Ziemia

Ziemia widziana z pokładu Apollo 17

**Ziemia** Earth symbol.svg
Charakterystyka orbity (J2000)
-	earth.jpg
Średnia odległość od Słońca	149 597 887 km (1,00000011 AU)
Obwód orbity	0,940×10⁹km (6,283 AU)
Mimośród	0,01671022
Peryhelium	147 098 074 km (0,9832899 AU)
Aphelium	152 097 701 km (1,0167103 AU)
Rok gwiazdowy	365,25696 dni (1,0000191 lat)
Obieg synodyczny	nie dotyczy
Średnia prędkość orbitalna	29,783 km/s
Maks. prędkość	30,287 km/s
Min. prędkość	29,291 km/s
Nachylenie orbity względem ekliptyki	0,00005° (7,25° względem równika słonecznego)
Satelity naturalne	1 (Księżyc), zobacz też 3753 Cruithne
Charakterystyka fizyczna
Średnica równikowa	12 756,270 km
Średnica biegunowa	12 713,500 km
Przeciętna średnica	12 745,591 km
Spłaszczenie	0,003352861
Przeciętny obwód	40 041,455 km
Powierzchnia	510 065 284,702 km²
Objętość	1,0832×10¹² km³
Masa	5,9736×10²⁴ kg
Gęstość	5,515 g/cm³
Przyspieszenie ziemskie na równiku	9,780 m/s² 1 (0,99732 g)
Prędkość ucieczki	11,186 km/s
Prędkość liniowa na równiku	1674,38 km/h
Prędkość kołowa	15°/h (3,634×10^-5 rad/s)
Nachylenie równika względem płaszczyzny orbity	23,439281°
Deklinacja	90°
Albedo	0,367
Temperatura powierzchni

min.	śred.	maks.
185 K	287 K	331 K

Ciśnienie
atmosferyczne
na powierzchni 100 k Pa Skład atmosfery Azot 78,1% Tlen 20,9% Argon 0,9% Dwutlenek węgla
Para wodna ilości śladowe, ok. 0,1%

Ziemia - trzecia w kolejności (licząc od Słońca) i piąta co do wielkości planeta Układu Słonecznego.

Wokół Ziemi krąży jeden naturalny satelita - Księżyc, dwa księżyce pyłowe (księżyce Kordylewskiego) i znaczna liczba sztucznych satelitów. Uformowała się około 4,57 miliarda lat temu. Ziemia ma właściwą masę i grawitację dla utrzymania atmosfery, która chroni przed szkodliwym promieniowaniem ultrafioletowym, a także pole magnetyczne chroniące przed pochodzącym ze Słońca promieniowaniem korpuskularnym. Oddalenie od Słońca jest właściwe dla utrzymania odpowiedniej temperatury. Uważa się, że czynniki te sprzyjały powstaniu życia na naszej planecie. Jest największą z planet skalistych w Układzie Słonecznym, a także jedynym znanym miejscem występowania życia. Dominującym gatunkiem na Ziemi jest człowiek (Homo sapiens sapiens)

Powierzchnia całkowita: 510,071 milionów km²
Powierzchnia lądowa: 148,94 milionów km² (29,2% powierzchni całkowitej)
Powierzchnia wodna: 361,132 milionów km² (70,8% powierzchni całkowitej)

Geografia Ziemi

Continents vide couleurs.png | Physical world.jpg

Oceany:

Ocean Spokojny (Pacyfik)
Ocean Atlantycki (Atlantyk)
Ocean Indyjski
Ocean Arktyczny - przez niektórych jest uważany za czwarty ocean, ale niektórzy uznają tylko 3 wyżej wymienione oceany, a ten nazywają Morzem Arktycznym.
Ocean Południowy (według niektórych źródeł Ocean Południowy nie jest prawowitym oceanem, tylko częścią Oceanów Atlantyckiego, Spokojnego i Indyjskiego.)

Kontynenty:

Największe głębiny oceaniczne:

Rów Mariański - 11 022 m
Rów Tonga - 10 882 m
Rów Kurylsko-Kamczacki - 10 542 m
Rów Filipiński - 10 497 m
Rów Kermadec - 10 047 m
Rów Izu-Ogasawara (dawniej: Bonin) - 9810 m (wg nie potwierdzonych danych 10 595 m)

Największe łańcuchy górskie:

Himalaje - 8848 m; dł. 2500 km
Karakorum - 8611 m; dł. 800 km
Hindukusz - 7690 m; dł. 800 km
Tien-szan - 7439 m; dł. 2500 km
Andy - 6960 m; dł. 9000 km
Kordyliery - 6194 m; dł. 8000 km
Kaukaz - 5642 m; dł. 1100 km
Góry Ellswortha - 5140 m; dł. 900 km
Alpy - 4807 m; dł. 1200 km
Atlas - 4165 m; dł. 2200 km

Budowa atmosfery

Budowa wnętrza Ziemi

Earth interior.gif

Skorupa

Skorupa ziemska jest zewnętrzną powłoką Ziemi. Rozciąga się od nieciągłości Mohorovičicia (zwanej też powierzchnią Moho) aż do powierzchni Ziemi. Powierzchnia Moho znajduje się na głębokości około 50-60 km, a została odkryta przez chorwackiego geofizyka Andriję Mohorovičicia w 1910 r. Pomiędzy powierzchnią Ziemi a powierzchnią Moho znajduje się jeszcze jedna powierzchnia nieciągłości, zwana powierzchnią Conrada. Została ona odkryta w 1925 r. przez V. Conrada. Według najnowszych badań powierzchnia ta w wielu rejonach świata nie występuje lub jest bardzo niewyraźna. Skorupę ziemską możemy podzielić na skorupę kontynentalna i oceaniczną.

Płaszcz

Płaszcz ziemski sięga do głębokości 2890 km. Ciśnienie u podstawy płaszcza wynosi ok. 140 GPa (1,4 Matm). Płaszcz, w którym rozróżnia się dwie warstwy, składa się głównie z substancji bogatych w żelazo i magnez.

Płaszcz dolny, zwany też wewnętrznym - zbudowany głównie z niklu (Ni), żelaza (Fe), krzemu(Si) i magnezu (Mg) (tzw. nifesima). Średnia gęstość płaszcza wewnętrznego waha się w granicach 5,0 - 6,6 g/cm³. W płaszczu Ziemi zachodzą prawdopodobnie zjawiska związane z powolnym przemieszczaniem się w górę plastycznych mas materii pod wpływem ciepła (ruchy konwekcyjne).

Płaszcz górny, zwany zewnętrznym - budują go związki: chromu (Cr), żelaza (Fe), krzemu (Si) i magnezu (Mg) (tzw. crofesima). Średnia gęstość tej sfery wynosi 4,0 g/cm³. Górna część zewnętrznego płaszcza ma od 80 do 150 km głębokości; jest już warstwą o cechach plastycznych - stanowi jak gdyby podściółkę zapewniającą skorupie ziemskiej ruchliwość. Zachodzą w niej wszystkie procesy tektoniczne.

Punkt topnienia substancji zależy od ciśnienia, jakiemu jest poddawana. Im głębiej, tym ciśnienie większe, zatem uważa się, że płaszcz dolny jest stanu stałego, a górny – stanu plastycznego (półpłynnego). Lepkość płaszcza górnego waha się między 10²¹, a 10²⁴ Pa·s, w zależności od głębokości ^*. Wobec tego płaszcz górny może pływać bardzo powoli.

Dlaczego uważa się, że jądro wewnętrzne jest stanu stałego, jądro zewnętrzne – stanu ciekłego, a płaszcz – stałego bądź plastycznego? Punkty topnienia substancji bogatych w żelazo jest wyższy niż czystego żelaza. Jądro Ziemi składa się prawie wyłącznie z czystego żelaza, podczas gdy substancje bogate w żelazo częściej występują poza jądrem. Zatem substancje żelazowe przy powierzchni są stałe, a w płaszczu górnym – półpłynne (z powodu wysokiej temperatury i względnie niskiego ciśnienia), w płaszczu dolnym – stałe (poddawane są olbrzymiemu ciśnieniu), w jądrze zewnętrznym czyste żelazo jest płynne, jako że ma niską temperaturę topnienia (pomimo ogromnego ciśnienia), zaś jądro wewnętrzne jest stałe z powodu najwyższego ciśnienia występującego w centrum.

Jądro

Ciężar właściwy Ziemi wynosi 5515 kg/m³, czyniąc ją najbardziej gęstą planetą w Układzie Słonecznym. Ciężar właściwy przy powierzchni wynosi tylko ok. 3000 kg/m³. Jądro składa się z bardziej gęstych substancji. W dawniejszych epokach, ok. 4,5 mld (4,5×10⁹) lat temu, podczas formowania się planety, Ziemia stanowiła półpłynną stopioną masę. Cięższe substancje opadały w kierunku środka, podczas gdy lżejsze materiały odpływały ku powierzchni. W efekcie jądro składa się głównie z żelaza (80%), niklu i krzemu. Inne cięższe pierwiastki, jak ołów i uran, występują zbyt rzadko, żeby przewidzieć ich dokładne rozmieszczenie oraz mają tendencję do tworzenia wiązań z lżejszymi pierwiastkami, zatem pozostają w płaszczu.

Jądro podzielone jest zasadniczo na dwie części, stałe jądro wewnętrzne o promieniu ok. 1250 km i płynne jądro zewnętrzne wokół niego sięgające promienia ok. 3500 km. Przyjmuje się, że wewnętrzne jądro jest w stanie stałym i składa się głównie z żelaza z domieszką niklu. Niektórzy uważają, że jądro wewnętrzne może tworzyć żelazny monokryształ. Jądro zewnętrzne otacza jądro wewnętrzne i składa się przypuszczalnie z ciekłego żelaza zmieszanego z ciekłym niklem i śladowymi ilościami pierwiastków lekkich. Ogólnie uważa się, że konwekcja jądra zewnętrznego połączona z ruchem rotacyjnym Ziemi (zob.: Siła Coriolisa), wytwarza pole magnetyczne Ziemi przez proces znany jako efekt dynama. Stałe jądro wewnętrzne jest zbyt gorące aby utrzymać stałe pole magnetyczne (zob. Temperatura Curie) ale prawdopodobnie działa stabilizująco na pole magnetyczne wytwarzane przez ciekłe jądro zewnętrzne.

Ostatnie badania wskazują, że jądro wewnętrzne Ziemi może obracać się szybciej niż reszta planety, około 2° rocznie (Comins DEU-s.82).

Hydrosfera

Hydrosfera to wodna powłoka Ziemi. Tworzą ją wody powierzchniowe (oceany, morza, rzeki, jeziora, bagna) i podziemne, jak również lodowce, pokrywy śnieżne, lody podziemne oraz para wodna.

Biosfera

Ziemia jest jedynym znanym miejscem występowania życia. Ziemskie formy życia są czasem określane jako "biosfera". Uważa się, że biosfera zaczęła się rozwijać ok. 3,5 mld (3,5×10⁹) lat temu. Biosfera dzieli się na wiele biomów zamieszkiwanych przez florę i faunę wspólnego pochodzenia. Biomy lądowe są podzielone głównie ze względu na szerokość geograficzną. Ziemskie biomy leżące w Arktyce i Antarktydzie są względnie ubogie w życie roślinne i zwierzęce, podczas gdy biomy najbogatsze w formy życia leżą w strefie równikowej.

Dryf kontynentów

W XIX wieku, zwrócono uwagę na fakt, że kontynenty "pasują" do siebie jak elementy układanki. Co więcej, na odpowiadających sobie wybrzeżach znaleziono te same formacje skalne, mimo że lądy te były oddalone od siebie o tysiące kilometrów. Do tego takie same skamieniałości znajdowano w miejscach zupełnie odmiennych i oddalonych, np. na Antarktydzie i w Indiach.

To skłoniło uczonych do spekulacji na temat "ewolucji" litosfery ziemskiej. Jedną z teorii wysunął w 1912 roku Alfred Wegener (tzw. teoria Wegenera), nie zyskała ona jednak więlu zwolenników, być może dlatego, że nie wyjaśniała, w jaki sposób kontynenty mogą się przemieszczać. W latach 30. XX wieku hipoteza Wegenera została zarzucona, a na początku lat 60. wykrystalizowała się nowa teoria tektoniki płyt, w znacznym stopniu oparta o wywody Wegenera, ale wyjaśniająca mechanizm wędrówki kontynentów.

Epoki geologiczne

Do epok geologicznych zaliczamy:

Prekambr (4,6 mld lat temu(lt) - 575 mln lt) się na erę archaiczną i proterozoiczną
Paleozoik (575 mln lt - 248 mln lt) się na kambr, ordowik, sylur, dewon, karbon i perm
Mezozoik (248 lt - 65 mln lt) się na trias, jurę i kredę
Kenozoik (65 mln lt - teraz) się na czwartorzęd i trzeciorzęd.

Globalne kataklizmy

Zdarzały się niejednokrotnie na przestrzeni dziejów Ziemi. Mogły to być katastrofy kosmiczne, wzmożona działalność wulkaniczna czy zasadnicze zmiany klimatyczne (np. zlodowacenia lub efekt cieplarniany). Z reguły kataklizmy takie kończyły jedną epokę geologiczną i rozpoczynały kolejną. Były też odpowiedzialne za masowe wymieranie roślin i zwierząt.

Klimat

Bieguny

Biegun magnetyczny

Ziemię uznaje się za wielki magnes, którego bieguny położone są w pobliżu biegunów geograficznych. Oś ta nie pokrywa się jednak z osią obrotu Ziemi, lecz jest od niej odchylona o kilkanaście stopni i zmienia swoje położenie w czasie (obecnie odchylenie to wynosi około 11°). Charakter ziemskiego pola magnetycznego można porównać z polem wytwarzanym przez dipol (np. magnes sztabkowy).

Na przestrzeni lat powstało wiele teorii na temat pochodzenia ziemskiego pola magnetycznego. W 1919 r. angielski fizyk Joseph Larmor stworzył teorię dynama. Teoria ta zakłada, że na początku Ziemia nie miała własnego pola magnetycznego. Jednak w słabym polu magnetycznym Galaktyki ruchy zjonizowanej cieczy w zewnętrznym jądrze Ziemi wytwarzały prądy elektryczne, które indukowały pole magnetyczne, stopniowo wzmacniając swe natężenie. Teorię tę porównuje się do wielkiego samowzbudzalnego dynama. Choć przyczyna powstania pola jako wzbudzenia przez pole magnetyczne galaktyki została odrzucona, teoria ta jest uznawana przez większość uczonych i jest potwierdzana przez symulacje komputerowe. Obecnie uznaje się, że pole magnetyczne Ziemi powstaje w zewnętrznym ciekłym jądrze Ziemi w wyniku ruchów konwekcyjnych porządkowanych przez ruch wirowy Ziemi. W dalszym ciągu nierozwiązanym zagadnieniem jest przyczyna powstawania pola oraz okresowe zmiany kierunku pola magnetycznego.

Biegun geograficzny

Biegun geograficzny jest miejscem przecięcia się osi ziemskiej z jej powierzchnią. Biegun północny znajduje się na Oceanie Arktycznym, a południowy na Antarktydzie. Ze względu na nachylenie osi ziemskiej promienie słoneczne padają na bieguny pod niewielkim kątem, co uniemożliwia ich znaczne ogrzanie. Nawet w czasie dni polarnych, mimo wydłużonej ekspozycji na promieniowanie Słońca, temperatura nie podnosi się znacznie z uwagi na wysoki współczynnik odbicia promieni słonecznych przez lód i śnieg.

Nachylenie osi ziemskiej powoduje jeszcze jedno charakterystyczne zjawisko - dni i noce polarne. Polega ono na tym, że (z wyjątkiem 21 marca i 23 września) promienie słoneczne oświetlają obszar nad biegunem i przez pół roku panuje dzień (Słońce jest nad horyzontem), a przez kolejne pół roku - noc. Obszar wokół bieguna północnego nazywany jest Arktyką, a południowego - Antarktyką.

Pierwszym człowiekiem, który dotarł do bieguna północnego był Robert Peary. Na biegun południowy jako pierwszy dotarł Roald Amundsen.

Zjawiska związane z Ziemią

Zobacz też

Linki zewnętrzne