Презентация по астрономии на тему "Происхождение метеоров " ( 2 курс)

Метеоры

(от греч. meteora — атмосферные и небесные явления)

        явления в верхней атмосфере, возникающие при вторжении в неё твёрдых частиц — метеорных тел. Вследствие взаимодействия с атмосферой метеорные тела частично или практически полностью теряют свою начальную массу; при этом возбуждается свечение и образуются ионизованные следы метеорного тела (см. Метеорный след). Не очень яркий М. представляется внезапно возникающим, быстро движущимся по ночному небу и угасающим звездообразным объектом, в связи с чем раньше М. называли «падающими звёздами». Очень яркие М., блеск которых превосходит блеск всех звёзд и планет (т. е. ярче примерно — 4 звёздной величины), называются Болидами; самые яркие из них могут наблюдаться даже при солнечном свете. Остатки метеорных тел, порождающих очень яркие болиды, могут выпадать на поверхность Земли в виде метеоритов (См. Метеориты). При вторжении в земную атмосферу более или менее компактной совокупности метеорных тел — при встрече Земли с метеорным роем — наблюдается Метеорный поток; наиболее интенсивные метеорные потоки называют метеорными дождями (См. Метеорный дождь). Одиночные М., непринадлежащие к тому или иному потоку, называют спорадическими.

         Наука о М. включает в себя физическую теорию М., в которой рассматриваются взаимодействие метеорных тел с атмосферой и процессы в метеорных следах; метеорную астрономию (См. Метеорная астрономия), изучающую структуру, эволюцию и происхождение метеорного вещества в межпланетном пространстве; метеорную геофизику, изучающую параметры верхней атмосферы методами наблюдений М., а также влияние притока метеорного вещества на параметры атмосферы.

         Историческая справка. М. и болиды известны человечеству с глубокой древности и нашли отражение в легендах и мифах многих народов (например, в древнегреческом мифе о Фаэтоне или в русских сказаниях о змеях-горынычах). Первые документальные сведения о М. найдены в древнеегипетском папирусе, написанном за 2000 лет до н. э. и хранящемся в Государственном Эрмитаже в Ленинграде. Начиная с 1768 до н. э. в старинных китайских рукописях неоднократно встречаются записи наблюдений М. В древнерусских летописях наиболее ранние записи о М. и болидах относятся к 1091, 1110, 1144 и 1215.

         Попытки научного объяснения М. были сделаны древнегреческими философами. Диоген из Аполлонии (5 в. до н. э.) считал М. невидимыми звёздами, которые падают на Землю и угасают. Анаксагор (5 в. до н. э.) рассматривал М. как осколки раскалённой каменной массы Солнца. Аристотель (4 в. до н. э.), наоборот, считал М. земными испарениями, которые воспламеняются с приближением к огненной сфере неба; аналогичной, т. н. метеорологической гипотезы о природе М. придерживалось большинство античных и средневековых философов и учёных.

         В 1794 Э. Хладна (См. Хладни) доказал космическое происхождение крупного железного метеорита, т. н. Палласова Железа, привезённого в Петербург с берегов Енисея П. Палласом, и правильно объяснил природу М. и болидов как явлений, связанных с вторжением в атмосферу Земли внеземных тел. В 1798 впервые были определены высоты 22 М. по одновременным наблюдениям из двух пунктов, удалённых друг от друга на 14 км. Во время метеорного дождя Леонид 1832—33 многими наблюдателями было замечено, что видимые пути М. расходятся из одной точки небесной сферы — радианта, на основании чего было сделано заключение, что траектории всех метеорных тел потока, вызвавшего метеорный дождь, параллельны, т. е. эти тела двигались по близким орбитам. Метеорные дожди, наблюдавшиеся в 1799, 1832—33, 1866, 1872 и 1885, привлекли к изучению М. внимание многих учёных: Б. Я. Швейцера, М. М. Гусева и Ф. А. Бредихина в России, Д. Араго и Ж. Био во Франции, Ф. Бесселя и А. Гумбольдта в Германии, У. Деннинга в Англии, Дж. Скиапарелли в Италии, Х. Ньютона в США и др. Была открыта связь метеорных потоков с кометами, вычислены орбиты ряда метеорных потоков, по данным систематических визуальных наблюдений М. составлены каталоги большого числа радиантов метеорных потоков. В 1885 Л. Вейнек в Праге получил первую фотографию М. В 1893 Х. Элкин в США применил вращающийся затвор (обтюратор) для определения угловой скорости М. при фотографических наблюдениях. В 1904 и 1907 С. Н. Блажко в Москве получил первые фотографии спектров М. В 1929—31 Х. Нагаока в Японии, Н. А. Иванов в СССР и А. Скеллет в США обнаружили влияние метеорной ионизации (См. Метеорная ионизация) на распространение радиоволн. В 1942—44 были проведены первые радиолокационные наблюдения М. В 1923—34 были заложены основы современной физической теории М.

         Методы исследования метеоров: наблюдения М.; моделирование различных процессов, связанных с М., в лабораторных условиях и в космических экспериментах; изучение метеорного вещества в межпланетном пространстве и его взаимодействия с Землёй путём регистрации ударов метеорных тел с помощью датчиков, установленных на космических летательных аппаратах; наблюдения Зодиакального Света (См. Зодиакальный свет); сбор пыли космического происхождения на поверхности Земли, в глубоководных донных отложениях в океанах, в ископаемых льдах Арктики и Антарктиды; изучение метеоритов и др.

         Визуальные наблюдения М. до конца 19 в. были практически единственным методом их изучения. Они позволили получить некоторое представление о суточных и сезонных вариациях численности М., о распространении радиантов М. по небесной сфере. Однако к середине 20 в. визуальные (в т. ч. и телескопические) наблюдения М. почти полностью утратили своё значение. Основную информацию о М. стали доставлять методы фотографических и радиолокационных наблюдений. Ведутся эксперименты по фотоэлектрическим, электроннооптическим и телевизионным наблюдениям М.

         Систематическая фотография, наблюдения М. (рис. 1) с использованием метеорных патрулей (См. Метеорный патруль) были начаты в 30-е гг. 20 в. Одновременные наблюдения на двух установках, разнесённых на расстояние порядка 30 км, позволяют измерить высоту М. и ориентацию их траекторий. Если одна из установок снабжена обтюратором, периодически прерывающим экспозицию, фотография М. получается прерывистой (рис. 2); измеряя расстояние между перерывами можно измерить скорость М. на разных участках их траектории и т. о. — торможение в атмосфере. По этим данным может быть вычислена орбита метеорного тела, породившего данный М. Установленные перед объективами фотокамер призмы или дифракционные решётки позволяют фотографировать спектры М.

         Метод радиолокационных наблюдений М. основан на регистрации радиоволны, отражённой от ионизованного следа М., — метеорного радиоэха. Вследствие дифракции радиоволн на формирующемся метеорном следе, амплитуда радиоэха имеет флуктуации во времени (рис. 3); измеряя расстояния между различными максимумами дифракционной картины радиоэха и зная расстояние до М., можно вычислить скорость М. Если используется несколько разнесённых на расстояния от 5 до 50 км приёмников, то можно определить также ориентацию следа М. и рассчитать орбиту метеорного тела до его входа в земную атмосферу. Наиболее мощные комплексы метеорной радиотехнической аппаратуры позволяют изучать очень слабые М. до + 12—15 звёздной величины, порождаемые метеорными телами с массами до 10-6—10-7 г. Радионаблюдения М. могут проводиться круглосуточно, в любую погоду. Однако для них характерна более низкая точность по сравнению с фотографическими наблюдениями. Наиболее интенсивные фотографические и радиолокационные наблюдения М. ведутся в СССР, США, ЧССР, Великобритании, Австралии.

         Датчики, установленные на космических летательных аппаратах, позволяют регистрировать удары метеорных тел с массами 10-7—10-11 г, однако такие наблюдения не позволяют вычислить их скорости и ориентации траекторий.

         Взаимодействие метеорных тел с атмосферой. Метеорные тела, движущиеся по эллиптическим орбитам вокруг Солнца, влетают в атмосферу Земли со скоростями от 11 до 73 км/сек. Т. о. начальная кинетическая энергия метеорных тел намного больше энергии, необходимой для их полного испарения, а начальная скорость существенно больше тепловой скорости молекул воздуха. Характер взаимодействия с атмосферой зависит от массы метеорного тела. Если размеры метеорного тела намного меньше длины свободного пробега молекул верхней атмосферы, взаимодействие осуществляется в результате ударов отдельных молекул о поверхность метеорного тела. Налетающая молекула полностью или частично передаёт метеорному телу свой импульс и кинетическую энергию, что приводит к торможению, нагреванию и распылению метеорного тела. Когда температура поверхности метеорного тела повышается примерно до 2000 К, начинается его интенсивное испарение, и дальнейший рост температуры резко замедляется. Кроме распыления и испарения, потеря вещества метеорного тела — т. н. абляция — может происходить в результате различных видов дробления — отделения от метеорного тела более мелких твёрдых частиц или капелек. При одновременном отделении от М. множества мелких частиц происходит кратковременное увеличение его блеска — вспышка. Очень мелкие метеорные тела с массами меньше примерно 10-9 г тормозятся на высотах 110—130 км, не успев нагреться до температуры начала интенсивного испарения, их кинетическая энергия расходуется главным образом на тепловое излучение с поверхности метеорного тела. Потеряв часть своей начальной массы вследствие распыления, такие мелкие метеорные тела затем оседают на поверхность Земли в виде микрометеоритов. Метеорные тела с массами, большими 10-9 г, не теряя космической скорости, т. е. той скорости, которую они имели до встречи с земной атмосферой, проникают в более плотные её слои, где роль потерь энергии на тепловое излучение с их поверхности сравнительно невелика. Метеорные тела с массами от 10-9 до 10 г, порождающие М. от +20 до — 4 звёздной величины, практически полностью теряют свою начальную массу до того, как они успевают затормозиться в атмосфере. При движении в атмосфере ещё более крупных метеорных тел, с которыми связаны яркие болиды, образуется ударная волна, что приводит к уменьшению теплопередачи и, следовательно, к уменьшению доли начальной массы, теряемой до того, как тело утратит свою космическую скорость. Затормозившиеся остатки таких очень крупных метеорных тел могут выпадать на поверхность Земли в виде метеоритов. Огромные метеорные тела с начальными массами в десятки тысяч т и более могут достигать поверхности Земли, частично сохраняя свою космическую скорость; при ударе о поверхность Земли происходит очень сильный взрыв, который может привести к образованию метеоритного кратера (См. Метеоритные кратеры).

         Спектры метеоров и химический состав метеорных тел. На основании исследований спектров, полученных для ярких М. от +1 до — 10 звёздной величины, установлено, что излучение М. состоит главным образом из ярких эмиссионных линий атомных спектров со значительно более слабыми молекулярными полосами. Иногда наблюдается слабый непрерывный фон. Наиболее интенсивные линии в спектрах М. принадлежат атомам и ионам: Fe, Na, Mg, Mg+, Ca, Ca+, Cr, Si+, N, О. Эти же химические элементы входят и в состав метеоритов. Как и метеориты, метеорные тела разделяются на железные и каменные, причём преобладающими являются каменные. Однако отсутствие данных об эффективных сечениях возбуждения при столкновениях метеорных атомов с молекулами атмосферы не позволяет провести количественный химический анализ метеорных тел по наблюдаемым спектрам М.

         Эффективность процесса ионизации обычно характеризуется коэффициентом метеорной ионизации (См. Метеорная ионизация) ? — средним числом свободных электронов, порождаемых одним метеорным атомом, выделенным в результате абляции. Имеющиеся данные об эффективных сечениях ионизации (См. Ионизация) при столкновениях различных метеорных атомов с молекулами атмосферы позволили указать следующую зависимость ? от скорости М.:

         ? = 4?10-25V7/2,

        где V выражено в см/сек. Для скоростей, с которыми М. движутся в атмосфере, ? изменяется примерно от 0,001 до 1. После пролёта М. остаётся ионизованный метеорный след длиной от нескольких км до нескольких десятков км; линейная электронная плотность следа ? связана с визуальной абсолютной звёздной величиной М. приближённым соотношением

         m = 35,1 — 2,5 lg?,

        где ? выражено в см-1. Начальный радиус ионизованного следа М. r0 определяется процессом термодиффузии за время установления теплового равновесия следа с окружающей атмосферой и может достигать нескольких м; ro возрастает с высотой и скоростью М., что приводит к уменьшению объёмной электронной плотности следа и к ухудшению условий для наблюдений быстрых высоких М. при радиолокационных наблюдениях. Свойство ионизованных метеорных следов отражать радиоволны используется для радиосвязи в диапазоне УКВ (см. Метеорная радиосвязь).

         Высоты метеоров. Высоты появления М. обычно заключены в пределах 80—130 км, они систематически возрастают с увеличением скорости М. Высоты исчезновения М. обычно лежат в пределах 60—100 км и также возрастают с увеличением скорости М. и с переходом от более ярких к более слабым М. Очень яркие болиды могут исчезать на высотах 20—40 км.

         Дробление и структура метеорных тел. При фотографических наблюдениях обнаруживается дробление значительные части метеорных тел, порождающих М. от О до + 4 звёздной величины. Мелкие осколки метеорных тел испытывают большее торможение, вследствие чего появляются светящиеся хвосты М. Дробление приводит к увеличению торможения М. и укорочению их видимого пути. Дробление может объясняться как рыхлой структурой метеорного тела с очень низкой плотностью (менее 1 г/см3), так и особенностями абляции в атмосфере плотных каменных и железных метеорных тел, связанными с неоднородностью их состава, а также с процессом сдувания с поверхности метеорного тела расплавленной плёнки.

         Приток метеорного вещества на Землю. При средней внеатмосферной скорости 40 км/сек приближённая зависимость максимальной визуальной абсолютной звёздной величины метеора m от начальной массы метеорного тела M0 (выраженной в г) имеет вид

         m = -2,5-2,5lgM0.

         Распределение метеорных тел по массам обычно представляется степенным законом N Метеоры M0-s, причём показатель степени s близок к 2. Подсчитывая полное число М. в атмосфере Земли за сутки, можно оценить приток метеорного вещества: за сутки выпадает на Землю в среднем несколько десятков m метеорного вещества. Приток метеорного вещества оказывает существенное влияние на примесный газовый, ионный и аэрозольный состав верхней атмосферы, а также на ряд процессов в верхней атмосфере: образование серебристых облаков, спорадических слоев Es ионосферы и др.

         Лит.: Фесенков В. Г., Метеорная материя в междупланетном пространстве, М. — Л., 1947; Федынский В. В., Метеоры, М., 1956; Левин Б. Ю., Физическая теория метеоров и метеорное вещество в солнечной системе, М., 1956; Астапович И. О., Метеорные явления в атмосфере Земли, М., 1958; Ловелл Б., Метеорная астрономия, пер. с англ., М., 1958; Мак-Кинли Д., Методы метеорной астрономии, пер. с англ., М., 1964; Бабаджанов П. Б., Крамер Е. Н., Методы и некоторые результаты фотографических исследований метеоров, М., 1963; Кащеев Б. Л., Лебединец В. Н., Лагутин М. Ф., Метеорные явления в атмосфере Земли, М., 1967.

         В. Н. Лебединец.

        Рис. 1. Фотография яркого метеора со вспышкой, полученная 11 августа 1964 в Душанбе с помощью фотокамеры, вращающейся в соответствии с суточным движением небесной сферы; видны изображения звёзд.

        Рис. 1. Фотография яркого метеора со вспышкой, полученная 11 августа 1964 в Душанбе с помощью фотокамеры, вращающейся в соответствии с суточным движением небесной сферы; видны изображения звёзд.

        Рис. 2. Фотография яркого метеора со вспышкой, полученная 14 августа 1964 в Душанбе с помощью неподвижной фотокамеры с обтюратором; видны следы звёзд.

        Рис. 2. Фотография яркого метеора со вспышкой, полученная 14 августа 1964 в Душанбе с помощью неподвижной фотокамеры с обтюратором; видны следы звёзд.

        Рис. 3. Регистрация метеорного радиоэха при измерениях скоростей и радиантов метеоров (Харьков). На снимке видны: грубая и точная развёртки дальности; три дифракционные картины радиоэха, полученные в трёх разнесённых пунктах.

        Рис. 3. Регистрация метеорного радиоэха при измерениях скоростей и радиантов метеоров (Харьков). На снимке видны: грубая и точная развёртки дальности; три дифракционные картины радиоэха, полученные в трёх разнесённых пунктах.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

Метеорология сельскохозяйственная Метерлинк Морис

Смотреть что такое "Метеоры" в других словарях:

МЕТЕОРЫ — (от греч. meteora атмосферные явления) вспышки и др. явления в верхней атмосфере Земли, вызванные вторжением в нее с космической скоростью (12 км/с и выше) твердых частиц или тел из космоса (т. н. метеорных тел, или метеоров). Вследствие… …   Большой Энциклопедический словарь

метеоры — (от греч. meteora  атмосферные явления), вспышки и другие явления в верхней атмосфере Земли, вызванные вторжением в неё с космической скоростью (12 км/с и выше) твердых частиц или тел из космоса (так называемых метеорных тел или метеоров).… …   Энциклопедический словарь

Метеоры — геогр. Метеоры, Греция Метеоры представляют собой монастырский комплекс в центральной Греции, который располагается на вершинах скал, высота которых достигает до 600 м над уровнем моря. Эти монастыри были построены в невозможных условиях,… …   Универсальный дополнительный практический толковый словарь И. Мостицкого

Метеоры — Метеор (греч. ????????, «небесный»), «падающая звезда» явление, возникающее при сгорании в атмосфере Земли мелких метеорных тел (например, осколков комет или астероидов). Аналогичное явление большей интенсивности (ярче звёздной величины 4)… …   Википедия

Метеоры — (см. Метеориты) свечение, кратковременные вспышки в верхней атмосфере Земли, вызванные вторжением в нее с космическими скоростями (десятки км/с) твердых тел. Яркие метеоры называются болидами …   Начала современного естествознания

МЕТЕОРЫ — (от греч. meteora атмосферные явления), вспышки и др. явления в верх атмосфере Земли, вызванные вторжением в неё с космич. скоростью (12 км/с и выше) тв. частиц или тел из космоса (т. п. метеорных тел или М.). Вследствие взаимодействия с… …   Естествознание. Энциклопедический словарь

Метеоры — вспышки и другие явления в верхних слоях атмосферы Земли, вызванные вторжением в нее метеорных тел, летящих с космической скоростью (12 км/с и больше). При взаимодействии с атмосферой метеорное тело обычно полностью теряет свою массу (“сгорает”)… …   Астрономический словарь

МЕТЕОРЫ, МЕТЕОРИТЫ, АЭРОЛИТЫ, БОЛИДЫ, ПАДАЮЩИЕ ЗВЕЗДЫ — (Meteor, meteorolite) различные по размерам падающие на Землю из небесного пространства каменные или металлические (железные) массы. Происхождение М. космическое; предполагают, что это кусочки, оторвавшиеся от ядра кометы.

Солнечное зарядное устройство

Большая распродажа! Солнечное зарядное устройство 20000 mah скидка 50%. Жми

Газопоршневые электростанции

Недорогая автономная энергия, 60-350кВт. Множество преимуществ. Доставка.

Метеоры

(от греч. meteora — атмосферные и небесные явления)

        явления в верхней атмосфере, возникающие при вторжении в неё твёрдых частиц — метеорных тел. Вследствие взаимодействия с атмосферой метеорные тела частично или практически полностью теряют свою начальную массу; при этом возбуждается свечение и образуются ионизованные следы метеорного тела (см. Метеорный след). Не очень яркий М. представляется внезапно возникающим, быстро движущимся по ночному небу и угасающим звездообразным объектом, в связи с чем раньше М. называли «падающими звёздами». Очень яркие М., блеск которых превосходит блеск всех звёзд и планет (т. е. ярче примерно — 4 звёздной величины), называются Болидами; самые яркие из них могут наблюдаться даже при солнечном свете. Остатки метеорных тел, порождающих очень яркие болиды, могут выпадать на поверхность Земли в виде метеоритов (См. Метеориты). При вторжении в земную атмосферу более или менее компактной совокупности метеорных тел — при встрече Земли с метеорным роем — наблюдается Метеорный поток; наиболее интенсивные метеорные потоки называют метеорными дождями (См. Метеорный дождь). Одиночные М., непринадлежащие к тому или иному потоку, называют спорадическими.

         Наука о М. включает в себя физическую теорию М., в которой рассматриваются взаимодействие метеорных тел с атмосферой и процессы в метеорных следах; метеорную астрономию (См. Метеорная астрономия), изучающую структуру, эволюцию и происхождение метеорного вещества в межпланетном пространстве; метеорную геофизику, изучающую параметры верхней атмосферы методами наблюдений М., а также влияние притока метеорного вещества на параметры атмосферы.

         Историческая справка. М. и болиды известны человечеству с глубокой древности и нашли отражение в легендах и мифах многих народов (например, в древнегреческом мифе о Фаэтоне или в русских сказаниях о змеях-горынычах). Первые документальные сведения о М. найдены в древнеегипетском папирусе, написанном за 2000 лет до н. э. и хранящемся в Государственном Эрмитаже в Ленинграде. Начиная с 1768 до н. э. в старинных китайских рукописях неоднократно встречаются записи наблюдений М. В древнерусских летописях наиболее ранние записи о М. и болидах относятся к 1091, 1110, 1144 и 1215.

         Попытки научного объяснения М. были сделаны древнегреческими философами. Диоген из Аполлонии (5 в. до н. э.) считал М. невидимыми звёздами, которые падают на Землю и угасают. Анаксагор (5 в. до н. э.) рассматривал М. как осколки раскалённой каменной массы Солнца. Аристотель (4 в. до н. э.), наоборот, считал М. земными испарениями, которые воспламеняются с приближением к огненной сфере неба; аналогичной, т. н. метеорологической гипотезы о природе М. придерживалось большинство античных и средневековых философов и учёных.

         В 1794 Э. Хладна (См. Хладни) доказал космическое происхождение крупного железного метеорита, т. н. Палласова Железа, привезённого в Петербург с берегов Енисея П. Палласом, и правильно объяснил природу М. и болидов как явлений, связанных с вторжением в атмосферу Земли внеземных тел. В 1798 впервые были определены высоты 22 М. по одновременным наблюдениям из двух пунктов, удалённых друг от друга на 14 км. Во время метеорного дождя Леонид 1832—33 многими наблюдателями было замечено, что видимые пути М. расходятся из одной точки небесной сферы — радианта, на основании чего было сделано заключение, что траектории всех метеорных тел потока, вызвавшего метеорный дождь, параллельны, т. е. эти тела двигались по близким орбитам. Метеорные дожди, наблюдавшиеся в 1799, 1832—33, 1866, 1872 и 1885, привлекли к изучению М. внимание многих учёных: Б. Я. Швейцера, М. М. Гусева и Ф. А. Бредихина в России, Д. Араго и Ж. Био во Франции, Ф. Бесселя и А. Гумбольдта в Германии, У. Деннинга в Англии, Дж. Скиапарелли в Италии, Х. Ньютона в США и др. Была открыта связь метеорных потоков с кометами, вычислены орбиты ряда метеорных потоков, по данным систематических визуальных наблюдений М. составлены каталоги большого числа радиантов метеорных потоков. В 1885 Л. Вейнек в Праге получил первую фотографию М. В 1893 Х. Элкин в США применил вращающийся затвор (обтюратор) для определения угловой скорости М. при фотографических наблюдениях. В 1904 и 1907 С. Н. Блажко в Москве получил первые фотографии спектров М. В 1929—31 Х. Нагаока в Японии, Н. А. Иванов в СССР и А. Скеллет в США обнаружили влияние метеорной ионизации (См. Метеорная ионизация) на распространение радиоволн. В 1942—44 были проведены первые радиолокационные наблюдения М. В 1923—34 были заложены основы современной физической теории М.

         Методы исследования метеоров: наблюдения М.; моделирование различных процессов, связанных с М., в лабораторных условиях и в космических экспериментах; изучение метеорного вещества в межпланетном пространстве и его взаимодействия с Землёй путём регистрации ударов метеорных тел с помощью датчиков, установленных на космических летательных аппаратах; наблюдения Зодиакального Света (См. Зодиакальный свет); сбор пыли космического происхождения на поверхности Земли, в глубоководных донных отложениях в океанах, в ископаемых льдах Арктики и Антарктиды; изучение метеоритов и др.

         Визуальные наблюдения М. до конца 19 в. были практически единственным методом их изучения. Они позволили получить некоторое представление о суточных и сезонных вариациях численности М., о распространении радиантов М. по небесной сфере. Однако к середине 20 в. визуальные (в т. ч. и телескопические) наблюдения М. почти полностью утратили своё значение. Основную информацию о М. стали доставлять методы фотографических и радиолокационных наблюдений. Ведутся эксперименты по фотоэлектрическим, электроннооптическим и телевизионным наблюдениям М.

         Систематическая фотография, наблюдения М. (рис. 1) с использованием метеорных патрулей (См. Метеорный патруль) были начаты в 30-е гг. 20 в. Одновременные наблюдения на двух установках, разнесённых на расстояние порядка 30 км, позволяют измерить высоту М. и ориентацию их траекторий. Если одна из установок снабжена обтюратором, периодически прерывающим экспозицию, фотография М. получается прерывистой (рис. 2); измеряя расстояние между перерывами можно измерить скорость М. на разных участках их траектории и т. о. — торможение в атмосфере. По этим данным может быть вычислена орбита метеорного тела, породившего данный М. Установленные перед объективами фотокамер призмы или дифракционные решётки позволяют фотографировать спектры М.

         Метод радиолокационных наблюдений М. основан на регистрации радиоволны, отражённой от ионизованного следа М., — метеорного радиоэха. Вследствие дифракции радиоволн на формирующемся метеорном следе, амплитуда радиоэха имеет флуктуации во времени (рис. 3); измеряя расстояния между различными максимумами дифракционной картины радиоэха и зная расстояние до М., можно вычислить скорость М. Если используется несколько разнесённых на расстояния от 5 до 50 км приёмников, то можно определить также ориентацию следа М. и рассчитать орбиту метеорного тела до его входа в земную атмосферу. Наиболее мощные комплексы метеорной радиотехнической аппаратуры позволяют изучать очень слабые М. до + 12—15 звёздной величины, порождаемые метеорными телами с массами до 10-6—10-7 г. Радионаблюдения М. могут проводиться круглосуточно, в любую погоду. Однако для них характерна более низкая точность по сравнению с фотографическими наблюдениями. Наиболее интенсивные фотографические и радиолокационные наблюдения М. ведутся в СССР, США, ЧССР, Великобритании, Австралии.

         Датчики, установленные на космических летательных аппаратах, позволяют регистрировать удары метеорных тел с массами 10-7—10-11 г, однако такие наблюдения не позволяют вычислить их скорости и ориентации траекторий.

         Взаимодействие метеорных тел с атмосферой. Метеорные тела, движущиеся по эллиптическим орбитам вокруг Солнца, влетают в атмосферу Земли со скоростями от 11 до 73 км/сек. Т. о. начальная кинетическая энергия метеорных тел намного больше энергии, необходимой для их полного испарения, а начальная скорость существенно больше тепловой скорости молекул воздуха. Характер взаимодействия с атмосферой зависит от массы метеорного тела. Если размеры метеорного тела намного меньше длины свободного пробега молекул верхней атмосферы, взаимодействие осуществляется в результате ударов отдельных молекул о поверхность метеорного тела. Налетающая молекула полностью или частично передаёт метеорному телу свой импульс и кинетическую энергию, что приводит к торможению, нагреванию и распылению метеорного тела. Когда температура поверхности метеорного тела повышается примерно до 2000 К, начинается его интенсивное испарение, и дальнейший рост температуры резко замедляется. Кроме распыления и испарения, потеря вещества метеорного тела — т. н. абляция — может происходить в результате различных видов дробления — отделения от метеорного тела более мелких твёрдых частиц или капелек. При одновременном отделении от М. множества мелких частиц происходит кратковременное увеличение его блеска — вспышка. Очень мелкие метеорные тела с массами меньше примерно 10-9 г тормозятся на высотах 110—130 км, не успев нагреться до температуры начала интенсивного испарения, их кинетическая энергия расходуется главным образом на тепловое излучение с поверхности метеорного тела. Потеряв часть своей начальной массы вследствие распыления, такие мелкие метеорные тела затем оседают на поверхность Земли в виде микрометеоритов. Метеорные тела с массами, большими 10-9 г, не теряя космической скорости, т. е. той скорости, которую они имели до встречи с земной атмосферой, проникают в более плотные её слои, где роль потерь энергии на тепловое излучение с их поверхности сравнительно невелика. Метеорные тела с массами от 10-9 до 10 г, порождающие М. от +20 до — 4 звёздной величины, практически полностью теряют свою начальную массу до того, как они успевают затормозиться в атмосфере. При движении в атмосфере ещё более крупных метеорных тел, с которыми связаны яркие болиды, образуется ударная волна, что приводит к уменьшению теплопередачи и, следовательно, к уменьшению доли начальной массы, теряемой до того, как тело утратит свою космическую скорость. Затормозившиеся остатки таких очень крупных метеорных тел могут выпадать на поверхность Земли в виде метеоритов. Огромные метеорные тела с начальными массами в десятки тысяч т и более могут достигать поверхности Земли, частично сохраняя свою космическую скорость; при ударе о поверхность Земли происходит очень сильный взрыв, который может привести к образованию метеоритного кратера (См. Метеоритные кратеры).

         Спектры метеоров и химический состав метеорных тел. На основании исследований спектров, полученных для ярких М. от +1 до — 10 звёздной величины, установлено, что излучение М. состоит главным образом из ярких эмиссионных линий атомных спектров со значительно более слабыми молекулярными полосами. Иногда наблюдается слабый непрерывный фон. Наиболее интенсивные линии в спектрах М. принадлежат атомам и ионам: Fe, Na, Mg, Mg+, Ca, Ca+, Cr, Si+, N, О. Эти же химические элементы входят и в состав метеоритов. Как и метеориты, метеорные тела разделяются на железные и каменные, причём преобладающими являются каменные. Однако отсутствие данных об эффективных сечениях возбуждения при столкновениях метеорных атомов с молекулами атмосферы не позволяет провести количественный химический анализ метеорных тел по наблюдаемым спектрам М.

         Эффективность процесса ионизации обычно характеризуется коэффициентом метеорной ионизации (См. Метеорная ионизация) ? — средним числом свободных электронов, порождаемых одним метеорным атомом, выделенным в результате абляции. Имеющиеся данные об эффективных сечениях ионизации (См. Ионизация) при столкновениях различных метеорных атомов с молекулами атмосферы позволили указать следующую зависимость ? от скорости М.:

         ? = 4?10-25V7/2,

        где V выражено в см/сек. Для скоростей, с которыми М. движутся в атмосфере, ? изменяется примерно от 0,001 до 1. После пролёта М. остаётся ионизованный метеорный след длиной от нескольких км до нескольких десятков км; линейная электронная плотность следа ? связана с визуальной абсолютной звёздной величиной М. приближённым соотношением

         m = 35,1 — 2,5 lg?,

        где ? выражено в см-1. Начальный радиус ионизованного следа М. r0 определяется процессом термодиффузии за время установления теплового равновесия следа с окружающей атмосферой и может достигать нескольких м; ro возрастает с высотой и скоростью М., что приводит к уменьшению объёмной электронной плотности следа и к ухудшению условий для наблюдений быстрых высоких М. при радиолокационных наблюдениях. Свойство ионизованных метеорных следов отражать радиоволны используется для радиосвязи в диапазоне УКВ (см. Метеорная радиосвязь).

         Высоты метеоров. Высоты появления М. обычно заключены в пределах 80—130 км, они систематически возрастают с увеличением скорости М. Высоты исчезновения М. обычно лежат в пределах 60—100 км и также возрастают с увеличением скорости М. и с переходом от более ярких к более слабым М. Очень яркие болиды могут исчезать на высотах 20—40 км.

         Дробление и структура метеорных тел. При фотографических наблюдениях обнаруживается дробление значительные части метеорных тел, порождающих М. от О до + 4 звёздной величины. Мелкие осколки метеорных тел испытывают большее торможение, вследствие чего появляются светящиеся хвосты М. Дробление приводит к увеличению торможения М. и укорочению их видимого пути. Дробление может объясняться как рыхлой структурой метеорного тела с очень низкой плотностью (менее 1 г/см3), так и особенностями абляции в атмосфере плотных каменных и железных метеорных тел, связанными с неоднородностью их состава, а также с процессом сдувания с поверхности метеорного тела расплавленной плёнки.

         Приток метеорного вещества на Землю. При средней внеатмосферной скорости 40 км/сек приближённая зависимость максимальной визуальной абсолютной звёздной величины метеора m от начальной массы метеорного тела M0 (выраженной в г) имеет вид

         m = -2,5-2,5lgM0.

         Распределение метеорных тел по массам обычно представляется степенным законом N Метеоры M0-s, причём показатель степени s близок к 2. Подсчитывая полное число М. в атмосфере Земли за сутки, можно оценить приток метеорного вещества: за сутки выпадает на Землю в среднем несколько десятков m метеорного вещества. Приток метеорного вещества оказывает существенное влияние на примесный газовый, ионный и аэрозольный состав верхней атмосферы, а также на ряд процессов в верхней атмосфере: образование серебристых облаков, спорадических слоев Es ионосферы и др.

         Лит.: Фесенков В. Г., Метеорная материя в междупланетном пространстве, М. — Л., 1947; Федынский В. В., Метеоры, М., 1956; Левин Б. Ю., Физическая теория метеоров и метеорное вещество в солнечной системе, М., 1956; Астапович И. О., Метеорные явления в атмосфере Земли, М., 1958; Ловелл Б., Метеорная астрономия, пер. с англ., М., 1958; Мак-Кинли Д., Методы метеорной астрономии, пер. с англ., М., 1964; Бабаджанов П. Б., Крамер Е. Н., Методы и некоторые результаты фотографических исследований метеоров, М., 1963; Кащеев Б. Л., Лебединец В. Н., Лагутин М. Ф., Метеорные явления в атмосфере Земли, М., 1967.

         В. Н. Лебединец.

Краткое описание документа:

Развитие животных

филогенетическое Р. — постепенное превращение животных формиз одной в другую, в большинстве случаев более сложную (см. Трансформизм). Р. онтогенетическое —совокупность процессов, вследствие коих яйцо или вообще элементы, дающие начало новому животному(почки и др.), достигают состояния половозрелой формы. Р. онтогенетическое, чаще просто обозначаемоеодним словом Р., у многих животных происходит не только в яйце, но и по выходе из него. Тогда первыйпериод носит название — эмбрионального, или зародышевого, Р., а второй — постэбмрионального ипослезародышевого. Когда этот последний сопровождается резкими переменами во внешней организацииживотного, то Р. получает название превращения, или метаморфоза. Р. животного из яйца предшествуют:процесс окончательного подготовления, или созревания, яйца (см. Редукция), а в большинстве случаев, хотяне всегда, оплодотворение (см.). За оплодотворением следует превращение яйца в целый комплекс клеток,или процесс сегментации, иначе — дробления (см.). Результатом дробления является обыкновенношарообразная стадия с полостью внутри — или бластула. Затем следует процесс образованияэмбриональных (или зародышевых) пластов (или листов). При Р. определенные органы животныхразвиваются из опредленных частей зародыша. Таких частей, носящих название эмбриональных пластов,насчитывают три: 1) наружный покров зародыша, эктодерма, или иначе эктобласт; он дает начало верхнимслоям накожных покровов с их железами, нервной системе, органам чувств и др. органам. 2) Внутреннийпласт, образующийся по большей части путем вдавления одной части шарообразного полого зародыша вдругую, или гаструляции (см.), и называемый энтодермой, или энтобластом. Он дает начало кишечнику и егопроизводным (см. Пищеварительные органы). 3) Средний пласт, образующийся между двумявышеупомянутыми, так называемыми первичными, пластами и называемый мезодермой, или мезобластом.Он дает начало мускулатуре, соединительной ткани и ее производному — скелету, а равно и выделительной,кровеносной и половой системам. Впрочем, во многих случаях наблюдалось, что половые железы весьмарано обособляются у зародыша и являются как бы особым зачатком, не относящимся ни к одному изэмбриональных листов. Весь процесс развития может быть сведен к последовательному образованию рядаскладок ( Faltenbildung, по выражению О. Гертвига). В самом деле, внутренний пласт образуется впячениемчасти полого зародыша; средний пласт иногда образуется в виде двух боковых складок, отходящих отвнутреннего; железы — образуются впячением наружного пласта и т. д. Но весьма часто процессобразования складки заменяется плотным набуханием, являющимся результатом усиленного размноженияклеток на данном месте. Так, во многих случаях средний пласт образуется в виде плотного набухания,железы тоже часто возникают в виде плотных набуханий, но впоследствии приобретающих полость и т. п.другие разнообразные видоизменения основных процессов Р., но отметим еще один: часто орган вместотого, чтобы возникнуть в виде складки или набухания, появляется в виде одной клетки или небольшого числаклеток, а эти клетки, называемые телобластами, путем последовательного деления дают началообыкновенно сначала рядом расположенным клеткам будущего органа. Такой способ развития называетсятелобластическим. Так, напр., средний пласт двусимметричных животных часто возникает у зародышей,состоящих из малого числа клеток, в виде двух боковых клеток, от коих последовательно отделяются новыеклетки, дающие начало этому пласту. Весьма часто из яйца выходит животное вполне готовым, и вседальнейшее Р. сводится к росту животного. Но часто животное бывает снабжено органами, имеющимизначение лишь в личиночной жизни его. Такие органы должны впоследствии исчезнуть, атрофироваться. Или,наоборот, часто животное выходит из яйца с недочетом во многих органах, и такие органы должны развитьсяв течение личиночной жизни. Вообще, если животное выходит из яйца в форме, отличной от половозрелой,то эта форма носит название личинки. Органы, свойственные только зародышу или только личинке,называются провизорными, а также эмбриональными и личиночными. Через все развитие животногопроходит основной закон его, состоящий в том, что онтогенетическое развитие повторяет собойфилогенетическое. Этот "биогенетический закон", однако, никогда не является во всей его чистоте. Если быживотное проходило во время своего развития все фазы, пройденные его предками в течение веков, то, во-первых, Р. чрезвычайно удлиннилось бы, а это весьма невыгодно для животного, так как во время Р. оноявляется наиболее беззащитным, во-вторых, понадобилась бы громадная затрата материала на массуненужных провизорных органов. Поэтому всякое животное стремится путем подбора, конечно, сократить Р. иупростить его. Между близкими животными мы часто поэтому наблюдаем такое явление: одно представляетсложный метаморфоз, другое — развивается упрощенным образом. Поэтому-то и вообще биогенетическийзакон проявляется лишь отчасти. С другой стороны, животное может приобретать в течение развития новыеорганы, нужные ему лишь в течение личиночной жизни и вовсе не свойственные его предкам. Этообстоятельство еще более скрывает проявление основного закона и осложняет дело. Из изложенного видно,что между явлениями Р. можно различить две категории: одни — унаследованы от отдаленных предков иуказывают на первобытное состояние данного животного. Геккель назвал их палингенетическими. Другие —являются результатом приспособления к условиям зародышевой и личиночной жизни. Они позднейшегопроисхождения и названы Геккелем ценогенетическими. В настоящее время в эмбриологии существуют двапротивоположных взгляда на Р. и его причины. Согласно одному из них (Ру, Вейсман и др.), яйцо при своемдроблении разделяется на элементы, резко отличные по природе: одни, положим, — эктодермические,другие — энтодермические. Эти элементы становятся в течение последующего Р. теми, а не другимипотому, что они в себе заключают зачатки (детерминанты), определяющие именно эти свойства их, а недругие. Дробление и последующее Р. есть не что иное, как последовательное рассортировывание ираспределение этих зачатков между клетками зародыша. Другой взгляд, защищаемый в последнее время О.Гертвигом и др., говорит, наоборот, что клетки не только зародыша, но и взрослого организма совершеннотождественны между собой, что они становятся теми, а не другими только в силу условий, в которые онипопадают. Клетка печеночная, напр., согласно первому взгляду, стала такой в силу того, что в нее попалисоответствующие детерминанты и никакой другой клеткой она в не могла быть. Согласно второму взгляду,она могла бы сделаться и всякой иной клеткой, если бы попала в иное место в зародыше и, след., в иныеусловия. Первый взгляд признает, что клетки различных эмбриональных пластов между собой резко отличныи предопределены заранее к образованию тех, а не других органов. Согласно второму взгляду, клетки всегоорганизма тождественны. Защитники последнего взгляда ссылаются на способность некоторых растений(бегоний) давать целое растение на счет одной клетки кожицы, ссылаются на возможность получить израздробившихся частей яйца не одно животное, а несколько: два — если разделить на отдельные клеткияйцо в стадии деления его на 2, четыре — если разделить яйцо на 4, и так до 16. Защитники первого взглядауказывают, что вышеупомянутая способность растений является свойственной немногим и объясняетсявозможностью сохранения за этими клетками их эмбрионального характера, подобно половым клеткам, аразвитие из отдельных частей яйца нескольких зародышей объясняют тем, что каждая отделенная частьяйца восстановляет недостающие ей части путем регенерации (см.), как тритон восстановляет отрезаннуюлапу или ящерица оборванный хвост. Спор между защитниками того и другого направления не можетсчитаться решенным, но он уже вызвал появление новой отрасли эмбриологии — экспериментальнойэмбриологии, рассматривающей Р. при условиях искусственных, напр. при измененных условиях давления,иной химической среде и т. п. Ру, Гертвиг, Гербст, Дриш, Морган, Лёб и другие исследователи дали в этомотношении ряд работ. Биогенетический закон и стремление к сокращению Р. — это, так сказать, общиеначала, которые так или иначе регулируют развитие; но проявляются они через факторы второго порядка:факторы физические, химические и др. Вот изучение роли этих ближайших факторов, иначе — механики Р.,и составило непосредственную задачу экспериментальной эмбриологии. Дознано, напр., что если клеткусдавить, положим, с двух противоположных сторон, то она разделится по плоскости, перпендикулярной кнаправлению давления, т. е. ядро ее при этом вытянется и разделится в том направлении, где оно встретитнаименьшее препятствие. Подвергая дробящиеся яйца надавливанию, можно вызвать весьмаразнообразные уклонения в распределении дробящихся клеток. Эти и им подобные эксперименты показали,что в формировании зародыша давление, которому клетки подвергаются одна от другой, играет весьмаважную роль. Не менее важную роль играют процессы осмотические: если яйцо заставить развиваться всреде с примесью солей, энергично нарушающих процессы нормального осмоса (напр. соли лития), тополучаются уродливые, извращенные формы. Процесс гаструляции при этом не совершается илисовершается иначе. Таким образом, первую категорию составят физические факторы. Роль химическихфакторов не выяснена. Но зато вторую и весьма важную категорию должны составить явления токсические итропические, т. е. те явления, коими живая клетка отвечает на различные раздражения: прикосновение,химическое действие и т. п. Клетка может направляться в сторону раздражения и уходить от него.Несомненно, что при своих разнообразных перемещениях во время Р. клетки подчиняются именно этимраздражениям, след., эти раздражения являются также весьма важным фактором Р. Наконец, третий фактор— борьба за существование между клетками зародыша (Ру). Если в кишечной полости зародыша, сначалаплотно набитой клетками, периферические клетки складываются в ее эпителиальную выстилку, а срединныепогибают и часто поедаются периферическими, то происходит это, может быть, потому, что периферическиеклетки, находясь в более благоприятных условиях питания и дыхания, оказываются более сильными ипобеждают центральные. Кроме этих факторов, наука обнаружит со временем, конечно, еще целый ряд их.Но во всяком случае Р. животных является явлением чрезвычайно сложным, зависящим от целого рядавзаимодействий элементов зародыша. Разложить это явление на более простые и свести к законам механикии есть главная задача экспериментальной эмбриологии. Ср. О. Гертвиг, "Современные спорные вопросыбиологии" (перев. Львова, Москва, 1893); Шимкевич, "Наследственность и попытки ее объяснения" (СПб.,1896).