Space Exploration Technologies

Земля

 

 


Земля - третья от Солнца и пятая по величине планета Солнечной системы. Основные данные: планета расположена довольно близко к основному источнику энергии в этой части Млечного Пути, но не настолько, чтобы превратиться в раскаленную пустыню. История Земли, как и других планет Солнечной системы, насчитывает около пяти с половиной миллиардов лет. У наших предков давно появились некоторые догадки о планетах и звездах, ведь человечество постоянно задавалось вопросом о том, что находится у него над головой. Правда, ответы на них не всегда оказывались обоснованными и поддающимися проверке. Представления древних о планете поражают разнообразием. Они считали, что Земля - большая, маленькая, шарообразная и плоская как блин, и даже цилиндрическая! Более того, по одной из версий наша планета то ли покоилась на панцире огромной черепахи, то ли плавала в океане А еще одна теория гласила, что Земля представляет собой сферу, состоящую из скалистых пород, в которой плещется море лавы. И то ли так и было всегда, то ли облик Земли менялся много раз в соответствии с каждой из гипотез

Луна, спутница Земли, тоже сыграла свою роль в формировании представлений о жизни неба над нами: похожая на звезду, она ассоциировалась с женщиной, с плодородием, с посевами и временами года. Луна стала символом контрастов, ведь ее связывали с рождением и смертью, чистотой и чувственностью, верностью и непостоянством, фантазией и рационализмом. Но кроме всего этого, спутник Земли стал важным небесным средством измерения времени, определения времен года, периодов посева и сбора урожая и даже удачной рыбной ловли. Сегодня людям больше известно о значении Луны: если бы ее не было, орбита Земли была бы слишком непостоянной, не было бы приливов и отливов, а движение Земли имело несколько иной характер; более того, мы бы не смогли наблюдать солнечных затмений Теперь мы знаем главные свойства и особенности взаимодействия двух важнейших для нас небесных тел - Земли и Луны.


          Орбита:      149 600 000 км (1 АЕ) от Солнца

          Диаметр:      12 756,3 км

          Масса:        5.9736е24 кг

Земля - единственая планета, чьe английское название происходит не из греческой или римской мифологии. Это имя происходит из старо-английского и немецкого. Есть, конечно, много других названий нашей планеты на других языках. В римской мифологии богиней Земли была Tellus - плодородная почва, в греческой - Gaia, terra mater - Мать Земля.

Только со времен Коперника (шестнадцатое столетие) люди поняли, что Земля - это просто еще одна планета.

Землю, конечно, можно изучать без помощи космического корабля. Однако только в двадцатом столетии мы получили карту всей планеты. Изображения планеты, принимаемые из космоса, имеют важное значение. Например, они помогают в прогнозировании погоды и особенно в отслеживании и предсказании ураганов. И еще они необычайно красивы.

М ожно выделить несколько отдельных слоев Земли, у которых есть свои определенные химические и сейсмические характеристики (толщина в км):

          1 - 40      Кора

        40 - 400      Верхняя мантия

       400 - 650      Переходная область

      650 - 2890      Нижняя мантия

     2890 - 5150      Внешнее ядро

     5150 - 6378      Внутреннее ядро

Изменения коры значительны по толщине. Под океанами она более тонкая, чем под континентами. Внутреннее ядро и кора твердые, внешнее ядро и слои мантии полужидкие. Различные уровни отделяются друг от друга неоднородностями, которые хорошо определяются сейсмическими данными; наиболее известная из них - неоднородность Мохоровичича, располагающаяся между корой и верхней мантией.

Большая часть массы Земли заключена в мантии; основная часть оставшейся массы приходится на в ядро, а масса той части, на которой мы обитаем, составляет крошечную долю от всей массы (масса в кг *10e24):

          Атмосфера  0,0000051

             Океаны  0,0014

               Кора  0,026

             Мантия  4,043

       Внешнее ядро  1,835

    Внутреннее ядро  0,09675
Ядро, вероятно, состоит в основном из железа (или никеля и железа), хотя возможно присутствие и некоторых более легких элементов. Температура в центре ядра может достигать 7500 K, а это больше, чем температура поверхности Солнца. Нижняя мантия состоит из обычного кремния, магния и кислорода с небольшим количеством железа, кальция и алюминия. Верхняя мантия - это большей частью оливен и пироксен (железо-магниевые силикаты), кальций и алюминий. Эти данные мы получили только благодаря сейсмическим методам; образцы из верхней мантии достигают поверхности в виде вулканической лавы, но большая часть Земли для нас недостижима. Кора - это прежде всего кварц (кремниевая двуокись) и другие силикаты типа полевого шпата. Химический состав Земли (по массе) следующий:
          Железо  34,6%

        Кислород  29,5%

         Кремний  15,2%

          Магний  12,7%

          Никель  2,4%

            Сера  1,9%

           Титан  0,05%

Другие планеты земной группы, возможно, имеют подобные структуры и составы с некоторыми отличиями: у Луны маленькое ядро; у Меркурия очень большое ядро относительно диаметра планеты; мантии Марса и Луны намного более толстые; у Луны и Меркурия нет отчетливой с химической точки зрения коры; Земля - единственная планета с отчетливо определяемым внутренним и внешним ядром. Обратите внимание, однако, что наши знания относительно внутреннего строения планет носят теоретический характер даже для Земли.

Земля - самое плотное тело Солнечной системы.

Земная поверхность очень молода. В относительно короткий (по астрономическим стандартам) период в 500 000 000 лет эрозия и тектонические процессы разрушили и создали заново большую часть поверхности Земли, уничтожив тем самым почти все следы ранней геологической поверхностни (типа кратеров, появившихся в результате столкновений). Возраст Земли - от 4.5 до 4.6 миллиардов лет, а возраст самых старых известных камней - приблизительно 4 миллиарда лет. Самые старые окаменелости живых организмов имеют возраст меньше чем 3.9 миллиардов лет.

На 71% Земная поверхность покрыта водой. Земля - единственая планета, на которой вода может существовать в жидком виде на поверхности (хотя, возможно, на поверхности Титана есть жидкий этан или метан и жидкая вода под поверхностью Европы - спутника Юпитера). Жидкая вода, как мы знаем, необходима для жизни. Способность океанов сохранять тепло также очень важна в поддержании относительно устойчивой температуры Земли. Жидкая вода также ответственна за эрозию и выветривание континентов Земли - процесс, уникальный в солнечной системе сегодня (хотя, возможно, это произошло в прошлом на Марсе).


A
тмосферу Земли составляет азот - на 77 %, кислород - 21 % со следами аргона, двуокиси углерода и воды. Когда Земля только формировалась, в ее атмосфере, возможно, было очень большее количество двуокиси углерода, но к нынешнему времени большая его часть уже входит в состав карбонатных горных пород, немного меньший его объем содержится в растворенном виде в океанах и остальная часть использовалась и используется растениями для жизни. Очень малое количество присутствующей сейчас в атмосфере двуокиси углерода чрезвычайно важно для поддержания поверхностной температуры Земли через парниковый эффект. Парниковый эффект поднимает среднюю поверхностную температуру приблизительно на 35 градусов C выше той температуры, которая была бы без него; океаны были бы заморожены и жизнь была бы невозможна.

Присутствие свободного кислорода совершенно замечательно с химической точки зрения. Кислород в атмосфере Земли производится и поддерживается биологическими процессами. Без жизни не было бы в атмосфере и свободного кислорода.

Взаимодействие Земли и Луны замедляет вращение Земли примерно на 2 миллисекунды в столетие. Исследования показывают, что 900 миллионов лет назад год состоял из 481 18-часового дня.

У Земли умеренное магнитное поле, производимое электрическими токами в ядре. Взаимодействие солнечного ветра, магнитного поля Земли и верхних слоев атмосферы Земли вызывает полярные сияния. Нарушения в этих явлениях заставляют магнитные полюса перемещаться относительно поверхности Земли; северный магнитный полюс в настоящее время находится в северной Канаде.

Магнитное поле Земли и его взаимодействие с солнечным ветром также производит радиационные пояса Ван Аллена - пару колец ионизированного газа (или плазмы). Внешний пояс простирается на высоте от 19 000 км до 41 000 км; внутренний пояс располагается на высоте от 7 000 км до 13 000 км.

У Земли только один естественный спутник - Луна, но на орбиту Земли были выведены еще тысячи малых искусственных. Астероид 3753 (1986 ТО) имеет сложную орбитальную связь с Землей; он не является нашей луной, его называют термином "компаньон".