Планета Земля. Есть ли в космосе еще одна?
Уникальна ли планета Земля?
В стремлении выяснить, одни ли мы в космосе, и есть ли где-то миры, такие как планета Земля, астрономы измеряют тонкие колебания и периодические затемнения далеких звезд. Это контрольные признаки того, что планета, слишком меленькая для того, чтобы увидеть ее в телескоп, тем не менее существует.
В ходе таких поисков первыми были обнаружены планеты — гиганты, более массивные, чем Юпитер. Эти монстры, как правило, совершают полный оборот вокруг своих звезд за несколько дней. Их огромная масса вызывает достаточно заметные возмущения в положении родительских звезд.И именно по этим воздействиям их и обнаруживают. С момента открытия первой экзопланеты прошло уже 20 лет. И сейчас фокус исследований сместился на поиск планет, таких же как планета Земля.
Характеристики экзопланет
Определение «такая же, как планета Земля» для разных исследователей имеет разные значения. Астрономы склонны сосредоточиться на трех характеристиках, которые они могут уверенно измерить: радиус, масса и орбита. Радиусы экзопланет вычисляются из максимального затемнения звезды, когда планета закрывает собой небольшую часть звезды. Масса же может быть рассчитана по степени колебания звезды. Параметры орбиты экзопланеты должны быть такими, чтобы она находилась в «пригодной для жизни зоне» — объеме пространства в виде пончика, в котором жидкая вода может сохраняться на поверхности планеты или вблизи нее.
Растущее количество открытий экзопланет — Kepler 186f, Kepler 438b, Kepler 452b (все идентифицированы по данным космического телескопа «Кеплер») показывает, что существует огромное количество миров, которые подходят под эти астрономические ограничения. Почти ежемесячно заголовки изданий объявляют, что обнаружена новая «планета Земля».
Химия и еще раз химия
В этих головокружительных статьях обычно не упоминается, что радиус, масса и орбита сами по себе являются довольно плохими индикаторами того, что обнаруженные миры и планета Земля близнецы-братья. Мы ничего не знаем об их химии. Видимый свет от далеких звезд — данные, легко получаемые даже с весьма скромным телескопом, показывают, что эти небесные объекты сильно различаются по своему химическому составу. Некоторые звезды имеют намного больше или намного меньше магния, железо или углерода, чем наше Солнце. Вероятно, эти критические различия отражаются, по крайней мере, в некоторой степени, на составе окружающих их планет.
Соотношение элементов
Недавние исследования, проведенные группой минералогов и геохимиков показывают, что даже небольшое отличие химического состава экзопланеты от того состава, который имеет планета Земля, может сделать ее непригодной для жизни. Если будет слишком много магния, то тектоника плит — двигатель, необходимый для жизненного цикла питательных веществ — не сможет начаться. Будет слишком мало железа, и планета никогда не образует магнитного поля, которое необходимо для защиты жизни от смертельных космических лучей. Слишком мало воды, углерода, азота или фосфора — и жизни не будет.
Много ли в космосе планет, похожих на Землю?
Итак, каковы шансы найти экзопланету, в точности такую же, как планета Земля? Учитывая то, что для возникновения и поддержания жизни необходим десяток ключевых химических элементов, вероятность совпадения всех критических параметров композиции мала. Возможно, только 1 из 100 или 1 из 1000 «земных» планет будет композиционно подобна Земле. Тем не менее, имея консервативную оценку наличия в космосе около 10 в 20 степени планет, подобных Земле по радиусу, массе и орбите, мы понимаем, что миров, таких же как планета Земля, может быть бесчисленно много.
И эта мысль может немножко жутковатой. Наткнуться в итоге на планету, которая будет выглядеть точь-в-точь как планета Земля, это все равно что случайно обнаружить в толпе своего близнеца.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
alivespace.ru
Планета Земля
Самой изученной планетой в Солнечной системе является наша родная планета — Земля. В настоящее время, это единственный известный космический объект в Солнечной системе заселенный живыми организмами. Одним словом, Земля — наш дом.
История возникновения планеты
По оценкам ученых планета Земля образовалась примерно 4,5 млрд лет назад, а первый формы жизни спустя всего 600 млн лет. С тех пор очень многое изменилось. Живые организмы создали глобальную экосистему, магнитное поле совместно с озоновым слоем защитило их от пагубной космической радиации. Все это и множество других факторов позволило создать самую красивую и “живую” планету в Солнечной системе.
10 вещей, которые необходимо знать о Земле!
- Земля в Солнечной системе является третьей планетой от Солнца;
- Вокруг нашей планеты вращается один естественный спутник — Луна;
- Земля является единственной планетой, носящей название не в честь божественного существа;
- Плотность Земли является самой большой из всех планет в Солнечной системе;
- Скорость вращения Земли постепенно замедляется;
- Среднее расстояние от Земли до Солнца равно 1 астрономической единице (условная мера длинны в астрономии), что равняется примерно 150 млн км.;
- Земля обладает магнитным полем достаточной силы для защиты живых организмов на ее поверхности от губительного солнечного излучения;
- Первый искусственный спутник Земли под названием ПС-1 (Простейший спутник — 1) был запущен с космодрома Байконур на РН «Спутник» 4 октября 1957 года;
- На орбите вокруг Земли, по сравнению с другими планетами, находится самое большое количество космических аппаратов;
- Земля является самой большой планетой земной группы в Солнечной системе;
Астрономические характеристики
| Перигелий | 147 098 290 км |
| Афелий | 152 098 232 км |
| Эксцентриситет орбиты | 0,01671123 |
| Орбитальная скорость (средняя) | 29,783 км/с |
| Наклонение (относительно плоскости эклиптики) | 7,155° |
| Видимая звёздная величина при наблюдении с Солнца | −3,84m |
| Наклон оси | 23°26’21″ |
Значение имени планеты Земля
Слово Земля очень старое, его происхождение теряется в глубине праиндоевропейского языкового сообщества. В словаре Фасмера даются ссылки на похожие слова в греческом, персидском, балтийских, а также, естественно, в славянских языках, где то же слово употребляется (в соответствии с фонетическими законами конкретных языков) в том же значении. Первоначальный корень имеет смысл «низкий». Раньше же считалось, что земля плоская, «низкая», и покоится на трёх китах, слонах, черепахах и т.д.
Физические характеристики Земли
| Средний радиус | 6371,0 км |
| Площадь поверхности | 510 072 000 км² |
| Объём | 10,8321·1011км³ |
| Масса | 5,9726·1024 кг |
| Средняя плотность | 5,5153 г/см³ |
| Ускорение свободного падения на экваторе | 9,780327 м/с² (0,99732 g) |
| Первая космическая скорость | 7,91 км/с |
| Вторая космическая скорость | 11,186 км/с |
| Экваториальная скорость вращения | 1674,4 км/ч (465,1 м/с) |
Кольца и спутники
Вокруг Земли вращается один естественный спутник — Луна и более 8 300 искусственных спутников.
Карта поверхности Земли
Особенности планеты
Земля – наша родная планета. Она является единственной планетой в нашей Солнечной системе где точно существует жизнь. Все что нам нужно для выживания спрятано под тонким слоем атмосферы, которая отделяет нас от пустынного и непригодного для жизни в той форме, которую мы знаем космического пространства. Земля состоит из сложных интерактивных систем, которые часто непредсказуемы. Воздух, вода, земля, формы жизни, в том числе и люди, объединяют усилия для создания постоянно меняющего мира, который мы стремимся понять.
Исследование Земли из космоса позволяет нам взглянуть на нашу планету целиком. Ученые со всего мира, работая вместе и делясь своим опытом, благодаря этой возможности обнаружили множество интересных фактов о нашей планете.
Некоторые факты хорошо известны. Например, Земля является третьей планетой от Солнца и пятой по величине в Солнечной системе. Диаметр Земли всего на несколько сотен километров больше чем у Венеры. Четыре времени года являются результатом наклонения оси вращения Земли на более чем 23 градуса.
Океаны, глубиной в среднем 4 километра занимают почти 70% земной поверхности. Чистая вода существует в жидкой фазе только в узком диапазоне температур (от 0 до 100 градусов по Цельсию). Этот диапазон температур особенно мал по сравнению со спектром температур, который присутствует на других планетах в Солнечной системе. Наличие и распределение водяного пара в атмосфере несет значительную долю ответственности за формирование погоды на Земле.
Наша планета имеет в своем центре быстро вращающееся расплавленное ядро, состоящее из никеля и железа. Именно благодаря его вращению, вокруг Земли образуется магнитное поле, защищающее нас от Солнечного ветра, превращая его в полярные сияния.
Атмосфера планеты
Вблизи поверхности Земли расположен огромный океан воздуха – наша атмосфера. Она состоит из 78% азота, 21% кислорода и 1% других газов. Благодаря этой воздушной прослойке, которая защищает нас от губительного для всего живого космоса, на Земле образуются разнообразные погодные условия. Именно она защищает нас от вредного солнечного излучения и падающих метеоров. Космические исследовательские аппараты уже на протяжении полувека изучают нашу газовую оболочку, однако всех тайн она еще не раскрыла.
| Азот | 78,08% |
| Кислород | 20,95% |
| Аргон | 0,93% |
| Углекислый газ | 0,039% |
| Водяной пар (в зависимости от климата) | 1% |
Полезные статьи которые ответят на большинство интересных вопросов о Земле.
Объекты глубокого космоса
Планета Земля
Солнечная система > Система Земля-Луна > Планета Земля
Исследование | Фотографии
10 фактов, которые необходимо знать о планете Земля
- Если бы Солнце было таким же размером как входная дверь, то Земля была бы размером с монетку.
- Земля – третья планета от Солнца, находящаяся на расстоянии около 150 млн. км (93 миллиона миль) или одной АС.
- День на Земле занимает 24 часа (это время, которое требуется Земли, чтобы совершить один оборот вокруг своей оси). Земля совершает полный оборот вокруг Солнца (год на Земле) примерно за 365 дней.
- Земля является твердой планетой, также известной как планета земного типа, с твердой поверхностью и наличием гор, долин, каньонов, равнин и многое другое. Земля отличается от других планет земной группы наличием океана, который покрывает 70% суши.
- Атмосфера Земли состоит на 78% из азота (N2), 21% кислорода (О2) и 1% других элементов — идеальный баланс для жизни. Многие планеты имеют атмосферу, но только на Земле есть воздух.
- У Земли есть один спутник – Луна.
- У Земли нет колец.
- Многие космические аппарата вращаются на орбите Земли и вместе помогают нам в изучении нашей родной планеты.
- Земля является идеальным местом для жизни.
- Атмосфера Земли защищает нас от падающих метеоритов, большинство из которых распадаются в нашей атмосфере, прежде чем они столкнуться с планетой.
Особенности планеты Земля
По удаленности от Солнца планета Земля является третьей. Из всех известных науке планет только на Земле имеются кислородо-содержащая атмосфера, обширные водные океаны, а также самое главное — биологическая жизнь. Интересно, что по своим размерам Земля занимает 5-ое место среди остальных планет нашей солнечной системы, уступая таким газовым гигантам как Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.
Диаметр Земли составляет 13 тысяч километров. Наша планета имеет форму сплющенного сфероида. Около 71 процента поверхности Земли занято водой. Пятая часть атмосферы состоит из кислорода, производимого растениями.
Земля вращается вокруг воображаемой линии, называемой земной осью и пересекающей земную поверхность в географических полюсах. Полное вращение Земли вокруг своей оси занимает 24 часа, а один оборот Земли вокруг Солнца происходит за 365 дней. Орбита Земли — траектория движения Земли вокруг Солнца. Она имеет эллипсовидную форму.
Земля была образована в тоже время, что и остальные планеты нашей солнечной системы — примерно 4.6 миллиона лет назад. В начале процесса зарождения наша солнечная система представляла собой огромное скопление космической пыли, именуемое учеными околосолнечной туманностью. Туманность вращалась с огромной скоростью и постепенно приобретала форму диска. Центр данного диска позже превратился в Солнце. Из остатков космической пыли в околосолнечной туманности были образованы планеты, в том числе и Земля.
Интересный факт о планете: Ученые полагают, что изначально Земля была безводной планетой. В течении двухсот миллионов лет после формирования Земли в центре планеты происходили интенсивные химические процессы, образовавшие первичную атмосферу и позже водные океаны.
На этой потрясающей фотографии, сделанной космическим аппаратом, Солнце отражается от огромных водных просторов Земли. Земля — единственная планета в Солнечной системе, имеющая жидкую воду на своей поверхности и это доказанный факт.
История Земли поделена на четыре эры (эон) — катархей, архей, протерозой, фаренозой. Период, охватывающий первые три эона, составляет 4 миллиарда лет и носит название докембрий. Жизнь зародилась в конце докембрия (3.8 миллиона лет назад), однако, только в фаренозое жизнь сумела раскинуться по всей планете — доказанный факт.
Фаренозой разделен на 3 периода — палеозой, мезозой, кайнозой. В палеозойском периоде появилось огромное количество животных и растений. Мезозойский период знаменателен существованием на Земле динозавров. Мы живем в кайнозойском периоде с преобладанием на Земле млекопитающих животных.
Земля с расстоянии в 4 миллиарда миль
Древние окаменелости позволили ученым определить, что животная жизнь палеозойского периода была представлена такими беспозвоночными животными как кораллы, моллюски и трилобиты. Первые рыбы появились 450 миллионов лет назад. Вслед за рыбами появились амфибии (380 миллионов лет назад). Ископаемые источники позволили ученым установить, что первые млекопитающие появились 200 миллионов лет назад.
Начало кайнозойского периода ознаменовано вымиранием динозавров, предположительной причиной которого является столкновение Земли с метеоритом. Начиная с этого времени, млекопитающие заняли главенствующую позицию в животном мире нашей планеты.
Физические характеристики, состав, структура и орбита планеты Земля
Физические характеристики |
| Полярное сжатие | 0,0033528 |
|---|---|
| Экваториальный радиус | 6378,1 км |
| Полярный радиус | 6356,8 км |
| Средний радиус | 6371,0 км |
| Окружность большого круга | 40 075,017 км (экватор) 40 007,86 км (меридиан) |
| Площадь поверхности | 510 072 000 км² |
| Объём | 10,8321·1011 км³ |
| Масса | 5,9726·1024 кг |
| Средняя плотность | 5,5153 г/см³ |
| Ускорение свободного падения на экваторе | 9,780327 м/с² |
| Первая космическая скорость | 7,91 км/с |
| Вторая космическая скорость | 11,186 км/с |
| Экваториальная скорость вращения | 1674,4 км/ч |
| Период вращения | (23h 56m 4,100s) |
| Наклон оси | 23°26’21″,4119 |
| Альбедо | 0,306 (Бонд) 0,367 (геом.) |
Состав планеты Земля
Кислород — самый распространенный химический элемент земной коре. За ним следуют кремний, алюминий, железо, натрий, калий и магний.
Большая часть ядра земли состоит из железа и никеля, а также незначительного количество серы и кислорода. Мантия состоит из железа и кремнезема.
Земля с борта МКС
Атмосфера Земли состоит из азота (78%), кислорода (21%), а также незначительного количества аргона и углекислого газа. Ни одна планета нашей солнечной системы, за исключением Земли, может похвастаться наличием огромного количества кислорода в своей атмосфере.
По мере отдаления от поверхности Земли воздух становится разряженным. Уже на высоте 160 километров воздух настолько разряжен, что космические спутники почти не испытывают сопротивления воздуха.
Самый нижний слой атмосферы называется тропосфера. Воздушные массы в тропосфере находятся в постоянном движении, определяя погоду на поверхности Земли. Движение воздушных масс вызывается разностью атмосферного давления в разных частях тропосферы.
Над тропосферой расположен слой, называемый стратосфера. Стратосфера содержит в себе озоновый слой, образованный воздействием на молекулы кислорода ультрафиолетовых лучей. Озон защищает поверхность Земли от избытка ультрафиолетового излучения.
Магнитное поле Земли
Магнитное поле нашей планеты генерируется движением внешнего слоя земного ядра. Магнитные полюса находятся в постоянном движении, двигаясь со скоростью в 40 километров в год.
Внутренняя структура Земли
Ядро земли достигает 7100 километров в ширину (чуть больше, чем половина диаметра Земли). Внешний слой земного ядра (2250 километров) находится в жидком состоянии, а внутренний слой (2600 километров) — в твердом. Над ядром Земли находится мантия (1800 километров), которая находится в частично жидком состоянии. Над мантией располагается земная кора.
Орбита и вращение |
| Перигелий | 147 098 290 км 0,98329134 а. е. |
|---|---|
| Афелий | 152 098 232 км 1,01671388 а. е. |
| Большая полуось | 149 598 261 км 1,00000261 а. е. |
| Эксцентриситет орбиты | 0,01671123 |
| Сидерический периодобращения | 365,256366004 дней 365 дн. 6 ч. 9 мин. 10 сек. |
| Орбитальная скорость | 29,783 км/c 107 218 км/ч |
| Средняя аномалия | 357,51716° |
| Наклонение | 7,155° (отн. солнечного экватора), 1,57869° (отн. инвариантной плоскости) |
| Долгота восходящего узла | 348,73936° |
| Аргумент перицентра | 114,20783° |
| Спутники | 1 (Луна), 8300+ (искусств.) |
Спутники и кольца планеты Земля
Земля имеет один единственный спутник: Луну. Ширина Луны — 3474 километра (1/4 диаметра Земли). Ученые сходятся на мнении, что Луна была образована в результате столкновения Земли с огромным космическим объектом. Предположительная масса данного объекта могла достигать 10% от массы Земли.
Колец у Земли нет.
Согласно ученым, Земля является единственной планетой, на которой имеется жизнь. Ученые предполагают, что на Земле насчитывается от 5 до 100 миллионов видов животных и растений, из которых на данный момент обнаружены и исследованы только 2 миллиона.
Карта поверхности планеты Земля
Нажмите на изображение, чтобы его увеличить
Читайте также:
Строение Земли
Поверхность Земли
Положение и движение Земли
Ссылки
o-kosmose.net
описание планеты, атмосфера, океаны, структура, орбита и вращение Земли, интересные факты
Земля является третьей планетой от Солнца и самой большой из планет земной группы. При этом она всего лишь пятая по величине планета с точки зрения размера и массы в Солнечной системе, но, что удивительно, самая плотная из всех планет в системе (5,513 кг/м3). Примечательно также, что Земля является единственной планетой в Солнечной системе, которую сами люди не называли в честь мифологического существа, — ее название происходит от старого английского слова «ertha», что означает почву.
Считается, что Земля образовалась где-то около 4.5 миллиарда лет назад, а в настоящее время является единственной известной планетой, где возможно существование жизни в принципе, а условия таковы, что жизнь в буквальном смысле кишит на планете.
Земля и другие планеты Солнечной системы
На протяжении всей истории человечества люди стремились понять свою родную планету. Тем не менее, кривая обучения оказалась очень и очень сложной, с большим количеством ошибок сделанными по пути. Например, еще до существования древних римлян, мир понимался как плоский, а не сферический. Вторым наглядным примером является вера в то, что Солнце вращается вокруг Земли. Лишь только в шестнадцатом веке, благодаря работе Коперника, люди узнали, что на самом деле Земля просто планета, вращающаяся вокруг Солнца.
Популярное: Как будет выглядеть Земля через 100 лет, выяснили сотрудники NASA
Возможно, самым главным открытием относительно нашей планеты в течение последних двух столетий является то, что Земля является как обычным так и уникальным местом в Солнечной системе. С одной стороны, многие из ее характеристик довольно заурядны. Возьмем, например, размер планеты, ее внутренние и геологические процессы: ее внутренняя структура практически идентична трем другим планетам земной группы в Солнечной системе. На Земле происходят практически те же геологические процессы, формирующие поверхность, которые свойственны подобным планетам и многим планетарным спутникам. Однако при всем при этом, Земля обладает просто огромным количеством абсолютно уникальных характеристик, которые разительно отличают ее от практически всех известных на сегодняшний день планет земной группы.
Атмосфера Земли
Одним из необходимых условий для существования жизни на Земле без сомнения является ее атмосфера. Она состоит из примерно 78% азота (N2), 21% кислорода (О2) и 1% аргона. Также в составе есть совсем незначительное количество двуокиси углерода (CO2) и других газов. Примечательно, что азот и кислород необходимы для создания дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и производства биологической энергии, без которой невозможно существования жизни. Кроме того, кислород присутствующий в озоновом слое атмосферы, защищает поверхность планеты и поглощает вредное солнечное излучение.
Смотрите также: Атмосфера древней Земли была тоньше, чем сегодня
Любопытно то, что Значительное количество кислорода, присутствующего в атмосфере, создается на Земле. Образуется он в качестве побочного продукта фотосинтеза, когда растения превращают углекислый газ из атмосферы в кислород. По существу, это означает, что без растений количество углекислого газа в атмосфере было бы гораздо выше, а уровень кислорода значительно ниже. С одной стороны, если уровень углекислого газа повысится, вполне вероятно, что Земля будет страдать от парникового эффекта как на Венере. С другой стороны, если процентное содержание углекислого газа станет даже немного ниже, то уменьшение парникового эффекта привело бы резкому похолоданию. Таким образом, текущий уровень углекислого газа способствует идеальному диапазону комфортных температур от -88 °С до 58 °С.
Океаны Земли
При наблюдении Земли из космоса, первое что бросается в глаза — океаны жидкой воды. С точки зрения площади поверхности, океаны покрывают примерно 70% от Земли, что является одним из уникальнейших свойств нашей планеты.
Подобно атмосфере Земли, наличие жидкой воды является необходимым критерием для поддержания жизни. Ученые полагают, что впервые жизнь на Земле возникла 3,8 миллиарда лет назад и именно в океане, а возможность передвигаться по суше появилась у живых существ намного позже.
Планетологи объясняют наличие на Земле океанов двумя причинами. Первой из них является сама Земля. Существует предположение, что во время формирования Земли атмосфера планеты смогла захватить большие объемы водяного пара. Со временем, геологические механизмы планеты, в первую очередь ее вулканическая активность, выпустила этот водяной пар в атмосферу, после чего в атмосфере,этот пар сконденсировался и упал на поверхность планеты в виде жидкой воды. Другая версия предполагает, что источником воды были кометы, которые падали на поверхность Земли в прошлом, лед который преобладал в их составе и образовал существующие на Земле водоемы.
Поверхность Земли
Не смотря на то, что большая часть поверхности Земли расположена под ее океанами, «сухая» поверхность имеет много отличительных черт. При сравнении Земли с другими твердыми телами в Солнечной системе, ее поверхность разительно отличается, так как на ней нет кратеров. По мнению планетологов, это не говорит о том, что Земля избежала многочисленных ударов малых космических тел, а скорее указывает на то, что доказательства подобных воздействий были стерты. Возможно существует множество геологических процессов, ответственных за это, но ученые выделяют два наиболее важных — выветривание и эрозия. Считается, что во многом именно двоякое воздействие данных факторов повлияло на стирание с лица Земли следов от кратеров.
Так выветривание ломает поверхностные структуры на более мелкие куски, не говоря уже химических и физических способах атмосферного воздействия. Примером химического выветривания являются кислотные дожди. Пример физического выветривания — истирание русел рек, вызванное породами, содержащимися в проточной воде. Второй же механизм — эрозия, по своей сути является воздействием на рельеф движением частиц воды, льда, ветра или земли. Таким образом, под воздействием выветривания и эрозии, были «стерты» ударные кратеры на нашей планете, за счет чего были образованы некоторые особенности рельефа.
Также ученые выделяют два геологических механизма, которые, по их мнению, помогли сформировать поверхность Земли. Первым таким механизмом является вулканическая активность — процесс выделения магмы (расплавленной породы) из недр Земли через разрывы в ее коре. Возможно, именно по причине вулканической активности земная кора была изменена и были сформированы острова (наглядным примером являются Гавайские острова). Вторым механизмом определяют горообразование или образование гор в результате сжатия тектонических плит.
Структура планеты Земля
Подобно другим планетам земной группы, Земля состоит из трех компонентов: ядра, мантии и коры. В настоящее наука уверена, что ядро нашей планеты состоит из двух отдельных слоев: внутреннее ядро из твердого никеля и железа и наружного сердечника из расплавленного никеля и железа. При этом мантия представляет собой очень плотную и почти полностью твердую силикатную породу, — ее толщина составляет примерно 2850 км. Кора также состоит из силикатных пород и разница по своей толщине. В то время как континентальные диапазоны коры составляют от 30 до 40 километров в толщину, океаническая кора намного тоньше, — всего от 6 до 11 км.
Еще одна отличительная черта Земли относительно других планет земной группы это то, что ее кора делится на холодные, жесткие плиты, которые опираются на более горячую мантию, расположенную ниже. Кроме того, эти пластины находятся в постоянном движении. Вдоль их границ как правило осуществляется сразу два процесса, известных как субдукция и спрединг. Во время субдукции две пластины вступают в контакт производя землетрясения и одна пластина наезжает на другую. Второй процесс представляет собой разделение, когда две пластины отходят друг от друга.
Орбита и вращение Земли
Земле требуется примерно 365 дней для того, чтобы сделать полный оборот по орбите вокруг Солнца. Длина нашего года связана в значительной степени со средним орбитальным расстоянием Земли, которое составляет 1,50 х 10 в степени 8 км. При таком орбитальном расстоянии солнечному свету требуется в среднем около восьми минут и двадцати секунд для достижения поверхности Земли.
При орбитальном эксцентриситете .0167 орбита Земли является одной из самых круговых во всей Солнечной системе. Это означает, что разница между перигелием Земли и афелием относительно мала. В результате столь небольшой разницы интенсивность солнечного света на Земле остается практически неизменной круглый год. Тем не менее, положение Земли на своей орбите определяет тот или иной сезон.
Наклон оси Земли составляет приблизительно 23,45 °. При этом Земле требуется двадцать четыре часа для того, чтобы завершить один оборот вокруг своей оси. Это самое быстрое вращение среди планет земной группы, но немного медленнее, чем у всех газовых планет.
Интересные факты
• В прошлом Земля считалась центром Вселенной. 2000 лет древние астрономы считали, что Земля статична, а другие небесные тела путешествуют по круговым орбитам вокруг нее. К такому мнению они пришли наблюдая очевидное движение Солнца и планет при наблюдении с Земли. В 1543 году Коперник опубликовал свою гелиоцентрическую модель Солнечной системы, в которой Солнце находится в центре нашей Солнечной системы.
• Земля это единственная планета в системе, которую не назвали в честь мифологических богов или богинь (остальные семь планет в Солнечной системе были названы в честь римских богов или богинь). Имеется ввиду пять видимых невооруженным глазом планет: Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн. Все тот же подход с именами древнеримских богов был использован после открытия Урана и Нептуна. Само же слово «Земля» происходит от старого английского слова «ertha» означающее почву.
• Земля является самой плотной планетой в Солнечной системе. Плотность Земли отличается в каждом слое планеты (ядро, например, является более плотным, чем земная кора). Средняя плотность планеты составляет около 5,52 грамма на кубический сантиметр.
• Гравитационное взаимодействие между Землей и Луной вызывает приливы на Земле. Считается, что Луна заблокирована приливными силами Земли, поэтому ее период вращения совпадает с Земным и она обращена к нашей планете всегда одной и той же стороной.
• Вращение Земли постепенно замедляется. Замедление вращения Земли происходит очень медленно, примерно 17 миллисекунд на сто лет. Но, в конечном итоге, это удлиняет день. Тем не менее, этому процессу потребуется около 140 миллионов лет для того, чтобы увеличить сутки с 24 до 25 часов.
• Атмосфера Земли на 78% состоит из азота, 21% кислорода, а также следовых количеств других газов, включая аргон и углекислый газ.
• Значительная часть земного кислорода была образована в процессе фотосинтеза.
• Земля имеет очень мощное магнитное поле. Это поле защищает планету от воздействия солнечного ветра и, как считают ученые, является результатом никель-железного ядра планеты и его быстрого вращения.
• Земля имеет озоновый слой, который защищает ее от вредного солнечного излучения. Эта оболочка представляет собой особый тип кислорода, который поглощает большую часть мощных ультрафиолетовых лучей.
• 70% поверхности Земли покрыто водой, остальную часть представляют континенты и острова, на которых также присутствует множество озер и других источников воды.
• Считается, что первая жизнь на Земле возникла в океане посредством процесса абиогенеза — естественного процесса, при котором жизнь вырастает из неживой материи в виде простого органического соединения.
• Вода Земли первоначально могла находится внутри планеты. Но, с течением времени, вода была доставлена на поверхность в результате вулканической активности планеты.
• Земля имеет относительно небольшое число видимых кратеров по сравнению с другими твердыми телами в Солнечной системе. Это происходит потому, что Земля является геологически активной, на ней происходят такие процессы, как тектоника и эрозия, которые могут менять ее поверхность.
Фото Земли
Знаменитая фотография Земли с Луны, сделанная экипажем космической миссии «Аполлон-8»
10 фактов о планете Земля
Поделиться
Твитнуть
Поделиться
Плюсануть
Поделиться
Твитнуть
Поделиться
Плюсануть
mks-onlain.ru
Статьи о Космосе | Планета Земля
Практически во всех языках название планеты «Земля» происходит от древнего слова, обозначавшего низ, нижнюю часть чего-либо. В целом эволюция названия отражает развитие мировоззренческих представлений народов древности. На протяжении большей части истории развития человечества Земля представлялась людям по-разному. Ее считали плоской, покоящейся посреди вод мирового океана. Во многих мифологиях эту плоскую Землю держали на своих спинах исполинские киты; слоны, черепахи, и прочие сказочные живые существа.
Во II в. до н.э. великий астроном античности Гиппарх из Александрии установил продолжительность солнечного года с ошибкой на 6 мин., что является очень точным результатом. Кроме того, грек вычислил размеры Луны и удаленность нашего спутника от Земли. Однако в то время, согласно геоцентрической схеме Аристотеля, Землю представляли массивным центром Вселенной, вокруг которой обращаются в своих небесных сферах планеты и прочие космические тела.
Лишь в III в. до н.э. Аристарх Самосский предположил, что Земля обращается вокруг Солнца на расстоянии 600 собственных радиусов. Мыслителя обвинили в безбожии и подвергли остракизму. Как планета Земля была открыта великим польским астрономом Н. Коперником в XVI столетии. В 1543 г. Коперник в своей книге, посвященной гелиоцентрической системе мира, впервые развил идею, что Земля является рядовым блуждающим телом — планетой, обращающейся вокруг Солнца. Так было положено начало изучения Земли как космического тела.
И. Кеплер в XVII столетии определил орбиту Земли как эллипс. И. Ньютон в XVIII в. открыл закон всемирного тяготения, что помогло науке получить много информации о физических условиях Земли — ускорение свободного падения на земной поверхности, плотность Земли, космические скорости Земли. Несмотря на гениальные открытия многих астрономов и физиков, в научном мире до середины XX в. шла борьба гипотез об истинной природе Земли.
В конце XIX столетия, например, стала очень популярна гипотеза о вогнутой Земле. Эту весьма убедительную гипотезу использовал известный российский геолог и писатель-фантаст В.А. Обручев в своем популярном произведении «Плутония». Согласно данной версии строения мира, Земля имеет форму сферы, причем люди населяют внутреннюю сторону этой фигуры. В центре сферы, над головами жителей Земли, находятся Солнце и космические тела. Доводы гипотезы оказалось возможным опровергнуть окончательно лишь в 1957 г., когда в нашей стране был запущен на орбиту первый искусственный спутник.
Астрономия Земли
Земля — третья планета Солнечной системы, совершающая полный оборот вокруг Солнца за 365 суток 5 ч 48 мин. 46 с.
Этот период называют периодом обращения, и, кроме того — звездным годом. Однако измерять годы как обороты Земли вокруг Солнца по отношению к звездам было бы сложно: такое исчисление затрудняло бы установление соответствия между звездным годом и земными природными сезонами; во избежание этой трудности календарный или «тропический» год принято измерять между двумя прохождениями Солнца через точку весеннего равноденствия. «Истинный» земной год длиннее «тропического» на 20 мин.
Среднее расстояние от Земли до Солнца составляет 149,6 млн км. Земля движется по эллиптической орбите, из фокусов которой располагается Солнце. Ближайшую к светилу точку орбиты называют перигелием, наиболее дальнюю от него — афелием. Земля проходит через перигелий в середине зимы северного полушария, а через афелий — в середине зимы южного полушария.
Земная ось, «направленная» на Полярную звезду, что в созвездии Малой Медведицы, наклонена к плоскости вращения планеты (эклиптике) на 66,5 градуса; экватор, соответственно, наклонен. Наклоном экватора объясняются изменения размеров полярных шапок и сезонные изменения в природе умеренных поясов.
Астрофизика Земли
Принято говорить, что Земля — шар, однако, это утверждение не вполне соответствует истине. Тщательные измерения показывают, что экваториальный диаметр планеты меньше полярного на 1/298 долю, что составляет 48 км, т.е. Земля как бы «сплюснута» с полюсов. Эта деформация возникла не случайно, и не всегда планета имела вид «эллипсоида вращения», тем более, что собственная сила гравитации Земли достаточно велика, чтобы придать земному веществу форму практически идеального шара. Этому препятствует суточное вращение. Вызванная им центробежная сила приводит в итоге к увеличению экваториального диаметра и уменьшению полярного.
Масса Земли составляет почти 6 секстиллионов т, что в 333 тысячи раз меньше массы Солнца; определить эту массу удалось только путем сложных вычислений, отталкивавшихся от гравитационной постоянной и ускорения силы тяжести на земной поверхности. Масса Земли (в астрономии обозначается M?, где ? является символом планеты Земля) — 1 M? = 5,97219 ? 10(в 24 степени) кг.
Объем Земли меньше объема Солнца в 1301 раз, а диаметр — в 109 раз. Средняя плотность земного вещества достигает 5500 кг/м3, хотя плотность земной коры значительно меньше. Поверхность Земли покрыта водой на 75%; Мировой океан вмещает 98% всей воды планеты.
Атмосфера Земли на 78% состоит из азота, 21% приходится на долю кислорода, инертные газы составляют 0,94%, углекислый газ — 0,03%, водяные пары и прочие примеси — также не более 0,03%. За пределами плотных слоев атмосферы, на границе тропосферы, расположен тонкий слой озона, защищающий все живое на планете от губительного действия ультрафиолета.
Земля, как и все планетные тела, обладает сравнительно сильным магнитным полем. Магнитные полюса не совпадают с географическими, более того — они постоянно «дрейфуют» по направлению к экватору. Магнитное поле Земли изредка меняет знак, в результате чего на месте северного магнитного полюса оказывается южный и наоборот.
О внутреннем строении Земли ученым приходится судить по косвенным данным геофизики и сейсмологии; последняя, главным образом, поставляет информацию о вулканических процессах и возбуждаемых ими волнах в земной коре.
Сейчас принято считать, что толщина коры планеты под океанами составляет 6 — 10 км, а в материковых областях достигает 35 — 70 км. Верхний слой коры, толщина которого не превышает 5 — 7 км, состоит в основном из кремния, железа, алюминия и щелочных металлов. Под этим слоем лежит второй, гранитный, простирающийся вглубь на 35-40 км; иногда граниты выходят и на поверхность Земли. Последний слой, толщиной около 30 км, сформирован базальтами.
Температура в земной коре повышается с глубиной, причем не вполне равномерно: если на глубинах до 3 км каждые 100 м температура повышается на 1 градус, то в диапазоне глубин 3 — 30 км — уже на 2 градуса, а еще глубже — на 2,5 градуса за каждые 100 м. Таким образом, на глубине 11 км температура уже превышает 180 «С. Столь быстрое повышение температуры объясняется идущим от центра планеты мощным потоком тепла. В пробуренных скважинах на всем их протяжении обнаруживаются воды с высоким содержанием брома, йода и тяжелых металлов, и газы: гелий, водород, азот, а также метан и более высокие углеводороды.
Под корой находится мантия, сложенная в основном вязкими расплавленными базальтами и силикатами. Именно в мантии формируются зоны вулканизма и очаги землетрясений.
Нижняя граница мантии доходит до глубины 2920 км и соприкасается с поверхностью внешнего ядра толщиной около 2200 км. При переходе этой границы плотность вещества скачкообразно повышается с 5,6 до 8 и далее до 10 г/см; столь же скачкообразно изменяется и температура, равно как и давление.
Иначе изменяется температура в земной атмосфере. Наиболее резки эти изменения в двух нижних ее слоях. На протяжении 18 км тропосферы температура падает в среднем от 20 до минус 55 С. На тропосферу приходится около 80% массы всей атмосферы и практически все водяные пары. На высотах 18 — 55 км простирается стратосфера; в ее нижнем ярусе располагается тонкий слой озона, образовавшегося из кислорода в результате фотохимических реакций. Слой озона поглощает ультрафиолетовое излучение, в результате чего в стратосфере температура постепенно повышается, и у верхней границы слоя близка к 0°С. В мезосфере, протянувшейся над стратосферой до высоты 8085 км, температура снова падает, теперь уже до минус 80°С. Над мезосферой находится ионосфера, состояние которой уже более приближается к слабоионизированной плазме, нежели к газовой оболочке. В ионосфере температура снова несколько повышается, однако, здесь привычное человеку определение температуры уже непригодно.
Естественные спутники Земли
У Земли один естественный спутник — Луна.
www.mysterylife.ru
Планета Земля
Наш дом — планета Земля
Характеристики планеты:
- Расстояние от Солнца: 149,6 млн км
- Диаметр планеты: 12 765 км
- Сутки на планете: 23ч 56мин 4с*
- Год на планете: 365 дней 6ч 9мин 10с*
- t° на поверхности: средняя по планете +12°C (В Антарктиде до -85°C; в пустыне Сахара до +70°C)
- Атмосфера: 77% Азот; 21% кислород; 1% водяной пар и остальные газы
- Спутники: Луна
* период вращения вокруг собственной оси (в земных сутках)
** период обращения по орбите вокруг Солнца (в земных сутках)
C самого начала развития цивилизации людей интересовало происхождение Солнца, планет и звезд. Но больше всего вызывает интерес планета, являющаяся нашим общим домом, Земля. Представления о ней менялись вместе с развитием науки, само понятие о звездах и планетах, так как мы это понимаем сейчас, сформировалось всего лишь несколько веков назад, что ничтожно мало по сравнению с самим возрастом Земли.
Презентация: планета Земля
Скачать видео презентацию: планета Земля
Третья от Солнца планета, ставшая нашим домом, имеет спутник – Луну, и входит в группу планет земного типа, таких как Меркурий, Венера и Марс. Планеты–гиганты существенно отличаются от них по физическим свойствам и строению. Но даже такая крохотная по сравнению с ними планета, как Земля, имеет невероятную по осмыслению массу – 5, 97х1024 килограмм. Она вращается вокруг светила по орбите на среднем расстоянии от Солнца в 149, миллиона километров, вращаясь вокруг своей оси, что является причиной смены дней и ночей. А сама эклиптика орбиты характеризует времена года.
Наша планета играет уникальную роль в Солнечной системе, ведь Земля – единственная планета, на которой есть жизнь! Расположилась Земля крайне удачным образом. Она путешествует по орбите на расстоянии почти 150 000 000 километров от Солнца, а это означает лишь одно – На Земле достаточно тепло, чтобы вода сохранялась в жидком виде. При условии жарких температур вода бы просто выпарилась, а в холоде превращалась бы в лед. Только на Земле присутствует атмосфера, в которой может дышать человек и все живые организмы.
Истрия возникновения планеты Земля
Отталкиваясь от Теории Большого Взрыва и основываясь на исследовании радиоактивных элементов и их изотопов, ученые выяснили, приблизительный возраст земной коры, – он составляет около четырех с половиной миллиардов лет, а возраст Солнца – около пяти миллиардов лет. Так же, как и вся галактика, Солнце образовалось в результате гравитационного сжатия облака межзвездной пыли, а вслед за светилом образовались и планеты, входящие в Солнечную систему.
Что касается образования самой Земли как планеты, само ее рождение и формирование продолжалось сотни миллионов лет и проходило в несколько фаз. На фазе рождения, подчиняясь законам гравитации, на ее все растущую поверхность падало большое количество планетезималей и крупных космических тел, составивших впоследствии практически всю современную массу земли. Под действием такой бомбардировки произошло разогревание, а затем и расплавление вещества планеты. Под воздействием сил гравитации тяжелые элементы, такие как феррум и никель, создали ядро, а из более легких соединений образовались земная мантия, кора с лежащими на ее поверхности континентами и океанами, и атмосфера, которая первоначально сильно отличалась от настоящей.
Внутренне строение Земли
Из планет своей группы Земля обладает наибольшей массой и поэтому имеет самую большую внутреннюю энергию — гравитационную и радиогенную, под воздействием которых процессы в земной коре еще продолжаются, что видно по вулканической и тектонической деятельности. Хотя уже успели образоваться магматические, метаморфические и осадочные породы, сформировавшие очертания ландшафтов, которые под действием эрозии постепенно видоизменяются.
Под атмосферой нашей планеты расположилась твердая поверхность, которая называется земной корой. Она делится на огромные куски (плиты) из твердой породы, которые могут двигаться и при движении задевать и толкать друг друга. В результате такого движения появляются горы и иные особенности земной поверхности.
Земная кора имеет толщину от 10 до 50 километров. Кора «плавает» на жидкой земной мантии, масса которой составляет 67% массы всей Земли и простирается в глубину на 2890 километров!
За мантией следует наружное жидкое ядро, которое тянется в глубину еще на 2260 километров. Это слой является также подвижным и способен издавать электрические токи, которые и создают магнитное поле планеты!
В самом центре Земли находится внутреннее ядро. Оно очень твердое и содержит уйму железа.
Атмосфера и поверхность Земли
Земля единственная из всех планет Солнечной системы, имеет океаны, — они покрывают более семидесяти процентов ее поверхности. Первоначально находящаяся в атмосфере в виде пара вода сыграла большую роль в образовании планеты – парниковый эффект поднял температуру на поверхности на те десятки градусов, необходимые для существования воды в жидкой фазе, а в сочетании с солнечной радиацией дал начало фотосинтезу живого вещества – органики.
Из космоса атмосфера кажется голубой каймой вокруг планеты. Эта тончайший купол состоит на 77% из азота, на 20% из кислорода. Остальное – это смесь разнообразных газов. Земная атмосфера содержит намного больше кислорода, чем любая другая планета. Кислород жизненно необходим животным и растениям.
Это уникальное явление можно расценивать как чудо или считать невероятным совпадением случайностей. Именно океан дал начало зарождению жизни на планете, и, как следствие, возникновению гомо сапиенс. Удивительно, но океаны еще хранят множество тайн. Развиваясь, человечество продолжает изучать космос. Выход на околоземную орбиту дал возможность по новому осмыслить многие геоклиматические процессы, происходящие на Земле, дальнейшее изучение тайн которой еще предстоит не одному поколению людей.
Спутник Земли — Луна
У планеты Земля есть свой единственный спутник — Луна. Первым , кто описал свойства и характеристики Луны был итальянский астроном Галилео Галилей, он описал горы, кратеры и равнины на поверхности Луны, а в 1651 году астроном Джованни Риччоли написал карту видимой стороны лунной поверхности. В XX веке 3 февраля 1966 года на Луну впервые прилунился спускаемый аппарат Луна-9, а несколькими годами позже 21 июля 1969 года на поверхность Луны впервые ступила нога человека.
Луна всегда повернута к планете Земля только одной своей стороной. На этой видимой стороне Луны видны равнинные «моря», цепочки гор и множественные кратеры самых разных размеров. Другая, невидимая с Земли, сторона имеет на поверхности большое скопление гор и еще больше кратеров, а отражающий от Луны свет, благодаря которому ночью мы можем видеть ее в бледно-лунном цвете, это слабо отражаемые лучи от Солнца.
Планета Земля и ее спутник Луна сильно отличаются по многим свойствам, при этом соотношение стабильных изотопов кислорода у планеты Земля и ее спутника Луны совпадает. Проводимые радиометри́ческие исследования показали, что возраст обоих небесных тел одинаковый, примерно 4,5 миллиардов лет. Эти данные вызывают предположение о происхождении Луны и Земли из одного вещества, что рождает несколько интересных гипотез о происхождении Луны: от происхождения из одного протопланетного облака, захватом Землей Луны и до образования Луны от столкновения Земли с крупным объектом.
Читайте также: Спутник Земли — Луна
Интересные факты о планете Земля
1. Каждый день на разных материках и водных поверхностях Земли происходит около полутора тысяч гроз, поэтому если смотреть на поверхность Земли из космоса можно наблюдать постоянные вспышки молний, ежесекундно возникающие в самых разных частях земного шара.
2. Оказывается, гравитация распределяется неравномерно по поверхности Земли. Низкая гравитация наблюдается в областях Индийского океана, а высокая – на юге Тихого океана. Причины этого до сих пор не ясны
3. Вследствие изменения гравитации, воздействия Луны, движения плит и других процессов на поверхности, Земля замедляет свое движение. Ученые подсчитали, что в последнее время день сократился на доли секунды.
4. Каждый год Земля получает в подарок тонны космической пыли, которая прилетает к нам с астероидами, которые врезаются в атмосферу Земли, создавая эффект падающих звезд.
5. Через 4-5 миллиардов лет Солнце дойдет до конца своей эволюции и превратится в красного гиганта (огромный огненный шар гигантских размеров) и поглотит две ближайшие к себе планеты Меркурий и Венеру, а затем начнет остывать и уменьшаться, превращаясь в белого карлика. Планета Земля скорее всего удержится на своей орбите, но превратится в выжженый Солнцем шар и тогда, возможно, следы органики будут окончательно уничтожены.
Возможно, планета выдержит такой эволюционный ход событий, но возможности для возникновения той жизни, которая была прежде на Земле уже не будет и планета будет триллионы лет исчезать во Вселенной мгле вместе с угасающим белым карликом в которого превратится Солнце
Но пока до этого времени должны пройти миллиарды лет, мы имеем возможность смотреть и наслаждаться той жизнью, теми красотами и тем теплом, которую с благодарностью дарит нам Наша планета и её звезда Солнце.
Быть может, именно сейчас мы научимся отдавать и свою любовь Природе, Земле и всему Мирозданию.
Читайте также: Покорение космоса человеком
xn—-8sbiecm6bhdx8i.xn--p1ai
Земля
Издревле наша планета Земля — это начальный пункт для развития любой вселенской науки, будь то философия, астрономия или физика. И хотя Земля давно уже не считается центром Вселенной, она остается центром нашего познания — все, что удается найти на космических объектах, ученые связывают с привычными нам объектами и веществами с нашей планеты. Однако так ли много мы знаем о нашем доме? В этой статье пойдет речь о многогранности Земли, которая служит нам верным инструментом изучения космоса.
Физические характеристики Земли
Фото «Pale Blue Dot». Крошечная точка посередине коричневой линии справа — это Земля.
Те, кто хоть раз представлял себе исполинские масштабы Вселенной, точно чувствовали всю крохотность нашей планеты. Как тут не вспомнить знаменитое фото «Pale Blue Dot» (с англ. «Бледно-голубая точка»), снятое в 1990 году зондом «Вояджер-1» из внутреннего края Солнечной системы. На снимке наша планета и правда выглядит как микроскопическая точка — на расстоянии 6 миллиардов километров она занимает на снимке всего 0,12 пикселя! Так как мощности телескопов растут, и границы обозримой Вселенной расширяются, Земля кажется нам все меньше и ничтожнее среди пустого и холодного космоса.
Однако не стоит забывать, что Земля — это уникальная по многим параметрам планета. Она является самой большой среди внутренних, «скалистых» планет Солнечной системы, куда входят еще Меркурий, Венера и Марс. На орбите Земли находится один из наиболее массивных спутников Солнечной системы — Луна. А еще на нашей планете сочетается несколько феноменальных явлений — жидкая вода, плотная атмосфера, активные недра и жизнь. Вместе эти компоненты создают такое химическое и геологическое разнообразие на Земле, достичь которого не смогло еще ни одно известное планетное тело.
А еще вполне закономерно, что Земля есть и будет наиболее детально изученным космическим телом в истории человечества. Смельчакам, которые стремились к истине, пришлось пройти путь в тысячи лет — от вычисления массы и породы слонов, поддерживающих земной диск, до запуска высокоорбитальных спутников. На сегодняшний день известны следующие характеристики — а именно:
Форма Земли
Земля обладает формой эллипсоида — сферы, приплюснутой со сторон, что приводит к несоразмерности линейных измерений планеты. Скатайте шарик из пластилина, прижмите его слегка пальцами со сторон — и у вас в руках уменьшенная модель земного шара! Диаметр Земли от Северного полюса до Южного составляет 12 712 километров, когда на экваторе — 12 756 км.
Очертания Земли без воды по данным спутника GOCE.
Большие планеты приобретают сферическую форму благодаря воздействию гравитации — она заставляет вещество равномерно отдаляться от центра массы космического тела. Почему же тогда Земля не представляет собой идеальный шар? Все дело в центробежной силе, возникающей из-за вращения планеты вокруг собственной оси. Из-за нее Земля шире в плоскости вращения и уже по оси, то есть на полюсах.
К слову, истинно-научное определение формы Земли — референц-эллипсоид. Это связано с тем, что поверхность планеты отличается от поверхности идеальной геометрической фигуры — материки пересекают высокие горы и глубокие долины, а сами континенты возвышаются над мировым океаном. Такое видение фигуры нашей планеты используется в точных науках — например, в геодезии.
- Интересный факт: Неправильная форма нашей планеты создает забавный феномен. Когда самой большой горой является Эверест (Джомолунгма), возвышающийся над уровнем моря на 8848 метров, от центра Земли наиболее отдален 6310-метровый вулкан Чимборасо. Секрет в том, что он находится ближе к экватору, из-за чего выигрывает пару десятков километров у Эвереста.
Вулкан Чимборасо.
Масса Земли
Обладая линейными параметрами Земли, нетрудно высчитать ее объем — 1083207000000 км3, больше триллиона кубических километров! Это невероятно много для человека. К примеру, в мире ежегодно варится около 200 миллиардов литров пива, самого популярного алкогольного напитка — но чтобы создать из пива сферу, равную по размеру Земле, пивоварам пришлось бы работать 541 миллиардов лет!
С помощью наблюдения за гравитационными взаимодействиями объектов Солнечной системы, знаменитый британский ученый Исаак Ньютон рассчитал среднюю плотность нашей планеты. По его изысканиям, Земля в 5 с половиной раз гуще воды — и обладает плотностью в 5,48 г/см3. Итоговая масса нашей Земли составляет примерно 5,98×1024 килограмм.
- Интересный факт: Наша Земля является самым плотным объектом Солнечной системы — даже Солнце обладает меньшей плотностью, всего в 1,4 г/см3. А Уран, самая «воздушная» из планет, обладает консистенцией в 0,68 г/см3 — даже меньше, чем у обычного картона! Многие феномены нашей планеты объясняются столь высокой концентрацией вещества.
Между Землей и Луной помещаются все планеты Солнечной системы. Однако стань они так в реальности — и не плотный, но массивный Юпитер поглотит их всех.
Изменение массы Земли
Массивность Земли постоянно меняется — например, масса планеты уменьшается за счет испарения водорода в космос. Он получается из воды, расщепляемой ультрафиолетовым излучением. Также массу планеты уменьшают потери гелия. А в глубинах постоянно идет преобразование материи в энергию за счет ядерных процессов. В сумме, за год космос «улетает» около 98 тысяч тонн вещества! Одновременно Земля наращивает массу — глобальное потепление и поглощение космической пыли с метеорами позволяет впитать до 40 тысяч тонн каждый год.
Итоговый баланс таков — масса нашей планеты уменьшается на 50–60 миллионов килограмм в год. Однако не стоит из-за этого волноваться — для того, чтобы истаять до опасной черты, Земле понадобится больше триллиона лет. Столько не проживет даже наше Солнце.
Орбитальные характеристики Земли
Процесс движения нашей планеты в Солнечной системе определяет многое на Земле — от смены времен года до интенсивности нагрева ядра нашей планеты. Кроме того, они являются отправной точкой многих физических формул, которые позволили точно вычислить массу нашей планеты.
Орбита Земли вокруг Солнца
Перигелий и афелий — точки удаления от Солнца
Первое, с чего стоит начать — это расстояние Земли от центра планетной системы, Солнца. В среднем оно составляет 149 597 870,7 километра. Эту величину еще называют астрономической единицей, a.u. (с английского «astronomical unit») и часто используют для выражения расстояния от Солнца других планет нашей системы.
Однако надо учесть, что орбита Земли вокруг Солнца не является правильным кругом. Как и у других космических тел, она эллиптическая — значит, в одних местах Земля подходит к светилу ближе, а в других, наоборот, отдаляется.
- Точка максимального сближения планеты с Солнцем называется перигелий (греч. префикс «peri» — «около» и корня «gelios» — «Солнце»). У нашей планеты этот показатель равен 147 098 290 километрам — 0,98 астрономической единицы. По земному календарю, этот период наступает между 2 и 5 января.
- Точка максимального отдаления Земли, афелий (греч. префикс «а» — из, от и «gelios» — Солнце» находится на расстоянии в 152 098 232 километров от Солнца. Наступает он 2–5 июля.
Земля в афелии и перигелии
Таким образом, колебание расстояния нашей планеты от Солнца составляет 5 миллионов километров — почти 17 световых секунд! Точки отдаления и приближения в астрономии называют еще апоцентром и перицентром, а конкретно Земли — апогеем и перигеем.
Период вращения Земли вокруг оси
Наша планета вращается не только вокруг звезды, но и вокруг собственной оси. Полный оборот (сидерические сутки) происходит за 23 часа 56 минут 4,1 секунды. Абсолютная скорость вращения, измеряемая у экватора, составляет 1670 километров в час. Скорость вращения Земли не является постоянной — она напрямую зависит от расстояния к Солнцу. В афелии сутки укорачиваются на 10 секунд, а в перигелии — удлиняются.
Почему указанная длина суток короче наших, обычных на 4 минуты? Дело в том, что сидерический период вращения определяется по звездам — а точнее, по положению поверхности планеты относительно них. Из-за того, что далекие звезды неподвижны по сравнению с Солнцем, последнему требуется дополнительные 4 минуты для занятия прежней позиции.
С наступлением ночи города на Земле меняются до неузнаваемости
- Интересный факт — Всем известно, что Луна создает на водных поверхностях Земли приливные волны. Однако эти волны не ударяются о материки — наоборот, континенты сами ударяются об них из-за быстрого вращения планеты. Это тормозит Землю, что приводит сразу к двум эффектам — Луна отдаляется, а дни на Земле удлиняются. Так, во времена динозавров в сутках было всего 16 часов!
Важно помнить о том, что при удалении от экватора относительная скорость вращения падает. Так, на средней полосе России Земля вокруг оси движется со скоростью 1275 км/ч — а на полюсах и вовсе стоит «неподвижно». Высокая скорость вращения вокруг оси используется в космонавтике — космодромы строят ближе к экватору для того, чтобы использовать разгон Земли и сэкономить топливо.
Вращается Земля против часовой стрелки — как и все другие планеты Солнечной системы, за исключением Венеры и Урана. Первичной силой, которая заставила планеты вращаться, была аккреция — зародыши планет набирали вещество с остатков туманности вокруг молодого Солнца, раскручиваясь все сильнее под воздействием растущей массы и прибывающего вещества. Также на характер вращения влияли массовые столкновения, произошедшие миллиарды лет назад после первичного планетообразования.
Формирование планет из туманности вокруг звезды в представлении художника
Ученые считают, что именно столкновения способны развернуть вращение планет вспять. Для того чтобы раскрутить Землю в обратном направлении, сегодня понадобится удар очень большого астероида — настолько большого, что под неправильным углом касания он может разрушить нашу планету на обломки. Необходимая для изменения вращения энергия является одной из главных проблем терраформирования — создания на других планетах земных условий.
Последствия вращения
В статье уже упоминалось о том, что из-за центробежной силы вращения Земля вширь больше, чем вдоль. Какие еще последствия имеет вращение Земли вокруг оси?
Во-первых, сила притяжения на экваторе меньше, чем где-либо еще. Ускорение свободного падения там 9,78 м/с2 — на одну сотую часть меньше эталонного g, которое составляет 9,81 м/с2. Именно из-за этого мореплавателям старины были так ценны механические часы — маятниковые хронометры начинали идти быстрее при приближении к экватору, что сильно мешало навигации.
Во-вторых, направление вращения планеты влияет на самостоятельное движение всех тел на Земле. Так как планета вращается с запада на восток, пушечные снаряды на большой скорости неизменно отклоняются в Северном полушарии вправо (в Южном — налево). Это явление проявляется повсеместно и в природе: на севере планеты реки размывают правые берега больше, чем левые, а циклоны закручиваются справа налево. Сила вращения Земли, которая влияет на движения жидкостей и газов на планете, называют силой Кориолиса — в честь французского физика Гюстава Кориолиса, впервые опубликовавшего статью на эту тему.
Циклон из космоса. Угадайте, на каком он полушарии Земли.
В Интернете и прессе часто упоминают еще одно проявление силы Кориолиса: вода в сливах ванн и раковин на Северном полушарии закручивается против часовой стрелки, а на Южном — по часовой стрелке. Это, однако, не совсем так. В лабораторных условиях, где вода была равномерной температуры и плотности, а место слива находилось по центру уравновешенного сосуда, сила Кориолиса действительно закручивала водную воронку «по правилам». Но в быту на стекающую воду действует много других факторов — от положения слива относительно ванной до шероховатости поверхности самой ванной. Поэтому на практике воронка воды в сливе может вращаться как и справа налево, так и слева направо.
Наклонен оси вращения Земли — причина смены сезонов
Если ось вращения Земли не будет наклонена, по всей планете восцарят несменные сезоны — ибо Солнце равномерно освещало бы всю планету. Благодаря вытянутости Земли по экватору, на стыке полушарий царило бы вечное и очень жаркое лето — а на полюсах навсегда бы наступили холодные сумерки.
Поэтому наклон оси Земли — одна из наиболее важных для живых существ орбитальных характеристик. Измеряется наклонение в градусах и зависит от центрального тела, от которого угол наклонения строится. Относительно экватора Солнца угол составляет 7,15°, а относительно плоскости орбиты Земли — 23,5°.
Наклон орбиты Земли
В итоге Земля никогда не освещается равномерно Солнцем: во время движения вокруг светила, полушария планеты поочередно нагреваются больше, что и приводит к смене сезонов. По этой же причине лето на Северном полушарии наступает одновременно с зимой на Южном. Из-за особенностей угла наклона земной орбиты на экваторе жарко даже «зимой», которая технически там не наступает — а на полюсах стоит вечная стужа, и день и ночь меняются раз в полгода.
- Интересный факт. Как читатели уже знают, ближе всего к Солнцу Земля подходит в январе — именно тогда, когда на Южном полушарии наступает разгар лета. Поэтому лето на Юге всегда жарче по сравнению с летом на аналогичных широтах Севера — близость Земли к светилу дает на 6-8% больше энергии.
Наклонение, подобно другим орбитальным характеристикам, претерпевает изменения со временем — как и благодаря гравитационным взаимодействиям с Луной, так и возможными крупными столкновениями. Последние будут катастрофическими для жизни на Земле не столько из-за изменения наклона оси вращения, сколько из-за их сил. Для того чтобы изменить наклонения планеты на 1 градус, понадобится удар астероида массой с сотни тонн — он оставит кратер радиусом больше тысячи километров, а импульс от столкновения раздробит литосферные плиты.
Состав Земли
Наша планета — один из немногих объектов в Солнечной системе, геологическая активность которого продолжается по сей день. Вода, воздух и солнечный свет вступают в реакцию с веществом на поверхности, недра нашей планеты до сих пор раскалены — все это приводит к созданию разнообразных химических соединений, которые не встречаются на соседних планетах.
Впрочем, большинство материала нашей планеты скрыто под землей. Человечеству пока доступна только тысяча километров нашей атмосферы, а глубина самой большой скважины составляет 12 262 метров — из 6371000 метров расстояния до центра Земли! Многие прогнозы остаются чисто теоретическими и со стремительным развитием науки изменяются каждый день — теория тектоники плит, по которой сегодня рассчитывают движение континентов, землетрясения и местоположение ресурсов, была принята всего 50 лет назад.
Гипотетический состав Земли
Современный состав Земли ученые распределяют следующим образом:
- Железо (Fe) — 32,07%
- Кислород (O) — 30,12%
- Кремний (Si) — 15,12%
- Магний (Mg) — 13,90%
- Сера (S) — 2,92%
- Никель (Ni) — 1,82%
- Кальций (Ca) — 1,54%
- Алюминий (Al)— 1,41%
Давайте рассмотрим самые распространённые вещества на планете и разберемся, откуда они взялись и где их найти.
Железо
Этот тяжелый элемент лидирует по концентрации в Земле среди других веществ — его массовая доля в Земле составляет 32%, что почти третья часть общей массы планеты! «Почему тогда, — спросите вы, — железо приходится добывать из-под земли, раз его так много?» Все дело в неравномерности его распределения — и в особенностях его химического состояния.
Прежде всего, львиная доля железа на Земле содержится в ядре планеты — по современным оценкам, ядро состоит из него не менее чем на 85%. К этому привела дифференциация недр, произошедшая во время жидкого этапа эволюции Земли — под действием гравитации, тяжелые элементы стремились к центру планеты, а более легкие выталкивались наружу.
Земля в разрезе. Большой огненный шар в центре — ядро
Железо присутствует также в мантии и коре Земли — 5,8% и 4,2% массы соответственно. Однако в чистом виде оно приносится только метеоритами — а на Земле преимущественно состоит в связи с другими элементами. Выплавлять металл возможно только с нескольких видов минералов, преимущественно оксидов железа — таких как гематит (Fe2O3) или магнитный железняк (Fe3O4). Есть и другие известные минералы, содержащие железо — например, драгоценные камни гранат и нефрит.
При этом всем, железо — лидер среди металлов по концентрации в земной коре; его количество сравнимо только с количеством алюминия. Кроме того, железо важно в процессе обмена веществ живых организмов — оно входит в состав гемоглобина в крови, благодаря чему тот обретает способность переносить кислород. А еще именно железо придает крови красный цвет. Так как железо является важной составляющей ДНК, ученые считают, что без него жизнь на Земле могла бы и не сформироваться.
Железная колона в Дели, Индия — уникальный артефакт древних времен. Она состоит из чистого железа, стойкого к коррозии, аналогичного самым современным сортам стали — и это при том, что он была сделана еще в начале столетия1
Во Вселенной образование железа является долгим и сложным процессом — оно синтезируется исключительно в ядрах сверхмассивных звезд на самом конце их эволюции. Избыток железа является одним из факторов, превращающих звезду в черную дыру. Когда массивное светило превращается в нейтронную звезду, железо мутирует в более тяжелые вещества, вроде урана или золота. Присутствие таких тяжелых элементов в составе Земли объясняется тем, что Солнце сформировалось с остатков старого светила звездного населения I, взорвавшегося миллиарды лет назад.
Кислород, кремний и магний
Эти три элемента являются самыми распространенными на Земле: в ее массовом составе 30% O (кислорода), 15,1% Si (кремния) и 13,9% Mg (магния). Более того, вместе они составляют 89% массы мантии планеты. Кора Земли почти на половину состоит из кислорода, и более чем на четверть — из кремния. Кислород является химической основой для воды и большинства сложных органических соединений.
Кислород
Хотя кислород составляет 21% объема (и 23% массы) атмосферы Земли, больше всего его находится в твердых веществах — 47% массы земной коры приходится на его твердые соединения, преимущественно с кремнием. Почти весь газообразный кислород был произведен живыми организмами. Также кислород, будучи самым тяжелым химическим элементом в молекуле воды, создает 85,8% массы всей гидросферы.
- Интересный факт: кислород составляет почти 1% Солнца. Его масса в 3329 раз больше всей массы Земли.
Круговорот кислорода в природе
Занимательно влияние кислорода на живые организмы — чем его больше, тем больших размеров достигает живое существо. Поэтому животные древних времен были такими большими — так, концентрация кислорода в атмосфере 300 миллионов лет назад доходила до 35% массы воздуха. Внезапный контакт с большим количеством кислорода вызовет интоксикацию у сформировавшегося организма, в том числе у человека. Но существа попроще, вроде насекомых, действительно испытывают на себе акселерационный эффект.
Личинки жуков, выращенные в герметических террариумах с кислородной подпиткой, могут вырасти в разы больше собственных родителей. Подобный эксперимент можно провести и на дому, напитывая террариум кислородом при помощи обычной перекиси водорода — однако эффект непосредственно зависит от контроля кислородного режима.
Кремний
С кремнием мы часто сталкиваемся в природе: это песок, гранит и кварц. Также он часто встречается в соединении с серой — а порой и в виде самородков. Он формирует как и мелкий пустынный песок, так и громадные горные кряжи.
Гранит — распространенный на Земле камень на основе кремния, уникальный в Солнечной системе
Более того, кремний является основой современной промышленности. Он входит в состав сложных электроприборов вроде микросхем и солнечных батарей, а также является базой для создания различных бытовых и строительных материалов, таких как стекло, кирпич, фаянс. Важен он также в природе: соединения кремния используются в создании опорно-защитных покрытий и тканей растений и животных.
Разумеется, доли состава различных сфер Земли различается — когда доля тех же благородных газов в литосфере составляет тысячные части процента, в атмосфере один аргон занимает целый процент! Подробнее о компонентах нашей планеты и истории их появления читайте ниже.
Топографическая карта Земли
Структура Земли
Разнообразие химического состава и активные геологические процессы привели к тому, что Земля имеет сложную многослойную структуру. Здесь космология тесно переплетается с космогонией — узнавая о том, как устроена наша планета, люди постигают глубины ее истории. На сегодняшний момент, Земля как астрономический объект разделяется на следующие компоненты:
- Планетная часть Земли — это твердая составляющая планеты, земля под нашими ногами. Без нее Земля с трудом бы существовала как космический объект — в тверди заложена самая большая часть ее массы. Кроме того, вращения ядра в центре Земли порождает магнитосферу — магнитное поле вокруг планеты. Наличие у Земли сильной магнитосферы выделяет ее среди всех внутренних планет Солнечной системы.
- На литосферу, верхнюю часть земной тверди, опираются два поверхностных слоя. Гидросфера, вся вода на планете, занимает больше 75% площади Земли, и заполняет громадные впадины между континентами, а также составляет многочисленные реки, озера и громадные ледники. Атмосфера, газовая оболочка, простирается на сотни километров ввысь над землей, и обеспечивает защиту от метеоритов и излучения. Кроме того, вода и воздух, переносимые атмосферой, постоянно меняют облик Земли.
- Особой составляющей Земли, распространенной во всех сферах планеты, является биосфера — общность всех живых организмов на планете. К ней принадлежим и мы с вами. Хотя в масштабах Вселенной жизнь кажется чем-то хрупким и недолговечным, она существует на Земле уже почти 3,8 миллиарда лет, серьезно изменив состав и облик планеты.
В статьях часто изображают Землю в разрезе. Но что будет, если планету и правда разрезать пополам?
Это разделение хотя и очевидное, но совсем молодое и неустойчивое — только в середине XX века ученые дошли до того, что материки двигаются. Поскольку глубина проникновения исследователей в тайны мира растет, революция в представлениях о Земле может произойти в любую минуту.
Земля и космос
Не надо быть ученым, чтобы знать основные координаты нашей планеты — каждый день видна звезда Солнце, вокруг которой вращается Земля. В темное время суток можно увидеть Луну, наш единственный и пятый по размеру в Солнечной системе спутник. А в безоблачные летние ночи ярко сияет Млечный путь — видимая часть галактики, в рукаве Ориона которой движется наше Солнце вместе с миллионами других звезд.
Точные координаты нашей планеты во Вселенной таковы:
- Планетарная система: Солнечная
- Местное межзвёздное облако
- Галактический рукав Ориона
- Галактика: Млечный Путь
- Скопление галактик: Местная группа
- Сверхскопление галактик: Местное сверхскопление (Девы)
- Сверхскопление галактик: Ланиакея
- Стена: Комплекс сверхскоплений Рыб-Кита
Земля во Вселенной. Смотреть картинку в полном размере
Что означают эти обозначения, и как выглядит наш дом издалека, вы можете узнать в статье о крупномасштабной структуре Вселенной. Однако в местоположении нашей планеты есть очень много других особенностей, которые астрономические обозреватели не спешат упоминать. И зря — дьявол кроется в мелочах, как говорится в одной старой пословице. Поэтому давайте посмотрим вместе, что находится совсем рядом с Землей — так близко, что мы даже не обращаем внимание.
Ближайшее окружение Земли
Самое близкое к Земле космическое тело — это наша Луна. Расстояние к ней составляет «всего» 384 400 километров — в 9,6 раза больше экватора Земли! Для человека это уже немало. Управляемый полет на Луну занял 3 дня 3 часа и 49 мину. В то же время зонд «Новые Горизонты» справился с подлетом к нашему спутнику всего за 8 часов. Но стоит помнить и о цели полетов — «Новым Горизонтам», в отличие от американских астронавтов, не нужно было тормозить для «прилунения».
Хотя Луна и спутник Земли, расположены они далеко
Луна — это необычный во всех отношениях спутник. Его «знакомство» с Землей было тесным и горячим: планета-родитель врезалась в нашу планету, выбив из нее громадный кусок — так и родилась наша Луна. Развиваясь вместе с Землей, она приобрела свой неповторимый облик, которым человек любуется уже не одну тысячу лет.
Квазиспутники.
Нет ли у Земли других естественных спутников кроме Луны? На самом деле их тысячи. Множество пылинок и камешков вращаются вокруг нашей планеты, и их число с каждым годом растет. Однако читателя наверняка интересуют более крупные тела — раз не такие большие, как Луна, то хотя бы размером с увесистую скалу.
Но таких, увы, больше нет. Исключение составляют квазиспутники — космические тела, орбиты которых на определенных секторах движения проходят очень близко к Земле. Самый большой из них, астероид Круитни, имеет в обхвате 5 километров. Орбита Круитни вокруг Солнца вытянута настолько, что в перигелии он приближается к Меркурию, а в афелии долетает до Марса — полноценным спутником его не назовешь. Тем не менее, он достаточно близок к Земле, и она регулярно меняет направление его движения.
Траектория годового движения Круитни
Проблемой Круитни и многих квазиспутников вообще является то, что их орбиты очень нестабильны. Влияние на такие астероиды оказывает не только Земля, но и другие планеты и космические тела — в итоге они могут как и стать полноценными спутниками Земли, так и попросту врезаться в нее.
Последнее хоть и маловероятно, но опасно. Недавний метеорит в Челябинске был размером всего в 17 метров — но сумел натворить дел в городе и нанести милионный ущерб. А вдруг столкновение произойдет с астероидом вроде Круитни? Даже если он упадет в океан, на 600 километров вокруг разойдутся волны в 500 метров высотой. А гул громкостью в 60 децибелл — как у загруженной дороги в утренний час пик — будет слышен даже на обратной стороне Земли.
Искусственные
spacegid.com