Привет читатели! Классная у нас планета, не так ли? Она красивая и любимая. Сегодня, в этой статье, хотелось бы рассказать Вам о том, из чего состоит наша планета, какая ее форма, температура, состав, размер и еще немного других интересностей...
Земля, на этой планете мы живем, она пятая из больших планет в и третья от Солнца.
На Земле, в общем, благоприятный
,
много природных ресурсов, и может быть, она является единственной планетой, на которой существует жизнь.
Активные геодинамические процессы, происходящие в недрах Земли, проявляются в наращивании океанической коры и дальнейшем её размыкании, землетрясениях, извержениях , и т. д.
Форма и размер.
Больше чем 2000 лет уже как известны приблизительные контуры и размеры Земли. Греческий ученый довольно таки точно вычислил радиус Земли ещё в III ст. до н. э. В наше время уже известно, что полярный радиус Земли составляет около 12 711 км., а экваториальный радиус — 12 754 км.
Площадь поверхности Земли составляет около 510,2 млн. км 2 , из которых 361 млн. км 2 приходится на воду. Объем Земли равняется приблизительно 1121 млрд. км 3 . Вследствие вращения планеты, возникает центробежная сила, которая максимальная на экваторе и уменьшается в направлении к полюсам, этим вращением обусловлена неровность радиусов Земли.
Если бы на Земле действовала только бы одна эта сила, тогда бы все предметы, находящиеся на поверхности, полетели бы в космос, но благодаря силе земного притяжения, этого не происходит.
Гравитация.
Гравитация, или сила земного притяжения, удерживает атмосферу около земной поверхности, а Луну на орбите. С высотой сила земного притяжения уменьшается. Состояние невесомости, которое ощущают космонавты, объясняется именно этим обстоятельством.
Вследствие вращения Земли и действие центробежной силы гравитация на её поверхности несколько уменьшается. Ускорение вольного падения предметов, величина которого составляет 9,8 м/с, обусловлено силой земного притяжения.
К отличию гравитации в разных районах приводит неоднородность поверхности Земли. Информацию о внутреннем строении Земли позволяет получать измерение ускорения силы веса.
Масса и плотность.
Масса Земли равна приблизительно 5976 ∙ 10 21 т. Для сравнения масса Солнца больше приблизительно в 333 тыс. раз, а масса Юпитера – в 318 раз. Но с другой стороны, масса Земли превышает массу Луны в 81,8 раза. Плотность Земли вирирует от исключительно высокой в центре планеты, до незначительной в верхних слоях атмосферы.
Зная массу и объем Земли, ученные рассчитали, что её средняя плотность приблизительно в 5,5 раз больше, чем плотность воды. Гранит – это один из наиболее распространенных ископаемых на поверхности Земли, его плотность – 2,7 г/см 3 , плотность в мантии изменяется от 3 до 5 г/см 3 , в пределах ядра – от 8 до 15 г/см 3 . В центре Земли она может достигать 17 г/см 3 .
И наоборот, плотность воздуха возле поверхности Земли составляет приблизительно 1/800 плотности воды, а в верхних слоях атмосферы она очень маленькая.
Давление.
На уровне моря атмосфера оказывает давление силой 1 кг/см 2 (давление в одну атмосферу), а с высотой оно уменьшается. Приблизительно на 2/3 снижается давление на высоте около 8 км. Внутри Земли давление быстро растет: на границе ядра оно составляет около 1,5 млн. атмосфер, а его центре – до 3,7 млн. атмосфер.
Температуры.
На Земле температуры очень сильно вирируют. Например, в Эль – Азизии (Ливия), была зарегистрирована рекордно высокая температура 58 °С (13 сентября 1922 г.), а на станции «Восток» вблизи Южного полюса Антарктиды, рекордно низкая – 89,2 °С (21 июля 1983 г.).
В глубину температура повышается на 0,6 °С каждые 18 м, дальше этот процесс замедляется. Земное ядро, размещенное в центре Земли разжарено до температуры 5000 – 6000 °С.
Средняя температура воздуха в приповерхностном шаре атмосферы составляет 15 °С, снижается она постепенно в тропосфере, а выше (начиная со стратосферы) изменяется в широких границах зависимости от абсолютной высоты.
Криосфера – это оболочка Земли, как правило, температуры в границах которой ниже 0 °С. На высоких широтах она начинается с уровня моря, а в тропиках – на высоте около 4500 м. Криосфера в приполярных районах на материках может простираться на несколько десятков километров ниже от земной поверхности, формируя горизонт .
Таким образом, я Вам рассказала самые важные факты о Земле, как бы, изнутри. С той стороны, с которой мы, обычно, никогда не задумывались. Это была краткая характеристика Земли. Надеюсь, что эта статья стала ответом на Ваши поиски 🙂
> Планета Земля
Все про планету Земля для детей: как появилась и образовалась, интересные факты, из чего состоит и строение на фото и рисунках, вращение Земли, Луна и жизнь.
Начать рассказ о Земле для самых маленьких можно с того, что мы живем на третьей планете от Солнца. Родители или учителя в школе должны были объяснить детям , что им очень повезло. Ведь Земля – это пока единственная известная планета Солнечной системы, содержащая атмосферу с кислородом, жидкие океаны на поверхности и жизнь.
Если рассматривать по величине, то мы занимаем пятое место (меньше , и , но больше и ).
Диаметр планеты Земля – 13000 км. Она имеет кругообразную форму, потому что гравитация втягивает материю. Хотя это и не идеальный круг, ведь вращение заставляет планету сдавливаться в полюсах и расширяться на экваторе.
Вода занимает приблизительно 71% (большая часть – океаны). 1/5 атмосферы состоит из кислорода, который производят растения. Пока ученые веками изучали планету, космические аппараты позволили взглянуть на нее из космоса. Ниже школьники и дети всех возрастов смогут рассмотреть интересные факты о Земле и получить полноценное описание третьей планеты от Солнца с фото и картинками. Но следует напомнить, что у Земли есть класс, а точнее планетарный тип - скалистое тело (есть также ледяные и газовые гиганты, которые отличаются по характеристикам).
Характеристики орбиты Земли - объяснение для детей
Чтобы дать полное объяснение для детей , родители должны раскрыть понятие оси. Это воображаемая линия, идущая через центр от Северного к Южному полюсу. На один оборот уходит 23,934 часа, а на околосолнечную орбиту – 365.26 дней (земной год).
Дети должны знать, что земная ось наклонена относительно плоскости эклиптики (воображаемая поверхность орбиты Земли вокруг Солнца). Из-за этого северное и южное полушария иногда поворачиваются и отворачиваются от Солнца. Это приводит к смене времен года (изменяется получаемое количество света и тепла).
Орбита Земли представляет не идеальный круг, а овальный эллипс (это присуще всем планетам). Приближается к Солнцу в начале января и отдаляется в июле (хотя это меньше влияет на нагрев и охлаждение, чем наклон земной оси). Следует объяснить детям ценность нахождения планеты в обитаемой зоне. Это дистанция, позволяющая температуре поддерживать воду в жидком состоянии.
Орбита и вращение Земли - объяснение для детей
- Средняя удаленность от Солнца: 149 598 262 км.
- Перигелий (самая близкая дистанция к Солнцу): 147 098 291 км.
- Афелий (наиболее удаленная дистанция от Солнца): 152 098 233 км.
- Продолжительность солнечного дня (один осевой оборот): 23,934 часа.
- Продолжительность года (один обход вокруг Солнца): 365,26 дней.
- Экваториальный наклон к орбите: 23.4393 градуса.
Формирование и эволюция Земли - объяснение для детей
Объяснение для детей останется неполным, если описание Земли обойдет предысторию. Исследователи полагают, что Земля сформировалась вместе с Солнцем и другими планетами 4.6 миллиардов лет назад. Тогда воссоединилась с огромнейшим газовым и пыльным облаком – солнечной туманностью. Сила тяжести постепенно разрушала ее, придавая больше скорости и форму диска. Большая часть материала притянулась в центр и начала формировать .
Другие частицы сталкивались и соединялись, образуя более крупные тела. Солнечный ветер обладал такой силой, что ему удалось сместить более легкие элементы (водород и гелий) из самых отдаленных миров. Именно поэтому Земля и другие планеты стали скалистыми.
В ранней истории планета Земля для детей способна показаться безжизненным куском скалы. Радиоактивные материалы и растущее из глубины давление давали достаточно тепла, чтобы расплавить внутреннее пространство. Из-за этого некоторые химикаты выплеснулись наружу, образовывая воду, а другие стали атмосферными газами. По последним данным, кора и океаны могли появиться через 200 миллионов лет после формирования планеты.
Дети должны знать, что земную историю делят на 4 эона: хадейский, архейский, протерозойский и фанерозойский. Первые три заняли почти 4 миллиарда лет и вместе называются докембрийскими. Доказательства наличия жизни обнаружили в архее около 3.8 миллиарда лет назад. Но жизнь не отличалась богатством до фанерозоя.
Период фанерозоя делится на 3 эпохи: палеозой, мезозой и кайнозой. Первая продемонстрировала появление многих разновидностей животных и растений в морях и на суше. Мезозой предоставил динозавров, а вот кайнозой – это буквально наша эпоха (млекопитающие).
Большинство окаменелостей из палеозоя – беспозвоночные животные (кораллы, трилобиты и моллюски). Окаменелости рыбы датировались возрастом в 450 миллионов лет, а земноводных – 380 миллионов лет. Огромные леса, болота и ранние рептилии заселили Землю 300 миллионов лет назад.
Мезозой стал периодом жизни динозавров. Хотя окаменелости млекопитающих также имели возраст в 200 миллионов лет. В этот период власть захватили цветущее растения (и продолжают удерживать ее сегодня).
Кайнозой стартовал около 65 миллионов лет назад, когда вымерли динозавры (ученые приписывают эту заслугу космическому воздействию). Млекопитающим удалось выжить, и они стали главными существами на планете.
Состав и структура Земли - объяснение для детей
Атмосфера
Состав: 78% азота и 21% кислорода с небольшими примесями воды, двуокиси углерода, аргона и других газов. Больше нигде в Солнечной системе вы не найдете атмосферу, наполненную свободным кислородом. А ведь именно это оказалось важным для нашей жизни.
Землю окружает воздух, становясь тонким по мере удаленности от поверхности. На высоте в 160 км он настолько тонкий, что спутникам приходится преодолевать лишь незначительное сопротивление. Но следы атмосферы все же находят и на высоте в 600 км.
Самый нижний слой атмосферы – тропосфера. Она не прекращает своего движения и отвечает за погодные условия. Солнечный свет нагревает атмосферу, создавая теплый воздушный поток. Он расширяется и охлаждается с уменьшением давления. Дети должны понять, что холодный воздух становится плотнее, поэтому опускается вниз, чтобы согреться в нижних слоях.
На высоте 48 км расположена стратосфера. Это неподвижный озоновый слой, созданный ультрафиолетовым светом, заставившим трио атомов кислорода сформировать озоновую молекулу. Для самых маленьких будет интересно узнать, что именно озон защищает нас от большей части опасного ультрафиолетового излучения.
Углекислый газ, водяной пар и прочие газы задерживают тепло и нагревают Землю. Если бы не этот «парниковый эффект», то поверхность была бы чересчур холодной и не позволила бы развиться жизни. Хотя неправильный парник мог бы превратить нас в адски жаркий аналог Венеры.
Спутники на околоземной орбите показали, что верхняя атмосфера расширяется днем и уменьшается ночью из-за процессов нагрева и охлаждения.
Магнитное поле
Магнитное поле Земли создается потоками, исходящими от внешнего слоя земного ядра. Магнитные полюса всегда двигаются. Магнитный северный полюс ускоряет движение до 40 км в год. Через несколько десятилетий он покинет Северную Америку и достигнет Сибири.
НАСА считает, что магнитное поле изменяется и в других направлениях. Во всем мире оно ослабло на 10%, если отмерять с 19 века. Хотя эти трансформации незначительны, если углубиться в далекое прошлое. Иногда поле полностью переворачивалось, меняя северный и южный полюса местами.
Когда заряженные Солнцем частицы оказываются в магнитном поле, они разбиваются об молекулы воздуха над полюсами и создают сияние – северное и южное.
Химический состав
Наиболее распространенный элемент в земной коре – кислород (47%). Далее идут кремний (27%), алюминий (8%), железо (5%), кальций (4%), и по 2% калия, натрия и магния.
В составе ядра Земли в основном: никель, железо и более легкие элементы (сера и кислород). Мантия сделана из силикатных пород, богатых железом и магнием (комбинация кремния и кислорода – кремнезем, а содержащие его материалы называют силикатными).
Внутренняя структура
Школьникам и детям всех возрастов следует запомнить, что земное ядро достигает 7100 км в ширину (это немного больше половины земного диаметра и примерно равняется размеру Марса). Самые отдаленные слои (2250 км) жидкие, а вот внутреннее представляет собою твердое тело и достигает 4/5 размера Луны (2600 км в диаметре).
Над ядром расположена мантия толщиною в 2900 км. Дети могли слышать в школе , что она не совсем жесткая, но может течь очень медленно. Земная кора плывет по ней, что вызывает практически незаметное смещение континентов. Правда люди осознают это в виде землетрясения, извергающихся вулканов и формирования горных хребтов.
Есть два вида земной коры. Суша континентов состоит по большей части из гранита и прочих легких силикатных минералов. Океанские этажи представляют темную и плотную вулканическую породу – базальт. Континентальная кора в толщину достигает 40 км, хотя может отличаться в зависимости от конкретного района. Океаническая разрастается всего до 8 км. Вода наполняет низкие участки базальта и формирует мировой океан. У Земли много воды, поэтому она полностью заполняет океанские бассейны. Остальная же часть достигает краев континентов – континентальный шлейф.
Чем ближе к ядру, тем тепле. На самом дне континентальной коры температура достигает 1000 °C и увеличивается на 1°C с каждым километром вниз. Геологи предполагают, что внешнее ядро накалено до 3700-4300 °C, а внутреннее – 7000°C. Это даже жарче, чем на поверхности Солнца. Только огромное давление позволяет сохранять его структуру.
Недавние исследования экзопланет (например, миссия Кеплера НАСА) предполагают, что планеты типа Земля встречаются по всей нашей галактике. Почти четверть наблюдаемых солнечных звезд могут располагать потенциальными обитаемыми землями.
Земная Луна - объяснение для детей
Дети не должны забывать, что у Земли есть верный спутник - Луна. В ширину достигает 3474 км (примерно четверть земного диаметра). Наша планета располагает всего одним спутником, хотя у Венеры и Меркурия их вообще нет, а у некоторых есть два и более.
Луна сформировалась после того, как в Землю врезался гигантский объект. Оторванные обломки и стали составным материалом Луны. Ученые считают, что объект был примерно размером с Марс.
Пока известно, что Земля – единственная планета во Вселенной, населенная жизнью. Насчитывают несколько миллионов известных видов от самого глубокого океанского дна до наивысших уровней атмосферы. Но исследователи говорят, что еще не все обнаружено (примерно 5-100 миллионов, из которых нашли лишь около 2 миллионов).
Ученые подозревают, что есть и другие обитаемые планеты. Среди них рассматривают спутник Сатурна Титан или Европу Юпитера. Пока исследователи все еще разбираются в процессах эволюции и кажется, что у Марса есть все шансы на наличие организмов. Некоторые думают, что именно из марсианских метеоритов, упавших на Землю, и зародилась наша жизнь.
Важно напомнить детям, что наша планета считается самой изученной, потому что исследование Земли ведется от первобытных племен до сегодня. Множество интересных наук предлагают характеристику планеты со всех сторон. География Земли раскрывает страны, геология изучает состав и движение плит, а биология рассматривает живые организмы. Чтобы ребенку было интереснее исследовать Землю, используйте печатные или Гугл карты, а также наши онлайн телескопы. Не забывайте, что планета Земля - уникальная система и пока единственный мир с жизнью. Поэтому ее нужно не только всесторонне изучать, но и оберегать.
Земля является объектом исследования значительного количества наук о Земле. Изучение Земли как небесного тела принадлежит к области , строение и состав Земли изучает геология, состояние атмосферы - метеорология, совокупность проявлений жизни на планете - биология. География дает описание особенностей рельефа поверхности планеты - океанов, морей, озер и год, материков и островов, гор и долин, а также поселения и обществ. образования: города и села, государства, экономические районы и т.д.
Планетарные характеристики
Земля вращается вокруг звезды Солнце по эллиптической орбите (очень близкой к круговой) со средней скоростью 29765 м / с на среднем расстоянии 149 600 000 км за период, что примерно равно 365,24 суток. Земля имеет спутник - , которая вращается вокруг Солнца на среднем расстоянии 384400 км. Наклон земной оси к плоскости эклиптики составляет 66 0 33"22"". Период обращения планеты вокруг своей оси 23 ч 56 мин 4,1 с. Вращение вокруг своей оси вызывает смену дня и ночи, а наклон оси и обращение вокруг Солнца - смену времен года.
Форма Земли - геоид. Средний радиус Земли составляет 6371,032 км, экваториальный - 6378,16 км, полярный - 6356,777 км. Площадь поверхности земного шара 510 млн км ², объем - 1,083 · 10 12 км ², средняя плотность - 5518 кг / м ³. Масса Земли составляет 5976.10 21 кг. Земля имеет магнитное и тесно связанное с ним электрическое поля. Гравитационное поле Земли обуславливает ее близкую к сферической форму и существование атмосферы.
По современным космогоническим представлениям Земля образовалась примерно 4,7 млрд лет назад из рассеянного в протосолнечной системе газового вещества. В результате дифференциации вещества Земли, под действием своего гравитационного поля, в условиях разогрева земных недр возникли и развились различные по химическому составу, агрегатному состоянию и физическим свойствам оболочки - геосферы: ядро (в центре), мантия, земная кора, гидросфера, атмосфера, магнитосфера. В составе Земли преобладает железо (34,6%), кислород (29,5%), кремний (15,2%), магний (12,7%). Земная кора, мантия и внутренняя часть ядра твердые (внешняя часть ядра считается жидкой). От поверхности Земли к центру возрастают давление, плотность и температура. Давление в центре планеты 3.6 · 10 11 Па, плотность примерно 12,5 · 10 ³ кг / м ³, температура в диапазоне от 5000 до 6000 ° C . Основные типы земной коры - материковый и океанический, в переходной зоне от материка к океану развита кора промежуточного строения.
Форма Земли
Фигура Земли - это идеализация, с помощью которой пытаются описать форму планеты. В зависимости от цели описания используют различные модели формы Земли.
Первое приближение
Наиболее грубой форме описания фигуры Земли при первом приближении - есть сфера. Для большинства проблем общего землеведения этого приближения представляется достаточным, чтобы использовать в описании или исследовании некоторых географических процессов. В таком случае отвергают Сплющенность планеты при полюсах как несущественное замечание. Земля имеет одну ось вращения и экваториальную плоскость - плоскость симметрии и плоскости симметрии меридианов, что характерно отличает ее от бесконечности множеств симметрии идеальной сферы. Горизонтальная структура географической оболочки характеризуется определенной поясностью и определенной симметрией относительно экватора.
Второе приближение
При большем приближении фигуру Земли приравнивают к эллипсоида вращения. Эта модель, характеризующаяся выраженной осью, экваториальной плоскостью симметрии и меридиональными плоскостями, используется в геодезии для вычисления координат, построение картографических сетей, расчетов и т.д. Разница полуосей такого эллипсоида составляет 21 км, большая ось - 6378,160 км, малая - 6356,777 км, эксцентриситет - 1 / 298, 25. Положение поверхности легко может быть теоретически рассчитано, но его невозможно определить экспериментально в натуре.
Третье приближение
Так как экваториальный сечение Земли также эллипс с разностью длин полуосей в 200 м и эксцентриситетом 1 / 30000, третьей моделью выступает трехосный эллипсоид. В географических исследованиях эта модель почти не используется, она лишь свидетельствует о сложной внутреннее строение планеты.
Четвертое приближение
Геоид - это эквипотенциальные поверхность, совпадающая со средним уровнем Мирового океана, является геометрическим местом точек пространства, имеющих одинаковый потенциал силы тяжести. Такая поверхность имеет неправильную сложную форму, т.е. не является плоскостью. Уровневая поверхность в каждой точке перпендикулярна к отвеса. Практическое значение и важность этой модели состоит в том, что только с помощью отвеса, уровня, нивелира и других геодезических приборов можно проследить положение уровневых поверхностей, т.е. в нашем случае, геоида.
Океан и суша
Генеральная особенность строения земной поверхности заключается в распределении на материки и океаны. Большая часть Земли занята Мировым океаном (361,1 млн. км ² 70,8%), суша составляет 149,1 млн. км ² (29,2%), и образует шесть материков (Евразию, Африку, Северную Америку, Южную Америку, и Австралию) и острова. Она поднимается над уровнем мирового океана в среднем на 875 м (наибольшая высота 8848 м - гора Джомолунгма), горы занимают свыше 1 / 3 поверхности суши. Пустыни покрывают примерно 20% поверхности суши, леса - около 30%, ледники - свыше 10%. Амплитуда высот на планете достигает 20 км. Средняя глубина мирового океана примерно равна 3800 м (наибольшая глубина 11020 м - Марианский желоб (впадина) в Тихом океане). Объем воды на планете составляет 1370 млн км ³, средняя соленость 35 ‰ (г / л).
Геологическое строение
Геологическое строение Земли
Внутреннее ядро, предположительно, имеет диаметр 2600 км и состоит из чистого железа или никеля, внешнее ядро толщиной 2250 км из расплавленного железа или никеля, мантия около 2900 км толщиной состоит преимущественно из твердых горных пород, отделенная от земной коры поверхностью Мохоровича. Кора и верхний слой мантии образуют 12 основных подвижных блоки, некоторые из них несут континенты. Плато постоянно медленно движутся, это движение называется тектоническим дрейфом.
Внутреннее строение и состав «твердой» Земли. 3. состоит из трех основных геосфер: земной коры, мантии и ядра, которое, в свою очередь, делится на ряд слоев. Вещество этих геосфер разная по физическим свойствам, состоянием и минералогическим составом. В зависимости от величины скоростей сейсмических волн и характера их изменения с глубиной «твердую» Землю делят на восемь сейсмических слоев: А, В, С, D ", D ", Е, F и G. Кроме того, в Земле выделяют особо прочный слой литосферу и следующий, размягченный слой - астеносферу Шар А, или земная кора, имеет переменную толщину (в континентальной области - 33 км, в океанической - 6 км, в среднем - 18 км).
Под горами кора утолщается, в рифтовых долинах срединно-океанических хребтов почти исчезает. На нижней границе земной коры, - поверхности Мохоровичича, - скорости сейсмических волн возрастают скачкообразно, что связано преимущественно с изменением вещественного состава с глубиной, переходом от гранитов и базальтов в ультраосновных горных пород верхней мантии. Слои В, С, D ", D "входят в мантию. Слои Е, F и G образуют ядро Земли радиусом 3486 км На границе с ядром (поверхности Гутенберга) скорость продольных волн резко уменьшается на 30%, а поперечные волны исчезают, что означает, что внешнее ядро (слой Е, тянется до глубины 4980 км) жидкое Ниже переходного слоя F (4980-5120 км) находится твердое внутреннее ядро (слой G), в котором вновь распространяются поперечные волны.
В твердой земной коре преобладают такие химические элементы: кислород (47,0%), кремний (29,0%), алюминий (8,05%), железо (4,65%), кальций (2,96%), натрий (2,5%), магний (1,87%), калий (2,5%), титан (0,45%), которые в сумме составляют 98,98%. Наиболее редкие элементы: Ро (примерно 2.10 -14 %), Ra (2.10 -10 %), Re (7.10 -8 %), Au (4,3 · 10 -7 %), Bi (9 · 10 -7 %) и т.д.
В результате магматических, метаморфических, тектонических процессов и процессов осадкообразования земная кора резко дифференцирована, в ней протекают сложные процессы концентрации и рассеяния химических элементов, приводящих к образованию различных типов пород.
Считают, что верхняя мантия по составу близка к ультраосновных пород, в которых преобладает О (42,5%), Mg (25,9%), Si (19,0%) и Fe (9,85%). В минеральном отношении здесь царит оливин, меньше пироксенов. Нижнюю мантию считают аналогом каменных метеоритов (хондритов). Ядро 3емли по составу аналогичное железным метеоритам и содержит примерно 80% Fe , 9% Ni , 0,6% Co . На основе метеоритной модели рассчитан средний состав Земли, в котором преобладает Fe (35%), А (30%), Si (15%) и Mg (13%).
Температура является одной из важнейших характеристик земных недр, позволяющих объяснить состояние вещества в различных слоях и построить общую картину глобальных процессов. По измерениям в скважинах температура на первых километрах нарастает с глубиной с градиентом 20 ° C / км. На глубине 100 км, где находятся первичные очаги вулканов, средняя температура чуть ниже температуры плавления горных пород и равна 1100 ° C. При этом под океанами на глубине 100-200 км температура выше, чем во континентами, на 100-200 ° C. Скачок плотности вещества в слое С на глибинв 420 км соответствует давления 1,4 · 10 10 Па и отождествляется с фазовым переходом в оливин, который происходит при температуре примерно 1600 ° C. На границе с ядром при давления 1,4 · 10 11 Па и температуре порядка 4000 ° C силикаты находятся в твердом состоянии, а железо в жидком. В переходном слое F, где железо затвердевает, температура может быть 5000 ° C, в центре 3емли - 5000-6000 ° C, т.е., адекватная темпператури Солнца.
Атмосфера Земли
Атмосфера Земли, общая масса которой 5,15 · 10 15 т, состоит из воздуха - смеси в основном азота (78,08%) и кислорода (20,95%), 0,93% аргона, 0,03% углекислого газа, остальное - это водяной пар, а также инертные и другие газы. Максимальная температура поверхности суши 57-58 ° C (в тропических пустынях Африки и Северной Америки), минимальная - около -90 ° C (в центральных районах Антарктиды).
Атмосфера Земли защищает все живое от губительного воздействия космического излучения.
Химический состав атмосферы Земли : 78,1% - азот, 20 - кислород, 0,9 - аргон, остальные - углекислый газ, водяной пар, водород, гелий, неон.
Атмосфера Земли включает :
- тропосферу (до 15 км)
- стратосферу (15-100 км)
- ионосферу (100 - 500 км).
Погода и климат
Нижний слой атмосферы называется тропосферой. В ней происходят явления, определяющие погоду. Вследствие неравномерного нагрева поверхности Земли солнечной радиацией, в тропосфере непрестанно проходит циркуляция больших масс воздуха. Основными воздушными течениями в атмосфере Земли является пассаты в полосе до 30 ° вдоль экватора и западные ветры умеренного пояса в полосе от 30 ° до 60 °. Другим фактором переноса тепла является система океанических течений.
Вода оказывает на поверхности земли постоянный круговорот. Испаряясь с поверхности вод и суши, при благоприятных условиях водяной пар поднимается вверх в атмосфере, что приводит к образованию облаков. Вода возвращается на поверхность земли в виде атмосферных осадков и стекает к морей и океанов системой год.
Количество солнечной энергии, которую получает поверхность Земли уменьшается с ростом широты. Чем дальше от экватора, тем меньше угол падения солнечных лучей на поверхность, и тем больше расстояние, которое должен пройти луч в атмосфере. Вследствие этого среднегодовая температура на уровне моря уменьшается примерно на 0.4 ° C на один градус широты. Поврехню Земли разделяют на широтные пояса из примерно одинаковым климатом: тропический, субтропический, умеренный и полярный. Классификация климатов зависит от температуры и количества осадков. Наибольшее признание получила классификация климатов Кеппена, по которой выделяют пять широких групп - влажные тропики, пустыня, влажные средние широты, континентальный климат, холодный полярный климат. Каждая из этих групп разделяется на специфические пидрупы.
Влияние человека на атмосферу Земли
Атмосфера Земли испытывает значительное влияние жизнедеятельности человека. Около 300 млн автомобилей ежегодно выбрасывают в атмосферу 400 млн т оксидов углерода, более 100 млн т углеводов, сотни тысяч тонн свинца. Мощные производители выбросов в атмосферу: ТЭС, металлургическая, химическая, нефтехимическая, целлюлозная и другие отрасли промышленности, автотранспорт.
Систематическое вдыхание загрязненного воздуха заметно ухудшает здоровье людей. Газообразные и пылевые примеси могут оказывать воздуху неприятного запаха, раздражать слизистые оболочки глаз, верхних дыхательных путей и тем самым снижать их защитные функции, быть причиной хронических бронхитов и заболеваний легких. Многочисленные исследования показали, что на фоне патологических отклонений в организме (заболевания легких, сердца, печени, почек и других органов) вредное воздействие атмосферного загрязнения проявляется сильнее. Важной экологической проблемой стало выпадение кислотных дождей. Ежегодно при сжигании топлива в атмосферу поступает до 15 млн т двуокиси серы, который, сочетаясь с водой, образует слабый раствор серной кислоты, что вместе с дождем выпадает на землю. Кислотные дожди негативно влияют на людей, урожай, сооружения и т.д.
Загрязнение атмосферного воздуха может также косвенно влиять на здоровье и санитарные условия жизни людей.
Накопление в атмосфере углекислого газа может вызвать потепление климата в результате парникового эффекта. Суть его заключается в том, что слой двуокиси углекислого газа, который свободно пропускает солнечную радиацию к Земле, будет задерживать возвращения в верхние слои атмосферы теплового излучения. В связи с этим в нижних слоях атмосферы повышаться температура, что, в свою очередь, приведет к таянию ледников, снегов, подъема уровня океанов и морей, затопление значительной части суши.
История
Земля образовалась примерно 4540 миллионов лет назад с дискообразной протопланетарном облака вместе с другими планетами Солнечной системы. Формирования Земли в результате аккреции продолжалось 10-20 млн лет. Сначала Земля была полностью расплавленной, но постепенно остыла, и на ее поверхности образовалась тонкая твердая оболочка - земная кора.
Вскоре после образования Земли, примерно 4530 миллионов лет назад, образовалась Луна. Современная теория образования единого естественного спутника Земли утверждает, что это произошло как результат столкновения с массивным небесным телом, которое получило название Тея.
Первичная атмосфера Земли образовалась в результате дегазации горных пород и вулканической активности. Из атмосферы сконденсировавшаяся вода, образовав Мировой океан. Несмотря на то, что Солнце к тому времени светило на 70% слабее, чем сейчас, геологические данные показывают, что океан не замерз, что, возможно, связано с парниковым эффектом. Примерно 3,5 млрд лет назад сформировалось магнитное поле Земли, что защитило ее атмосферу от солнечного ветра.
Образование Земли и начальный этап ее развития (продолжительностью примерно 1,2 млрд лет) относятся к догеологичнои истории. Абсолютный возраст древнейших горных пород составляет свыше 3,5 млрд лет и, начиная с этого момента, ведет отсчет геологическая история Земли, которая делится на два неравных этапа: докембрий, занимающий примерно 5 / 6 всего геологического летоисчисления (около 3 млрд. лет) , и фанерозой, охватывающей последние 570 млн. лет. Около 3-3,5 млрд лет назад в результате закономерной эволюции материи на Земле возникла жизнь, началось развитие биосферы - совокупности всех живых организмов (так называемая живое вещество Земли), которая существенно повлияла на развитие атмосферы, гидросферы и геосферы (по крайней мере в части осадочной оболочки). В результате кислородной катастрофы деятельность живых организмов изменила состав атмосферы Земли, обогатив ее кислородом, что создало возможность для развития аэробных живых существ.
Новый фактор, который оказывает мощное влияние на биосферу и даже геосферу - деятельность человечества, появившееся на Земле после появления в результате эволюции человека менее 3 млн лет назад (единства относительно датировки не достигнуто и некоторые исследователи считают - 7 млн лет назад) . Соответственно, в процессе развития биосферы выделяют образования и дальнейшее развитие ноосферы - оболочки Земли, на которую большое влияние оказывает деятельность человека.
Высокий темп роста населения Земли (численность земного населения составляла 275 млн в 1000 году, 1,6 млрд в 1900 году и примерно 6,7 млрд в 2009 году) и усиление влияния человеческого общества на природную среду выдвинули проблемы рационального использования всех природных ресурсов и охраны природы.
Земля – третья от Солнца планета. Крупнейшая планета земной группы по плотности, диаметру, массе. Из всех известных планет только на Земле имеется кислородсодержащая атмосфера, большое количество воды, пребывающей в жидком агрегатном состоянии. Единственная известная человеку планета, на которой есть жизнь.
Краткая характеристика
Земля является колыбелью человечества, об этой планете известно многое, но все равно, все её тайны на современном уровне научного развития мы не можем разгадать. Наша планета является достаточно маленькой в масштабах Вселенной, масса 5,9726*10 24 кг, имеет форму не идеального шара, её средний радиус составляет 6371 км, экваториальный радиус — 6378,1 км, полярный радиус – 6356,8 км. Длина окружности большого круга на экваторе составляет 40 075,017 км, а на меридиане 40 007,86 км. Объем Земли — 10,8 * 10 11 км 3 .
Центром вращения Земли является Солнце. Движение нашей планеты происходит в пределах эклиптики. Вращается по орбите, которая образовалась в начале формирования солнечной системы. Форма орбиты представляется в виде неидеального круга, расстояние от солнца в январе на 2,5 млн. км ближе, чем в июне, считается средним расстоянием от Солнца 149,5 млн. км (астрономическая единица).
Земля вращается с запада на восток, но ось вращения и экватор наклонены по отношению к эклиптики. Ось Земли не вертикальна, наклонена под углом 66 0 31’ по отношению к плоскости эклиптике. Экватор наклонен на 23 0 по отношению к оси вращения Земли. Ось вращения Земли не постоянно изменяется из-за прецессии, на это изменение влияет сила притяжение Солнца и Луны, ось описывает конус вокруг своего нейтрального положения, период прецессии составляет 26 тыс. лет. Но помимо этого ось испытывает еще колебания, называемые нутацией, так как нельзя говорить, что только Земля вращается вокруг солнца, потому что происходит вращение системы Земля – Луна, они связаны друг с другом в виде гантели, центр тяжести которой, называемый барицентром, расположен внутри Земли на расстоянии от поверхности около 1700 км. Поэтому из-за нутации, колебания, наложенные на кривую прецессии, составляют 18,6 тыс. лет, т.е. угол наклона земной оси относительно постоянен в течение длительного времени, однако претерпевает незначительные изменения с периодичностью 18,6 тыс. лет. Время вращения Земли и всей солнечной систему вокруг центра нашей галактики – Млечного пути, составляет 230-240 млн. лет (галактический год).
Средняя плотность планеты 5,5 г/см 3 , на поверхности средняя плотность около 2,2-2,5 г/см 3 , плотность внутри Земли велика, её рост происходит скачкообразно, расчет производится по периоду свободных колебаний, моменту инерции, моменту импульса.
Большую часть поверхности (70,8%) занимает Мировой океан, все остальное континенты и острова.
Ускорение свободного падения, на уровне океана на широте 45 0: 9, 81 м/с 2 .
Земля является планетой земной группы. Планеты земной группы характеризуются высокой плотностью и состоят преимущественно из силикатов и металлического железа.
Луна единственный естественный спутник Земли, но на орбите так же присутствует огромное количество искуственных спутников.
Образование планеты
Земля сформировалась путем аккреции планетезимали, около 4,6 млрд. лет назад. Планетезимали — частицы, которые слипались в газопылевом облаке. Процесс слипания частиц – аккреция. Процесс стягивания этих частицы происходило очень быстро, для жизни нашей Вселенной, несколько миллионов лет считается мгновением. Спустя 17-20 млн. лет от начала образования, Земля набрала массу современного Марса. Спустя 100 млн. лет Земля набрала 97% своей современной массы.
Первоначально Земля была расплавлена и раскалена из-за сильного вулканизма и частых столкновений с другими небесными телами. Постепенно внешний слой планеты охлаждался и превратился в Земную кору, какую мы сейчас можем наблюдать.
Считается, что Луна образовалась в связи с ударом о поверхность Земли небесного тела, масса которого была около 10% земной массы, в результате этого часть вещества была выброшена на околоземную орбиту. Вскоре из этого материала образовалась Луна, на расстоянии 60 тыс. км. В результате удара Земля получила большой импульс, что привело к периоду обращения вокруг своей оси за 5 часов, а так же появился заметный наклон оси вращения.
Дегазация и вулканическая активность создала первую атмосферу на Земле. Предполагается, что вода, т.е. лёд и водяной пар был занесен с помощью комет, сталкивающихся с Землей.
На протяжении сотен миллионов лет поверхность планеты постоянно изменялась, континенты формировались и распадались. Они двигались по поверхности, объединяясь и формируя континент. Этот процесс происходил циклично. Примерно 750 млн. лет назад, суперконтинент Родиния, ранний из известных, начал распадаться. Позднее, с 600 до 540 миллионов лет назад, континенты сформировали Паннотию и, наконец, Пангею, которая распалась 180 млн. лет назад.
Мы не имеем точного представления о возрасте и образовании Земли, все эти данные являются косвенными.
Первая фотография, сделанная Эксплорер-6.
Наблюдение
Форма и внутреннее строение Земли
Планета Земля имеет 3 разные оси: по экватору, полярный и экваториальные радиусы, структурно является кардиоидальным эллипсоид, было вычислено, что полярные области чуть-чуть приподняты по отношению к другим областям и напоминают форму сердца, северное полушарие приподнято на 30 метров относительно южного полушария. Наблюдается полярная ассиметрия структуры, но тем не менее мы считаем, что Земля имеет форму сфероида. Благодаря изучению со спутников было выявлено, что Земля имеет на своей поверхности впадины и была представлена картина Земли в виде груши, то есть она является трехосным эллипсоидом вращения. Отличие геоида от трехосного эллипсоида не более 100 м, это вызвано неравномерным распределением масс как на поверхности Земли (океаны и континенты), так и внутри неё. В каждой точки поверхности геоида сила тяжести направлена к ней перпендикулярно, является эквипотенциальной поверхностью.
Основным методом изучения строения Земли является сейсмологический метод. Метод основан на изучении изменения скоростей сейсмических волн от плотности вещества внутри Земли.
Земля имеет слоистую внутреннее строение. Она состоит из твердых селикатных оболочек (коры и вязкой мантии), и металлического ядра. Внешняя часть ядра жидкая, а внутренняя – твердая. Строение планеты схоже с персиком:
- тонкая корочка – земная кора, средняя мощность 45 км (от 5 до 70 км), наибольшая толщина под крупными горами;
- слой верхней мантии (600 км), содержит слой, отличающийся по физическим характеристикам (уменьшение скорости сейсмических волн), в котором вещество либо нагрето, либо чуть-чуть расплавлено — слой называемый астеносфера (50-60 км под океанами и 100-120 км под материками).
Часть Земли, которая находится вместе с земной корой и верхней частью мантии, до слоя астеносферы, называется Литосфера.
- Граница между верхней и нижней мантией (глубина 660 км) граница с каждым годом становится все более четкой и резкой, толщина 2 км, на ней меняется скорость волн и состав вещества.
- Нижняя мантия доходит до глубины 2700 — 2900 км, благодаря ученым России установлено, что возможно существование еще одной границы в нижней мантии, т.е. существование средней мантии.
- Внешнее ядро – жидкое вещество (глубина 4100 км), которое не пропускает поперечные волны, не обязательно, что эта часть имеет вид некой жидкости, просто это вещество обладает характеристиками жидкого объекта.
- Внутреннее ядро – твердое вещество, железо с примесями никеля (Fe: 85,5%; Ni: 5,20%), глубина 5150 – 6371 км.
Все данные получены косвенно, так как бурение скважин на такую глубину не производилось, но они теоретически доказаны.
Сила тяжести в любой точки земли зависит от ньютоновского тяготения, но важно размещение плотностных неоднородностей, которое и объясняет непостоянство силы тяжести. Присутствует эффект изостазии (уравновешивания), чем выше гора тем больше корень горы. Ярким примером эффекта изостазии является айсберг. Парадокс на Северном Кавказе, нет уравновешивание, почему это происходит до сих пор не известно.
Атмосфера Земли
Атмосфера – газовая оболочка окружающая Землю. Условно она граничит с межпланетным пространством на расстоянии 1300 км. Официально считается, что граница атмосферы определяется на высоте 118 км, то есть выше этого расстояния аэронавтика становится полностью невозможной.
Масса воздуха (5,1 — 5,3)*10 18 кг. Плотность воздуха у поверхности моря составляет 1,2 кг/м 3 .
Возникновение атмосферы обуславливается двумя факторами:
- Испарение вещества космических тел при падении их на Землю.
- Дегазация земной мантии – выделение газа при вулканических извержениях.
С возникновением океанов и появлением биосферы атмосфера начала меняться за счёт газообмена с водой, растениями, животными и продуктами их разложения в почвах и болотах.
Строение атмосферы:
- Планетарный пограничный слой – самый нижний слой газовой оболочки планеты, свойства и характеристики которого в значительной части определяются взаимодействием с типом поверхности планеты (жидкая, твердая). Толщина слоя 1-2 км.
- Тропосфера – нижний слой атмосферы, наиболее изученный, в разных широтах имеет разные значения толщины: в полярных областях 8-10 км, умеренные широты 10-12 км, на экваторе 16-18 км.
- Тропопауза – переходный слой между тропосферой и стратосферой.
- Стратосфера – слой атмосферы, находящийся на высоте от 11 км до 50 км. Незначительное изменение температуры в начальном слое с последующим повышением в слое 25 – 45 км от -56 до 0 0 С.
- Стратопауза – пограничный слой между стратосферой и мезосферой. В слое стратопаузы температура держится на уровне 0 0 С.
- Мезосфера – слой начинается на высоте 50 км с толщиной около 30-40 км. Температура понижается на 0,25-0,3 0 С с увеличением высоты на 100 м.
- Мезопауза – переходный слой между мезосферой и термосферой. Температура в этом слое колеблется на уровне — 90 0 С.
- Термосфера – верхняя точка атмосферы высота около 800 км. Рост температуры происходит до высот 200 – 300 км, где достигается значения порядка 1500 К, затем с повышением высоты колеблется в этом пределе. Область ионосферы, место где происходит ионизация воздуха («полярное сияние») лежит внутри термосферы. Толщина слоя зависит от уровня активности Солнца.
Существует предельная линия, которая отделяет атмосферу Земли и космическое пространство, имеет название – Линия Кармана. Высота 100 км над уровнем моря.
Гидросфера
Общий объем воды на планете – около 1390 млн. км 3 , не удивительно, что 72% общей площади Земли занято океанами. Океаны очень важная часть геологической деятельности. Масса же гидросферы примерно 1,46*10 21 кг – это почти в 300 раз больше массы атмосферы, но совсем малая доля от массы всей планеты.
Гидросфера делится на Мировой океан, подземные воды и поверхностные воды.
Самая глубокая точка в Мировом океане (Марианская впадина) – 10 994 метра, средняя глубина океана составляет 3800 м.
Поверхностные континентальные воды занимают лишь малую долю в общей массе гидросферы, но тем не менее играют важнейшую роль в жизни наземной биосферы, являясь основным источником водоснабжения, орошения и обводнения. Сверх того эта часть гидросферы находится в постоянном взаимодействии с атмосферой и земной корой.
Вода, находящаяся в твердом состоянии, называют криосферой.
Водная составляющая поверхности планеты определяет климат.
Земля представляется в виде магнита, апроксимируется диполем (северный и южный полис). На северном полюсе силовые линии входят в внутрь, а на южном выходят. На самом деле на северном полюсе (географическом) должен быть южный полюс, а на южном (географическом) должен быть северный, но было условленно наоборот. Ось вращения Земли и географическая ось не совпадают, разница по центру расхождения около 420-430 км.
Магнитные полюса Земли не находятся на одном месте, происходит постоянное смещение. На экваторе магнитное поле Земли имеет индукцию 3,05·10 -5 Tл и магнитный момент 7,91·10 15 Tл·м 3 . Напряженность магнитного поля не большое, например, у магнита на двери шкафа в 30 раз больше.
По остаточной намагниченности было определенно, что магнитное поле меняло свой знак очень много раз, несколько тысяч.
Магнитное поле образует магнитосферу, которая задерживает вредное излучение Солнца.
Происхождение магнитного поля для нас остается загадкой, существует только гипотезы, они заключается в том, что наша Земля – это магнитное гидродинамо. Например, на Меркурии нет магнитного поля.
Время, когда появилось магнитное поле тоже остается проблемой, известно, что оно было 3,5 млрд. лет назад. Но совсем недавно появились данные, что в минералах циркона, найденных в Австралии, возраст которых 4,3 млрд. лет осталась остаточная намагниченность, что остается загадкой.
Самое глубокое место на Земле было открыто в 1875 году – Марианская впадина. Самая глубокая точка 10 994.
Самая высокая точка – Эверест, Джомолунгма – 8848 метров.
На Кольском полуострове, в 10 км к западу от города Заполярный, пробурена самая глубокая скважина в мире. Её глубина составляет 12 262 метра.
Есть ли на нашей планете точка где, мы будем весить меньше, чем комар? Да, есть, центр нашей планеты, сила гравитационного притяжения там равна 0, тем самым, вес человека в центре нашей планеты меньше, чем вес любого насекомого на поверхности Земли.
Одно из самых красивых явлений, наблюдаемое не вооруженным взглядом — полярное сияние – свечение верхних слоев атмосферы планеты, обладающих магнитосферой, вследствие их взаимодействия с заряженными частицами солнечного ветра.
Антарктида хранит в себе 2/3 запасов пресной воды.
Если все ледники растают, уровень воды поднимется примерно на 900 метров.
Каждый день на нас падает сотни тысяч тонн космической пыли, но почти все сгорает в атмосфере.
