التحليل - كتاب علوم الأرض و الفضاء - الصف 12 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

سؤال مربع-1: حدد أي العوامل الواردة أمامك الذي يؤثر بشكل مباشر في تقليل عمر المذنب أثناء دورته حول الشمس ولماذا؟

الإجابة: العامل الذي يؤثر بشكل مباشر في تقليل عمر المذنب هو البعد الحضيضي، فكلما قل البعد الحضيضي زادت سرعة المذنب، وزادت درجة الحرارة التي يتعرض لها، مما يؤدي إلى تبخر المزيد من المواد وتفتت المذنب بشكل أسرع.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** نحتاج أولاً أن نفهم ما هو البعد الحضيضي. البعد الحضيضي هو أقرب مسافة بين المذنب والشمس أثناء دورانه حولها.
2. **الخطوة 2 (التأثير):** عندما يكون البعد الحضيضي صغيراً (أي يكون المذنب قريباً جداً من الشمس)، فإن المذنب يتعرض لحرارة شمسية عالية جداً. هذه الحرارة تؤدي إلى تبخر المواد الجليدية والمواد المتطايرة التي يتكون منها المذنب بسرعة كبيرة.
3. **الخطوة 3 (النتيجة):** هذا التبخر السريع يؤدي إلى فقدان المذنب لجزء كبير من كتلته في كل مرة يقترب فيها من الشمس. مع تكرار الاقتراب وفقدان الكتلة، يتقلص عمر المذنب ويُستهلك بشكل أسرع. لذلك، العامل الذي يؤثر مباشرة في تقليل عمر المذنب هو **البعد الحضيضي**، فكلما قل هذا البعد، زادت الحرارة وفقدان الكتلة، مما يقلل العمر.

سؤال مربع-2: هذه المذنبات قصيرة الدورة بعضها يتفتت جزء من كتلته مع كل اقتراب له من الشمس، ولكن عندما يبتعد يحافظ عليها مجددًا، ويريد العلماء معرفة أي المذنبات التالية يستطيع البقاء لمدة أطول لعدة سنوات قبل أن يتحطم بالقرب منها في النهاية.

الإجابة: المذنب الذي يستطيع البقاء لمدة أطول هو المذنب الذي يمتلك أكبر بعد حضيضي، وهو المذنب ولف (2.41 AU)، لأنه كلما زاد البعد الحضيضي قلت درجة الحرارة التي يتعرض لها المذنب، وبالتالي يقل تبخر المواد المكونة له، مما يحافظ على كتلته لفترة أطول.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** نفكر في العلاقة بين البعد الحضيضي للمذنب ودرجة الحرارة التي يتعرض لها. البعد الحضيضي هو أقرب مسافة بين المذنب والشمس.
2. **الخطوة 2 (التطبيق):** المذنب الذي يمتلك بعداً حضيضياً أكبر يعني أنه حتى في أقرب نقطة له من الشمس، يبقى بعيداً نسبياً عنها. هذا البعد الكبير يجعله يتعرض لحرارة شمسية أقل مقارنة بالمذنب ذي البعد الحضيضي الصغير.
3. **الخطوة 3 (النتيجة):** بما أن الحرارة أقل، فإن عملية تبخر المواد المكونة للمذنب (مثل الجليد والغبار) تكون أبطأ. هذا يعني أن المذنب يفقد كتلته بمعدل أبطأ في كل اقتراب من الشمس، وبالتالي يستطيع الحفاظ على كتلته لفترة أطول (عدة سنوات) قبل أن يتحطم تماماً. لذلك، المذنب الذي يستطيع البقاء لمدة أطول هو الذي يمتلك **أكبر بعد حضيضي**.

سؤال 1: 1. صف شكل واتجاه ذيول المذنبات عند اقترابها من الشمس.

الإجابة: تتكون ذيول المذنبات من ذيل غباري وذيل أيوني. الذيل الغباري يكون منحنيًا ويتجه بعيدًا عن الشمس، بينما الذيل الأيوني يكون مستقيمًا ويتجه دائمًا بعيدًا عن الشمس بفعل الرياح الشمسية.

خطوات الحل:

1. **الشرح:** عندما يقترب المذنب من الشمس، تبدأ حرارتها في تسخين نواته الجليدية. هذا التسخين يؤدي إلى تحرر الغازات والغبار من النواة، مكونة سحابة حولها تسمى الذؤابة. من هذه الذؤابة، تتشكل ذيولان رئيسيان. الذيل الأول هو الذيل الغباري، ويتكون من جسيمات غبارية صغيرة. بسبب ضغط الإشعاع الشمسي، ينحني هذا الذيل ويتخذ شكلاً منحنياً ويتجه بعيداً عن الشمس. الذيل الثاني هو الذيل الأيوني أو البلازمي، ويتكون من غازات متأينة. هذا الذيل يتأثر بقوة الرياح الشمسية (تيار من الجسيمات المشحونة من الشمس)، مما يجعله يتجه بشكل مستقيم تماماً وبعيداً عن الشمس. لذلك، شكل واتجاه الذيول يكون: **ذيل غباري منحني يتجه بعيداً عن الشمس، وذيل أيوني مستقيم يتجه بعيداً عن الشمس**.

سؤال 2: 2. ما السبب الرئيسي الذي جعل كوكب أورانوس يدور بزاوية 90 درجة عن مستوى الكواكب؟

الإجابة: السبب الرئيسي هو اصطدام كوكب أورانوس بجرم سماوي كبير في بداية تكونه، مما أدى إلى إمالة محور دورانه بزاوية 90 درجة.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** معظم كواكب المجموعة الشمسية تدور حول محورها بزاوية ميل صغيرة نسبياً بالنسبة لمستوى مدارها حول الشمس (مستوى الكسوف).
2. **الخطوة 2 (السبب):** النظرية العلمية السائدة تفسر الميل الكبير لمحور دوران أورانوس (حوالي 98 درجة، مما يعني أنه يدور بشكل جانبي تقريباً) بأنه نتيجة لحدث عنيف في الماضي البعيد للنظام الشمسي.
3. **الخطوة 3 (النتيجة):** يعتقد العلماء أن أورانوس، أثناء مرحلة تكوينه، اصطدم بجرم سماكي كبير جداً (ربما بحجم كوكب صغير أو كوكب قزم). هذا الاصطدام الهائل أدى إلى إمالة الكوكب بأكمله، مما غير اتجاه محور دورانه بشكل جذري ليصبح بزاوية قريبة من 90 درجة بالنسبة لمستوى مدار الكواكب الأخرى. لذلك، السبب الرئيسي هو **اصطدامه بجرم سماكي كبير في بداية تكونه**.

سؤال 3: 3. قارن بين قمر تيتان وبقية أقمار النظام الشمسي في أغلفتها الغازية.

الإجابة: قمر تيتان هو القمر الوحيد في النظام الشمسي الذي يمتلك غلافًا جويًا كثيفًا وواضحًا، بينما بقية الأقمار إما لا تمتلك غلافًا جويًا أو تمتلك أغلفة رقيقة جدًا وغير واضحة.

خطوات الحل:

1. **الشرح:** قمر تيتان، وهو أكبر أقمار كوكب زحل، يتميز بصفة فريدة بين جميع أقمار المجموعة الشمسية. فهو يمتلك غلافاً جوياً كثيفاً وواضحاً، بل إن كثافته أكبر من كثافة الغلاف الجوي للأرض. هذا الغلاف يتكون أساساً من النيتروجين مع وجود ميثان وإيثان، وقد يؤدي إلى تشكل سحب وهطول أمطار من الميثان. في المقابل، الأقمار الأخرى في نظامنا الشمسي إما لا تمتلك غلافاً جوياً على الإطلاق (مثل قمر الأرض والقمر أوروبا)، أو تمتلك أغلفة جوية رقيقة جداً وضعيفة للغاية لدرجة أنها بالكاد تُعتبر أغلفة (مثل قمر المشتري جانيميد، أو قمر نبتون تريتون). لذلك، المقارنة تُظهر أن **تيتان هو القمر الوحيد ذو الغلاف الجوي الكثيف والواضح**، بينما أغلفة الأقمار الأخرى إما غير موجودة أو رقيقة جداً.

سؤال 4: 4. كيف يتحقق العلماء من مصدر الشهب كونها صادرة عن مذنب أو كويكب؟

الإجابة: يتحقق العلماء من مصدر الشهب عن طريق دراسة مسار الشهب وسرعتها. إذا كانت الشهب تتحرك في مدارات إهليلجية وتكون سرعتها عالية، فغالبًا ما تكون صادرة عن المذنبات. أما إذا كانت تتحرك في مدارات دائرية وتكون سرعتها أقل، فغالبًا ما تكون صادرة عن الكويكبات.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** الشهب هي جسيمات صغيرة تدخل الغلاف الجوي للأرض وتحترق. مصدر هذه الجسيمات يمكن أن يكون مخلفات مذنبات أو حطام كويكبات.
2. **الخطوة 2 (طريقة التمييز):** يستخدم العلماء أدوات مثل الرادارات والتلسكوبات لرصد الشهب ودراسة خصائصها. خاصيتان رئيسيتان تساعدان في تحديد المصدر: 1. **مسار وسرعة الشهاب**: المذنبات عادةً تسير في مدارات شديدة الاستطالة (إهليلجية) وتأتي بسرعات عالية جداً عندما تقترب من الشمس ومن الأرض. لذلك، الشهب الناتجة عن مخلفاتها ستظهر بسرعات عالية ومسارات مرتبطة بتلك المدارات الإهليلجية. 2. **مقارنة المدارات**: الكويكبات غالباً ما توجد في حزام الكويكبات بين المريخ والمشتري وتتحرك في مدارات أكثر استقراراً ودائرية نسبياً. الشهب الصادرة عنها ستكون بسرعات أقل ومسارات تتوافق مع تلك المدارات الدائرية.
3. **الخطوة 3 (النتيجة):** بتحليل بيانات مسار الشهاب وسرعته، ومقارنتها بالمدارات المعروفة للمذنبات والكويكبات، يستطيع العلماء استنتاج المصدر الأكثر احتمالاً. **السرعات العالية والمسارات الإهليلجية تشير إلى أصل مذنبي، بينما السرعات الأقل والمسارات الدائرية تشير إلى أصل كويكبي**.

سؤال الكتابة في علوم الفضاء: الكتابة في علوم الفضاء: ابحث ومن ثم اكتب تقرير عن بنية مذنب هالي خلال آخر زيارة له لنا وهل ما زالت بقايا كتلته تدور حول الشمس. وماذا تسمى؟

الإجابة: في آخر زيارة له (1986) ظهر مذنب هالي على أنه نواة داكنة غير منتظمة (تشبه «كرة ثلج متسخة») مكونة من جليد وغبار، وتتضمن منها نفاثات غاز وغبار تكون الذؤابة (الذيل) والذيل الأيوني. نعم، بقايا كتلته وشمسه ما زالت تدور حول الشمس على طول مداره وتسمى سحابة أورت/سحابة نيبكا، وتظهر لنا على هيئة زخات شهب مثل شهب الجباريات وشهب الإتا الدلويات.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (البحث عن بنية مذنب هالي):** عندما زار مذنب هالي الأرض آخر مرة في عام 1986، تمكنت المركبات الفضائية من دراسته عن قرب. لقد وجد العلماء أن نواته (الجزء الصلب المركزي) كانت صغيرة نسبياً (حوالي 15×8 كم) وشكلها غير منتظم، وتشبه كرة ثلجية متسخة. هذه النواة مكونة من خليط من الجليد (ماء، ثاني أكسيد الكربون، أمونيا) ومواد صخرية وغبار. عند اقترابها من الشمس، تبدأ هذه الجليديات بالتبخر، مطلقةً غازات وغباراً لتشكل سحابة ضخمة حول النواة تسمى الذؤابة، ومنها يتشكل الذيل الطويل.
2. **الخطوة 2 (مصير بقاياه):** نعم، مذنب هالي، مثل جميع المذنبات، يخلف وراءه مساراً من الحطام أثناء دورانه وفقدانه لمواده. هذه البقايا (جسيمات غبار وصخور صغيرة) تستمر في الدوران حول الشمس على نفس المسار التقريبي الذي كان يسلكه المذنب الأصلي. لا تزال هذه البقايا موجودة حتى اليوم.
3. **الخطوة 3 (التسمية):** عندما تمر الأرض في مدارها خلال سحابة من هذه البقايا المخلفة من مذنب هالي، تدخل الجسيمات غلافنا الجوي وتحترق، مما يخلق عرضاً للشهب. تسمى هذه الزخات الشهابية باسم الكوكبة التي تظهر منها في السماء. البقايا المخلفة من مذنب هالي مسؤولة عن زختين شهبيتين معروفتين: **شهب الإتا الدلويات** التي تظهر في مايو، و**شهب الجباريات** التي تظهر في أكتوبر. أما السحابة الكبيرة البعيدة التي يُعتقد أن مذنبات مثل هالي تأتي منها في الأصل فتُعرف باسم **سحابة أورت**.

ما هي الكواكب الخارجية وما أهم خصائصها المشتركة؟

الإجابة: الكواكب الخارجية هي المشتري وزحل وأورانوس ونبتون. تتشابه في أنها كواكب ذات قطر كبير ومجال مغناطيسي قوي، وتحوي حلقات وأقمار عديدة.

الشرح: هذه الكواكب تشكل مجموعة مميزة في النظام الشمسي بسبب أحجامها الكبيرة ووجود أنظمة حلقات وأقمار حولها، بالإضافة إلى مجالاتها المغناطيسية القوية.

تلميح: فكر في الكواكب الأربعة الأبعد عن الشمس وما يميزها عن الكواكب الداخلية.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

ما هو تعريف النيزك؟ وما مصدره؟

الإجابة: النيازك هي جرم صخري ذو حجم صغير يكون مصدره المذنبات أو الكويكبات، تخترق الغلاف الجوي للكواكب وتسقط على السطح محدثة فوهة.

الشرح: النيازك تختلف عن الكويكبات والمذنبات في حجمها الصغير ومصدرها، وعندما تخترق الغلاف الجوي وتصل إلى السطح تسمى نيازك، بينما إذا احترقت في الغلاف الجوي تسمى شهباً.

تلميح: ركز على أصل هذا الجرم الصخري الصغير وما يحدث عندما يدخل الغلاف الجوي.

التصنيف: تعريف | المستوى: متوسط

ما الفرق بين النيزك والشهاب؟

الإجابة: النيزك هو جرم صخري صغير يسقط على سطح الكوكب محدثاً فوهة، بينما الشهاب هو نفس الجرم عندما يحترق في الغلاف الجوي قبل أن يصل إلى الأرض.

الشرح: التسمية تعتمد على ما إذا كان الجرم الصخري يصل إلى سطح الكوكب أم لا. إذا احترق كلياً في الغلاف الجوي فهو شهاب، وإذا وصل جزء منه إلى السطح فهو نيزك.

تلميح: فكر في مصير الجرم الصخري عند دخوله الغلاف الجوي وما إذا وصل إلى السطح أم لا.

التصنيف: فرق بين مفهومين | المستوى: متوسط

ما هي الأنواع الثلاثة للحجارة النيزكية حسب تركيبها؟

الإجابة: 1. أحجار نيزكية حديدية. 2. أحجار نيزكية صخرية حديدية. 3. أحجار نيزكية صخرية.

الشرح: هذا التصنيف العلمي يعتمد على التركيب الكيميائي والمعدني للحجارة النيزكية، حيث تشير الأسماء إلى نسبة الحديد إلى المواد الصخرية فيها.

تلميح: تذكر أن التصنيف يعتمد على المادة الرئيسية المكونة للحجر النيزكي.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: سهل

ما هو تعريف الكويكبات؟

الإجابة: الكويكبات هي أجرام صخرية غير منتظمة الشكل تدور حول الشمس.

الشرح: الكويكبات تختلف عن الكواكب في حجمها الصغير وشكلها غير المنتظم، وتوجد معظمها في حزام الكويكبات بين المريخ والمشتري.

تلميح: ركز على طبيعة هذه الأجرام وشكلها ومكان وجودها في النظام الشمسي.

التصنيف: تعريف | المستوى: سهل