Ученые выяснили, что температура ядра земли равна температуре на поверхности солнца » dailytechinfo - новости науки и технологий, новинки техники

Какая температура самая низкая во Вселенной?

А теперь угадайте – где и как была получена самая низкая температура во Вселенной? Правильно! Тоже на Земле.

В 2000 году группа финских ученых (из лаборатории низких температур Технологического университета в Хельсинки), которая занималась изучением магнетизма и сверхпроводимости в редком металле “Родий”, удалось получить температуру 0,1 нК — пишет . В настоящее время это самая низкая температура, полученная на Земле и Самая низкая температура во Вселенной.

Второй по снижению температуры рекорд был установлен в Массачусетском Технологическом Институте. В 2003 году там удалось получить сверх-холодный газ Натрия.

Получение сверхнизких температур, искусственным путем, является выдающимся достижением человечества. Исследования в этой области чрезвычайно важны для изучения эффекта сверхпроводимости, использование которого (в свою очередь) может вызвать настоящую индустриальную революцию.

В природе самая низкая температур была зарегистрирована в туманности Бумеранг. Эта туманность расширяется и выбрасывает охлажденный газ со скоростью 500 000 км/ч. За счет огромной скорости выброса молекулы газа охладились до —271 °С. Это является самой низкой из официально зарегистрированных естественных температур.

Для сравнения. Обычно, в открытом космосе температура не опускается ниже -273 °С. Самая низкая температура в Солнечной системе, —235 °С на поверхности Тритона (спутник Нептуна). А самая низкая естественная температура на Земле , —89,2 °С, в Антарктиде.

Сравнение с условиями на других планетах

Сравнение земных климатических условий с другими планетами показывает, что они являются оптимальными в Солнечной системе.

Самые сложные климатические условия на Меркурии. В то время как обращенная к звезде сторона разогрета до +465°С, обратная — заморожена до -184°С.

Венера не уступает ему по максимальному показателю. Из-за плотной атмосферы ее поверхность раскалена до +460°С.

Наиболее близкую к земной степень нагревания имеет Марс. Она составляет +20°С. Но достигается эта величина только на экваторе. Полюса этой планеты постоянно заморожены до -153°С.

Рекордно низкая температура среди объектов Солнечной системы была зарегистрирована на Уране и составила -224°С. Самый холодный из газовых гигантов — Нептун уступает ему всего 6°С.

Температура на околоземной орбите

А какова температура вблизи нашей планеты? Стоит ли космонавтам, отправляющимся на МКС, запасаться теплыми вещами? На околоземной орбите металл под прямыми лучами солнца прогревается до 160 градусов Цельсия. В то же время в тени предметы будут остывать до минус 100 °C. Поэтому для выхода в открытый космос используются скафандры с надежной теплоизоляцией, нагревателями и системой охлаждения, защищающие человека от столь серьезного перепада температур.

Не менее экстремальные условия на поверхности Луны. На ее освещенной стороне жарче, чем в Сахаре. Температура там может превысить 120 °C. Но на темной стороне она падает приблизительно до минус 170 °С. Во время высадки на Луну американцы использовали скафандры, в которых было 17 слоев защитных материалов. Терморегуляция обеспечивалась специальной системой трубочек, в которых циркулировала вода.

Атмосферные особенности

Относительно невысокая в сравнении с ядром и короной температура на поверхности Солнца вызывает ещё больше вопросов, нежели ответов. Есть ли у звезды атмосфера? И каковы её условия?

На самом деле, толщина этого слоя составляет 500 км и именуется как фотосфера. В ней регулярно происходят конвекционные процессы. Вследствие их течения тепловые потоки постепенно переходят в фотосферу из самых низких ярусов. Солнце способно вращаться, но делает это не так, как любая другая планета, обращающаяся вокруг него. Оно является нетвёрдым, что создаёт определённые особенности его вращения. Аналогичные траектории и эффекты можно наблюдать у газовых гигантов.

Условия в фотосфере

Изучая вопрос, какая температура на поверхности Солнца, стоит изучить данный аспект. В фотосфере её среднее значение приравнивается к отметке 5,5 тыс. градусов по Цельсию. В таких условиях радиация превращается в видимый свет. Что касается пятен, они являются более холодными и тёмными, нежели в области, которая их окружает. В центральной части температурный режим может становиться более «щадящим», т. е. опускаться на несколько тысяч единиц.

Условия в хромосфере

Температура Солнца в градусах присутствует и в области хромосферы. Она представляет собой следующий атмосферный уровень, который считается более холодным и имеет температурный показатель в 4320 градусов. В связи с тем, что она включает в состав внушительное количество водорода, с виду кажется красной. Повышение температуры происходит в короне, которая может быть обнаружена при затмении, во время протекания плазмы наверх.

Показатель мощности Солнца составляет 386 млрд. мегаватт. Ежесекундно, даже в течение каждой секундной доли происходит превращение водорода в гелий и энергию (гамма-лучи). Наряду с этим происходит испускание потока низкой плотности, который именуется солнечным ветром и распространяется по всем сопровождающим Солнце планетам на скоростном режиме в 450 километров в секунду. В итоге потоки текут в космос и направляются, в том числе, в сторону Земли.

Таким образом, в статье было рассмотрено, какая температура Солнца в градусах в разных его частях и в основных атмосферных слоях.

Азия — Верхоянск, температура -67.8 градусов

В 1855 году в этой Восточной части Сибири была зафиксирована температура около -67,8 градусов. Официально ведётся спор, но большинство настаивает на том, чтобы отдать звание Полюса холода именно Верхоянску. Есть недокументальные сведения в пользу Оймякона, что в 1924 году в населённом пункте была зафиксирована более низкая температура, составившая -71,2 градуса по Цельсию. А в 1938 – -77,8 градусов по Цельсию.

Спор о более холодном климате ведётся до сих пор. Интересный факт, что Оймякон претендует на звание и Северного Полюса холода, и на всемирное. Объясняется это тем, что учитывается разница размещения над уровнем моря с арктической станцией «Восток». Поэтому Оймякон имеет право именоваться всемирным полюсом холода. Представили населённого пункта считают, что надо распределять это звание, учитывая не только температуру, но и местонахождение. Станция «Восток» располагается на высоте 3420 метров. Тогда как Оймякон находится на 741 метре.

Верхоянск

В Оймяконе температура однажды опустилась до -67,7 градусов.Стоит отметь, что низшими температурными показателями тягаться с Антарктидой невозможно. Но каждый континент имеет свои температурные рекорды, которые не сильно уступят Южному Полюсу холода. Такой конкурент есть в Азии, именно в России. В мире его называют Северный Полюс холода – Оймякон. Это место находится на высоте 741 метр над ватерлинией.

Оймякон

Некоторые считают, что Оймякон — самое суровое место с температурой ниже нуля, имеющее постоянное население. -67,7 – с таким показателем принято считать Оймякон Северным полюсом холода. Главная проблема в том, что не только один Оймякон претендует на почётное звание Полюса холода. На эту тему идёт немало споров. И многие учёные считают Верхоянск самой холодной точкой Азии и северной части полушария.

Что такое холод

Но если тепло – это энергия движения микрочастиц, то какой будет температура в космосе, в вакууме? Конечно, межзвездное пространство не совсем пустое – сквозь него движутся фотоны, несущие свет. Но плотность материи там намного ниже, чем на Земле.

Чем меньше атомы сталкиваются друг с другом, тем слабее греется вещество, которое из них состоит. Если находящийся под большим давлением газ выпустить в разреженное пространство, его температура резко понизится. На этом принципе основана работа всем известного компрессорного холодильника. Таким образом, температура в открытом космосе, где частицы находятся очень далеко друг от друга и не имеют возможности сталкиваться, должна стремиться к абсолютному нулю. Но так ли это на практике?

Какая температура в космосе

Наша Вселенная не однородна. Ядра звезд раскалены до миллионов градусов. Но большая часть пространства, конечно же, значительно холодней. Если говорить о том, какая температура в открытом космосе, то она всего на 2,7 градуса выше значения абсолютного нуля и составляет минус 270,45 по Цельсию.

Это тепло возникает за счет уже упоминавшегося реликтового излучения. Но Вселенная расширяется, а это означает, что ее температура будет постепенно снижаться. Теоретически через триллионы лет вещество в ней может охладиться до минимально возможной отметки. Но вопрос о том, закончится ли расширение Вселенной “тепловой смертью”, либо же она станет более разнородной и структурированной из-за действия сил гравитации, остается предметом дискуссий.

В местах скопления материи теплее, но ненамного. Облака газа и пыли, встречающиеся между звездами нашей галактики, имеют температуру от 10 до 20 градусов выше абсолютного нуля, то есть минус 263-253 °C. И только вблизи звезд, внутри которых протекают реакции ядерного синтеза, можно найти достаточно тепла для комфортного существования белковых форм жизни.

Источник тепла и распределение по слоям планеты

Средняя температура на планете Земля составляет 14,8ºС. По мере удаления от поверхности вглубь коры температура постепенно поднимается. Темп роста равен 3°С на каждые 100 метров. Это значение верно для любого региона, кроме нескольких аномальных зон.

Рекорд принадлежит участку на территории США, где на протяжении 1000 м изменение температуры составляет 100°С. Антирекорд установлен в Южной Африке. Там на аналогичной протяженности перепад не превышает 6°С.

После рубежа в 20 км скорость роста температуры замедляется.

Основным источником тепла для земной поверхности является солнечное излучение. Его средняя мощность, достигающая нашей планеты, равна 341 Вт/кв. м.

Кроме этого, существуют внутренние факторы, разогревающие глубокие слои. В их число входят:

распад изотопов;
тектонические процессы, идущие в мантии;
дифференциация вещества, вызванная воздействием гравитации;
фазовые и химические превращения;
приливное трение, связанное с воздействием Луны.

Температура внутренних частей Земли. Credit: infourok.ru

Их влияние на поверхность планеты несущественно. Мощность, достигающая ее, не превышает 0,03 — 0,05 Вт/ кв. м.

Климат Северного полушария в 19 веке

Казалось бы, самыми холодными должны быть Северный и Южный полюса, как самые дальние от экватора. На самом же деле все обстоит не так просто.

Давно, в 19 веке, в одном из таких поселков (Верхоянск) была зафиксирована критическая температура – 63.2 градуса мороза. Он расположен в северо-восточном направлении от Якутска, в 650 километрах от него. В этом же районе в январе 1885 года была отмечена еще большая минусовая отметка температуры – 67.8 градусов. На тот момент это – самая низкая температура на Земле.

Верхоянск в то время был местом ссылки политических заключенных. Измерения производились, как полагается, на оборудованной метеостанции одним из политических ссыльных И. А. Худяковым. В связи с этим в Верхоянске есть памятник под названием «Полюс холода». Есть там и любопытный краеведческий Улусный музей с таким же названием.

Сравнение температуры Земли с другими планетами

Даже несмотря на все эти факторы, нам повезло обладать наиболее стабильными показателями. Но в нашей системе полно объектов, которые просто поражают своими данными. К примеру, Меркурий умудряется на одной стороне поджариться к 465°C, а на другой замерзнуть на -184°C.

Венере еще хуже. Ее густая и токсичная атмосфера функционирует в качестве одеяла, из-за чего поверхность раскалена на 460°C. Средний марсианский показатель составляет -55°C, но на экваториальной линии может прогреться до 20°C, а на полюсах остыть к -153°C. Не удивительно, что это самая горячая планета в Солнечной системе.

Температурная карта поверхности Земли

Юпитер – представитель газовых гигантов, который фактически лишен поверхности. Но температурные замеры проводят в облачном покрове. Верхние части отмечают -145°C. На Сатурне опускается до -178°C, но планета наклонена, поэтому ее полушария прогреваются по-разному.

Наиболее морозной планетой системы считается Уран, где придется столкнуться с -224°C, а показатель верхнего атмосферного слоя Нептуна достигает -218°C. Вы могли заметить, что в нашем пространстве практически все объекты вынуждены страдать от экстремального нагрева или адской жары.

Исторические наблюдения за температурой Земли

Мы можем судить о точности данных только за последние два века, потому что ранее никто не занимался температурной слежкой. Но мы примерно знаем, с чего начинала наша планета.

К примеру, 3.5 миллиардов лет назад наша звезда была на 25% слабее, а земная атмосфера только формировалась. Но она все же выдерживала показатели выше 0.

За последние 2 миллиарда лет наша планета прошла сквозь 5 ледниковых периодов, а в одном мы проживаем и сейчас

Последние 2.4 миллиардов лет планета вынуждена была столкнуться с резкими климатическими изменениями. Это 5 ледниковых периодов, вовремя которых повысилось альбедо, а значит большая часть солнечной энергии возвращалась в пространство из-за отражения, что снижало температурный показатель.

Их разделяли межледниковые периоды, где увеличивалось количество выпуска парниковых газов, вроде вулканической активности. Это именуют глобальным потеплением, которое усилилось с развитием человеческих технологий.

Повышенная концентрация СО₂ и прочих парниковых газов привела к тому, что со средины 2-го века температура растет.

Изменение средней температуры поверхности Земли и концентрации углекислого газа

Что теплее – снег или воздух?

Температура снежного покрова зависит как от его толщины, так и от температуры воздуха над ним, а так же и от температуры почвы. Земля, накапливая летом тепло, с наступлением холодов остывает медленно. Снег, как отличный теплоизолятор, покрывая землю, сохраняет это тепло даже в самые сильные морозы. Поэтому температура снега зависит от толщи снежного «покрывала» и температуры воздуха над ним. Если снег прикрыл землю на 10-15 см, то его температура и температура воздуха будут практически одинаковы. В том случае, когда снег ложится глубиной до 120 – 150 см, разница температур может изменяться как непосредственно самого снежного покрова, так и в отношении к температуре воздуха. Снег наверху будет холоднее, чем у поверхности земли, так как забирая у нее тепло, он начинает сам прогреваться. В то же время на поверхность снега оказывает влияние морозный воздух, остужая его. Поэтому на глубине приблизительно 45-50 см его температура будет выше, чем на поверхности приблизительно на 1,5 – 2 гр., а у самой земли – на 4-6 гр. При этом температура воздуха на расстоянии до 1 м будет такая же, как и температура снежного покрова. В то же время на высоте от 1,50 м и выше показатель этот будет значительно ниже.

Согласно опытам ученых температура воздуха, так же как и снега зависит и от времени суток. Наблюдая за исследованиями, они сделали вывод, что наиболее высокая температура снега (-0,5 гр.) наблюдается днем от 13:00 до 15:00, а наиболее низкая (-10) в период с 02:00 до 03:00. В этот же период температура воздуха днем поднималась до +6 гр., а ночью опускалась до –15 гр. Таким образом можно сделать вывод, что температура снега контролируется тремя показателями – температурой воздуха, глубиной снежного покрова и температурой почвы. Изучив эти показатели, можно делать прогнозы во многих отраслях народного хозяйства.

Влияние снега на окружающую среду.

Снег, укрывая землю, сохраняет ее тепло, защищает от замерзания почвы. А это очень важный фактор в первую очередь для сельского хозяйства и в первую очередь для сохранения озимых культур. Посеянные осенью и проросшие зерновые под снежным покровом спокойно переносят даже лютые морозы, в то время, как в местах, где снега нет, а мороз сковывает землю они вымерзают. То же происходит и с садовыми растениями. В бесснежные зимы почва промерзает, что способствует растрескиванию и вымерзанию корней, «ожогам» на коре деревьев.

В то же время резкие перепады температур могут оказать и отрицательное влияние как на природу, так и на деятельность человека. Так при часом изменении температуры воздуха от + до – снег при положительных температурах начинает таять, а затем при ее снижении – подмерзать, что способствует появлению подмерзшей корки. Наст усложняет пользование зимними пастбищами. Талые воды смывают плодородный слой земли, что часто приводит к эрозии почвы. Скопившись в низине, они способствуют вымоканию озимых. Но в настоящее время люди научились контролировать уровень снега. Так, в районах, где снега выпадает мало, на полях ставят специальные щиты, которые задерживают снег. А в местах, где скопляется много талой воды – прорывают водоотводящие каналы.

И все же, невзирая на все отрицательные факторы, мы всегда радуемся этим белым, пушистым звездочкам. Снова и снова с улыбкой следим за детворой, спускающейся на санках со снежной горки, делаем прекрасные фотографии заснеженных деревьев, вместе с малышами лепим снежную бабу. И смеемся, смеемся, смеемся…

Сезоны (времена года) на Марсе

Как и у нашей планеты, ось Марса несколько наклонена относительно плоскости, что в свою очередь означает, что также как на Земле, на Марсе есть и 4 сезона, или времени года. Однако из-за того, что орбита Марса вокруг Солнца напоминает не ровный круг, а несколько смещена в сторону относительно центра (солнца), длина марсианских времен года тоже неравномерна.

Так, в северном полушарии планеты, самым длинным сезоном является весна, которая длится на Марсе целых семь земных месяцев. Лето и осень примерно шесть месяцев, а вот марсианская зима — самое короткое время года, и длится только четыре месяца.

Во время марсианского лета, полярная ледяная шапка планеты, состоящая в основном диоксида углерода, значительно уменьшается в размерах и может совсем исчезнуть. Впрочем, даже короткой, но необычно холодной марсианской зимы достаточно, чтобы нарастить её снова. Если где-то на Марсе и есть вода, то скорее всего искать её нужно на полюсе, где она заключена в ловушке под слоем замерзшего углекислого газа.

А вот так марсианские ледяные шапки выглядят вблизи (компьютерное моделирование)

Оймякон. Борьба за звание «полюса холода»

На самом деле Обручевым расчеты были произведены возле другого села – Томтор, находящегося в 30 километрах от Оймякона. Так как практически все географические объекты этого района (плоскогорья, впадина и др.) называются именно Оймяконскими, поэтому Оймякон и стал таким известным.

В самом же Томторе, уже в феврале 1933 года, на метеостанции была зафиксирована температурная отметка – минус 67.7 градусов. То есть, пока не побит рекорд самой низкой температуры на Земле (Верхоянской, 1885 г.) с отставанием в 0.1 градуса. Сами жители Томтора считают, что метеостанция построена позже, когда стало происходить потепление климата. А так, вероятнее всего, они давно бы побили рекорд.

По средним температурам за 15 лет в Верхоянске минимальная температура была всего лишь минус 57, а в Томторе она составляла минус 60.0 градусов. А по абсолютным минимумам за этот же период времени температуры такие: Верхоянск – 61.1, а Томтор – 64.6 градусов. Выходит, что в Томторе холоднее, чем в Верхоянске.

Самая низкая температура на Земле

Итак, мы выяснили, какая температура в космосе и какое место самое холодное. Теперь остается узнать, какие самые низкие температуры были получены на Земле. А произошло это в ходе недавних научных экспериментов.

В 2000 году исследователи из Технологического университета в Хельсинки охладили кусок металла родия почти до абсолютного нуля. В ходе эксперимента была получена температура равная 1*10-10 Кельвина. Это всего на 0,000 000 000 1 градуса выше нижнего предела.

Целью исследований было не только получение сверхнизких температур. Основная задача заключалась в изучении магнетизма ядер атомов родия. Это исследование было весьма успешным и принесло ряд интересных результатов. Эксперимент помог понять, как магнетизм влияет на сверхпроводящие электроны.

Достижение рекордно низких температур состоит из нескольких последовательных этапов охлаждения. Вначале с помощью криостата металл охлаждается до температуры 3*10-3 Кельвина. На следующих двух этапах используется метод адиабатического ядерного размагничивания. Родий охлаждается до температуры сначала 5*10-5 Кельвина, а затем достигает рекордно низкой температуры.

Внутренние температурные показатели Земли

Важно не забывать, что внутренняя и поверхностная температуры отличаются. По сути, чем дальше от ядра, тем холоднее

Мы никогда не отправляли датчики так далеко, но все же смогли выполнить определенные расчеты.

Полагают, что внутренне ядро раскалено на 7000°C, а внешнее – 4000-6000°C. Температура земной мантии – 870°C. Не будем забывать, что у каждой планеты свои особенности и на показатель будут влиять различные факторы. Но пока мы живем на единственной планете, способной обеспечить приятные и стабильные условия.

Интересные факты о планете Земля;
Как погибнет Земля;
Как закончится жизнь на Земле?
Как Земля защищает нас от космоса?
Самая похожая на Землю планета
Как появилась вода на Земле?
Кто открыл Землю?
Разрушение Земли
Смогут ли люди передвинуть Землю?
Как сформировалась Земля

Строение Земли

Сколько спутников у Земли;
Земля круглая?
Почему Земля круглая?
Есть ли у Земли кольца?
Насколько большая Земля?
Возраст Земли;
Масса Земли;
Земная гравитация
Сколько весит Земля?
Сколько весит Земля? Сравнение;
Размер Земли
Диаметр Земли;
Окружность Земли
Плотность Земли
Магнитное поле Земли;
Геомагнитный разворот

Поверхность Земли

Поверхность Земли;
Что такое поверхностная земная зона?
Терминатор Земли
Сколько километров займет путь вокруг Земли?
Эффект Альбедо
Альбедо Земли
Гравитация Земли;
Температура на Земле;

Положение и движение Земли

Земля, Солнце и Луна;
Что приводит к смене дня и ночи?
Циклы Миланковича
Солнечный день
Как долго солнечный свет добирается к Земле?
Вращение Земли вокруг Солнца;
Что такое земное вращение?
Почему Земля вращается?
Что произойдет, если Земля перестанет вращаться?
Почему Земля наклонена?
Северный магнитный полюс
Орбита Земли;
Прецессии равноденствий
Расстояние от Земли до Солнца;
Ближайшая к Земле звезда;
Ближайшая к Земле планета;

Сколько длится день на Земле;
Зимнее солнцестояние
Сколько длится земной год;
Скорость вращения Земли;
Ось вращения Земли;
Наклон Земли;

Температура на Марсе днем и ночью

Итак, Марс это безжизненная и холодная планета, из-за тонкой атмосферы напрочь лишенная шанса когда-нибудь «согреться». Однако какая температура обычно наблюдается в марсианских условиях?

Средняя температура на Марсе составляет что-то около минус 60 градусов по Цельсию. Чтобы вы понимали насколько это холодно, то вот и пища к размышлению: на Земле средняя температура составляет +14,8 градусов, так что да, на Марсе весьма и весьма «прохладно». Зимой, в районе полюсов, температура на Марсе может опускаться до -125 градусов по Цельсию независимо от времени суток. Летним днем, вблизи экватора, на планете относительно тепло: до +20 градусов, однако ночью столбик термометра снова упадет до -73. Ничего не скажешь — условия просто экстремальные!

С падением температуры, частички двуокиси углерода в атмосфере Марса замерзают и выпадают в виде инея, покрывая поверхность и скалы планеты подобно снегу. Марсианский «снег» мало напоминает земной, ведь его снежинки по размерам не превышают размеров клеток-эритроцитов в человеческой крови. Скорее такой «снег» напоминает разряженный туман, оседающий на поверхность планеты по мере замерзания. Впрочем, как только настанет марсианское утро, и атмосфера планеты начнет прогреваться, углекислый газ вновь превратится в летучее соединение, и снова покроет всё вокруг белым туманом, пока не испарится полностью.