для развития простейших форм жизни требуется порядка нескольких миллионов лет
Тематический тест по астрономии «Жизнь и разум во Вселенной»
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Выбранный для просмотра документ Тест по астрономии Жизнь и разум во Вселенной.docx
Тематический тест по астрономии « Жизнь и разум во Вселенной »
Задание 1 На какой планете Солнечной системы был обнаружен загадочный объект, представленный на фотографии? Изображение:
Задание 3 Укажите спутники планет, на которых, как предполагают учёные, находятся океаны жидко воды.
Выберите несколько из 6 вариантов ответа:
1) Луна 2) Ганимед 3) Фобос 4) Ио 5) Европа 6) Тритон
Задание 2 Укажите космические аппараты, которые несут послания внеземным цивилизациям. Изображение:
Выберите несколько из 5 вариантов ответа:
1) Пионер-10 2) Новые горизонты 3) Вояджер-1 4) Вояджер-2 5) Викинг-2
Задание 4 Укажите истинность утверждений.
Укажите истинность или ложность вариантов ответа:
__ Жизнь может зародиться только в жидкой воде.
__ Существование органических соединений, процессы, происходящие с ними в живых организмах и составляющие основу жизнедеятельности, могут происходить лишь при температурах от 0 до 100 оС.
__ Для развития простейших форм жизни требуется порядка нескольких миллионов лет.
__ Для возникновения жизни на планете, она должна попадать в зону обитаемости своей звезды.
Задание 5 Укажите на рисунке планеты, которые долгое время считались обитаемыми и поэтому первые поиски внеземной жизни были сосредоточены на них. Укажите место на изображении:
Укажите соответствие для всех 5 вариантов ответа:
2) не свидетельствуют
__ Средняя плотность вещества Вселенной
__ Масса электрона
__ Мы живём в трёхмерном пространстве, в котором возможны устойчивые планетные движения.
__ Значение гравитационной постоянной.
Задание 7 Первые попытки поиска внеземной жизни велись
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) только на Луне. 2) исключительно в Солнечной системе.
3) исключительно за пределами Солнечной системы. 4) на планетах земной группы.
Задание 8 Как называется планета, находящаяся за пределами Солнечной системы? Изображение:
Задание 9 Источник строго периодических радиоимпульсов с периодом от 0,0014 до 11,8 с. Его первые сигналы были восприняты, как послания внеземных цивилизаций.
Составьте слово из букв:
Задание 10 Условная область в космосе, определённая из расчёта, что условия на поверхности находящихся в ней планет будут близки к условиям на Земле.
Выберите несколько из 4 вариантов ответа:
1) Зона условности 2) Зона Земли 3) Зона обитаемости 4) Зона жизни
1) (4 б.) Верный ответ: «Марс».
2) (5 б.) Верные ответы: 1; 3; 4;
3) (4 б.) Верные ответы: 2; 5; 6;
4) (5 б.) Верные ответы: Да; Да; Нет; Да;
5) (3 б.) Верные ответы:
6) (5 б.) Верные ответы: 1; 1; 1; 2; 1;
7) (3 б.) Верные ответы: 2;
8) (4 б.) Верный ответ: «экзопланета».
9) (3 б.) Верные ответы: «ПУЛЬСАР».
10) (4 б.) Верные ответы: 3; 4.
Номер материала: ДБ-1577681
Международная дистанционная олимпиада Осень 2021
Не нашли то что искали?
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.
Безлимитный доступ к занятиям с онлайн-репетиторами
Выгоднее, чем оплачивать каждое занятие отдельно
В Ульяновской области продлили школьные каникулы
Время чтения: 1 минута
Технопарк универсальных педагогических компетенций откроют в Чечне
Время чтения: 1 минута
СК предложил обучать педагогов выявлять деструктивное поведение учащихся
Время чтения: 1 минута
Заболеваемость ковидом среди студентов и преподавателей снизилась на 33%
Время чтения: 4 минуты
В Воронежской области ввели масочный режим в школах
Время чтения: 2 минуты
Путин попросил привлекать родителей к капремонту школ на всех этапах
Время чтения: 1 минута
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
астрономия 07.05.2020
Тематический тест по астрономии « Жизнь и разум во Вселенной »
Задание 1 На какой планете Солнечной системы был обнаружен загадочный объект, представленный на фотографии? Изображение:
Задание 3 Укажите спутники планет, на которых, как предполагают учёные, находятся океаны жидко воды.
Выберите несколько из 6 вариантов ответа:
1) Луна 2) Ганимед 3) Фобос 4) Ио 5) Европа 6) Тритон
Задание 2 Укажите космические аппараты, которые несут послания внеземным цивилизациям. Изображение:
Выберите несколько из 5 вариантов ответа:
1) Пионер-10 2) Новые горизонты 3) Вояджер-1 4) Вояджер-2 5) Викинг-2
Задание 4 Укажите истинность утверждений.
Укажите истинность или ложность вариантов ответа:
__ Жизнь может зародиться только в жидкой воде.
__ Существование органических соединений, процессы, происходящие с ними в живых организмах и составляющие основу жизнедеятельности, могут происходить лишь при температурах от 0 до 100 оС.
__ Для развития простейших форм жизни требуется порядка нескольких миллионов лет.
__ Для возникновения жизни на планете, она должна попадать в зону обитаемости своей звезды.
Задание 5 Укажите на рисунке планеты, которые долгое время считались обитаемыми и поэтому первые поиски внеземной жизни были сосредоточены на них. Укажите место на изображении:
Укажите соответствие для всех 5 вариантов ответа:
2) не свидетельствуют
__ Средняя плотность вещества Вселенной
__ Масса электрона
__ Мы живём в трёхмерном пространстве, в котором возможны устойчивые планетные движения.
__ Значение гравитационной постоянной.
Задание 7 Первые попытки поиска внеземной жизни велись
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) только на Луне. 2) исключительно в Солнечной системе.
3) исключительно за пределами Солнечной системы. 4) на планетах земной группы.
Задание 8 Как называется планета, находящаяся за пределами Солнечной системы? Изображение:
Задание 9 Источник строго периодических радиоимпульсов с периодом от 0,0014 до 11,8 с. Его первые сигналы были восприняты, как послания внеземных цивилизаций.
Составьте слово из букв:
Задание 10 Условная область в космосе, определённая из расчёта, что условия на поверхности находящихся в ней планет будут близки к условиям на Земле.
Выберите несколько из 4 вариантов ответа:
1) Зона условности 2) Зона Земли 3) Зона обитаемости 4) Зона жизни
астрономия 07.05.2020
Тематический тест по астрономии « Жизнь и разум во Вселенной »
Задание 1 На какой планете Солнечной системы был обнаружен загадочный объект, представленный на фотографии? Изображение:
Задание 3 Укажите спутники планет, на которых, как предполагают учёные, находятся океаны жидко воды.
Выберите несколько из 6 вариантов ответа:
1) Луна 2) Ганимед 3) Фобос 4) Ио 5) Европа 6) Тритон
Задание 2 Укажите космические аппараты, которые несут послания внеземным цивилизациям. Изображение:
Выберите несколько из 5 вариантов ответа:
1) Пионер-10 2) Новые горизонты 3) Вояджер-1 4) Вояджер-2 5) Викинг-2
Задание 4 Укажите истинность утверждений.
Укажите истинность или ложность вариантов ответа:
__ Жизнь может зародиться только в жидкой воде.
__ Существование органических соединений, процессы, происходящие с ними в живых организмах и составляющие основу жизнедеятельности, могут происходить лишь при температурах от 0 до 100 оС.
__ Для развития простейших форм жизни требуется порядка нескольких миллионов лет.
__ Для возникновения жизни на планете, она должна попадать в зону обитаемости своей звезды.
Задание 5 Укажите на рисунке планеты, которые долгое время считались обитаемыми и поэтому первые поиски внеземной жизни были сосредоточены на них. Укажите место на изображении:
Укажите соответствие для всех 5 вариантов ответа:
2) не свидетельствуют
__ Средняя плотность вещества Вселенной
__ Масса электрона
__ Мы живём в трёхмерном пространстве, в котором возможны устойчивые планетные движения.
__ Значение гравитационной постоянной.
Задание 7 Первые попытки поиска внеземной жизни велись
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) только на Луне. 2) исключительно в Солнечной системе.
3) исключительно за пределами Солнечной системы. 4) на планетах земной группы.
Задание 8 Как называется планета, находящаяся за пределами Солнечной системы? Изображение:
Задание 9 Источник строго периодических радиоимпульсов с периодом от 0,0014 до 11,8 с. Его первые сигналы были восприняты, как послания внеземных цивилизаций.
Составьте слово из букв:
Задание 10 Условная область в космосе, определённая из расчёта, что условия на поверхности находящихся в ней планет будут близки к условиям на Земле.
Выберите несколько из 4 вариантов ответа:
1) Зона условности 2) Зона Земли 3) Зона обитаемости 4) Зона жизни
Сколько времени потребовалось, чтобы многоклеточная жизнь превратилась из одноклеточной?
Большинство экспертов сходятся во мнении, что одноклеточная жизнь возникла 4,1–3,5 миллиарда лет назад, а первая сложная форма многоклеточной жизни впервые сформировалась около 600 миллионов лет назад. В целом считается, что одноклеточная жизнь безраздельно властвовала более 2 миллиардов лет до появления и распространения многоклеточности.
Нашей планете около 4,54 миллиарда лет, и эксперты считают, что жизнь зародилась примерно через 500 миллионов лет. В то время как рудиментарная многоклеточная жизнь сформировалась 3,5 миллиарда лет назад в форме цианобактерий, по-настоящему сложная многоклеточная жизнь, по-видимому, возникла менее 1 миллиарда лет назад.
Очевидно, что одноклеточная жизнь довольно успешна, учитывая ее долгосрочное господство на планете, что вызывает некоторые вопросы, а именно, почему и как одноклеточная жизнь превратилась в многоклеточную?
Ранняя одноклеточная жизнь
Сейчас ведутся споры о первых зарождениях жизни на планете, причем оценки варьируются от 3,77 миллиарда лет до 4,5 миллиарда лет назад — менее чем через 500 миллионов лет после образования нашей планеты! Хотя временная шкала может быть неточной, существует мало споров о том, что первые формы жизни существовали на гидротермальных жерлах глубоко в океанах, поскольку самые ранние свидетельства жизни происходят из осадков гидротермальных жерл. Эти первые формы жизни были простыми микроорганизмами и, возможно, появились почти сразу после образования океанов.
Однако первое неоспоримое и прямое свидетельство существования жизни на Земле относится к окаменелым микроорганизмам около 3,465 миллиарда лет назад, тогда как более ранние утверждения обычно зависят от присутствия вещества, участвующего в биохимических процессах, но не от самих организмов. Однако первые прямые примеры жизни, которые были обнаружены, уже демонстрируют некоторую клеточную сложность, включая клеточные стенки, в которых заключена генерирующая белок ДНК, поэтому более рудиментарные формы жизни, вероятно, существовали намного раньше.
Как развивалась одноклеточная жизнь?
Как уже упоминалось, цианобактерии, возможно, развили многоклеточность довольно рано — 3,5 миллиарда лет назад, но самые ранние примеры многоклеточных грибов относятся к 2,5 миллиардам лет назад, самые старые растительные окаменелости датируются примерно 1,6 миллиарда лет назад, самые ранние окаменелости животных появляются около 558 миллионов лет назад, а многоклеточные растения развились из водорослей около 470 миллионов лет назад.
Одноклеточные организмы, по сути, являются отшельниками, зависящими только от самих себя и своих функциональных способностей к выживанию и размножению посредством деления, почкования или митоза. Многоклеточные организмы, однако, отказываются от своей независимости, чтобы стать специализированными, работая совместно с клетками, выполняющими различные функции. Независимо от того, есть ли всего несколько десятков клеток, как в случае некоторых видов водорослей, или более 35 триллионов клеток у человека, уровень коммуникации и симбиотического взаимодействия между специализированными клетками, по-видимому, далеко продвинулся от автономных одноклеточных организмов.
Однако первоначальный скачок к многоклеточности можно объяснить тенденцией к колонизации одноклеточных организмов. Мы постоянно видим это в колониях бактерий, плесени и грибов, одноклеточных организмов, образующих групповые кластеры. Эти клеточные кластеры в некоторых случаях развили свои собственные черты и уникальное направление, часто извлекая выгоду из общего распространения ресурсов, защиты от хищников или угроз окружающей среды. Со временем эти кластеры привыкли к «групповой жизни» и перестали быть полностью автономными, полагаясь на другие части группы для выживания и функционирования.
В лабораторных исследованиях было показано, что изменение только нескольких генов в одноклеточном организме может способствовать простой недифференцированной многоклеточности. Это изменение может принять очень простую форму, такую как мутация, которая предотвращает полное разделение клеток, что приводит к многоклеточному организму, который может общаться, делиться ресурсами и развивать большую специализацию.
Почему это заняло так много времени?
Этот «сдвиг» между одноклеточными и многоклеточными кажется довольно простым и очевидным, что вызывает вопрос о том, легко ли обратим этот процесс и почему для развития более сложной многоклеточной жизни потребовалось так много времени.
Однако считается, что со временем и в пространстве простые организмы использовали существующие гены для новых целей и нашли инновационные способы использования ранее существовавших функций внутри клетки. Некоторые уникальные функции или структуры, присутствующие у одноклеточных видов, могут быть обнаружены в двух различных специализированных типах клеток многоклеточного организма, но эти ранние генетические маркеры остаются.
Чтобы ответить на вопрос, почему потребовалось так много времени для развития сложной многоклеточной жизни, мы должны рассмотреть условия окружающей среды на протяжении большей части истории нашей планеты. Возникновение эукариотической жизни произошло около 2,5 млрд лет назад, предшествовал значительному повышению уровня кислорода на планете (2,4-2 млрд лет назад). Хотя по поводу этого массивного притока кислорода (широко известного как Великое окисление) ведутся споры, большинство согласны с тем, что в первую очередь это связано с ростом фотосинтезирующие эукариоты, которые вырабатывали кислород в качестве побочного продукта.
Это повышение концентрации кислорода позволило процветать аэробным организмам, которые также поддерживали многоклеточную жизнь и большую сложность. Ранее в истории Земли, несмотря на широкое распространение одноклеточных форм жизни, они были в значительной степени анаэробными, включая всю область архей, самую раннюю форму жизни. Когда атмосфера стала более насыщенной кислородом, анаэробные организмы были вынуждены отступить в анаэробную среду, в то время как аэробные организмы (использующие кислород для выработки энергии посредством клеточного метаболизма) и, следовательно, многоклеточные организмы могли свободно распространяться по планете. За исключением трех микроскопических морских животных, вся многоклеточная жизнь носит аэробный характер.
Учитывая все, что мы теперь знаем о ранней истории одноклеточной жизни и механизмах, которые сделали возможным переход к многоклеточной жизни, невероятное разнообразие форм и функций, которое мы видим на Земле, не должно вызывать удивления. Каждая форма жизни на этой планете произошла от универсального общего предка миллиарды лет назад, одноклеточного организма со своим собственным уникальным генетическим кодом, который мог преобразовывать ДНК в РНК в белки. Из таких скромных одноклеточных зародышей возникла вся многоклеточная жизнь на этой планете.
Для развития простейших форм жизни требуется порядка нескольких миллионов лет
11. Условия, необходимые для возникновения и развития жизни на планетах
С этой существенной оговоркой мы будем в дальнейшем считать, что некоторое, пока не известное количество звезд главной последовательности, спектральные классы которых более «поздние», чем F5, имеют планетные системы.
С другой стороны, имеются основания полагать, что у звезд «первого поколения» (субкарликов) планет типа Земли быть не может, так как среда, из которой они образовались, была весьма бедна тяжелыми элементами. На это обстоятельство обратил внимание Э. А. Дибай.
Жизнедеятельность любого организма есть прежде всего совокупность различных согласованных между собой сложных химических процессов. Жизнь может возникнуть только тогда, когда на планете уже имеются достаточно сложные молекулярные соединения. Само образование таких соединений, химические реакции между ними, в конечном итоге давшие начало живому веществу, и жизнедеятельность образовавшихся на планете организмов требуют, в частности, подходящих температурных условий. Слишком высокие и слишком низкие температуры исключают возможность возникновения и развития жизни. В равной степени губительны для возникновения и развития жизни очень резкие колебания температуры.
Температура планеты определяется прежде всего количеством излучения от звезды, падающим на единицу площади ее поверхности за единицу времени. По этой причине размеры «зон обитаемости» для разных звезд различны. Они тем больше, чем выше светимость звезды, т. е. чем более «ранним» является ее спектральный класс.
Если сделать весьма «оптимистическое» предположение, что планеты, на которых возможна жизнь, имеются у всех звезд главной последовательности, спектральные классы которых более «поздние», чем F5, и более «ранние», чем К5, то окажется, что лишь 1-2% всех звезд, в Галактике могут быть «обитаемы». Учитывая, что число всех звезд в нашей звездной системе около 150 млрд., мы приходим к довольно «утешительному» выводу: по крайней мере у миллиарда звезд нашей Галактики могут быть планетные системы, на которых в принципе возможна жизнь.
Нужно, впрочем, считаться с еще одним обстоятельством. Как известно, около половины всех звезд входит в состав кратных систем. Представим себе планету в системе двойной звезды. Вообще говоря, ее орбита будет довольно сложной незамкнутой кривой. Вычисление характеристик такой орбиты представляет достаточно трудную математическую задачу. Это так называемая «ограниченная» задача трех тел. По сравнению с общей задачей о движении трех тел, взаимно притягивающихся по закону Ньютона, «ограниченная» задача проще, так как масса планеты ничтожна по сравнению со звездами и не оказывает влияния на движение звезд.
Рис. 35. Область ‘благоприятных’ планетных орбит в двойной системе
Аналогичные результаты можно получить путем вычисления и для более общего случая, когда массы компонент двойной системы не равны. Таким образом, мы должны сделать вывод, что и в кратных звездных системах, в принципе могут быть планеты, температурные условия на которых не исключают возможности возникновения и развития жизни. Следует, однако, отметить, что вероятность существования таких планет около одиночных звезд значительно выше. Впрочем, возможно, что образование кратных звезд и планет суть процессы, взаимно исключающие друг друга.
Рис. 36. Пространственное распределение ближайших к Солнцу звезд
Проведенный сейчас анализ модели, изображенной на рис. 36, наглядно демонстрирует, что только несколько процентов звезд могут иметь (но, конечно, отнюдь не обязательно должны иметь) обитаемые планеты. Следует, однако, еще раз подчеркнуть, что в настоящее время мы не можем исключить красные карликовые звезды (которые составляют подавляющее большинство всех звезд) из числа возможных очагов жизни во Вселенной (см. выше) ( Следует, однако, отметить, что огромное большинство красных карликов обладает высокой активностью (это так называемые «звезды типа UV Кита»), что исключает, по-видимому, возможность развития жизни в их окрестностях)).
Как уже подчеркивалось, для развития жизни на какой-нибудь планете необходимо, чтобы температура последней находилась в определенных допустимых пределах. Этим требованием определяются размеры и само наличие «зон обитаемости». Кроме того, необходимо, чтобы излучение звезды на протяжении многих сот миллионов и даже миллиардов лет оставалось приблизительно постоянным. Например, обширный класс переменных звезд, светимости которых сильно меняются со временем (часто периодически), должен быть исключен из рассмотрения.
Мы довольно подробно рассмотрели температурные условия, при которых возможно возникновение и развитие жизни на той или иной планете, но эти условия, конечно, не единственные. Очень важное значение для рассматриваемой нами проблемы имеют масса образовавшейся каким-либо способом планеты и химический состав ее атмосферы. По-видимому, эти две первоначальные характеристики планеты не являются независимыми. Рассмотрим сперва случай, когда масса образовавшейся планеты невелика. Молекулы и атомы в верхних слоях атмосферы, где ее плотность низка, двигаются с различными скоростями. Часть из них имеет скорость, превышающую «вторую космическую скорость» (астрономы называют эту скорость «параболической»), и будет беспрепятственно уходить за пределы планеты. Этот процесс, до некоторой степени напоминающий испарение, называется «диссипацией». Очевидно, эффективная диссипация может происходить там, где плотность атмосферы настолько низка, что «ускользающие» атомы уже не испытывают столкновений с другими атомами. Если бы такие столкновения имели место, то они могли бы изменить величину и направление скорости ускользающих атомов, что препятствовало бы диссипации.
Математическая теория диссипации планетных атмосфер впервые была развита в начале этого века английским астрономом Джинсом (автором известной космогонической гипотезы, см. гл. 9). В дальнейшем она была усовершенствована трудами ряда ученых, в частности, американским астрофизиком Лайманом Спитцером и автором этой книги. Количество атомов, ускользающих из атмосферы за 1 сек., дается следующей формулой:
500 км) около 1500 К)). Если бы не постоянное поступление водорода в атмосферу, главным образом из-за испарения мирового океана, водорода в атмосфере нашей планеты не было бы совсем.
Из формулы видно, что скорость диссипации сильно зависит от массы планеты. Это и понятно. Ведь при малой массе параболическая скорость будет невелика, поэтому значительная часть атомов и молекул будет иметь скорость, превышающую параболическую. Например, у Луны, масса которой в 81 раз меньше земной, а радиус близок к 1700 км, параболическая скорость составляет всего лишь 2,4 км/с. Поэтому даже сравнительно тяжелые газы Луна на протяжении своей «космической» истории удержать не могла. Это объясняет отсутствие атмосферы на нашем спутнике. Меркурий также лишен сколько-нибудь плотной атмосферы. Впрочем, недавно автоматическая межпланетная станция «Маринер-10» обнаружила на этой планете чрезвычайно разреженную гелиевую атмосферу, «нанесенную» туда солнечным ветром.
Те вопросы, которые мы сейчас затронули, тесно переплетаются с основными проблемами планетной космогонии и прежде всего с пониманием самого раннего периода Земли и планет. Мы уже подчеркивали в гл. 10, что пока состояние планетной космогонии таково, что еще не существует определенных ответов на все возникающие важные вопросы. Можно высказать только несколько замечаний самого общего характера. Нельзя считать, что первоначальный сгусток материи, удерживаемый силой взаимного тяготения составляющих его атомов и молекул, из которого впоследствии образовалась Земля, имел химический состав такой же, как Солнце и звезды, т. е. был так же богат водородом и гелием. Можно показать, что никакая диссипация не в состоянии «отсортировать» из такого сгустка водород и гелий. Коль скоро это так, мы должны сделать вывод, что Земля, так же как и другие «внутренние» планеты, образовалась из вещества, бедного водородом и гелием. Таким веществом могли быть пылинки и молекулярные агрегаты, образовавшиеся в первоначальной туманности. Вместе с тем на сравнительно больших расстояниях от Солнца условия были благоприятны для образования довольно массивных водородно-гелиевых конденсаций, которые впоследствии превратились в большие планеты. Для этой схемы трудностью является объяснение химического состава Урана и Нептуна, которые сравнительно бедны водородом и гелием. Об этом мы уже говорили в гл. 10.
Во всяком случае, по-видимому, не случайна сравнительная близость к Солнцу планет земной группы и значительная удаленность от него больших планет. Отсюда мы можем сделать важный вывод: то обстоятельство, что планеты, атмосферы которых в принципе пригодны для возникновения и развития жизни, находятся в сравнительной близости от Солнца, т. е. в «зоне обитаемости», является закономерным следствием процесса, приводящего к формированию планетных систем. Это, конечно, повышает вероятность того, что на некоторых планетах данной планетной системы может возникнуть и развиваться жизнь. Итак, разные условия (положение планеты в «зоне обитаемости», подходящая масса ее и «благоприятный» химический состав атмосферы) могут выполняться одновременно, т. е. не являются независимыми.