном направлению ее вращения. Амплитуда волны зависит от широты местности и текущих параметров орбиты Луны и может достигать нескольких десятков сантиметров. Максимальное значение она будет иметь на экваторе при прохождении Луной ее перигея.
Солнце также вызывает приливную волну в теле Земли, но существенно меньшую из-за меньшего градиента силы его тяготения. Совместное гравитационное воздействие Луны и Солнца на тело Земли зависит от их взаимного расположения. Максимально значение приливных сил и, соответственно, максимальная амплитуда приливной волны достигается при расположении всех трех объектов на одной оси, т.е. в состоянии т.н. сизигии (выравнивания), что имеет место при новолунии (Луна и Солнце в «соединении») или при полнолунии (Луна и Солнце в «оппозиции»). Данные конфигурации иллюстрируются рис. 3.3 и 3.4.
Рис.3.3 Совместное влияние гравитационных полей Луны и Солнца на тело Земли
в «соединении» (в новолуние).
Рис.3.4 Совместное влияние гравитационных полей Луны и Солнца на тело Земли
в «оппозиции» (в полнолуние).
По мере отклонения Луны и Солнца от линии сизигии вызываемые ими приливные силы и, соответственно, приливные волны начинают приобретать самостоятельный характер, их сумма уменьшается, а степень их противодействия друг другу растет. Противодействие достигает максимума, когда угол между направлениями на Луну и Солнце из центра Земли равен 90°, т.е. данные тела находятся в «квадрате», а Луна, соответственно, находится в фазе четверти (первой или последней). В этой конфигурации приливные силы Луны и Солнца действуют на форму тела Земли строго противоположно, соответствующие приливные волны на поверхности максимально разнесены, а их амплитуда минимальна, что иллюстрируется рис. 3.5.
Рис.3.5 Совместное влияние гравитационных полей Луны и Солнца на тело Земли в «квадрате».
Физика земных приливных процессов под воздействием гравитационных полей Луны и Солнца весьма сложна и требует учета большого числа параметров. На эту тему было разработано большое число различных теорий, проведено много экспериментальных исследований, написано огромное количество статей, монографий и диссертаций. Даже на сегодняшней день в этой области остается много «белых» пятен, противоречащих друг другу точек зрения и альтернативных подходов. Для желающих углубиться в проблематику земных приливов можно рекомендовать фундаментальное исследование П. Мельхиора «Земные приливы» (пер. с англ., М., «Мир», 1968 г. 483 страницы).
Следствием воздействия лунной гравитации на Землю являются два фундаментальных явления:
- Лунные приливы на поверхности Земли - периодических изменений уровня земной поверхности, синхронизированные с суточным вращением Земли и перемещением Луны по орбите.
- Наложение на земную орбиту переменной составляющей, синхронизированной с вращением системы Земля - Луна вокруг общего центра масс.
Данные явления являются главными механизмами воздействия Луны на земные сферы - литосферу, гидросферу, земное ядро, атмосферу, магнитосферу и др. Более подробно об этом - в следующей главе.
