Зерттеу

Дүние жүзінде алғаш рет ғарышты зерттейтін Жердің жасанды серігі 1957 жылы 7 қазанда аспан кеңестігіне шығарылды. Осы уақыттан бастап адамзат ғарыш кеңістігін зерттей бастады. Ал қазіргі уақытта жерді айнала жүздеген Жерің жасанды серіктері ұшып жүр. Олар арқылы радио мен теледидар хабарлары тезарада дүние жүзіне таратылады. Жердің жасанды серіктері арқылы ауа райын дұрыс және дәл болжауға мүмкіндік туды. Теңізде жүзген кемелер мен ұшақтар бағытын бұрын жұлдыздарға немес Күн мен Айға қарап болжайтын болса, қазір бұл Жердің жасанды серіктерінің көмегімен жүзеге асады.

Ғарыштану немесе ғарышқа ұшу – ғарыш кеңістігіне ұшу; Жерден басқарылып ұшатын әр түрлі ғарыштық аппараттарды пайдаланып, ғарыштық кеңістікті игеруді қамтамасыз ететін ғылым мен техника салаларының жиынтығы. Оған ұшу теориясы,траекторияны есептеу, т.б. ғылыми-техникалық мәселелер – ракета тасығыштарды, ракеталық қозғалтқыштарды, т.б. құрастыру; медициналық-биологиялық мәселелер; ғарыштық кеңістікті игерудің халықаралық құқықтық мәселелерін реттеу жатады.

Ғарыштық дәуір 1957 жылдың 4-қазанында, бұрынғы КСРО-да дүние жүзінде алғаш рет Жердің жасанды серігінің ұшырылуымен байланысты басталды.

Екінші маңызды ғарыш дәуірі – 1961 ж. 12-сәуірде адам баласының (Юрий Гагарин) тұңғыш рет ғарышқа ұшуы;

ал космонавтиканың үшінші тарихи оқиғасы — 1969 ж. шілде айының 16 – 24-і күндері аралығында адамның Айға сапары (Нил Армстронг, Эдвин Олдрин, Майкл Коллинз) болды. Қазір ракета тасығыштар мен ғарыштық аппараттар бірсыпыра елдерде (КСРО-да 1957 жылдан, АҚШ-та 1958 жылдан, Францияда 1965 жылдан, Жапония мен Қытайда 1970 жылдан, Ұлыбританияда 1971 жылдан, Үндістанда 1980 жылдан) жасалып, пайдаланылып келеді.

1957 жылдың 4-қазаны мен 2000 жылдың 9-ақпаны аралығында Қазақстан аумағында орналасқан Байқоңыр ғарыш алаңынан 1147 ракета тасығыштар, 1186 ғарыштық аппараттар ұшырылды. Қазіргі ғарышқа ұшу теориясы аспан механикасы мен ұшу аппараттарын басқару теориясына негізделген. Кейін ғарышқа ұшу динамикасын зерттейтін астродинамика деп аталатын классикалық аспан механикасының жаңа тарауы пайда болды. Космонавтика ұйтқушы күштің әсерін ескере отырып, ғарыштық ұшу аппараттарының тиімді траекториясын есептеуді талап етті.

Ракеталық-ғарыштық кешенді жасау – күрделі ғылыми-техникалық мәселе. Үлкен ракета тасығыштардың ұшу алдындағы массасы 3000 тоннаға дейін, ұзындығы 100 м-ден астам болады. Оған қажетті отынды (толық массасының 90%-ы) орналастыру үшін ракета құрылымы өте жеңіл болуы тиіс. Сондықтан ғарышқа ұшыру кезінде көп сатылы ракета пайдаланылады (отыны жанып босаған бактар ажыратылады). Қазіргі ракета тасығыш күрделі құрылғылардың жиынтығынан тұрады. Ракета тасығыштың қозғалтқыш қондырғысының қуаты ондаған ГВт-қа дейін жетеді. Ол бір-бірімен үйлесе жұмыс істейтін бірнеше қозғалтқыштардан тұрады. Қозғалысты бақылау жүйесі, әдетте, автономды болып келеді. Ғарыштық аппаратты орбитаға шығару оған бірінші ғарыштық жылдамдықтан (шамасы 7,91 км/с) артық жылдамдыққа, ал Ай, Марс не Шолпанға ұшатын ғарыштық аппараттардың жылдамдығын екінші ғарыштық жылдамдыққа (11,19 км/с) жеткізгенде ғана мүмкіндік туады. Орбитаға шығарылған ғарыштық аппарат ракета тасығыштан бөлінеді де, аспан механикасының инерция заңдылығы бойынша өзінің ұшуын одан әрі жалғастырады. Ғарышқа шығарылған аппараттар ғарыш кеңістігінің қатаң шартына сай ұзақ уақыт өздігінен ұшуға қабілетті болуы тиіс. Бұл үшін олардың борты бірнеше жүйелермен: температураны тұрақты ұстайтын жүйе, энергия қоры, Күн сәулесін энергияға айналдыратын батареялар немесе ядролық энергия, Жермен тұрақты байланыс, Жерден басқару жүйелерімен жабдықталады. Сонымен қатар ғарыш аппараты бортына әр түрлі бағыттағы ғылыми аппаратуралар – ғарыш кеңістігінің физикалық қасиеттерін зерттейтін аспаптардан бастап, алып телескоптарға дейін орналастырылады. Бұл аспаптар мен жүйелер борттық басқару кешені жүйесімен бірігіп, ортақ жұмысты қалыптастырады. Космонавтиканың жақын келешектегі мақсаты: әр түрлі ғарыштық аппараттар көмегімен Айды, Күн жүйесіндегі планеталарды толық зерттеу, Жерден тыс өркениетті іздеу. Қазақстан ғалымдары да бірінші қазақ ғарышкері Тоқтар Әубәкіровтің ғарышқа сапарынан (2.10.1991 ж.) бастап, ғарыштық биотехнологияны пайдаланып, ауыл шаруашылық дақылдарының жаңа түрлерін шығаруда біршама тәжірибе жинады. Космонавтика саласында қазақтың екі ғарышкері – Тоқтар Әубәкіров пен Талғат Мұсабаев Қазақстанғылымына қажетті құнды деректер қорын жинауға мол үлес қосты

27.Жер туралы жалпы мағұлмат.

Жер — Күн жүйесіндегі Күннен әрі қарай санағанда үшінші ғаламшар адамзаттың тіршілік ететін бесігі. Жерэллипстік (дөңгелекке жуық) орбита бойымен 29,765 км/с жылдамдықпен 149,6 млн. км орташа қашықтықта 365,24 орташа күн тәулігі ішінде Күнді бір рет айналып шығады. Оның табиғи серігі – Ай. Ай Жерді 384000 км орташа қашықтықта айналады. Жер осінің эклиптика жазықтығына көлбеулігі 66°33´22˝, оның өз осінен айналу периоды 23 сағ 56 мин 4,1 с. Жердің өз осінен айналуы себебінен Жерде күн мен түн ауысса, ал оның осінің орбита жазықтығына көлбеулігі мен Күнді айналуы салдарынан Жерде жыл мезгілдері өзгеріп отырады. Жердің жасы шамамен 4,5 млрд. жыл деп есептеледі. Жер Күнді айналып жүрген 9 планетаның ішінде мөлшері мен массасы бойынша 5 орында. Жердің массасы 5,975•1021 т, орташа тығыздығы 5,517 г/см³, көлемі 1,083 млрд. км³, ауданы 510,2 млн. км², сыртқы пішіні 3 осьті эллипсоидқа (сфероидқа) жақын. Осы күнгі космогониялық түсінік бойынша Жер осыдан 4,5 млрд. жыл бұрын Күн айналасындағы кеңістікте шашыраған газ-тозаң заттан, планеталар тартылыс күшінің әсерінен пайда болған. Қатты материя кесектерінің соқтығысып, жабысуынан планеталар ұлғая берген. Газ-тозаң зат іріктеліп, олардың жеңіл элементтері Күн сәулесінің қысымымен онан әрірек, ал біршама ауырлары Күнге жақын орналасқан. Жер құрамына Күн жүйесінде кездесетін барлық химиялық элементтер енеді. Заттың планета центріне тартылуы және оның ось бойымен айналуы салдарынан Жер эллипсоидтық пішінге келген.

Жер туралы қысқаша мәліметтер

Күннен қашықтығы — 150 млн км.

Орбитадағы айналу жылдамдығы — 29,8 км/с.

Орташа тығыздығы — 5,5 • 103 кг/м³.

Күнді айналу ұзақтығы — 365 тәул. 6 caғ.

Табиғи серігі — Ай.

Массасы — 6 • 10²⁴ т.

Радиусының орташа ұзындығы — 6371 км.

Экваторының ұзындығы — 40075,7 км.

Меридианының ұзындығы — 40008,5 км.

Жер бетінің жалпы ауданы — 510 млн км².

Жер мен Күн арасындағы орташа қашықтық — 149,58×10⁶ км. Бұл қашықтық қалыпты «астрономиялық бірлік»боп табылады.

Жер Күн жүйесінің басқа планеталары сияқты әр түрлі жұлдыздардың шаңы мен газдарынан құрылған. Жердің геологиялық жасы 4,5-5 млрд жыл деп есептеледі. Алғашқы геологиялық сатыдан бастап жер беті материктік көтерулер мен мұхиттық ойпандарға бөлінген.

Жер қыртысында ерекше граниттік-метаморфты қабат қалыптасқан. Мантиядан бөлінген газдар арқылы алғашқы атмосфера мен гидросфера пайда болған. Жер бетінде табиғи алғашқы жағдайлардың қолайлы болғаны сонша, планеталар қалыптасқан соң миллиардтаған жылдардан кейін өмір, тіршілік пайда болды. Жер бетінде өмірдің пайда болуы тек қана жер планетасының болу ерекшелігімен ғана емес, сонымен бірге Күнкөзінен қолайлы арақашықтықтың да маңызы бар. Себебі Күн көзіне планеталар жақын орналасса, онда жылу мен жарық мөлшері көп болады да, кез келген жамылғы (жер беті) судың қайнау температурасынан жоғары болар еді, ал алыс орналасса жылуды аз қабылдайды да, өте қатты суық болар еді.

Көптеген планеталар массаларының Жерге қарағанда азырақ болуына байланысты, тартылыс күші де кем болады да, тығыз дәл атмосфера қабатын ұстап тұруды қамтамасыз ете алмайды. Планета өмір сүру уақытында оның табиғаты бірнеше рет өзгеріске ұшыраған. Әр кезеңдерде тектоникалық іс-әрекет белсенді көріністер берген: құрлықтар мен мұхиттардың көлемі мен келбеті өзгерген, Жер планетасына космостықденелер құлаған, бірнеше рет мұз жамылғылары пайда болып, жоғалып кетіп отырған. Бұл өзгерістерорганикалық дүниенің дамуына түпкілікті әсер ете қоймаған.

Географиялық қабықтың құрамына: литосфера, гидросфера, атмосфера және биосфера кіреді. Бақылауға мүмкін, космостық кеңістікте Жерге ұқсайтын басқа аспан денелерідәл қазірге дейін байқалмайды.

Жер эллипстік (дөңгелекке жуық) орбита бойымен 29,765 км/с жылдамдықпен 149,6 млн. км орташа қашықтықта 365,24 орташа күн тәулігі ішінде Күнді бір рет айналып шығады. Оның табиғи серігі – Ай. Ай Жерді 384000 км орташа қашықтықта айналады. Жер осінің эклиптика жазықтығына көлбеулігі 66°33´22˝, оның өз осінен айналу периоды 23 сағ 56 мин 4,1 с. Өз осінен айналуы себебінен Жерде күн мен түн ауысса, ал оның осінің орбита жазықтығына көлбеулігі мен Күнді айналуы салдарынан Жерде жыл мезгілдері өзгеріп отырады. Жер Күнді айналып жүрген 9 планетаның ішінде мөлшері мен массасы бойынша 5-орында. Жердің массасы 5,975•1021 тонна, орташа тығыздығы 5,517 г/см³, көлемі 1,083 млрд. км³, ауданы 510,2 млн. км², сыртқы пішіні үш осьті эллипсоидқа жақын.

Жердің тарихы

Осы күнгі космогониялық түсінік бойынша, Жер осыдан төрт жарым миллиард жыл бұрын Күн айналасындағы кеңістікте шашыраған газ-тозаң заттан, планеталардың тартылыс күшінің әсерінен пайда болған. Қатты материя кесектерінің соқтығысып, жабысуынан планеталар ұлғая берген. Газ-тозаң зат іріктеліп, олардың жеңіл элементтері Күн сәулесінің қысымымен онан әрірек, ал біршама ауырлары Күнге жақын орналасқан. Жер құрамына Күн жүйесінде кездесетін барлық химиялық элементтер енеді. Заттың планета центріне тартылуы және оның ось бойымен айналуы салдарынан Жер эллипсоидтық пішінге келген.

Жердің ішкі құрылысы

Жердің ішкі құрылысы туралы мәліметтер әлі жете зерттелмеген аса күрделі ғылыми мәселе болып табылады.

Жердің құрамы, құрылысы, қасиеттері жөніндегі мәліметтер — жер қыртысының үстіңгі қабаттарын тікелей бақылау, серпінді толқындардың таралу жылдамдығына негізделген сейсмикалық әдістер арқылы алынған жанама деректер. Осы деректерге байланысты Жер негізгі 3 геосферадан тұрады:

жер қыртысы,

мантия,

ядро.

Бұл геосфералар сейсмикалық толқындардың жылдамдығына және олардың тереңдік бойынша өзгеруіне байланысты сегізсейсмикалық қабатқа бөлінеді: А, В, С, D´, D˝, E, F, G. Сонымен қатар Жерде жоғарғы қатты қабат литосфера мен төменгі жұмсақ қабат атмосфера бөлінеді. А – Жер қыртысы. В, С, D´ және D˝ қабаттары – Жер мантиясы. В. қабаты Мохоровивич бетінен 400 м тереңдікке дейін бойлайды. В қабаты мен Жер қыртысының арасында қарқынды зат алмасу жүреді. Бұл қабатта сейсмикалық толқындардың жылдамдығын төмендететін белдемдер бар. Олардың тереңдігі құрлықта 100 – 220 км, мұхиттардың астында 60 – 220 км. Бұл белдемдердегі толқындардың жылдамдығының төмендеуі жоғарғы температура мен оған сәйкес қысымға байланысты. С қабаты 400 – 900 км тереңдікті қамтиды және бұл қабат минералдық зат тығыздығы артып басқа түрлерге алмасуына байланысты толқын жылдамдығының тез өсуімен сипатталады. D´ (900 – 2700 км) қабатында толқындардың жылдамдығы біртекті заттардың нығыздалуына байланысты өседі. D˝ қабатында (2700 – 2885 км) заттардың құрамы әртекті және температураның жоғары болуына байланысты сейсмикалық толқындардың жылдамдығы тұрақсыз. Е, Ғ, G қабаттары Жердің ядросын (радиусы 3486 км) құрайды. Ол сыртқы (Е қабаты) және ішкі (G қабаты) ядроға (субядроға) бөлінеді. Бұл екеуінің арасында сыртқы ядро құрамына кіретін аралық белдем (Ғ қабаты) бар. Ядро шекарасында бойлық сейсмикалық толқындардың таралу жылдамдығы 13,6 км/с-тан 8,1 км/с-қа дейін кемиді, субядро шегіне тау 11,2 км/с-қа дейін артады. Субядродағы сейсмикалық толқындардың таралу жылдамдығы тұрақты. Жердің физикалық қасиеттері мен температурасы тереңдеген сайын өзгереді. Жер қыртысының орташа тығыздығы 2,8 т/м3, шөгінді қабатындағы орташа тығыздығы 2,4 – 2,5 т/м3, «граниттік» қабатта 2,7 т/м3, «базальттық» қабатта 2,9 т/м3, мантияда 3,6 – 4,5 т/м3, ядро шекарасында 5,6 т/м3, ядрода 10,0 т/м3, Жер центрінде 12,5 т/м3. 2500 км-ге дейінгі тереңдікте ауырлық күші үдеуінің шамасы 10 м/с2-қа, ядро шекарасында 10,7 м/с2-қа, Жер центрінде нөлге тең. Тығыздық пен ауырлық күші үдеуінің мәндері бойынша есептелген қабаттардың қысымы құрлықтық Жер қыртысы табанында 1 Гн/м2-ге, В қабаты табанында 14 Гн/м2-ге, С қабаты табанында 35 Гн/м2-ге, ядро шекарасында 136 Гн/м2-ге, Жер центрінде 361 Гн/м2-ге тең. Геосфераны құрайтын жыныстар үнемі қозғалыста болады және өзгеріп отырады, бұл процесс, әсіресе, сұйық және газды қабаттарда өте жақсы байқалады. Жер қойнауында және бетінде болатын барлық процестер эндогендік және экзогендік болып екіге бөлінеді. Экзогендік процестер бұзушы (үгілу, өзен және мұз эрозиясы, жел мен жер асты суларының әрекеті, т.б.) және түзуші (құрлықтық ойыстардың, тау жыныстарының жаралуы) болып ажыратылады. Жер қыртысына әсер етуші эндогендік процестердің жиынтығы тектоникалық процестер, ал олар байқалған қабаттар тектоносфера деп аталады. Тектоникалық процестер магмалық әрекеттердің барлық түрлерімен тығыз байланысты. Құрлықтардағы экзогендік процестер Жер бетіндегі биіктіктер мен ойпаңдар бойынша анықталады. Ішкі және сыртқы процестердің өзара байланысы Жер бедерін қалыптастырады. Жер бедерін түзуші факторларға Жер бетіндегі ауырлық күшінен туатын гравитациялық процестер, Жер – Күн – Ай жүйесінің өзара тартылыс күштері де әсер етеді. Ішкі күштер Жер бедерінің басты элементтерін түзеді, ал сыртқы күштер оларды бұзып өзгертеді. Жер бетінің басым бөлігін (70,8%-ын) дүниежүзілік мұхит құрайды (361,1 млн. км²).

Жер қыртысы

Жер қыртысы деп- литосфераның жоғарғы қабаты, жер бетіндегі барлық сулар - гидросфера, жерден 20 шақырым биіктікке дейінгі атмосфераның төменгі қабатын және бүкіл тірі ағзалардың өмір сүру аймағын айтамыз. Географиялық қабықтың пайда болуынан ірі табиғи кешендері материктер мен мұхиттар пайда болды. Дүние жүзінде 6 материк немесе құрлық бар.Олар: Еуразия,Африка, Солтүстік Америка, Оңтүстік Америка, Аустралия, Антрактида.Мұхиттардың саны 4:Тынық, Атлант, Үнді, Солтүстік Мұзды мұхиттары. Жер бетінен оның ядросының ортасына дейінгі орташа радиусы 6371 км. Зерттеу барысында жер қыртысының бар болғаны 15 км-ге дейінгі тереңдігі ғана бұрғыланып (Кола түбегіндегі ұңғыма), оны құрайтын жыныстардың нақты үлгілері алынған. Жердің бұдан тереңде жатқан бөліктері, оны құрайтын жыныстардың құрамы мен қасиеттері жайлы түсшік, негізінен, жер сілкіну кезінде пайда болатын толқындардың қозғалу жылдамдығын, арнайы геофизикалық жәнесейсмикалық барлау нәтижелерін саралау мен талдау негізінде қалыптасады.

Жердің ең беткі жұқа қатты қабығы — жер қыртысы. Оның орташа қалыңдығы мұхиттар астында 5 — 10 км, материктерде 35 — 40 км, ал биік таулы аудандарда 70 км-ге дейін жетеді.

Жердің мантиясы

Жердің келесі қабаты — мантия (гр. mantion —жамылғы). Ол жер қыртысынан жұқа Мохоровичич қабаты арқылы бөлініп жатыр, оны 1909 жылы югославиялық сейсмологА. Мохоровичич анықтаған. Мантия жоғарғы (900 км-ге дейін) және төменгі (900—2900 км) мантияға бөлінеді. Мантия жер көлемінің 83%-ын, жалпы салмағының 67%-ын құрайды.

Жоғарғы мантияның 250—300 км тереңдігінде қаттылығы мен беріктігі төмендеу,тұтқыр қабат орналасқан,оны астеносфера деп атайды. Астеносфераны құрайтын жыныстар онша тығыз емес, тұтқыр әрі майысқақ болып келеді; сол себепті жер қыртысында болатын қозғалыстарды және магматизм мен метаморфизм құбылыстарын күшейтеді. Астеносферадан жоғары орналасқан жоғарғы мантия мен жер қыртысы литосфераны құрайды. Литосфера қабығы жекелеген литосфералық тақталар жиынтығынан құралады. Олар неміс геофизигі А. Вегенердің литосфералық тақталар теориясына сәйкес, үнемі қозғалыста болады; бұл қозғалыс астеносфераның тұтқыр бетінде сырғу нәтижесінде жүзеге асады.

Бұл геосфералар сейсмикалық толқындардың жылдамдығына және олардың тереңдік бойынша өзгеруіне байланысты сегіз сейсмикалық қабатқа бөлінеді: А, В, С, D´, D˝, Е, Ғ, G. Сонымен қатар Жерде жоғары қатты қабат литосфера мен төменгі жұмсақ қабат астеносфера бөлінеді.

А – Жер қыртысы. В, С, D´ және D˝ қабаттары – Жер мантиясы. В қабаты Мохоровичич бетінен 400 м тереңдікке дейін бойлайды.

В қабаты мен Жер қыртысының арасында қарқынды зат алмасу жүреді. Бұл қабатта сейсмикалық толқындардың жылдамдығын төмендететін белдемдер бар. Олардың тереңдігі құрлықта 100 – 220 км, мұхиттардың астында 60 – 220 км. Бұл белдемдердегі толқындардың жылдамдығының төмендеуі жоғары температура мен оған сәйкес қысымға байланысты.

С қабаты 400 – 900 км тереңдікті қамтиды және бұл қабат минералдық зат тығыздығы артып басқа түрлерге алмасуына байланысты толқын жылдамдығының тез өсуімен сипатталады.

D´ (900 – 2700 км) қабатында толқындардың жылдамдығы біртекті заттардың нығыздалуына байланысты өседі. D˝ қабатында (2700 – 2885 км) заттардың құрамы әртекті және температураның жоғары болуына байланысты сейсмикалық толқындардың жылдамдығы тұрақсыз. Е, Ғ, G қабаттары Жердің ядросын (радиусы 3486 км) құрайды.

Ол сыртқы (Е қабаты) және ішкі (G қабаты) ядроға (субядроға) бөлінеді. Бұл екеуінің арасында сыртқы ядро құрамына кіретін аралық белдем (Ғ қабаты) бар.

Жердің ядросы

Мантиядан төмендегі, 2900-ден 6371 км аралығында орналасқан Жердің ішкі өзегін ядро деп атайды. Құрылымы жағынан ядро бірін-бірі көмкере орналасқан екі бөліктен тұрады. Күшті жер сілкінулер нәтижесінде Жердің ішкі өзегі арқылы өтетін сейсмикалық толқындардың таралу сипатын зерттеген америкалық геофизиктер Р. Кохе мен Л. Штихруде ішкі ядроның біртұтас қатты темір шар екендігі туралы болжам жасады. Электрөткізгіштігі жоғары болатын темір, температураның күрт айырмашылығы әсерінен сыртқы ядроны да жылдам айналымға түсіреді. Соның нәтижесінде құйынды магнит өрісі пайда болады. Бұл магниттік өріс Жер шары шеңберінен шығып,ғарыш кеңістігіне де таралады, тіпті Күннен келетін зарядталған бөлшектерді кері тебеді.

Құрамы мен қасиеттері түрліше болатын Жер қабаттарының жіктелуі — бастапқы "салқын" заттың ұзақ геологиялық уақыт аралығында біртіндеп күшті қызуы мен балқуы нәтижесінде жүрді. Яғни, неғұрлым ауыр элементтер (темір, никель және т.б.) төмен шөгіп, ядроны құрады, ал салыстырмалы түрде жеңіл элементтер (кремний, алюминий) қалқып шығып, жер қыртысын түзді. Балқу нәтижесінде бөлініп шыққан газдар мен су булары атмосфера мен гидросфераның негізін құрады.

Жердің орташа радиусы

Жердің орташа радиусы — 6 372,797 км, тығыздығы — 5 515,3 кг/м³, массасы — 5,9736×10²⁴ кг. Жердің мұхит (қалыңдығы 5—7 км) және құрлық (қалыңдығы 40 км) қабығы мен 2900 км тереңдіктегі Гутенберг аралығына дейін баратын және балқыған, темірге бай ядроның үстінде жататын силикат мантия арасында Мохоровичич аралығы жатыр. Ең көне тау жыныстарының жасы 3980 млн жыл шамасында. Жер осыдан шамамен 4,6 млрд жыл бұрын құрылған.

Дата добавления: 2015-05-26