Билет 2. Солнце, его параметры, состав, строение, виды излучений, эволюция, возможное будущее. Значение Солнца для геологических процессов

Солнце — это звезда спектрального класса G2V, довольно распространенного в ГМП. Солнце имеет диаметр ~1,4 млн.км, массу 1,9*1033 кг и плотность 1,4 г/см3.

В структуре Солнца различают внутреннюю часть или гелиевое ядро с Т~15 млн. К и давлением 300 млрд земных атмосфер, далее располагается зона радиации (10 млн К) и конвекции (2 млн К). Видимая поверхность Солнца — фотосфера, мощностью до 1 тыс. км и с Т = 6000 К, а самую внешнюю часть Солнечного диска составляет хромосфера, мощностью 10-15 тыс.км с Т~20000 К.

Солнечная поверхность имеет структуру ячеек, гранул 30 тыс. км в поперечнике. Гранулярная структура фотосферы обусловлена всплыванием более высокотемпературных потоков газа и погружением относительно более холодных. Говоря о …
хромосфере и фотосфере, нельзя не сказать о явлениях солнечной активности, оказывающих влияние на нашу планету. Локальные, очень сильные магнитные поля, возникающие во внешних оболочках Солнца, препятствуют ионизованной плазме — хорошему проводнику, перемещаться поперек линий магнитной индукции. В подобных участках и возникает темное пятно, т.к. процесс перемешивания плазмы замедляется.

Солнечные протуберанцы — это грандиозные выбросы хромосферного вещества, поддерживаемые сильными магнитными полями активных областей Солнца.

Выше хромосферы и фотосферы располагается Солнечная корона мощностью 12-13 млн. км и с Т ~ 1,5 млн. К, хорошо наблюдаемая во время полных Солнечных затмений.

Вещество, располагающееся внутри Солнца, под давлением внешних слоев, сжимается и чем глубже, тем сильнее. В этом же направлении увеличивается и температура, и когда она достигает 15 млн. К — происходит термоядерная реакция (в ядре 50% массы и 25% радиуса).

В составе Солнца господствует Н, составляющий 73% по массе и Не — 25%. На остальные 2% приходятся более тяжелые элементы, также как Fe, O, C, Ne, N, Si, Mg и S, всего 67 химических элементов.

Источник энергии Солнца — ядерный синтез, слияние 4-х ядер Н-протонов, образует одно ядро Не с выделением огромного количества энергии.(1 грамм водорода выделяет 6*1011Дж энергии).

В ходе ядерных превращений диаметр Солнца практически не меняется, т.к. тенденция к взрывному расширению уравновешивается гравитационным притяжением составных частей Солнца, стягивающим газы в сферическое тело. Солнце обладает сильным магнитным полем, полярность которого изменяется один раз в 11 лет.

Солнечный ветер, исходящий во все стороны от Солнца, представляет собой поток плазмы — протоны и электроны, с альфа-частицами и ионизированными атомами С, О и других более тяжелых элементов. Солнечный ветер распространяется дальше орбиты Сатурна, образуя т.н. гелиосферу, контактирующую уже с межзвездным газом.

Выделение энергии Солнцем, как и Т, остается практически неизмененным на протяжении 5 млрд. лет, т.е. с момента образования Солнца. Когда запасы Н истощатся, гелиевое ядро будет сжиматься, а внешние слои расширяться и Солнце сначала превратится в “красный гигант”, а затем — в “белый карлик”.

Тепло и свет Солнца оказывают большое влияние на земные процессы: климат, гидрологический цикл, выветривание, эрозия, существование жизни. Солнце излучает все типы электромагнитных волн, начиная с радиоволн, длиной во многие км и, кончая, гамма-лучами. В атмосферу Земли проникает очень мало заряженных частиц, т.к. магнитное поле бронирует ее, но даже малая часть заряженных частиц способна вызвать возмущения в магнитном поле или Северное сияние. Тонкий озоновый экран задерживает на высотах около 30 км все жесткое ультрафиолетовое излучение, тем самым давая возможность существования жизни.

Солнечной постоянной называется количество солнечной энергии, поступающей на 1 м2 поверхности атмосферы, расположенной перпендикулярно солнечным лучам. Эта величина составляет около 1370 Вт/кв.м. Это подтверждается постоянством температуры в земной атмосфере.

Радиация, исходящая от Солнца, имеющая длины волн больше 24 микрон чрезвычайно мала. Но зато остальной спектр от 0,17 до 4 микрон, подразделяют на 3 части. Ультрафиолетовая радиация, Световая радиация, Инфракрасная радиация.

Активные явления на Солнце вызывают магнитные бури, меняют прохождения радиоволн, изменяют климат и т.д.