-Подписка по e-mail

 

 -Поиск по дневнику

Поиск сообщений в irreelaa

 -Я - фотограф

 -Статистика

Статистика LiveInternet.ru: показано количество хитов и посетителей
Создан: 25.10.2006
Записей: 3525
Комментариев: 16813
Написано: 38705


Земля. Колыбель человечества.

Воскресенье, 30 Декабря 2012 г. 13:00 + в цитатник
ПРЕДЫСТОРИЯ
Все небесные тела – неимоверно дальние потомки Большого Взрыва, создавшего Вселенную. Много миллиардов лет спустя здесь, в отдаленном от центра Галактики уголке ее третьего спирального рукава силы гравитации, уплотнив облако из пыли и газа, оставшихся от других погасших навеки звезд, зажгли в его центре новое светило, которое впоследствии люди назовут Солнцем. Остальной «строительный мусор», обращаясь вокруг новой звезды, начал формировать внутри себя небесные тела, всё увеличивавшиеся за счет вбирания в себя других обломков. (Согласно современным научным представлениям, Земля и другие планеты Солнечной системы сформировались 4,54 млрд лет назад из протопланетного диска пыли и газа, оставшегося после формирования Солнца.)

Планета, занявшая в результате третье по счету от Солнца место среди планет Солнечной системы, сформировалась в строгом соответствии с законами гравитации. Она была слишком мала, чтобы удержать при себе водород и гелий, как гиганты Юпитер и Сатурн, но не настолько, чтобы упустить в межзвездное пространство кислород и азот. Теми же гигантами, постепенно, словно бульдозеры, расчистившими внешние границы Солнечной системы от множества снующих туда-сюда астероидов и комет, она была сбережена от постоянных бомбардировок поверхности, так изуродовавших лик Луны (Луна сформировалась позднее, вероятно, в результате касательного столкновения Земли с объектом, по размерам близким Марсу и массой 10 % от земной (иногда этот объект называют «Тейя»). Часть этого тела слилась с Землёй, а часть была выброшена в околоземное пространство и образовала кольцо обломков, со временем агрегировавшееся и давшее начало единственному спутнику земли - Луне). Земля оказалась не так далеко от Солнца, чтобы превратиться в ледышку, но и не так близко, чтобы испечься, как в микроволновой печи.

Как оказалось впоследствии, она буквально вытянула счастливый билет. Поступающей солнечной энергии оказалось достаточно, чтобы не дать преждевременно остыть земному ядру, чей жар обеспечивается распадом радиоактивных элементов. Этот жар передается расплавленной вязкой мантии, а от нее – твердой земной коре. Выделение из нее газов в сочетании с вулканической активностью затянуло формирующийся лик планеты непрозрачной первичной атмосферой. Но здесь не было настолько жарко, как на Венере, поэтому в конце концов водяной пар, охлаждаясь, хлынул вниз нескончаемым ливнем. Образовались океаны…

Это было всё равно, что повесить над планетой Земля плакат «Добро пожаловать!»

ОБЩИЕ ДАННЫЕ О ПЛАНЕТЕ
Долгие годы люди считали, что земля плоская, затем считали её похожей на правильный шар, но на самом деле Земля наиболее близка к эллипсоиду, сплюснутому у полюсов и растянутому в экваториальной зоне. 70,8% поверхности планеты занимает Мировой океан, в котором, вероятно, и зародилась жизнь. Средняя глубина его составляет около 3,8 км, а максимальная равна 11,022 км (Мариинская впадина). Объем воды составляет 1370 миллионов км³. Суша в настоящее время образует шесть материков (Евразия, Африка, Австралия, Антарктида, Северная и Южная Америка) и множество островов. Она поднимается над уровнем Мирового океана в среднем на 875 м.
Земля - движется вокруг Солнца по близкой к круговой орбите (эксцентриситет 0,017), радиус которой - 149,6 млн. км - принят за 1 астрономическую единицу (1 астрономическая единица = 149 597 871 километра). Период обращения по орбите составляет 365,256 земных суток или 1 год. Средняя скорость движения по орбите - 29,8 км/с.

Период вращения вокруг своей оси - звездные сутки - 23h56m4,099s. Наклон земного экватора к орбите составляет 23°27', что обеспечивает смену времен года. Масса Земли равна М = 5.9742 × 1024кг, средняя плотность 5,515 г/см3. Экваториальный радиус планеты составляет R = 6 378 км. Земля имеет грушевидную форму, называемую геоидом. Сжатие составляет 0,0034 (полярный радиус равен R = 6 356 км). Сплюснутость Земли с полюсов объясняется вращением. Ускорение свободного падения на поверхности составляет, в среднем, g = 9,78 м/с2: у полюсов больше, на экваторе меньше.
Луна начала своё обращение на орбите вокруг Земли примерно 4,53 миллиарда лет назад, что стабилизировало осевой наклон планеты и является причиной приливов, которые замедляют вращение Земли и отдаляют Луну. Некоторые теории полагают, что падения астероидов приводили к существенным изменениям в окружающей среде и поверхности Земли, в частности, массовые вымирания различных видов живых существ.
Характеристики
• масса: 5,974•10^24 кг
• экваториальный радиус: 6378,140 км
• средний радиус: 6371,004 км
• поверхность Земли: 509 494 365 км²
• средняя скорость движения по орбите: 29,765 км/с или 100 000 км/ч
• длительность суток: 23 часа 56 минут 4,099 секунд
• среднее расстояние от Солнца: 149,6 миллионов км
• период обращения по орбите: 365,25 земных суток
• наклон экватора к орбите: 23°27`
• направление вращения: прямое
Вращение Земли создаёт экваториальную выпуклость, поэтому экваториальный диаметр на 43 км больше, чем диаметр между полюсами планеты. Высшей точкой твёрдой поверхности Земли является гора Эверест (8848 м над уровнем моря), а глубочайшей — Марианская впадина (11 022 м под уровнем моря). Из-за выпуклости экватора самой удалённой точкой поверхности от центра Земли фактически является вершина вулкана Чимборасо в Эквадоре.
СТРОЕНИЕ ЗЕМЛИ
Прямое исследование земных глубин пока что невозможно: самые глубокие скважины едва достигают десятикилометровой отметки. Однако сейсмология дала ключ к внутреннему строению Земли. Дело в том, что скорость сейсмических волн зависит от плотности и упругости горных пород, через которые они проходят. Они отражаются и преломляются на границах между различными пластами. По сейсмограммам было установлено строение земной литосферы.

Земля, как и другие планеты земной группы, имеет слоистое внутреннее строение. Она состоит из твёрдых силикатных оболочек (коры, крайне вязкой мантии), и металлического ядра. Внешняя часть ядра жидкая (значительно менее вязкая, чем мантия), а внутренняя — твёрдая.

Геохимик Франк Кларк вычислил, что земная кора чуть более, чем на 47 % состоит из кислорода. Наиболее распространённые породообразующие минералы земной коры практически полностью состоят из оксидов; суммарное содержание хлора, серы и фтора в породах обычно составляет менее 1 %. Основными оксидами являются кремнезём (SiO2), глинозём (Al2O3), оксид железа (FeO), окись кальция (CaO), окись магния (MgO), оксид калия (K2O) и оксид натрия (Na2O). Кремнезём служит главным образом кислотной средой, формирует силикаты; природа всех основных вулканических пород связана с ним. Из расчётов, основанных на анализе 1 672 видов пород, Кларк сделал вывод, что 99,22 % из них содержат 11 оксидов. Все прочие компоненты встречаются в очень незначительном количестве.
Внутренняя теплота планеты, скорее всего, обеспечивается радиоактивным распадом калия-40, урана-238 и тория-232. У всех трёх изотопов период полураспада составляет более миллиарда лет. В центре планеты, температура, возможно, поднимается до 7 000 К, а давление может достигать 360 ГПа (3,6 млн. атм). Часть тепловой энергии ядра передаётся к земной коре посредством плюмов (горячий мантийный поток, двигающийся независимо от конвективных течений в мантии.). Плюмы приводят к появлению горячих точек и траппов (особый тип континентального магматизма, для которого характерен огромный объём излияния базальта).

Литосфера — твёрдая оболочка Земли. Состоит из земной коры (составляет менее 1 %) и верхней части мантии, до астеносферы (верхний пластичный слой верхней мантии планеты), где скорости сейсмических волн понижаются, свидетельствуя об изменении пластичности пород. В строении литосферы выделяют подвижные области (складчатые пояса) и относительно стабильные платформы.
Блоки литосферы — литосферные плиты — двигаются по относительно пластичной астеносфере. Изучению и описанию этих движений посвящён раздел геологии о тектонике плит.
Литосфера под океанами и континентами значительно различается. Литосфера под континентами состоит из осадочного, гранитного и базальтового слоев общей мощностью до 80 км. Литосфера под океанами претерпела множество этапов частичного плавления в результате образования океанической коры, она сильно обеднена легкоплавкими редкими элементами, в основном состоит из дунитов и гарцбургитов, её толщина составляет 5—10 км, а гранитный слой полностью отсутствует.
Для обозначения внешней оболочки литосферы применялся ныне устаревший термин сиаль, происходящий от названия основных элементов горных пород Si (лат. Silicium — кремний) и Al (лат. Aluminium — алюминий).

Мантия — это силикатная оболочка Земли, сложенная преимущественно перидотитами — породами, состоящими из силикатов магния, железа, кальция и др. Частичное плавление мантийных пород порождает базальтовые и им подобные расплавы, формирующие при подъёме к поверхности земную кору.
Мантия составляет 67 % массы Земли и около 83 % её объёма. Она простирается от границы с земной корой (на глубине 5—70 километров) до границы с ядром на глубине 2900 км. (На этой глубине сильно отражаются продольные и поперечные сейсмические волны. Отсюда можно сделать вывод, что ниже лежит жидкое ядро: в жидкостях поперечные волны не распространяются).Мантия занимает огромной диапазон глубин, и с увеличением давления в веществе происходят фазовые переходы, при которых минералы приобретают всё более плотную структуру. Наиболее значительное превращение происходит на глубине 660 километров. Термодинамика этого фазового перехода такова, что мантийное вещество ниже этой границы не может проникнуть наверх, и наоборот. Выше границы 660 километров находится верхняя мантия, а ниже, соответственно, нижняя. Эти две части мантии имеют различный состав и физические свойства. Хотя сведения о составе нижней мантии ограничены, и число прямых данных весьма невелико, можно уверенно утверждать, что её состав со времён формирования Земли изменился значительно меньше, чем верхней мантии, породившей земную кору.
Теплоперенос в мантии происходит путём медленной конвекции, посредством пластической деформации минералов. Скорости движения вещества при мантийной конвекции составляют порядка нескольких сантиметров в год. Эта конвекция приводит в движение литосферные плиты. Конвекция в верхней мантии происходит раздельно. Существуют модели, которые предполагают ещё более сложную структуру конвекции.

Ядро — центральная, наиболее глубокая часть Земли, геосфера, находящаяся под мантией и, предположительно, состоящая из железо-никелевого сплава с примесью других сидерофильных элементов(от греч. sideros — железо, philéo — люблю). Глубина залегания — 2900 км. Средний радиус сферы — 3,5 тыс. км. Разделяется на твердое внутреннее ядро радиусом около 1300 км и жидкое внешнее ядро радиусом около 2200 км, между которыми иногда выделяют переходную зону. Температура в центре ядра Земли достигает 5000°С, плотность около 12,5 т/м³, давление до 361 ГПа. Масса ядра — 1,932·1024 кг.

Приповерхностные части планеты (верхняя часть литосферы, гидросфера, нижние слои атмосферы) в целом называются географической оболочкой и изучаются географией.
Рельеф Земли очень разнообразен. Около 70,8 % поверхности планеты покрыто водой (в том числе континентальные шельфы (выровненная область подводной окраины материка, примыкающая к суше и характеризующаяся общим с ней геологическим строением. Границами шельфа являются берег моря или океана)). Подводная поверхность гористая, включает систему срединно-океанических хребтов, а также подводные вулканы, океанические желоба, подводные каньоны, океанические плато и абиссальные равнины. Оставшиеся 29,2 %, непокрытые водой, включают горы, пустыни, равнины, плоскогорья и др.

Гидросфера — совокупность всех водных запасов Земли. Большая часть воды сосредоточена в океане, значительно меньше — в континентальной речной сети и подземных водах. Также большие запасы воды имеются в атмосфере, в виде облаков и водяного пара. Часть воды находится в твёрдом состоянии в виде ледников, снежного покрова и в вечной мерзлоте, слагая криосферу.

Атмосфера — газовая оболочка, окружающая планету Земля. Совокупность разделов физики и химии, изучающих атмосферу, принято называть физикой атмосферы. Атмосфера определяет погоду на поверхности Земли. Изучением погоды занимается метеорология, а длительными вариациями климата — климатология.

Биосфера — это совокупность частей земных оболочек (лито-, гидро- и атмосферы), которая заселена живыми организмами, находится под их воздействием и занята продуктами их жизнедеятельности.

Магнитное поле Земли в первом приближении представляет собой диполь, полюса которого расположены рядом с географическими полюсами планеты. Поле формирует магнитосферу, которая отклоняет частицы солнечного ветра. Они накапливаются в радиационных поясах — двух концентрических областях в форме тора вокруг Земли. Около магнитных полюсов эти частицы могут «высыпаться» в атмосферу и приводить к появлению полярных сияний.

ОРБИТА И ВРАЩЕНИЕ ЗЕМЛИ

Земле требуется в среднем 23 часа 56 минут и 4,091 секунд (звёздные сутки), чтобы совершить один оборот вокруг своей оси[68]. Скорость вращения планеты с запада на восток составляет примерно 15 градусов в час (1 градус в 4 минуты, 15' в минуту). Это эквивалентно угловому диаметру* Солнца или Луны каждые две минуты (видимые размеры Солнца и Луны примерно одинаковы).
Вращение Земли нестабильно: скорость её вращения относительно небесной сферы меняется (в апреле и ноябре продолжительность суток отличается от эталонных на 0,001 с), ось вращения прецессирует** (на 20,1" в год) и колеблется (удаление мгновенного полюса от среднего не превышает 15'). В большом масштабе времени — замедляется. Продолжительность одного оборота Земли увеличивалась за последние 2000 лет в среднем на 0,0023 секунды в столетие (по наблюдениям за последние 250 лет это увеличение меньше — около 0,0014 секунды за 100 лет).
Земля движется вокруг Солнца по эллиптической орбите на расстоянии около 150 млн км со средней скоростью 29,765 км/сек. Скорость колеблется от 30,27 км/сек (в перигелии) до 29,27 км/сек (в афелии)
Двигаясь по орбите, Земля совершает полный оборот за 365,2564 средних солнечных суток (один звёздный год). С Земли перемещение Солнца относительно звёзд составляет около 1° в день в восточном направлении. Скорость движения Земли по орбите непостоянна: в июле (при прохождении афелия) она минимальна и составляет около 60 угловых минут в сутки, а при прохождении перигелия в январе максимальна, около 62 минут в сутки. Солнце и вся солнечная система обращается вокруг центра галактики Млечного Пути по почти круговой орбите со скоростью около 220 км/c. В свою очередь, Солнечная система в составе Млечного Пути движется со скоростью примерно 20 км/с по направлению к точке (апексу), находящейся на границе созвездий Лиры и Геркулеса, ускоряясь по мере расширения Вселенной. Увлекаемая движением Солнца, Земля описывает в пространстве винтовую линию.

Луна обращается вместе с Землёй вокруг общего центра масс каждые 27,32 суток относительно звёзд. Промежуток времени между двумя одинаковыми фазами луны (синодический месяц) составляет 29,53059 дня. Если смотреть с северного полюса мира, Луна движется вокруг Земли против часовой стрелки. В эту же сторону происходит и обращение всех планет вокруг Солнца, и вращение Солнца, Земли и Луны вокруг своей оси. Ось вращения Земли отклонена от перпендикуляра к плоскости её орбиты на 23,5 градуса (направление и угол наклона оси Земли изменяется из-за прецессии, а видимое возвышение Солнца зависит от времени года); орбита Луны наклонена на 5 градусов относительно орбиты Земли (без этого отклонения в каждом месяце происходило бы одно солнечное и одно лунное затмение.)
Из-за наклона оси Земли высота Солнца над горизонтом в течение года изменяется. Для наблюдателя в северных широтах летом, когда Cеверный полюс наклонён к Солнцу, светлое время суток длится дольше и Солнце в небе находится выше. Это приводит к более высоким средним температурам воздуха. Когда Северный полюс отклоняется в противоположную от Солнца сторону, всё становится наоборот и климат делается холоднее. За Северным полярным кругом в это время бывает полярная ночь, которая на широте Северного полярного круга длится почти двое суток (солнце не восходит в день зимнего солнцестояния), достигая на Северном полюсе полугода.
Эти изменения климата (обусловленные наклоном земной оси) приводят к смене времён года. Четыре сезона определяются солнцестояниями — моментами, когда земная ось максимально наклонена по направлению к Солнцу либо от Солнца, — и равноденствиями. Зимнее солнцестояние происходит около 21 декабря, летнее — примерно 21 июня, весеннее равноденствие — приблизительно 20 марта, а осеннее — 23 сентября. Когда Северный полюс наклонён к Солнцу, южный, соответственно, наклонён от него. Таким образом, когда в северном полушарии лето, в южном — зима, и наоборот (хотя месяцы называются одинаково, то есть, например, февраль в северном полушарии — последний (и самый холодный) месяц зимы, а в южном — последний (и самый тёплый) месяц лета).
Угол наклона земной оси относительно постоянен в течение длительного времени. Однако он претерпевает незначительные смещения (известные как нутация) с периодичностью 18,6 лет. Также существуют долгопериодические колебания (около 41 000 лет), известные как циклы Миланковича. Ориентация оси Земли со временем тоже изменяется, длительность периода прецессии составляет 25 000 лет; эта прецессия является причиной различия звёздного года и тропического года (отрезок времени, за который солнце завершает один цикл смены времён года, как это видно с Земли). Оба эти движения вызваны меняющимся притяжением, действующим со стороны Солнца и Луны на экваториальную выпуклость Земли. Полюсы Земли перемещаются относительно её поверхности на несколько метров. Такое движение полюсов имеет разнообразные циклические составляющие, которые вместе называются квазипериодическим движением. В дополнение к годичным компонентам этого движения существует 14-месячный цикл, именуемый чандлеровским движением полюсов Земли. Скорость вращения Земли также не постоянна, что отражается в изменении продолжительности суток.
НАСЕЛЕНИЕ
Предположительно жизнь на планету Земля была занесена "ледяными кометами", которые небезосновательно считаются «транспортом жизни». После успешной миссии космического аппарата Deep Impact в 2006 году было неопровержимо доказано: в кометном веществе содержатся не только вода, но и простейшие органические соединения. «Зараженная» ими планета Земля в те далекие времена, с ее тропическим климатом и теплым океаном, представляла самую лучшую питательную среду для возникновения всё более сложных соединений, образовавших простейшие одноклеточные организмы. Соединяясь в группы клеток, они стали лучше приспосабливаться к окружающему миру. Другое важнейшее направление развития – «подзарядка» организмами от солнечной энергии при помощи фотосинтеза, высвобождавшего кислород. Его накопление в атмосфере привело к частичному вытеснению в стратосферу, где, реагируя с ультрафиолетовым излучением Солнца, кислород превратился в озон. Постепенно сформировался озоновый слой, поставивший надежную преграду солнечному ультрафиолету. Только после этого жизнь смогла выйти из воды на сушу.
В настоящее время единственной разумной расой на земле является вид Человек разумный.
На Земле проживает более 7 млрд человек (оценка на 2012 год). Согласно прогнозам, население Земли достигнет 7,3 миллиардов в 2013 году и 9,2 млрд в 2050 году (согласно оценкам ООН в 2009 году). Ожидается, что основная доля роста населения придётся на развивающиеся страны. Средняя плотность населения на суше около 40 чел./км2, в различных частях Земли сильно различается.
На Земле нет правительства планетарного масштаба, зато насчитывают около 300 административных образований, декларирующих свой государственный статус, включая явно зависимые территории и самопровозглашённые государства, непризнанные большинством других стран.
Со временем люди становились все более определяющей силой, воздействуя и на численность других видов, и на природу в целом, и на саму планету Земля. Пользуясь разумом, человек создал цивилизацию. Благодаря цивилизации, образовалась совершенно новая земная оболочка – ноосфера, на сегодня наиболее определяющий фактор развития.
В настоящее время человек, словно забыл о том, что свой дом нужно содержать в чистоте и тратит ресурсы, словно у него под рукой есть еще одна планета, пригодная для жизни. Леса, превращенные в пустыни. Замусоренные реки и озера. Отравленные пятнами нефти моря. Даже слой озона, принимающий на себя смертельный для всего живого ультрафиолетовый солнечный удар, истончается.
Создается впечатление, что, создав цивилизацию, человек почему-то разумом пользоваться перестал.

*Угловой размер — это угол между линиями, соединяющими диаметрально противоположные точки измеряемого объекта и глаз наблюдателя. Угловой размер астрономического объекта, видимый с Земли, обычно называется угловым диаметром или видимым диаметром. Вследствие удалённости всех объектов, угловые диаметры планет и звёзд очень малы и измеряются в угловых минутах (′) и секундах(″). Например, средний видимый диаметр Луны равен 31′05″ (вследствие эллиптичности лунной орбиты угловой размер изменяется от 29′24″ до 33′40″). Средний видимый диаметр Солнца — 31′59″ (изменяется от 31′27″ до 32′31″). Видимые диаметры звёзд чрезвычайно малы и лишь у немногих светил достигают нескольких сотых долей секунды.

**Прецессия (от лат. praecessio aequinoctiorum - предварение равноденствий ) - историческое название для постепенного смещения точек весеннего и осеннего равноденствий (то есть точек пересечения небесного экватора с эклиптикой) навстречу видимому годичному движению Солнца. Другими словами, каждый год весеннее равноденствие наступает немного раньше, чем в предыдущем году. Это периодическое изменение направления земной оси под влиянием притяжения Луны, а также (в меньшей степени) Солнца.

Материалы взяты с сайтов: Википедия и jinospace.
Изображения взяты из Википедия, jinospace.ru, из сети.

Серия сообщений "Солнечная система":
Часть 1 - Солнечная система. Меркурий.
Часть 2 - Венера. Планета оранжевых сумерек.
Часть 3 - Земля. Колыбель человечества.

Рубрики:  Космология


Процитировано 3 раз

Стекляшкин   обратиться по имени Понедельник, 31 Декабря 2012 г. 10:28 (ссылка)
Ответить С цитатой В цитатник
 

Добавить комментарий:
Текст комментария: смайлики

Проверка орфографии: (найти ошибки)

Прикрепить картинку:

 Переводить URL в ссылку
 Подписаться на комментарии
 Подписать картинку