Коротка характеристика планети землі. Земля – унікальна планета! Внутрішня будова Землі

Земля – третя від Сонця планета та п'ята за розміром серед усіх планет Сонячної системи. Вона є також найбільшою за діаметром, масою та щільністю серед планет земної групи.

Іноді згадується як Світ, Блакитна планета, іноді Терра (від лат. Terra). Єдине відоме людині зараз тіло Сонячної системи зокрема і Всесвіту взагалі, населене живими організмами.

Наукові дані вказують на те, що Земля утворилася із сонячної туманності близько 4,54 мільярда років тому, і незабаром після цього придбала свій єдиний природний супутник - Місяць. Життя з'явилося на Землі близько 3,5 мільярдів років тому, тобто протягом 1 мільярда після її виникнення. З того часу біосфера Землі значно змінила атмосферу та інші абіотичні фактори, зумовивши кількісне зростання аеробних організмів, і навіть формування озонового шару, що разом із магнітним полем Землі послаблює шкідливу життя сонячну радіацію, цим зберігаючи умови існування життя Землі.

Радіація, обумовлена ​​самою земною корою, З часів її утворення значно знизилася завдяки поступовому розпаду радіонуклідів у ній. Кора Землі розділена на кілька сегментів, або тектонічних плит, які рухаються поверхнею зі швидкостями близько кількох сантиметрів на рік. Приблизно 70,8% поверхні планети займає Світовий океан, решту поверхні займають континенти та острови. На материках розташовані річки та озера, разом із Світовим океаном вони складають гідросферу. Рідка вода, необхідна для всіх відомих життєвих форм, не існує на поверхні якоїсь із відомих планетта планетоїдів Сонячної системи, крім Землі. Полюси Землі вкриті крижаним панцирем, який включає морський лід Арктики і антарктичний крижаний щит.

Внутрішні області Землі досить активні і складаються з товстого, дуже в'язкого шару, званого мантією, яка покриває рідке зовнішнє ядро, що є джерелом магнітного поля Землі та внутрішнє тверде ядро, що, ймовірно, складається із заліза та нікелю. Фізичні характеристики Землі та її орбітального рухудозволили життю зберегтися протягом останніх 3,5 млрд років. За різними оцінками, Земля зберігатиме умови існування живих організмів ще протягом 0,5 - 2,3 млрд років.

Земля взаємодіє (притягується гравітаційними силами) коїться з іншими об'єктами у космосі, включаючи Сонце і Місяць. Земля обертається навколо Сонця та робить навколо нього повний оборотприблизно за 365,26 сонячної доби – сидеричний рік. Вісь обертання Землі нахилена на 23,44° щодо перпендикуляра до її орбітальної площини, це викликає сезонні змінина поверхні планети з періодом в один тропічний рік – 365,24 сонячної доби. Доба зараз становить приблизно 24 години. Місяць розпочав своє звернення на орбіті навколо Землі приблизно 4,53 мільярда років тому. Гравітаційний вплив Місяця Землю є причиною виникнення океанських припливів. Також Місяць стабілізує нахил земної осіі поступово уповільнює обертання Землі. Деякі теорії вважають, що падіння астероїдів призводили до суттєвих змін у навколишньому середовищі та поверхні Землі, викликаючи, зокрема, масові вимирання різних видів живих істот.

Планета є домом для мільйонів видів живих істот, включаючи людину. Територія Землі поділена на 195 незалежних держав, які взаємодіють між собою шляхом дипломатичних відносин, подорожі, торгівлі або військових дій. Людська культурасформувала багато уявлень про пристрій світобудови - таких, як концепція про плоску Землю, геоцентричну систему світу і гіпотезу Геї, за якою Земля є єдиним суперорганізмом.

Історія Землі

Сучасною науковою гіпотезоюформування Землі та інших планет Сонячної системи є гіпотеза сонячної туманності, за якою Сонячна система утворилася з великої хмари міжзоряного пилу та газу. Хмара складалася головним чином з водню та гелію, які утворилися після Великого вибухуи більше важких елементів, залишені вибухами наднових. Приблизно 4,5 млрд років тому хмара стала стискатися, що, ймовірно, сталося через вплив ударної хвилі від наднової, що спалахнула на відстані декількох світлових років. Коли хмара почала скорочуватися, її кутовий момент, гравітація та інерція сплюснули його в протопланетний диск перпендикулярно до його осі обертання. Після цього уламки в протопланетному диску під дією сили тяжіння почали стикатися і, зливаючись, утворювали перші планетоїди.

У процесі акреції планетоїди, пил, газ та уламки, що залишилися після формування Сонячної системи, стали зливатися у все більші об'єкти, формуючи планети. Приблизна дата утворення Землі – 4,54±0,04 млрд років тому. Весь процес формування планети зайняв приблизно 10-20 мільйонів років.

Місяць сформувався пізніше, приблизно 4,527 ± 0,01 млрд років тому, хоча його походження досі точно не встановлено. Основна гіпотеза свідчить, що вона утворилася шляхом акреції з речовини, що залишилася після зіткнення Землі з об'єктом, за розмірами близьким Марсу і масою 10 % від земної (іноді цей об'єкт називають «Тейя»). Внаслідок цього зіткнення було вивільнено приблизно в 100 млн разів більше енергії, ніж у результаті того, що викликало вимирання динозаврів. Цього було достатньо для випаровування зовнішніх шарів Землі та розплавлення обох тіл. Частина мантії була викинута на орбіту Землі, що передбачає, чому Місяць обділений металевим матеріалом, і пояснює її незвичайний склад. Під впливом своєї сили тяжкості викинутий матеріал прийняв сферичну форму і утворився Місяць.

Протоземля збільшилася рахунок акреції, і була досить розпечена, щоб розплавляти метали і мінерали. Залізо, а також геохімічно споріднені йому сидерофільні елементи, маючи більш високу щільність, ніж силікати та алюмосилікати, опускалися до центру Землі. Це призвело до поділу внутрішніх шарів Землі на мантію та металеве ядро ​​лише через 10 мільйонів років після того, як Земля почала формуватися, зробивши шарувату структуру Землі і сформувавши магнітне поле Землі. Виділення газів з кори та вулканічна активність призвели до утворення первинної атмосфери. Конденсація водяної пари, посилена льодом, занесеним кометами та астероїдами, призвела до утворення океанів. Земна атмосфера тоді складалася з легких атмофільних елементів: водню та гелію, але містила значно більше вуглекислого газу, ніж зараз, а це вберегло океани від замерзання, оскільки світність Сонця тоді не перевищувала 70% нинішнього рівня. Приблизно 3,5 мільярда років тому утворилося магнітне поле Землі, яке запобігло спустошенню атмосфери сонячним вітром.

Поверхня планети постійно змінювалася протягом сотень мільйонів років: континенти з'являлися та руйнувалися. Вони переміщалися поверхнею, часом збираючись у суперконтинент. Приблизно 750 млн років тому ранній з відомих суперконтинентів - Батьківщина - став розколюватися на частини. Пізніше ці частини об'єдналися в Паннотію (600-540 млн років тому), потім останній із суперконтинентів - Пангею, який розпався 180 мільйонів років тому.

Виникнення життя

Існує низка гіпотез виникнення життя Землі. Близько 3,5-3,8 млрд років тому з'явився "останній універсальний загальний предок", від якого згодом походять всі інші живі організми.

Розвиток фотосинтезу дозволило живим організмам використовувати сонячну енергію безпосередньо. Це призвело до оксигенації атмосфери, що почалася приблизно 2500 млн. років тому, а у верхніх шарах - до формування озонового шару. Симбіоз дрібних клітин із більшими призвів до розвитку складних клітин – еукаріотів. Приблизно 2,1 млрд. років тому з'явилися багатоклітинні організми, які продовжували пристосовуватися до навколишніх умов. Завдяки поглинанню згубного ультрафіолетового випромінювання озоновим шаром життя змогло розпочати освоєння поверхні Землі.

У 1960 році була висунута гіпотеза Землі-сніжка, яка стверджує, що в період між 750 і 580 млн. років тому Земля була повністю покрита льодом. Ця гіпотеза пояснює кембрійський вибух - різке підвищення різноманітності багатоклітинних форм життя близько 542 млн. років тому.

Близько 1200 млн. років тому з'явилися перші водорості, а приблизно 450 млн. років тому - перші вищі рослини. Безхребетні тварини з'явилися у едіакарському періоді, а хребетні – під час кембрійського вибуху близько 525 мільйонів років тому.

Після Кембрійського вибуху було п'ять масових вимирань. Вимирання наприкінці пермського періоду, що є наймасовішим історія життя Землі, призвело до загибелі понад 90 % живих істот планети. Після пермської катастрофи найпоширенішими наземними хребетними стали архозаври, яких наприкінці тріасового періоду сталися динозаври. Вони домінували на планеті протягом юрського та крейдяного періодів. 65 млн років тому відбулося крейдяно-палеогенове вимирання, спричинене, ймовірно, падінням метеориту; воно призвело до зникнення динозаврів та інших великих рептилій, але обійшло багатьох дрібних тварин, таких як ссавці, які тоді являли собою невеликих комахоїдних тварин, а також птахів, які є еволюційною гілкою динозаврів. Протягом останніх 65 мільйонів років розвинулося велика кількістьрізноманітних видів ссавців, і кілька мільйонів років тому мавпоподібні тварини отримали здатність до прямоходіння. Це дозволило використовувати знаряддя та сприяло спілкуванню, яке допомагало добувати їжу та стимулювало необхідність у великому мозку. Розвиток землеробства, та був цивілізації, у стислі терміни дозволило людям впливати на Землю як жодна інша форма життя, впливати на природу і чисельність інших видів.

Останній льодовиковий період розпочався приблизно 40 млн. років тому, його пік припадає на плейстоцен близько 3 мільйонів років тому. На тлі тривалих та значних змін середньої температури земної поверхні, що може бути пов'язано з періодом обігу Сонячної системи навколо центру Галактики (близько 200 млн років), мають місце і менші за амплітудою та тривалістю цикли похолодання та потепління, що відбуваються кожні 40-100 тисяч років. , що мають явно автоколивальний характер, можливо, викликаний дією зворотних зв'язківвід реакції всієї біосфери як цілого, що прагне забезпечити стабілізацію клімату Землі (див. гіпотезу Геї, висунуту Джеймсом Лавлоком, і навіть теорію біотичної регуляції, запропоновану У. Р. Горшковим).

Останній цикл заледеніння у Північній півкулі закінчився близько 10 тисяч років тому.

Будова Землі

Згідно з теорією тектонічних плит, зовнішня частина Землі складається з двох шарів: літосфери, що включає земну кору, і затверділа верхня частина мантії. Під літосферою розташовується астеносфера, що становить зовнішню частину мантії. Астеносфера поводиться як перегріта і надзвичайно в'язка рідина.

Літосфера розбита на тектонічні плити, і ніби плаває астеносферою. Плити є жорсткими сегментами, які рухаються відносно один одного. Існує три типи їх взаємного переміщення: конвергенція (сходження), дивергенція (розбіжність) та зсувні переміщення трансформними розломами. На розломах між тектонічними плитами можуть відбуватися землетруси, вулканічна активність, гороутворення, утворення океанських западин.

Список найбільших тектонічних плит з розмірами наведено у таблиці праворуч. Серед менших плит слід відзначити індостанську, арабську, карибську плити, плиту Наска і плиту Скотія. Австралійська плитафактично злилася з Індостанською між 50 та 55 млн років тому. Найшвидше рухаються океанські плити; Так, плита Кокос рухається зі швидкістю 75 мм на рік, а тихоокеанська плита - зі швидкістю 52-69 мм на рік. Найнижча швидкість у євразійської плити – 21 мм на рік.

Географічна оболонка

Приповерхневі частини планети (верхня частина літосфери, гідросфера, нижні шари атмосфери) загалом називаються географічною оболонкою та вивчаються географією.

Рельєф Землі дуже різноманітний. Близько 70,8% поверхні планети покрито водою (зокрема континентальні шельфи). Підводна поверхня гориста включає систему серединно-океанічних хребтів, а також підводні вулкани, океанічні жолоби, підводні каньйони, океанічні плато і абісальні рівнини. 29,2%, що залишилися, непокриті водою, включають гори, пустелі, рівнини, плоскогір'я та ін.

Протягом геологічних періодів поверхня планети постійно змінюється через тектонічні процеси та ерозію. Рельєф тектонічних плит формується під впливом вивітрювання, яке є наслідком опадів, коливань температур, хімічних впливів. Змінюють земну поверхню та льодовики, берегова ерозія, утворення коралових рифів, зіткнення з великими метеоритами.

При переміщенні континентальних плит по планеті океанічне дно занурюється під їх краї, що насуваються. У той же час речовина мантії, що піднімається з глибин, створює дивергентний кордон на серединно-океанічних хребтах. Спільно ці два процеси призводять до постійного оновлення матеріалу океанічні плити. Вік більшості океанського дна менше 100 млн років. Найдавніша океанічна корарозташована у західній частині Тихого океану, а її вік становить приблизно 200 млн. років. Для порівняння, вік найстаріших копалин, знайдених на суші, сягає близько 3 млрд. років.

Континентальні плити складаються з матеріалу з низькою щільністю, такого як вулканічний граніт та андезит. Менш поширений базальт - щільна вулканічна порода, що є основною складовою океанічного дна. Приблизно 75 % поверхні материків покрито осадовими породами, хоча породи становлять приблизно 5 % земної кори. Третіми за поширеністю Землі породами є метаморфічні гірські породи, що сформувалися в результаті зміни (метаморфізму) осадових або магматичних гірських порід під дією високого тиску, високої температури або того й іншого одночасно. Найпоширеніші силікати на поверхні Землі – це кварц, польовий шпат, амфібол, слюда, піроксен та олівін; карбонати – кальцит (у вапняку), арагоніт та доломіт.

Педосфера – найвищий шар літосфери – включає ґрунт. Вона перебуває межі між літосферою, атмосферою, гидросферой. На сьогодні загальна площа земель, що культивуються, становить 13,31 % поверхні суші, з яких лише 4,71 % постійно зайняті сільськогосподарськими культурами. Приблизно 40 % земної суші сьогодні використовується для орних угідь і пасовищ, це приблизно 1,3 107 км орних земель і 3,4 107 км пасовищ.

Гідросфера

Гідросфера (від др.-грец. Yδωρ – вода та σφαῖρα – куля) – сукупність усіх водних запасів Землі.

Наявність рідкої води на поверхні Землі є унікальною властивістющо відрізняє нашу планету від інших об'єктів Сонячної системи. Більшість води зосереджена в океанах і морях, значно менше - в річкових мережах, озерах, болотах та підземних водах. Також великі запаси води є в атмосфері, у вигляді хмар та водяної пари.

Частина води знаходиться у твердому стані у вигляді льодовиків, снігового покриву та в вічній мерзлотіскладаючи кріосферу.

Загальна маса води у Світовому океані становить приблизно 1,35·1018 тонн, або близько 1/4400 від загальної маси Землі. Океани покривають площу близько 3,618·108 км2 із середньою глибиною 3682 м, що дозволяє обчислити загальний обсяг води у яких: 1,332·109 км3. Якщо всю цю воду рівномірно розподілити по поверхні, то вийшов би шар завтовшки більше 2,7 км. З усієї води, що є Землі, лише 2,5 % посідає прісну, решта - солона. Більша частина прісної води, близько 68,7 %, нині перебуває у льодовиках. Рідка вода з'явилася на Землі, мабуть, близько чотирьох мільярдів років тому.

Середня солоність земних океанів - близько 35 г солі на кілограм морської води (35 ‰). Значна частина цієї солі була вивільнена при вулканічних виверженнях або вилучена з охолоджених гірських порід, що сформували дно океану.

Атмосфера Землі

Атмосфера - газова оболонка, що оточує планету Земля; складається з азоту та кисню, зі слідовими кількостями водяної пари, діоксиду вуглецю та інших газів. З моменту свого утворення вона значно змінилася під впливом біосфери. Поява оксигенного фотосинтезу 2,4-2,5 млрд років тому сприяла розвитку аеробних організмів, а також насичення атмосфери киснем та формування озонового шару, який оберігає все живе від шкідливих ультрафіолетових променів. Атмосфера визначає погоду на Землі, захищає планету від космічних променів, і частково - від метеоритних бомбардувань. Вона також регулює основні кліматоутворюючі процеси: кругообіг води в природі, циркуляцію повітряних мас, перенесення тепла. Молекули атмосфери можуть захоплювати теплову енергіюзаважаючи їй піти у відкритий космос, тим самим підвищуючи температуру планети. Це явище відоме як парниковий ефект. Основними парниковими газами вважаються водяна пара, двоокис вуглецю, метан та озон. Без цього ефекту теплоізоляції середня поверхнева температура Землі склала від мінус 18 до мінус 23 °C, хоча насправді вона дорівнює 14,8 °С, і життя швидше за все не існувало б.

Атмосфера Землі поділяється на шари, які різняться між собою температурою, щільністю, хімічним складом тощо. буд. Загальна маса газів, що становлять земну атмосферу - приблизно 5,15·1018 кг. На рівні моря атмосфера чинить на поверхню Землі тиск 1 атм (101,325 кПа). Середня щільність повітря біля поверхні - 1,22 г/л, причому швидко зменшується зі зростанням висоти: так, на висоті 10 км над рівнем моря вона становить не більше 0,41 г/л, а на висоті 100 км - 10-7 г/л.

У нижній частині атмосфери міститься близько 80 % загальної її маси та 99 % усієї водяної пари (1,3-1,5·1013 т), цей шар називається тропосферою. Його товщина неоднакова і залежить від типу клімату та сезонних факторів: так, у полярних регіонах вона становить близько 8-10 км, в помірному поясі до 10-12 км, а в тропічних чи екваторіальних сягає 16-18 км. У цьому шарі атмосфери температура опускається в середньому на 6 °С на кожен кілометр під час руху у висоту. Вище розташований перехідний шар - тропопауза, що відокремлює тропосферу від стратосфери. Температура тут знаходиться у межах 190-220 K.

Стратосфера - шар атмосфери, який розташований на висоті від 10-12 до 55 км (залежно від погодних умов та пори року). На нього припадає трохи більше 20 % всієї маси атмосфери. Для цього шару характерне зниження температури до висоти ~25 км, з подальшим підвищенням на кордоні з мезосферою до 0 °С. Цей кордон називається стратопаузою і знаходиться на висоті 47-52 км. У стратосфері відзначається найбільша концентрація озону в атмосфері, що оберігає всі живі організми Землі від шкідливого ультрафіолетового випромінювання Сонця. Інтенсивне поглинання сонячного випромінюванняозоновим шаром і викликає швидкий рісттемператури у цій частині атмосфери.

Мезосфера розташована на висоті від 50 до 80 км над поверхнею Землі, між стратосферою та термосферою. Вона відокремлена від цих верств мезопаузою (80-90 км). Це найхолодніше місце на Землі, температура тут опускається до -100 °C. За такої температури вода, що міститься в повітрі, швидко замерзає, формуючи сріблясті хмари. Їх можна спостерігати відразу після заходу Сонця, але найкраща видимість створюється, коли воно знаходиться від 4 до 16 ° нижче за горизонт. У мезосфері згоряє більша частина метеоритів, що проникають у земну атмосферу. З поверхні Землі вони спостерігаються як падаючі зірки. На висоті 100 км над рівнем моря знаходиться умовна межа між земною атмосферою та космосом – лінія Кармана.

У термосфері температура швидко піднімається до 1000 К, це з поглинанням у ній короткохвильового сонячного випромінювання. Це протяжний шар атмосфери (80-1000 км). На висоті близько 800 км. зростання температури припиняється, оскільки повітря тут дуже розріджене і слабо поглинає сонячну радіацію.

Іоносфера включає два останні шари. Тут відбувається іонізація молекул під впливом сонячного вітру і виникають полярні сяйва.

Екзосфера - зовнішня та дуже розріджена частина земної атмосфери. У цьому шарі частинки здатні долати другу космічну швидкість Землі і випаровуватися в космічний простір. Це викликає повільний, але стійкий процес, Називається дисипацією (розсіюванням) атмосфери. У космос вислизають переважно частки легких газів: водню і гелію. Молекули водню, що мають найнижчу молекулярну масу, можуть легше досягати другої космічної швидкості і витікати в космічний простір більш швидкими темпами, ніж інші гази. Вважається, що втрата відновників, наприклад водню, була необхідною умовою можливості стійкого накопичення кисню в атмосфері. Отже, властивість водню залишати атмосферу Землі, можливо, вплинула розвиток життя планети. В даний час більша частина водню, що потрапляє в атмосферу, перетворюється на воду, не покидаючи Землю, а втрата водню відбувається в основному від руйнування метану у верхніх шарах атмосфери.

Хімічний склад атмосфери

У Землі повітря містить до 78,08 % азоту (за обсягом), 20,95 % кисню, 0,93 % аргону і близько 0,03 % вуглекислого газу. Перед інших компонентів припадає трохи більше 0,1 %: це водень, метан, чадний газ, оксиди сірки та азоту, водяну пару, і інертні гази. Залежно від пори року, клімату та місцевості до складу атмосфери можуть входити пил, частки органічних матеріалів, попіл, сажа та ін. Вище 200 км основним компонентом атмосфери стає азот. На висоті 600 км переважає гелій, а від 2000 км - водень (воднева корона).

Погода та клімат

Земна атмосфера не має певних меж, вона поступово стає тоншою і розрідженою, переходячи в космічний простір. Три чверті маси атмосфери міститься у перших 11 кілометрах від поверхні планети (тропосфера). Сонячна енергія нагріває цей шар біля поверхні, викликаючи розширення повітря та зменшуючи його щільність. Потім нагріте повітря піднімається, яке місце займає більш холодне і щільне повітря. Так виникає циркуляція атмосфери – система замкнутих течій повітряних мас шляхом перерозподілу теплової енергії.

Основою циркуляції атмосфери є пасати в екваторіальний пояс(нижче 30° широти) та західні вітри помірного поясу(У широтах між 30 ° і 60 °). Морські течіїтакож є важливими факторами у формуванні клімату, так само як і термохалінна циркуляція, яка розподіляє теплову енергію з екваторіальних регіонів на полярні.

Водяна пара, що піднімається з поверхні, формує хмари в атмосфері. Коли атмосферні умови дозволять піднятися вологому теплому повітрі, ця вода конденсується і випадає на поверхню у вигляді дощу, снігу або граду. Більшість атмосферних опадів, що випали на сушу, потрапляє в річки, і зрештою повертається в океани або залишається в озерах, а потім знову випаровується, повторюючи цикл. Цей кругообіг води в природі є життєво важливим фактором для існування життя на суші. Кількість опадів, що випадають за рік по-різному, починаючи від кількох метрів до кількох міліметрів залежно від географічного розташування регіону. Атмосферна циркуляція, топологічні особливості місцевості та перепади температур визначають середню кількість опадів, що випадає у кожному регіоні.

Кількість сонячної енергії, що досягло поверхні Землі, зменшується зі збільшенням широти. У більш високих широтах сонячне світло падає на поверхню під гострішим кутом, ніж у низьких; і він повинен пройти довший шлях у земній атмосфері. В результаті цього середньорічна температураповітря (на рівні моря) зменшується приблизно на 0,4 ° С при русі на 1 градус по обидва боки від екватора. Земля поділена на кліматичні пояси - природні зони, мають приблизно однорідний клімат . Типи клімату можуть бути класифіковані за режимом температури, кількістю зимових та літніх опадів. Найбільш поширена система класифікації клімату - класифікація Кеппена, відповідно до якої найкращим критерієм визначення типу клімату є те, які рослини виростають на цій місцевості в природних умовах. У систему входять п'ять основних кліматичних зон (вологі тропічні ліси, пустелі, помірний пояс, континентальний клімат і полярний тип), які поділяються на більш конкретні підтипи.

Біосфера

Біосфера - це сукупність частин земних оболонок (літо-, гідро-і атмосфери), яка заселена живими організмами, знаходиться під їх впливом і зайнята продуктами їхньої життєдіяльності. Термін «біосфера» був уперше запропонований австрійським геологом та палеонтологом Едуардом Зюссом у 1875 році. Біосфера - оболонка Землі, заселена живими організмами та перетворена ними. Вона почала формуватися не раніше, ніж 3,8 млрд. років тому, коли на нашій планеті почали зароджуватися перші організми. Вона включає всю гідросферу, верхню частинулітосфери та нижню частину атмосфери, тобто населяє екосферу. Біосфера є сукупністю всіх живих організмів. У ній мешкає понад 3 000 000 видів рослин, тварин, грибів та мікроорганізмів.

Біосфера складається з екосистем, які включають у собі спільноти живих організмів (біоценоз), середовища проживання (біотоп), системи зв'язків, які здійснюють обмін речовиною та енергією між ними. На суші вони розділені головним чином географічними широтами, висотою над рівнем моря та відмінностями щодо випадання опадів. Наземні екосистеми, що знаходяться в Арктиці або Антарктиці, на великих висотах або в украй посушливих районах, відносно бідні на рослини і тварини; різноманітність видів досягає піку у вологих тропічних лісах екваторіального поясу.

Магнітне поле Землі

Магнітне поле Землі у першому наближенні є диполь, полюси якого розташовані поруч із географічними полюсами планети. Поле формує магнітосферу, що відхиляє частки сонячного вітру. Вони накопичуються в радіаційних поясах - двох концентричних областях у формі тора навколо Землі. Біля магнітних полюсів ці частинки можуть «висипатися» в атмосферу та призводити до появи полярних сяйв. На екваторі магнітне поле Землі має індукцію 3,05 · 10-5 Tл та магнітний момент 7,91 · 1015 Tл · м3.

Відповідно до теорії «магнітного динамо», поле генерується в центральній області Землі, де тепло створює протікання електричного струму в рідкому металевому ядрі. Це своє чергу призводить до виникнення в Землі магнітного поля. Конвекційні рухи в ядрі є хаотичними; магнітні полюсидрейфують та періодично змінюють свою полярність. Це викликає інверсії магнітного поля Землі, які виникають у середньому кілька разів за кожні кілька мільйонів років. Остання інверсія відбулася приблизно 700 000 років тому.

Магнітосфера - область простору навколо Землі, що утворюється, коли потік заряджених частинок сонячного вітру відхиляється від своєї початкової траєкторії під впливом магнітного поля. На боці, зверненій до Сонця, товщина її головної ударної хвилі становить близько 17 км і розташована на відстані близько 90 000 км від Землі. На нічному боці планети магнітосфера витягується, набуваючи довгої циліндричної форми.

Коли заряджені частки високої енергії зіштовхуються з магнітосферою Землі, з'являються радіаційні пояси (пояса Ван Аллена). Полярні сяйва виникають, коли сонячна плазма досягає атмосфери Землі в районі магнітних полюсів.

Орбіта та обертання Землі

Землі потрібно в середньому 23 години 56 хвилин і 4,091 секунди (зоряна доба), щоб зробити один оберт навколо своєї осі. Швидкість обертання планети із заходу на схід становить приблизно 15 градусів на годину (1 градус на 4 хвилини, 15′ на хвилину). Це еквівалентно кутовому діаметру Сонця або Місяця кожні дві хвилини (видимі розміри Сонця та Місяця приблизно однакові).

Обертання Землі нестабільне: швидкість її обертання щодо небесної сферизмінюється (у квітні та листопаді тривалість доби відрізняється від еталонних на 0,001 с), вісь обертання прецесує (на 20,1″ на рік) і коливається (видалення миттєвого полюса від середнього не перевищує 15′). У великому масштабі часу – сповільнюється. Тривалість одного обороту Землі збільшувалася за останні 2000 років у середньому на 0,0023 секунди за сторіччя (за спостереженнями за останні 250 років це збільшення менше - близько 0,0014 секунди за 100 років). Через припливне прискорення, в середньому, кожен наступний день виявляється довшим за попередній на ~29 наносекунд.

Період обертання Землі щодо нерухомих зірок у Міжнародній службі обертання Землі (IERS) дорівнює 86164,098903691 секунд за версією UT1 або 23 год. 56 хв. 4.098903691 с.

Земля рухається навколо Сонця еліптичною орбітою на відстані близько 150 млн км із середньою швидкістю 29,765 км/сек. Швидкість коливається від 30,27 км/с (у перигелії) до 29,27 км/с (в афелії). Рухаючись орбітою, Земля здійснює повний оборот за 365,2564 середньої сонячної доби (один зірковий рік). З Землі переміщення Сонця щодо зірок становить близько 1° на день східному напрямку. Швидкість руху Землі орбітою непостійна: у липні (при проходженні афелія) вона мінімальна і становить близько 60 кутових хвилин на добу, а при проходженні перигелію в січні максимальна, близько 62 хвилин на добу. Сонце і вся Сонячна система обертається навколо центру галактики Чумацького Шляху майже круговою орбітою зі швидкістю близько 220 км/c. У свою чергу Сонячна система у складі Чумацького Шляху рухається зі швидкістю приблизно 20 км/с у напрямку до точки (апексу), що знаходиться на межі сузір'їв Ліри та Геркулеса, прискорюючись у міру розширення Всесвіту.

Місяць звертається разом із Землею навколо загального центру мас кожні 27,32 діб щодо зірок. Проміжок часу між двома однаковими фазами місяця (синодичний місяць) становить 29,53059 днів. Якщо дивитися з північного полюса світу, Місяць рухається навколо Землі проти годинникової стрілки. В цей же бік відбувається і навернення всіх планет навколо Сонця, і обертання Сонця, Землі та Місяця навколо своєї осі. Вісь обертання Землі відхилена від перпендикуляра до площині її орбіти на 23,5 градуси (напрямок і кут нахилу осі Землі змінюється через прецесію, а видиме піднесення Сонця залежить від пори року); орбіта Місяця нахилена на 5 градусів щодо орбіти Землі (без цього відхилення кожного місяця відбувалося б одне сонячне і одне місячне затемнення).

Через нахил осі Землі висота Сонця над горизонтом протягом року змінюється. Для спостерігача в північних широтах влітку, коли Північний полюс нахилений до Сонця, світлий час доби триває довше, і Сонце в небі вище. Це призводить до вищих середніх температур повітря. Коли північний полюсвідхиляється в протилежний від Сонця бік, все стає навпаки і клімат стає холоднішим. За Північним полярним колом у цей час буває полярна ніч, що на широті Північного полярного колатриває майже дві доби (сонце не сягає дня зимового сонцестояння), досягаючи на Північному полюсі півроку.

Ці зміни клімату (зумовлені нахилом земної осі) призводять до зміни пір року. Чотири сезони визначаються сонцестояннями - моментами, коли земна вісь максимально нахилена у напрямку до Сонця або від Сонця, - і рівнодення. Зимове сонцестояннявідбувається близько 21 грудня, літнє – приблизно 21 червня, весняне рівнодення – приблизно 20 березня, а осіннє – 23 вересня. Коли Північний полюс нахилений до Сонця, південний відповідно нахилений від нього. Таким чином, коли в північній півкулі літо, в південній - зима, і навпаки (хоча місяці називаються однаково, тобто, наприклад, лютий у північній півкулі - останній (і найхолодніший) місяць зими, а в південній - останній (і найтепліший) ) Місяць літа).

Кут нахилу земної осі щодо постійний протягом багато часу. Однак він зазнає незначних зсувів (відомих як нутація) з періодичністю 18,6 років. Також є довгоперіодичні коливання (близько 41 000 років), відомі як цикли Міланковича. Орієнтація осі Землі з часом також змінюється, тривалість періоду прецесії становить 25 000 років; ця прецесія є причиною відмінності зоряного року та тропічного року. Обидва ці рухи викликані мінливим тяжінням, що діє з боку Сонця та Місяця на екваторіальну опуклість Землі. Полюси Землі переміщуються щодо її поверхні кілька метрів. Такий рух полюсів має різноманітні циклічні складові, які разом називаються квазіперіодичним рухом. На додаток до річних компонентів цього руху існує 14-місячний цикл, який називається чандлерівським рухом полюсів Землі. Швидкість обертання Землі також непостійна, що відбивається у зміні тривалості доби.

В даний час Земля проходить перигелій близько 3 січня, а афелій – приблизно 4 липня. Кількість сонячної енергії, що досягає Землі в перигелії, на 6,9% більше, ніж в афелії, оскільки відстань від Землі до Сонця в афелії більша на 3,4%. Це пояснюється законом обернених квадратів. Так як південна півкуля нахилена у бік Сонця приблизно в той же час, коли Земля знаходиться найближче до Сонця, то протягом року вона отримує трохи більше сонячної енергії, ніж північна. Однак цей ефект значно менш значущий, ніж зміна повної енергії, обумовлена ​​нахилом земної осі, і, крім того, більша частинанадлишкової енергії поглинається великою кількістю води південної півкулі.

Для Землі радіус сфери Хілла (сфера впливу земної гравітації) дорівнює приблизно 1,5 млн. км. Це максимальна відстань, на якій вплив гравітації Землі більший, ніж вплив гравітацій інших планет та Сонця.

Спостереження

Вперше Земля була сфотографована з космосу в 1959 апаратом Експлорер-6. Першою людиною, яка побачила Землю з космосу, став у 1961 році Юрій Гагарін. Екіпаж Аполлона-8 в 1968 першим спостерігав схід Землі з місячної орбіти. У 1972 році екіпаж Аполлона-17 зробив знаменитий знімок Землі - The Blue Marble.

З відкритого космосу і з «зовнішніх» планет (розташованих за орбітою Землі) можна спостерігати проходження Землі через фази, подібні до місячних, так само, як земний спостерігач може бачити фази Венери ( відкриті ГалілеоГалілеєм).

Місяць

Місяць – відносно великий планетоподібний супутник з діаметром, рівним чверті земного. Це найбільший по відношенню до розмірів своєї планети супутник Сонячної системи. За назвою земного Місяця, природні супутники інших планет також називаються «місяцями».

Гравітаційне тяжіння між Землею та Місяцем є причиною земних припливів та відливів. Аналогічний ефект на Місяці проявляється в тому, що вона постійно звернена до Землі однією і тією ж стороною (період обороту Місяця навколо своєї осі дорівнює періоду його обороту навколо Землі; див. також припливне прискорення Місяця). Це називається приливною синхронізацією. Під час звернення Місяця навколо Землі Сонце висвітлює різні ділянки поверхні супутника, що проявляється у явищі місячних фаз: темна частина поверхні відокремлюється від світлої термінатором.

Через приливну синхронізацію Місяць віддаляється від Землі приблизно на 38 мм на рік. Через мільйони років ця крихітна зміна, а також збільшення земного дня на 23 мкс на рік призведуть до значних змін. Так, наприклад, у девоні (приблизно 410 млн років тому) на рік було 400 днів, а доба тривала 21,8 години.

Місяць може суттєво вплинути на розвиток життя шляхом зміни клімату на планеті. Палеонтологічні знахідки та комп'ютерні моделі показують, що нахил земної осі стабілізується приливною синхронізацією Землі з Місяцем. Якби вісь обертання Землі наблизилася до площини екліптики, то в результаті клімат на планеті став би надзвичайно суворим. Один із полюсів був би спрямований прямо на Сонце, а інший - у протилежний бік, і в міру навернення Землі навколо Сонця вони змінювалися б місцями. Полюси були б спрямовані прямо на Сонце влітку та взимку. Планетологи, які вивчали таку ситуацію, стверджують, що в такому випадку на Землі вимерли б усі великі тварини та вищі рослини.

Видимий із Землі кутовий розмір Місяця дуже близький до видимого розміру Сонця. Кутові розміри (і тілесний кут) цих двох небесних тіл схожі, тому що хоч діаметр Сонця і більший за місячне в 400 разів, воно знаходиться в 400 разів далі від Землі. Завдяки цій обставині та наявності значного ексцентриситету орбіти Місяця, на Землі можуть спостерігатися як повні, так і кільцеподібні затемнення.

Найбільш поширена гіпотеза походження Місяця, гіпотеза гігантського зіткнення, стверджує, що Місяць утворився в результаті зіткнення протопланети Теї (розміром приблизно з Марс) із прото-Землею. Це, серед іншого, пояснює причини подібності та відмінності складу місячного ґрунтута земного.

В даний час у Землі немає інших природних супутників, крім Місяця, проте є принаймні два природні суорбітальні супутники - це астероїди 3753 Круітні, 2002 AA29 і безліч штучних.

Астероїди, що зближуються із Землею

Падіння на Землю великих (діаметром у кілька тисяч км) астероїдів становить небезпеку її руйнування, проте всі спостерігаються в сучасну епохуподібні тіла для цього занадто малі та їх падіння небезпечне лише для біосфери. Згідно з поширеними гіпотезами такі падіння могли спричинити кілька масових вимирань. Астероїди з перигелійними відстанями меншими або рівними 1,3 астрономічних одиницьти, які можуть у найближчому майбутньому наблизитися до Землі на відстань, меншу або рівну 0,05 а. е., вважаються потенційно небезпечними об'єктами. Усього зареєстровано близько 6200 об'єктів, що проходять на відстані до 1,3 астрономічних одиниць від Землі. Небезпека їх падіння на планету розцінюється як дуже мала. За сучасними оцінками, зіткнення з подібними тілами (за найпесимістичнішими прогнозами) навряд чи відбуваються частіше, ніж раз на сто тисяч років.

Географічні відомості

Площа

• Поверхня: 510,072 млн км²
• Суша: 148,94 млн. км² (29,1 %)
• Вода: 361,132 млн. км² (70,9 %)

Довжина берегової лінії: 356 000 км.

Використання суші

Дані на 2011 рік

• рілля - 10,43%
• багаторічні насадження - 1,15%
• інше – 88,42%

Поливні землі: 3 096 621,45 км ² (на 2011 рік)

Соціально-економічна географія

31 жовтня 2011 року населення Землі досягло 7 мільярдів людей. Згідно з оцінками ООН, населення Землі досягне 7,3 мільярдів у 2013 році та 9,2 млрд у 2050 році. Очікується, що основна частка зростання населення припаде на країни, що розвиваються. Середня щільність населення суші близько 40 чел./км2, у різних частинах Землі сильно відрізняється, причому найвищою вона є у Азії. За прогнозами, до 2030 року рівень урбанізації населення досягне 60 %, тоді як нині він становить 49 % у середньому у світі.

Роль у культурі

Російське слово «земля» походить від праслав. *zemja з тим самим значенням, яке, своєю чергою, продовжує пра-і.е. *dheĝhōm "земля".

В англійській мові Земля – Earth. Це слово продовжує давньоанглійське eorthe та середньоанглійське erthe. Як ім'я планети Earth вперше було використано близько 1400 року. Це єдина назвапланети, яка була взята з греко-римської міфології.

Стандартний астрономічний знак Землі – хрест, окреслений колом. Цей символ використовувався в різних культурах для різних цілей. Інша версія символу – хрест на вершині кола (♁), стилізована держава; використовувався як ранній астрономічний символ планети Земля.

У багатьох культурах Земля обожнюється. Вона асоціюється з богинею, богинею-матір'ю, називається Мати Земля, нерідко зображується як богиня родючості.

У ацтеків Земля називалася Тонанцін – «наша мати». У китайців – це богиня Хоу-Ту (后土), схожа на грецьку богинюЗемлі – Гею. У скандинавській міфології богиня Землі Йорд була матір'ю Тора та дочкою Аннара. У давньоєгипетській міфології, на відміну багатьох інших культур, Земля ототожнюється з чоловіком - бог Геб, а небо з жінкою - богиня Нут.

У багатьох релігіях існують міфи про виникнення світу, що оповідають про створення Землі одним чи кількома божествами.

У безлічі античних культурЗемля вважалася плоскою, так, у культурі Месопотамії світ представлявся у вигляді плоского диска, що плаває по поверхні океану. Припущення про сферичну форму Землі було зроблено давньогрецькими філософами; такий погляд дотримувався Піфагор. У Середньовіччі більшість європейців вважали, що Земля має форму кулі, що засвідчено таким мислителем як Фома Аквінський. До появи космічних польотівсудження про кулясту форму Землі були засновані на спостереженні вторинних ознак і на аналогічній формі інших планет.

Технічний прогрес другої половини ХХ століття змінив загальне сприйняття Землі. До початку космічних польотів Земля часто зображувалася як зелений світ. Фантаст Френк Пауль, можливо, першим зобразив безхмарну блакитну планету (з чітко виділеною сушею) на звороті липневого випуску журналу Amazing Stories у 1940 році.

У 1972 році екіпажем Аполлона-17 було зроблено знаменита фотографіяЗемлі, що отримала назву Blue Marble (Блакитний Мармур). Знімок Землі, зроблений 1990 року Вояджером-1 з великої відстані, спонукав Карла Сагана порівняти планету з блідою блакитною точкою (Pale Blue Dot). Також Земля порівнювалася з великим космічним кораблем із системою життєзабезпечення, яку необхідно підтримувати. Біосфера Землі іноді описувалася як великий організм.

Екологія

Останні два століття зростаючий рух на захист довкілля виявляє стурбованість зростаючим впливом діяльності людства на природу Землі. Ключовими завданнями соціально-політичного руху є захист природних ресурсів, ліквідація забруднення. Захисники природи виступають за екологічно раціональне використання ресурсів планети та управління довкіллям. Цим, на їхню думку, можна досягти шляхом внесення змін до державної політики та зміною індивідуального ставлення кожної людини. Особливо це стосується великомасштабного використання невідновлюваних ресурсів. Необхідність обліку впливу виробництва на довкілля накладає додаткові витрати, що призводить до конфлікту між комерційними інтересами та ідеями природоохоронних рухів.

Майбутнє Землі

Майбутнє планети тісно пов'язане із майбутнім Сонця. Внаслідок накопичення в ядрі Сонця «відпрацьованого» гелію світність зірки почне повільно зростати. Вона збільшиться на 10% протягом наступних 1,1 млрд років, і в результаті цього зона Сонячної системи, що мешкає, зміститься за межі сучасної земної орбіти. Згідно з деякими кліматичними моделями, збільшення кількості сонячного випромінювання, що падає на поверхню Землі, призведе до катастрофічних наслідків, включаючи можливість повного випаровування всіх океанів.

Підвищення температури Землі прискорить неорганічну циркуляцію CO2, зменшивши його концентрацію до смертельного для рослин рівня (10 ppm для C4-фотосинтезу) за 500-900 млн років. Зникнення рослинності призведе до зниження вмісту кисню в атмосфері і життя на Землі стане неможливим за кілька мільйонів років. Через мільярд років вода з поверхні планети зникне повністю, а середні температури поверхні досягнуть 70 °С. Велика частина суші стане непридатною для життя, і вона в першу чергу повинна залишитися в океані. Але навіть якби Сонце було вічно і незмінно, то внутрішнє охолодження Землі, що триває, могло б призвести до втрати більшої частини атмосфери і океанів (через зниження вулканічної активності). На той час єдиними живими істотами на Землі залишаться екстремофіли, які здатні витримувати організми. високу температурута нестача води.

Через 3,5 мільярда років від теперішнього часу світність Сонця збільшиться на 40% порівняно із сучасним рівнем. Умови на поверхні Землі на той час будуть схожі з поверхневими умовами сучасної Венери: океани повністю випаруються і зникнуть в космос, поверхня стане безплідною розпеченою пустелею. Ця катастрофа унеможливить існування будь-яких форм життя на Землі. Через 7,05 млрд років у сонячному ядрі закінчаться запаси водню. Це призведе до того, що Сонце зійде з головної послідовності та перейде у стадію червоного гіганта. Модель показує, що воно збільшиться в радіусі до величини, що дорівнює приблизно 77,5% нинішнього радіусу орбіти Землі (0,775 а. е.), а його світність зросте в 2350-2700 разів. Однак на той час орбіта Землі може збільшитися до 1,4 а. е., оскільки ослабне тяжіння Сонця через те, що воно втратить 28-33% своєї маси внаслідок посилення сонячного вітру. Однак дослідження 2008 року показують, що Земля, можливо, все-таки буде поглинена Сонцем внаслідок припливних взаємодій з його зовнішньою оболонкою.

На той час поверхня Землі перебуватиме у розплавленому стані, оскільки температури Землі досягнуть 1370 °З. Атмосфера Землі, ймовірно, буде віднесена в космічний простір найсильнішим сонячним вітром, що випромінюється червоним гігантом. Через 10 млн років з того часу, як Сонце увійде у фазу червоного гіганта, температури в сонячному ядрі досягнуть 100 млн K, відбудеться гелієвий спалах, і почнеться термоядерна реакція синтезу вуглецю та кисню з гелію, Сонце зменшиться в радіусі до 5 . Стадія "випалювання гелію" (Helium Burning Phase) триватиме 100-110 мільйонів років, після чого повториться бурхливе розширення зовнішніх оболонок зірки, і вона знову стане червоним гігантом. Вийшовши на асимптотичну гілку гігантів, Сонце збільшиться в діаметрі 213 разів. Через 20 мільйонів років розпочнеться період нестабільних пульсацій поверхні зірки. Ця фаза існування Сонця супроводжуватиметься потужними спалахами, часом його світність перевищуватиме сучасний рівень у 5000 разів. Це буде відбуватися від того, що в термоядерну реакціюбудуть вступати раніше незачеплені залишки гелію.

Через приблизно 75 000 років (за іншими джерелами – 400 000) Сонце скине оболонки, і зрештою від червоного гіганта залишиться лише його маленьке центральне ядро ​​– білий карлик, невеликий, гарячий, але дуже щільний об'єкт, з масою близько 54,1 % від первісної сонячної. Якщо Земля зможе уникнути поглинання зовнішніми оболонкамиСонця під час фази червоного гіганта, то вона існуватиме ще багато мільярдів (і навіть трильйони) років, доки буде існувати Всесвіт, проте умов для повторного виникнення життя (принаймні, у його нинішньому вигляді) на Землі не буде. Зі входженням Сонця у фазу білого карлика, поверхня Землі поступово охолоне і порине у морок. Якщо уявити розміри Сонця з Землі майбутнього, воно буде виглядати не як диск, бо як сяюча точка з кутовими розмірами близько 0°0’9″.

Чорна діра з масою, що дорівнює земній, матиме шварцшильдівський радіус 8 мм.

(Visited 343 times, 1 visits today)

Земля є об'єктом дослідження значної кількості наук про Землю. Вивчення Землі як небесного тіла належить до області, будова та склад Землі вивчає геологія, стан атмосфери – метеорологія, сукупність проявів життя на планеті – біологія. Географія дає опис особливостей рельєфу поверхні планети - океанів, морів, озер та рік, материків та островів, гір та долин, а також поселення та громад. освіти: міста та села, держави, економічні райониі т.д.

Планетарні характеристики

Земля обертається навколо зірки Сонце по еліптичній орбіті (дуже близькій до кругової) із середньою швидкістю 29 765 м/с на середній відстані 149 600 000 км за період, що приблизно дорівнює 365,24 діб. Земля має супутник, що обертається навколо Сонця на середній відстані 384400 км. Нахил земної осі до площини екліптики становить 66 0 33"22"". Період обертання планети навколо своєї осі 23 год 56 хв 4,1 с. року.

Форма Землі – геоїд. Середній радіус Землі становить 6371,032 км, екваторіальний – 6378,16 км, полярний – 6356,777 км. Площа поверхні земної кулі 510 млн км², обсяг - 1,083 · 10 12 км², середня щільність– 5518 кг/м³. Маса Землі складає 5976.10 21 кг. Земля має магнітне та тісно пов'язане з ним електричне поля. Гравітаційне поле Землі зумовлює її близьку до сферичної форми та існування атмосфери.

За сучасними космогонічними уявленнями Земля утворилася приблизно 4,7 млрд років тому з розсіяної в протосонячній системі газової речовини. В результаті диференціації речовини Землі, під дією свого гравітаційного поля, в умовах розігріву земних надр виникли і розвинулися різні за хімічним складом, агрегатним станом та фізичними властивостями оболонки - геосфери: ядро ​​(в центрі), мантія, земна кора, гідросфера, атмосфера, магнітосфера. У складі Землі переважає залізо (34,6%), кисень (29,5%), кремній (15,2%), магній (12,7%). Земна кора, мантія та внутрішня частина ядра тверді (зовнішня частина ядра вважається рідкою). Від поверхні Землі до центру зростають тиск, щільність та температура. Тиск у центрі планети 3.6 · 10 11 Па, щільність приблизно 12,5 · 10 ³ кг/м³, температура в діапазоні від 5000 до 6000 °C. Основні типи земної кори - материковий та океанічний, у перехідній зоні від материка до океану розвинена кора проміжної будови.

Форма Землі

Фігура Землі – це ідеалізація, за допомогою якої намагаються описати форму планети. Залежно від мети опису використовують різні моделі форми Землі.

Перше наближення

Найбільш грубою формою опису фігури Землі при першому наближенні є сфера. Для більшості проблем загального землезнавства цього наближення є достатнім, щоб використовувати в описі чи дослідженні деяких географічних процесів. У такому разі відкидають Сплющеність планети при полюсах як несуттєве зауваження. Земля має одну вісь обертання та екваторіальну площину – площину симетрії та площини симетрії меридіанів, що характерно відрізняє її від нескінченності множин симетрії ідеальної сфери. Горизонтальна структура географічної оболонки характеризується певною поясністю та певною симетрією щодо екватора.

Друге наближення

При більшому наближенні фігуру Землі прирівнюють до еліпсоїда обертання. Ця модель, що характеризується вираженою віссю, екваторіальною площиною симетрії та меридіональними площинами, використовується в геодезії для обчислення координат, побудова картографічних мереж, розрахунків тощо. Різниця півосей такого еліпсоїда становить 21 км, велика вісь – 6378,160 км, мала – 6356,777 км, ексцентриситет – 1/298, 25. Положення поверхні легко може бути теоретично розраховане, але його неможливо визначити експериментально в натурі.

Третє наближення

Так як екваторіальний переріз Землі також еліпс з різницею довжин півосей у 200 м та ексцентриситетом 1/30000, третьою моделлю виступає тривісний еліпсоїд. У географічних дослідженняхця модель майже не використовується, вона лише свідчить про складну внутрішню будову планети.

Четверте наближення

Геоїд - це еквіпотенційна поверхня, що збігається із середнім рівнем Світового океану, є геометричним місцем точок простору, що мають однаковий потенціал сили тяжіння. Така поверхня має складну неправильну форму, тобто. не є площиною. Рівнова поверхня в кожній точці перпендикулярна до схилу. Практичне значення та важливість цієї моделі полягає в тому, що тільки за допомогою схилу, рівня, нівеліру та інших геодезичних приладів можна простежити становище рівневих поверхонь, тобто. у нашому випадку, геоїда.

Океан та суша

Генеральна особливість будови земної поверхні полягає у розподілі на материки та океани. Більшість Землі зайнята Світовим океаном (361,1 млн. км ² 70,8%), суша становить 149,1 млн. км ² (29,2%), і утворює шість материків (Євразію, Африку, Північну Америку, Південну Америку, та Австралію) та острови. Вона піднімається над рівнем світового океану в середньому на 875 м (найбільша висота 8848 м – гора Джомолунгма), гори займають понад 1/3 поверхні суші. Пустелі покривають приблизно 20% поверхні суші, ліси – близько 30%, льодовики – понад 10%. Амплітуда висот на планеті сягає 20 км. Середня глибина світового океану приблизно дорівнює 3800 м (найбільша глибина 11020 м – Маріанський жолоб (впадина) у Тихому океані). Об'єм води на планеті становить 1370 млн км³, середня солоність 35 ‰ (г/л).

Геологічна будова

Геологічна будова Землі

Внутрішнє ядро, імовірно, має діаметр 2600 км. чистого залізаабо нікелю, зовнішнє ядро ​​завтовшки 2250 км із розплавленого заліза або нікелю, мантія близько 2900 км завтовшки складається переважно з твердих гірських порід, відокремлена від земної кори поверхнею Мохоровича. Кора і верхній шар мантії утворюють 12 основних рухомих блоків, деякі з них несуть континенти. Плато постійно повільно рухаються, цей рух називається тектонічним дрейфом.

Внутрішня будова та склад «твердої» Землі. 3. складається з трьох основних геосфер: земної кори, мантії та ядра, яке, у свою чергу, ділиться на ряд верств. Речовина цих геосфер різна за фізичними властивостями, станом та мінералогічним складом. Залежно від величини швидкостей сейсмічних хвиль і характеру їх зміни з глибиною «тверду» Землю ділять на вісім сейсмічних шарів: А, В, С, D”, D”, Е, F та G. Крім того, у Землі виділяють особливо міцний шар літосферу і наступний, розм'якшений шар - астеносферу Куля А, або земна кора, має змінну товщину (у континентальній ділянці - 33 км, в океанічній - 6 км, в середньому - 18 км).

Під горами кора товщає, у рифтових долинах серединно-океанічних хребтів майже зникає. на нижньому кордоніземної кори, - поверхні Мохоровичича, - швидкості сейсмічних хвиль зростають стрибкоподібно, що пов'язано переважно зі зміною речовинного складу з глибиною, переходом від гранітів та базальтів до ультраосновних гірських порід верхньої мантії. Шари В, С, D", D" входять до мантії. Шари Е, F і G утворюють ядро ​​Землі радіусом 3486 км. На кордоні з ядром (поверхні Гутенберга) швидкість поздовжніх хвиль різко зменшується на 30%, а поперечні хвилізникають, що означає, що зовнішнє ядро ​​(шар Е, тягнеться до глибини 4980 км) рідке Нижче за перехідний шар F (4980-5120 км) знаходиться тверде внутрішнє ядро ​​(шар G), в якому знову поширюються поперечні хвилі.

У твердій земній корі переважають такі хімічні елементи: кисень (47,0%), кремній (29,0%), алюміній (8,05%), залізо (4,65%), кальцій (2,96%), натрій (2,5%), магній (1,87%), калій (2,5%), титан (0,45%), які у сумі становлять 98,98%. Найбільш рідкісні елементи: Ро (приблизно 2.10 -14 %), Ra (2.10 -10 %), Re (7.10 -8 %), Au (4,3 · 10 -7 %), Bi (9 · 10 -7 %) тощо. буд.

В результаті магматичних, метаморфічних, тектонічних процесів та процесів осадоутворення земна кора різко диференційована, в ній протікають складні процеси концентрації та розсіювання хімічних елементів, що призводять до утворення різних типів порід.

Вважають, що верхня мантія за складом близька до ультраосновних порід, в яких переважає (42,5%), Mg (25,9%), Si (19,0%) і Fe (9,85%). У мінеральному відношенні тут панує олівін, менший за піроксени. Нижню мантію вважають аналогом кам'яних метеоритів (хондритів). Ядро 3емлі за складом аналогічне залізним метеоритам і містить приблизно 80% Fe, 9% Ni, 0,6% Co. На основі метеоритної моделі розрахований середній склад Землі, в якому переважає Fe (35%), А (30%), Si (15%) та Mg (13%).

Температура є однією з найважливіших характеристикземних надр, дозволяють пояснити стан речовини у різних верствах і побудувати загальну картину глобальних процесів. За вимірами у свердловинах температура на перших кілометрах наростає з глибиною з градієнтом 20°C/км. На глибині 100 км, де знаходяться первинні вогнища вулканів, середня температура трохи нижча за температуру плавлення гірських порід і дорівнює 1100 °C. При цьому під океанами на глибині 100-200 км температура вища, ніж у континентах, на 100-200 °C. щільності речовини в шарі С на глибин 420 км відповідає тиску 1,4 · 10 10 Па і ототожнюється з фазовим переходом в олівін, який відбувається при температурі приблизно 1600 ° C. На кордоні з ядром при тиску 1,4 · 10 11 Па і температурі близько 4000 ° C силікати знаходяться у твердому стані, а залізо у рідкому. У перехідному шарі F, де залізо твердне, температура може бути 5000 ° C, в центрі 3емлі - 5000-6000 ° C, тобто адекватна темпператури Сонця.

Атмосфера Землі

Атмосфера Землі, загальна маса якої 5,15 · 10 15 т, складається з повітря - суміші переважно азоту (78,08%) і кисню (20,95%), 0,93% аргону, 0,03% вуглекислого газу, решта - це водяна пара, а також інертні та інші гази. Максимальна температура поверхні суші 57-58 ° С (у тропічних пустелях Африки та Північної Америки), мінімальна - близько -90°C (у центральних районах Антарктиди).

Атмосфера Землі захищає все живе від згубної дії космічного випромінювання.

Хімічний склад атмосфери Землі: 78,1% - азот, 20 - кисень, 0,9 - аргон, інші - вуглекислий газ, водяна пара, водень, гелій, неон.

Атмосфера Землі включає :

• тропосферу (до 15 км)
• стратосферу (15-100 км)
• іоносферу (100 – 500 км).

Погода та клімат

Нижній прошарок атмосфери називається тропосферою. У ній відбуваються явища, що визначають погоду. Внаслідок нерівномірного нагрівання поверхні Землі сонячною радіацією, у тропосфері безперервно проходить циркуляція великих мас повітря. Основними повітряними течіями в атмосфері Землі є пасати у смузі до 30° вздовж екватора та західні вітри помірного поясу у смузі від 30° до 60°. Іншим фактором перенесення тепла є система океанічних течій.

Вода робить на поверхні землі постійний кругообіг. Випаровуючись з поверхні вод і суші, за сприятливих умов водяна пара піднімається вгору в атмосфері, що призводить до утворення хмар. Вода повертається на поверхню землі у вигляді атмосферних опадів і стікає до морів та океанів системою рік.

Кількість сонячної енергії, яку отримує поверхня Землі, зменшується зі зростанням широти. Чим далі від екватора, тим менше кут падіння сонячних променів на поверхню, і тим більша відстань, яка має пройти промінь в атмосфері. Внаслідок цього середньорічна температура на рівні моря зменшується приблизно на 0.4 ° C на один градус широти. Поверхню Землі поділяють на широтні пояси з приблизно однаковим кліматом: тропічний, субтропічний, помірний та полярний. Класифікація кліматів залежить від температури та кількості опадів. Найбільшого визнання набула класифікація кліматів Кеппена, за якою виділяють п'ять широких груп - вологі тропіки, пустеля, вологі середні широти, континентальний клімат, холодний полярний клімат. Кожна з цих груп поділяється на специфічні підрупи.

Вплив людини на атмосферу Землі

Атмосфера Землі зазнає значного впливу життєдіяльності людини. Близько 300 млн. автомобілів щорічно викидають в атмосферу 400 млн. т оксидів вуглецю, понад 100 млн. т вуглеводів, сотні тисяч тонн свинцю. Потужні виробники викидів в атмосферу: ТЕС, металургійна, хімічна, нафтохімічна, целюлозна та інші галузі промисловості, автотранспорт.

Систематичне вдихання забрудненого повітря помітно погіршує здоров'я людей. Газоподібні та пилові домішки можуть надавати повітрю. неприємного запаху, дратувати слизові оболонки очей, верхніх дихальних шляхів і тим самим знижувати їх захисні функції, бути причиною хронічних бронхітів та захворювань легень. Численні дослідженняпоказали, що на тлі патологічних відхилень в організмі (захворювання легень, серця, печінки, нирок та інших органів) шкідливий вплив атмосферного забрудненняпроявляється сильніше. Важливою екологічною проблемою стало випадання кислотних дощів. Щорічно при спалюванні палива в атмосферу надходить до 15 млн т двоокису сірки, який, поєднуючись із водою, утворює слабкий розчин сірчаної кислоти, що разом із дощем випадає на землю. Кислотні дощі негативно впливають на людей, урожай, споруди тощо.

Забруднення атмосферного повітря може побічно впливати на здоров'я та санітарні умови життя людей.

Накопичення в атмосфері вуглекислого газу може спричинити потепління клімату внаслідок парникового ефекту. Суть його полягає в тому, що шар двоокису вуглекислого газу, що вільно пропускає сонячну радіацію до Землі, затримуватиме повернення у верхні шари атмосфери. теплового випромінювання. У зв'язку з цим у нижніх шарах атмосфери підвищуватиметься температура, що, у свою чергу, призведе до танення льодовиків, снігів, підйому рівня океанів та морів, затоплення значної частини суші.

Історія

Земля утворилася приблизно 4540 мільйонів років тому з дископодібною протопланетарною хмарою разом з іншими планетами Сонячної системи. Формування Землі в результаті акреції тривало 10-20 млн. років. Спочатку Земля була повністю розплавленою, але поступово остигнула, і на її поверхні утворилася тонка тверда оболонка- земна кора.

Незабаром після утворення Землі, приблизно 4530 мільйонів років тому, утворився Місяць. Сучасна теоріяутворення єдиного природного супутника Землі стверджує, що це сталося як результат зіткнення з масивним небесним тілом, яке отримало назву Тея.
Первинна атмосфера Землі утворилася внаслідок дегазації гірських порід та вулканічної активності. З атмосфери вода, що сконденсувалася, утворивши Світовий океан. Незважаючи на те, що Сонце на той час світило на 70% слабше, ніж зараз, геологічні дані показують, що океан не замерз, що, можливо, пов'язане з парниковим ефектом. Приблизно 3,5 млрд. років тому сформувалося магнітне поле Землі, що захистило її атмосферу від сонячного вітру.

Освіта Землі та початковий етапїї розвитку (тривалістю приблизно 1,2 млрд років) відносяться до догеологічної історії. Абсолютний вік найдавніших гірських порід становить понад 3,5 млрд. років і, починаючи з цього моменту, веде відлік геологічна історіяЗемлі, яка ділиться на два нерівні етапи: докембрій, що займає приблизно 5/6 всього геологічного літочислення(близько 3 млрд. років) і фанерозою, що охоплює останні 570 млн. років. Близько 3-3,5 млрд років тому внаслідок закономірної еволюції матерії на Землі виникло життя, почався розвиток біосфери - сукупності всіх живих організмів (так звана жива речовинаЗемлі), яка суттєво вплинула на розвиток атмосфери, гідросфери та геосфери (принаймні у частині осадової оболонки). У результаті кисневої катастрофи діяльність живих організмів змінила склад атмосфери Землі, збагативши її киснем, що створило можливість розвитку аеробних живих істот.

Новий фактор, який надає потужний впливна біосферу і навіть геосферу - діяльність людства, що з'явилося на Землі після появи в результаті еволюції людини менше 3 млн. років тому (єдності щодо датування не досягнуто і деякі дослідники вважають - 7 млн. років тому). Відповідно, у процесі розвитку біосфери виділяють освіти та подальший розвитокноосфери - оболонки Землі, яку великий вплив надає діяльність людини.

Високий темп зростання населення Землі (чисельність земного населення становила 275 млн 1000 року, 1,6 млрд 1900 року і приблизно 6,7 млрд 2009 року) та посилення впливу людського суспільства на природне середовище висунули проблеми раціонального використання всіх природних ресурсів та охорони природи.

Земля – це найбільша планета земної групи. Вона знаходиться на третьому місці за віддаленістю від Сонця і має супутник – Місяць. Земля є єдиною планетоюяка населена живими істотами. Людська цивілізація є важливим фактором, що безпосередньо впливає на вигляд планети. Які ж характеристики властиві нашій Землі?

Форма та маса, розташування

Земля є гігантським космічним тілом, її маса складає близько 6 септиліонів тонн. За своєю формою вона нагадує картоплину чи грушу. Саме тому дослідники іноді називають форму, яку має наша планета, «пататоїд» (від англ. potato – картопля). Важливими також є характеристики Землі як небесного тіла, що описують її просторове становище. Наша планета розташована за 149,6 млн кілометрів від Сонця. Для порівняння, Меркурій розташований у 2,5 рази ближче до світила, ніж Земля. А Плутон знаходиться у 40 разів далі від Сонця, ніж Меркурій.

Сусіди нашої планети

Коротка характеристика Землі як небесного тіла повинна містити інформацію і про її супутника - Місяць. Її маса в 81,3 рази менша за земну. Земля обертається навколо своєї осі, яка розташована під кутом 66,5 градусів по відношенню до орбітальної площини. Одні з основних наслідків обертання Землі навколо своєї осі та її руху по орбіті – це зміна дня та ночі, а також пори року.

Наша планета входить у групу про земних планет. До цієї категорії також включені Венера, Марс і Меркурій. Найбільш віддалені планети-гіганти - Юпітер, Нептун, Уран та Сатурн - практично повністю складаються з газів (водню та гелію). Всі планети, які відносяться до категорії земних, обертаються навколо своєї осі, а також еліптичними траєкторіями навколо Сонця. Лише один тільки Плутон через свої характеристики не включається вченими до жодної групи.

Земна кора

Однією з головних характеристик Землі як небесного тіла є наявність земної кори, яка наче тонка шкірка покриває всю поверхню планети. Складається вона з пісків, різних глин та мінералів, каміння. Середня товщина 30 км, але у деяких районах її величина становить 40-70 км. Космонавти стверджують, що земна кора - не чудове видовище з космосу. У деяких місцях вона здиблена гірськими грядами, в інших навпаки провалюється вниз гігантськими котлованами.

Океани

Невелика характеристика Землі як небесного тіла обов'язково повинна включати згадку про океани. Всі котловани на Землі заповнені водою, яка дає притулок сотням живих видів. Однак набагато більше рослин та тварин можна зустріти на суші. Якщо покласти всіх живих істот, що мешкають у воді, на одну чашу терезів, а тих, хто живе на суші, - на іншу, то важчою виявиться чаша з її вагою виявиться в 2 тисячі разів більше. Це дуже дивно, адже площа океану становить понад 361 млн. кв. км або 71 % усієї Океани є характерною рисою нашої планети поряд з наявністю кисню в атмосфері. Причому частка прісної води Землі становить лише 2,5 %, решта має солоність близько 35 проміле.

Ядро та мантія

Характеристика Землі як небесного тіла буде неповною без опису її внутрішньої будови. Ядро планети складається з гарячої суміші двох металів - нікелю та заліза. Воно оточене гарячою та в'язкою масою, яка схожа на пластилін. Це силікати – речовини, які за своїм складом схожі на пісок. Їхня температура становить кілька тисяч градусів. Ця в'язка маса зветься мантії. Температура її не скрізь однакова. Біля земної кори вона становить близько 1000 градусів, а з наближенням до ядра вона зростає до 5000 градусів. Однак навіть у районах, наближених до земної кори, мантія може бути холоднішою або гарячішою. Найгарячіші ділянки називаються магматичними осередками. Магма пропалює кори, і цих місцях утворюються вулкани, лавові долини, гейзери.

Земна атмосфера

Ще однією характеристикою землі як небесного тіла є наявність атмосфери. Її товщина становить лише близько 100 км. Повітря - це газова суміш. Вона складається з чотирьох компонентів - азоту, аргону, кисню та вуглекислого газу. Інші речовини присутні у повітрі у незначній кількості. Більша частина повітря розташована в шарі атмосфери, що знаходиться найближче до цієї частини носить назву тропосфери. Її товщина становить близько 10 км, а вага сягає 5000 трлн. тонн.

Хоча в давнину людям була невідома характеристика планети Землі як небесного тіла, тоді вже передбачалося, що вона належить саме до категорії планет. Як вдалося нашим предкам зробити такий висновок? Справа в тому, що вони використовували зоряне небо замість годинників та календарів. Вже тоді зрозуміли, що різні світила на небосхилі рухаються по-своєму. Одні практично не рухаються з місця (їх стали називати зірками), інші часто змінюють своє становище щодо зірок. Саме тому ці небесні тіла стали називати планетами (у перекладі з грецького слово «планета» перекладається як «блукаюча»).

Земля – третя від Сонця планета. Найбільша планета земної групи за щільністю, діаметром, масою. З усіх відомих планет тільки на Землі є кисневмісна атмосфера, велика кількістьводи, яка перебуває в рідкому агрегатному стані. Єдина відома людині планета, на якій є життя.

коротка характеристика

Земля є колискою людства, про цю планету відомо багато, але все одно, всі її таємниці на рівні наукового розвитку ми можемо розгадати. Наша планета є досить маленькою в масштабах Всесвіту, маса 5,9726*10 24 кг, має форму не ідеальної кулі, її середній радіусскладає 6371 км, екваторіальний радіус – 6378,1 км, полярний радіус – 6356,8 км. Довжина кола великого кола на екваторі становить 40 075 017 км, а на меридіані 40 007 86 км. Об'єм Землі - 10,8 * 10 11 км 3 .

Центром обертання Землі є Сонце. Рух нашої планети відбувається у межах екліптики. Обертається по орбіті, яка утворилася на початку формування сонячної системи. Форма орбіти представляється як неідеального кола, відстань від сонця у січні на 2,5 млн. км ближче, ніж у червні, вважається середньою відстанню від Сонця 149,5 млн. км (астрономічна одиниця).

Земля обертається із заходу на схід, але вісь обертання та екватор нахилені по відношенню до екліптики. Вісь Землі не вертикальна, нахилена під кутом 66031' по відношенню до площини екліптики. Екватор нахилений на 23 0 до осі обертання Землі. Вісь обертання Землі який завжди змінюється через прецесії, цього зміна впливає сила тяжіння Сонця і Місяця, вісь визначає конус навколо свого нейтрального становища, період прецесії становить 26 тис. років. Але крім цього вісь відчуває ще коливання, звані нутацією, тому що не можна говорити, що тільки Земля обертається навколо сонця, тому що відбувається обертання системи Земля - ​​Місяць, вони пов'язані один з одним у вигляді гантелі, центр тяжкості якої, званий барицентром, розташований усередині Землі з відривом від поверхні близько 1700 км. Тому через нутацію, коливання, накладені на криву прецесії, становлять 18,6 тис. років, тобто. кут нахилу земної осі відносно постійний протягом тривалого часу, проте зазнає незначних змін із періодичністю 18,6 тис. років. Час обертання Землі та всієї сонячної системи навколо центру нашої галактики – Чумацького шляху, становить 230-240 млн. років (галактичний рік).

Середня щільність планети 5,5 г/см 3 на поверхні середня щільність близько 2,2-2,5 г/см 3 щільність всередині Землі велика, її зростання відбувається стрибкоподібно, розрахунок проводиться за періодом вільних коливань, моменту інерції, моменту імпульсу

Більшу частину поверхні (70,8%) займає Світовий океан, решта континентів і островів.

Прискорення вільного падіння на рівні океану на широті 45 0: 9, 81 м/с 2 .

Земля є планетою земної групи. Планети земної групи характеризуються високою щільністю і складаються переважно із силікатів та металевого заліза.

Місяць єдиний природний супутник Землі, але на орбіті також присутній величезна кількість штучних супутників.

Освіта планети

Земля сформувалася шляхом акреції планетезималі, близько 4,6 млрд. років тому. Планетезималі - частки, які злипалися в газопиловій хмарі. Процес злипання частинок – акреція. Процес стягування цих частинок відбувався дуже швидко, для життя нашого Всесвіту, кілька мільйонів років вважається миттєвістю. Через 17-20 млн років від початку освіти, Земля набрала масу сучасного Марса. Через 100 млн років Земля набрала 97% своєї сучасної маси.

Спочатку Земля була розплавлена ​​і розпечена через сильний вулканізм і часті сутички з іншими небесними тілами. Поступово зовнішній шар планети охолоджувався і перетворився на Земну кору, яку ми можемо спостерігати.

Вважається, що Місяць утворився у зв'язку з ударом об поверхню Землі небесного тіла, маса якого була близько 10% земної маси, у результаті частина речовини була викинута на навколоземну орбіту. Незабаром із цього матеріалу утворився Місяць, на відстані 60 тис. км. В результаті удару Земля отримала великий імпульс, що призвело до періоду обертання навколо осі за 5 годин, а також з'явився помітний нахил осі обертання.

Дегазація та вулканічна активність створила першу атмосферу на Землі. Передбачається, що вода, тобто. лід і водяну пару було занесено за допомогою комет, що стикаються із Землею.

Протягом сотень мільйонів років поверхня планети постійно змінювалася, континенти формувалися та розпадалися. Вони рухалися поверхнею, об'єднуючись і формуючи континент. Цей процес відбувався циклічно. Приблизно 750 млн. років тому суперконтинент Батьківщина, ранній з відомих, почав розпадатися. Пізніше, з 600 до 540 мільйонів років тому, континенти сформували Паннотію та, нарешті, Пангею, яка розпалася 180 млн. років тому.

Ми не маємо точного уявлення про вік та утворення Землі, всі ці дані є непрямими.

Перша фотографія, зроблена Експлорер-6.

Спостереження

Форма та внутрішня будова Землі

Планета Земля має 3 різні осі: по екватору, полярний і екваторіальні радіуси, структурно є кардіоїдальним еліпсоїд, було обчислено, що полярні області трохи підняті по відношенню до інших областей і нагадують форму серця, північна півкуля піднята на 30 метрів. Спостерігається полярна асиметрія структури, проте ми вважаємо, що Земля має форму сфероїда. Завдяки вивченню із супутників було виявлено, що Земля має на своїй поверхні западини і була представлена ​​картина Землі у вигляді груші, тобто є тривісним еліпсоїдом обертання. Відмінність геоїду від тривісного еліпсоїда трохи більше 100 м, це викликано нерівномірним розподілом мас як у поверхні Землі (океани і континенти), і у ній. У кожній точці поверхні геоїду сила тяжіння спрямована до неї перпендикулярно, є еквіпотенційною поверхнею.

Основним методом вивчення будови Землі є сейсмологічний метод. Метод заснований на вивченні зміни швидкостей сейсмічних хвиль від густини речовини всередині Землі.

Земля має шарувату внутрішню будову. Вона складається з твердих селікатних оболонок (кори та в'язкої мантії), та металевого ядра. Зовнішня частина ядра рідка, а внутрішня тверда. Будова планети схожа на персик:

• тонка скоринка – земна кора, середня потужність 45 км. (від 5 до 70 км.), найбільша товщина під великими горами;
• шар верхньої мантії (600 км), містить шар, що відрізняється за фізичним характеристикам(Зменшення швидкості сейсмічних хвиль), в якому речовина або нагріта, або трохи розплавлена ​​- шар званий астеносфера (50-60 км під океанами і 100-120 км під материками).

Частина Землі, яка знаходиться разом із земною корою та верхньою частиною мантії, до шару астеносфери, називається Літосфера.

1. Кордон між верхньою та нижньою мантією (глибина 660 км) кордон з кожним роком стає все більш чітким і різким, товщина 2 км, на ньому змінюється швидкість хвиль і склад речовини.
2. Нижня мантія доходить до глибини 2700 - 2900 км, завдяки вченим Росії встановлено, що можливе існування ще одного кордону в нижній мантії, тобто. існування середньої мантії.
3. Зовнішнє ядро ​​– рідка речовина(глибина 4100 км), яке не пропускає поперечні хвилі, не обов'язково, що ця частина має вигляд певної рідини, просто ця речовина має характеристики рідкого об'єкта.
4. Внутрішнє ядро ​​– тверда речовина, залізо з домішками нікелю (Fe: 85,5%; Ni: 5,20%), глибина 5150 – 6371 км.

Усі дані отримано опосередковано, оскільки буріння свердловин на таку глибину не вироблялося, але вони теоретично підтверджені.

Сила тяжіння в будь-якій точці землі залежить від ньютоновського тяжіння, але важливе розміщення густинних неоднорідностей, яке пояснює непостійність сили тяжіння. Присутній ефект ізостазії (врівноважування), чим вище гора, тим більше корінь гори. Яскравим прикладом ефекту ізостазії є айсберг. Парадокс на Північному Кавказі, немає врівноваження, чому це відбувається досі не відомо.

Атмосфера Землі

Атмосфера - газова оболонка навколишня Землю. Умовно вона межує із міжпланетним простором на відстані 1300 км. Офіційно вважається, що межа атмосфери визначається на висоті 118 км, тобто вище за цю відстань аеронавтика стає цілком неможливою.

Маса повітря (5,1 - 5,3) * 10 18 кг. Щільність повітря на поверхні моря становить 1,2 кг/м 3 .

Виникнення атмосфери обумовлюється двома чинниками:

• Випаровування речовини космічних тілпри падінні їх на Землю.
• Дегазація земної мантії – виділення газу за вулканічних виверженнях.

З виникненням океанів та появою біосфери атмосфера почала змінюватися за рахунок газообміну з водою, рослинами, тваринами та продуктами їх розкладання у ґрунтах та болотах.

Будова атмосфери:

1. Планетарний прикордонний шар – найнижчий шар газової оболонкипланети, властивості та характеристики якої у значній частині визначаються взаємодією з типом поверхні планети (рідка, тверда). Товщина шару 1-2 км.
2. Тропосфера – нижній шар атмосфери, найбільш вивчений, у різних широтах має різні значеннятовщини: у полярних областях 8-10 км, помірні широти 10-12 км, на екваторі 16-18 км.
3. Тропопауза – перехідний шар між тропосферою та стратосферою.
4. Стратосфера - шар атмосфери, що знаходиться на висоті від 11 км до 50 км. Незначна зміна температури в початковому шарі з подальшим підвищенням у шарі 25 - 45 км від -56 до 00С.
5. Стратопауза – прикордонний шар між стратосферою та мезосферою. У шарі стратопаузи температура тримається лише на рівні 0 0 З.
6. Мезосфера – шар починається на висоті 50 км із товщиною близько 30-40 км. Температура знижується на 0,25-0,3 0 З збільшенням висоти на 100 м.
7. Мезопауза – перехідний шар між мезосферою та термосферою. Температура в цьому шарі коливається на рівні - 900С.
8. Термосфера – верхня точка атмосфери, висота близько 800 км. Зростання температури відбувається до висот 200 - 300 км, де досягається значення порядку 1500 К, потім з підвищенням висоти коливається в цій межі. Область іоносфери, місце де відбувається іонізація повітря («полярне сяйво») лежить усередині термосфери. Товщина шару залежить від рівня активності Сонця.

Існує гранична лінія, яка відокремлює атмосферу Землі та космічний простір, має назву – Лінія Кармана. Висота 100 км. над рівнем моря.

Гідросфера

Загальний об'єм води на планеті – близько 1390 млн. км3, не дивно, що 72%. загальної площіЗемлі зайняті океанами. Океани дуже важлива частина геологічної діяльності. Маса гідросфери приблизно 1,46 * 10 21 кг - це майже в 300 разів більше маси атмосфери, але зовсім мала частка від маси всієї планети.

Гідросфера ділиться на Світовий океан. підземні водита поверхневі води.

Найглибша точка у Світовому океані (Маріанська западина) – 10 994 метри, середня глибина океану становить 3800 м.

Поверхневі континентальні води займають лише малу частку у загальній масі гідросфери, проте грають найважливішу рольу житті наземної біосфери, будучи основним джерелом водопостачання, зрошення та обводнення. Понад те ця частина гідросфери перебуває у постійній взаємодії з атмосферою та земною корою.

Вода, що у твердому стані, називають кріосферою.

Водна складова поверхні планети визначає клімат.

Земля представляється як магніту, апроксимируется диполем (північний і південний поліс). На північному полюсі силові лініївходять усередину, але в південному виходять. Насправді на північному полюсі (географічному) має бути південний полюс, а на південному (географічному) має бути північний, але було обумовлено навпаки. Вісь обертання Землі та географічна вісь не збігаються, різниця в центрі розбіжності близько 420-430 км.

Магнітні полюси Землі не знаходяться на одному місці, відбувається постійне усунення. На екваторі магнітне поле Землі має індукцію 3,05 · 10 -5 Tл та магнітний момент 7,91 · 10 15 Tл · м 3 . Напруженість магнітного поля не велика, наприклад, у магніту на дверях шафи в 30 разів більше.

За залишковою намагніченістю було виразно, що магнітне поле змінювало свій знак дуже багато разів, кілька тисяч.

Магнітне поле утворює магнітосферу, яка затримує шкідливе випромінювання Сонця.

Походження магнітного поля нам залишається загадкою, існує лише гіпотези, вони у тому, що Земля – це магнітне гидродинамо. Наприклад, на Меркурії немає магнітного поля.

Час, коли з'явилося магнітне поле, теж залишається проблемою, відомо, що воно було 3,5 млрд. років тому. Але зовсім недавно з'явилися дані, що в мінералах циркону, знайдених в Австралії, вік яких 4,3 млрд років залишилася залишкова намагніченість, що залишається загадкою.

Найглибше місце Землі було відкрито 1875 року – Маріанська западина. Найглибша точка 10994.

Найвища точка – Еверест, Джомолунгма – 8848 метрів.

на Кольському півострові, за 10 км на захід від міста Заполярний, пробурена найглибша свердловина у світі. Її глибина становить 12 262 метри.

Чи є на нашій планеті точка де, ми важитимемо менше, ніж комар? Так, є центр нашої планети, сила гравітаційного тяжіння там дорівнює 0, тим самим, вага людини в центрі нашої планети менша, ніж вага будь-якої комахи на поверхні Землі.

Одне з найкрасивіших явищ, яке спостерігається не озброєним поглядом — полярне сяйво — свічення верхніх шарів атмосфери планети, що мають магнітосферу, внаслідок їхньої взаємодії із зарядженими частинками сонячного вітру.

Антарктида зберігає у собі 2/3 запаси прісної води.

Якщо всі льодовики розтануть, рівень води підніметься приблизно на 900 метрів.

Щодня на нас падає сотні тисяч тонн космічного пилу, але майже все згоряє в атмосфері.

Земля- Третя планета Сонячної системи. Дізнайтеся опис планети, масу, орбіту, розмір, цікаві факти, відстань до Сонця, склад, життя Землі.

Звісно, ​​ми любимо нашу планету. І не тільки через те, що це рідний дім, а й тому що це унікальне місце в Сонячній системі та Всесвіті, адже поки що нам відоме лише життя на Землі. Проживає у внутрішній частині системи та займає місце між Венерою та Марсом.

Планету Земляназивають також Блакитний Планетою, Гайя, Миром і Террой, що відбиває її роль кожному народу в історичному плані. Ми знаємо, що наша планета багата на безліч різних форм життя, але як саме їй вдалося стати такою? Спочатку розгляньте цікаві факти про Землю.

Цікаві факти про планету Земля

Обертання поступово сповільнюється

• Для землян весь процес уповільнення обертання осі відбувається практично непомітно – 17 мілісекунд на 100 років. Але характер швидкості перестав бути однорідним. Через це відбувається збільшення тривалості дня. Через 140 мільйонів років доба охоплюватиме 25 годин.

Вважали, що Земля – центр Всесвіту

• Стародавні вчені могли спостерігати за небесними об'єктамиз позиції нашої планети, тому здавалося, що всі об'єкти на небі рухаються щодо нас, а ми залишаємось в одній точці. У результаті Коперник заявив, що в центрі всього стоїть Сонце (геліоцентрична система світу), хоча зараз ми знаємо, що і це не відповідає реальності, якщо брати масштаби Всесвіту.

Наділена потужним магнітним полем

• Земне магнітне поле створюється нікель-залізним планетарним ядром, яке швидко обертається. Поле важливо, тому що оберігає нас від впливу сонячного вітру.

Має один супутник

• Якщо дивитися на відсоткове співвідношення, то Місяць виступає найбільшим супутником у системі. Але насправді стоїть на 5-й позиції за величиною.

Єдина планета, яка не іменована на честь божества

• Стародавні вчені називали всі 7 планет на честь богів, а сучасні вчені при виявленні Урана і Нептуна наслідували традиції.

Перша за щільністю

• Все ґрунтується на складі та конкретній частині планети. Так ядро ​​представлене металом і обходить щільністю кору. Середній показник земної густини - 5.52 грам на см 3 .

Розмір, маса, орбіта планети Земля

При радіусі в 6371 км та масі 5.97 х 10 24 кг, Земля стоїть на 5-й позиції за величиною та масивністю. Це найбільша планета земного типу, але вона поступається за розмірами газовим та крижаним гігантам. Однак за густиною (5.514 г/см 3 ) стоїть на першому місці в Сонячній системі.

В орбіті спостерігається слабкий ексцентриситет (0.0167). Відстань від зірки в перигелії становить 0.983 а.о., а в афелії - 1.015 а.

На один прохід довкола Сонця йде 365.24 днів. Ми знаємо, що через існування високосного року, ми додаємо день кожні 4 проходи. Ми звикли думати, що доба триває 24 години, насправді цей час займає 23 год. 56 м та 4 с.

Якщо спостерігати за обертанням осі з полюсів, то видно, що воно відбувається проти годинникової стрілки. Вісь розташована під нахилом 23.439281° від перпендикуляра орбітальної площини. Це впливає на кількість світла та тепла.

Якщо Північний полюс повернутий до Сонця, то північній півкулі встановлюється літо, але в південному – зима. У певний час над полярним колом Сонце взагалі не встає, і тоді 6 місяців там триває ніч та зима.

Склад та поверхня планети Земля

За формою планета Земля схожа на сфероїд, сплюснутий на полюсах та з опуклістю на екваторіальній лінії (діаметр – 43 км). Це відбувається через обертання.

Структура Землі представлена ​​шарами, кожен з яких має свій хімічний склад. Відрізняється від інших планет тим, що наше ядро ​​має чіткий розподіл між твердим внутрішнім (радіус – 1220 км) та рідким зовнішнім (3400 км).

Далі йде мантія та кора. Перша заглиблюється на 2890 км (найщільніший шар). Вона представлена ​​силікатними породами із залізом та магнієм. Кора ділиться на літосферу (тектонічні плити) та астеносферу (низька в'язкість). Можна уважно розглянути будову Землі на схемі.

Літосфера розбивається на жорсткі тектонічні плити. Це жорсткі блоки, що переміщаються один до одного. Є точки з'єднання та розриву. Саме їх контакт призводить до землетрусів, вулканічної активності, створення гір та океанічних траншів.

Можна виділити 7 основних плит: Тихоокеанська, Північноамериканська, Євразійська, Африканська, Антарктична, Індо-Австралійська та Південноамериканська.

Наша планета примітна тим, що приблизно 70.8% поверхні вкрито водою. Нижня карта Землі показує тектонічні плити.

Земний ландшафт скрізь різний. Занурена у воду поверхня нагадує гори і має підводні вулкани, океанічні траншеї, каньйони, рівнини і навіть океанічні плато.

Протягом розвитку планети поверхня постійно змінювалася. Тут варто зважати на рух тектонічних плит, а також ерозію. Ще впливає трансформація льодовиків, створення коралових рифів, метеоритні удари тощо.

Континентальна кора представлена ​​трьома різновидами: магнієві породи, осадові та метаморфічні. Перша ділиться на граніт, андезит та базальт. Осадова становить 75% і створюється під час поховання накопиченого осаду. Остання формується при зледеніння осадової породи.

З найнижчої точки висота поверхні досягає -418 м-коду (на Мертвому морі) і височить на 8848 м-код (вершина Евересту). Середня висота суші над рівнем моря – 840 м. Маса ділиться також між півкулями та континентами.

У зовнішньому шарірозташований ґрунт. Це якась риса між літосферою, атмосферою, гідросферою та біосферою. Приблизно 40% поверхні використовують для агрокультурних цілей.

Атмосфера та температура планети Земля

Виділяють 5 шарів земної атмосфери: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера та екзосфера. Чим вище піднімаєтесь, тим менше повітря, тиску та щільності відчуєте.

Найближче до поверхні розташована тропосфера (0-12 км). Вміщує 80% маси атмосфери, причому 50% перебувають у межах перших 5.6 км. Складається з азоту (78%) та кисню (21%) з домішками водяної пари, двоокису вуглецю та інших газоподібних молекул.

У проміжку 12-50 км бачимо стратосферу. Відокремлюється від першої тропопаузою - характеристика з відносно теплим повітрям. Саме тут розташований озоновий шар. Температура зростає, тому що прошарок поглинає ультрафіолетове світло. Атмосферні верстви Землі продемонстровані малюнку.

Це стабільний шар і практично вільний від турбулентності, хмар та інших погодних формувань.

На висоті 50-80 км. знаходиться мезосфера. Це найхолодніше місце (-85 ° C). Розташована поряд з мезопаузою, що тягнеться від 80 км до термопаузи (500-1000 км). У межах 80-550 км. проживає іоносфера. Тут температура зростає разом із висотою. На фото Землі можна помилуватися північним сяйвом.

Шар позбавлений хмар та водяної пари. Натомість саме тут формуються полярні сяйва та розташована Міжнародна космічна станція (320-380 км).

Найбільш зовнішня куля – екзосфера. Це перехідний шар у космічний простір, позбавлений атмосфери. Представлений воднем, гелієм та більш важкими молекулами з низькою щільністю. Однак атоми так сильно розсіяні, що шар не поводиться як газ, а частинки постійно віддаляються в космос. Тут живе більшість супутників.

На цю позначку впливає багато факторів. Земля робить осьовий оборот за 24 години, а отже одна сторона завжди переживає ніч і знижену температуру. Крім того, вісь нахилена, тому північна та південна півкулі по черзі відхиляються та наближаються.

Все це створює сезонність. Не кожна земна частина зазнає різких падінь і зростання температур. Наприклад, кількість світла, що надходить на екваторіальну лінію, практично не змінюється.

Якщо брати середній показник, отримаємо 14°C. Але максимум - 70.7 ° C (пустеля Лут), а мінімум -89.2 ° C досяг на радянській станції Схід на Антарктичному плато в липні 1983 року.

Місяць та астероїди Землі

Планета має лише один супутник, який впливає не тільки на фізичні зміни планети (наприклад, припливи та відливи), але й відбився в історії та культурі. Якщо бути точним, то Місяць – єдине небесне тіло, яким гуляла людина. Це сталося 20 липня 1969 року і право першого кроку дісталося Нілу Армстронг. Якщо брати загалом, на супутнику приземлилося 13 астронавтів.

Місяць з'явився 4.5 мільярдів років тому через зіткнення Землі та об'єкт з марсіанським розміром (Тея). Можна пишатися нашим супутником, адже це один із найбільших місяців у системі, а також стоїть на другій позиції за щільністю (після Іо). Вона знаходиться у гравітаційному блокуванні (одна сторона завжди дивиться на Землю).

У діаметрі охоплює 3474.8 км (1/4 земного), а маса – 7.3477 х 1022 кг. Середній показник густини – 3.3464 г/см 3 . За гравітацією досягає лише 17% земної. Місяць впливає на земні припливи, і навіть активність всіх живих організмів.

Не варто забувати, що бувають місячні та сонячні затемнення. Перше трапляється, коли Місяць потрапляє у земну тінь, а друге – коли супутник проходить між нами та Сонцем. Атмосфера супутника слабка, через що температурні показники сильно коливаються (від -153 ° C до 107 ° C).

В атмосфері можна знайти гелій, неон та аргон. Перші два створюються сонячним вітром, а аргон через радіоактивного розпадукалію. Також є дані про замерзлу воду в кратерах. Поверхня поділяється на різні типи. Є марія – плоскі рівнини, які давні астрономи брали за моря. Тери – землі, на кшталт високогір'я. Можна помітити навіть гірські області та кратери.

Земля має в своєму розпорядженні п'ять астероїдів. Супутник 2010 TK7 проживає в точці L4, а астероїд 2006 RH120 підходить до системи Земля-Луна кожні 20 років. Якщо говорити про штучних супутниках, то їх налічують 1265, а також 300 000 одиниць сміття.

Формування та еволюція планети Земля

У 18-му столітті людство дійшло висновку, що наша планета земної групи, як і вся Сонячна система, з'явилася з туманної хмари. Тобто 4.6 мільярдів років тому наша система нагадувала навколозірковий диск, представлений газом, льодом та пилом. Потім більшість наближалася до центру і під тиском трансформувалася в Сонце. Інші частинки створили відомі нам планети.

Першоздана Земля з'явилася 4.54 мільярди років тому. З самого початку вона була розплавлена ​​через вулкани та часті сутички з іншими об'єктами. Але 4-2.5 мільярдів років тому з'явилася тверда кора та тектонічні плити. Дегазація та вулкани створили першу атмосферу, а лід, що прибув на кометах, сформував океани.

Поверхневий шар не залишався застиглим, тому континенти сходилися та розсувалися. Приблизно 750 мільйонів років тому перший суперконтинент почав розходитися. 600-540 мільйонів років тому було створено Паннотію, а останній (Пангея) розвалився 180 мільйонів років тому.

Сучасна картинка створилася 40 мільйонів років тому та закріпилася 2.58 мільйонів років тому. Зараз триває останній льодовиковий період, що розпочався 10 000 років тому.

Вважають, що перші натяки на життя на Землі виникли 4 мільярди років тому (архейський еон). Через хімічних реакційз'явилися молекули, що самореплікуються. Фотосинтез створив молекулярний кисень, який разом із ультрафіолетовими променямисформував перший озоновий шар.

Далі вже почали з'являтися різні багатоклітинні організми. Мікробне життя виникло 3.7-3.48 мільярдів років тому. 750-580 мільйонів років тому більшість планети вкрилася льодовиками. Активне розмноження організмів розпочалося під час Камбрійського вибуху.

З того моменту (535 мільйонів років тому) історія налічує 5 великих подій вимирання. Остання (смерть динозаврів від метеорита) сталася 66 мільйонів років тому.

На зміну їм прийшли нові краєвиди. Африканська мавпоподібна тварина стала на задні лапи і звільнила передні кінцівки. Це стимулювало мозок застосовувати різні інструменти. Далі ми знаємо про розвиток сільськогосподарських культур, соціалізацію та інші механізми, які привели нас до сучасної людини.

Причини життя планети Земля

Якщо планета відповідає низці умов, вона вважається потенційно населеної. Зараз Земля – єдиний щасливчик із розвиненими формами життя. Що ж потрібне? Почнемо з головного критерію рідка вода. Крім того, головна зірказобов'язана надавати достатня кількістьсвітла та тепла, щоб підтримувати атмосферу. Важливий чинник – схильність у зоні проживання (відстань Землі від Сонця).

Потрібно розуміти, як сильно нам пощастило. Адже Венера за розмірами схожа, але через близьке розташування до Сонця – це дуже спекотне місце з кислотними дощами. А Марс, що проживає позаду нас, занадто холодний і має слабку атмосферу.

Дослідження планети Земля

Перші спроби пояснити походження Землі будувалися на релігії та міфах. Часто планета ставала божеством, саме матір'ю. Тому в багатьох культурах історія всього починається з матері та народження нашої планети.

Формою також багато цікавого. У давнину планету вважали плоскою, але різні культури додавали свої особливості. Наприклад, у Месопотамії плоский диск плавав у океані. У майя були 4 ягуари, що тримали небеса. У китайців це взагалі куб.

Вже 6 столітті до зв. е. вчені пришили до круглої форми. Дивно, але у 3 столітті до зв. е. Ератосфен вдалося обчислити навіть коло з похибкою в 5-15%. Сферична форма закріпилася із приходом Римської імперії. Про зміни на земній поверхні говорив ще Аристотель. Він вважав, що це відбувається надто повільно, тому людина не здатна вловити. Тут і виникають спроби розібратися у віці планети.

Вчені активно вивчають геологію. Перший каталог мінералів створив Пліній Старший у 1 столітті н.е. У 11 столітті у Персії дослідники вивчили індійську геологію. Теорію геоморфології створив китайський натураліст Шень Го. Він виявив морські скам'янілості, розташовані далеко від води.

У 16 столітті розуміння та дослідження Землі розширилися. Подякувати варто геліоцентричній моделі Коперника, яка довела, що Земля не виступає вселенським центром (раніше використовували геоцентричну систему). А також Галілео Галілея за його телескоп.

У 17 столітті геологія міцно закріпилася серед інших наук. Кажуть, що термін придумав Улісс Алдванді або Міккель Ешхольт. Виявлені на той час копалини викликали серйозні розбіжності у земному віці. Усі релігійні люди наполягали на 6000 років (як йшлося у Біблії).

Ці суперечки припинилися в 1785 році, коли Джеймс Хаттон заявив, що Земля набагато старша. Він ґрунтувався на розмитості гірських порід та обчисленні необхідного для цього часу. У 18 столітті вчені розділилися на 2 табори. Перші вважали, що гірські породи обложені повенями, а другі нарікали на вогняні умови. Хаттон стояв на позиції вогню.

Перші геологічні карти Землі з'явилися торік у 19 столітті. Головний працю – «Принципи геології», випущений 1830 року Чарльзом Лайеллем. У 20-му столітті стало набагато простіше обчислювати вік завдяки радіометричним датуванням (2 мільярди років). Однак вивчення тектонічних плит призвело до сучасної позначки в 4.5 мільярдів років.

Майбутнє планети Земля

Наше життя залежить від поведінки Сонця. Однак кожна зірка має свій еволюційний шлях. Очікується, що через 3,5 мільярда років воно збільшиться в обсязі на 40%. Це посилить надходження радіації і океани можуть просто випаруватися. Потім загинуть рослини, а за мільярд років зникне все живе, а постійна середня температура закріпиться на позначці 70°C.

Через 5 мільярдів років Сонце трансформується у червоного гіганта і змістить нашу орбіту на 1.7 а.

Якщо переглядати всю земну історію, то людство – це лише швидкоплинний спалах. Однак Земля залишається найважливішою планетою, рідним будинком та унікальним місцем. Можна лише сподівається, що ми встигнемо заселити інші планети поза нашою системою до критичного періоду. сонячного розвитку. Нижче можна вивчити карту поверхні Землі. Крім того, на нашому сайті є безліч гарних фотопланети та місць Землі з космосу у високій роздільній здатності. За допомогою онлайн телескопів із МКС та супутників можна безкоштовно в режимі реального часу спостерігати за планетою.

Натисніть на зображення, щоб збільшити