Zem je tretia planéta od Slnka a piata najväčšia spomedzi všetkých planét slnečnej sústavy. Je tiež najväčším priemerom, hmotnosťou a hustotou spomedzi terestrických planét.
Niekedy označovaný ako Mir, Modrá planéta, inokedy Terra (z latinského Terra). Jediným telom, ktoré v súčasnosti človek pozná, je telo slnečnej sústavy a vesmír vôbec, obývaný živými organizmami.
Vedecké dôkazy naznačujú, že Zem vznikla zo slnečnej hmloviny asi pred 4,54 miliardami rokov a čoskoro potom získala svoj jediný prirodzený satelit, Mesiac. Život sa na Zemi objavil asi pred 3,5 miliardami rokov, teda do 1 miliardy po jeho vzniku. Biosféra Zeme odvtedy výrazne zmenila atmosféru a ďalšie abiotické faktory, čo spôsobilo kvantitatívny rast aeróbnych organizmov, ako aj tvorbu ozónovej vrstvy, ktorá spolu s magnetickým poľom Zeme oslabuje slnečné žiarenie škodlivé pre život, čím sa zachovávajú podmienky pre existenciu života na Zemi.
Žiarenie spôsobené samotnou zemskou kôrou sa od jej vzniku výrazne znížilo v dôsledku postupného rozpadu rádionuklidov v nej. Zemská kôra je rozdelená na niekoľko segmentov alebo tektonických platní, ktoré sa pohybujú po povrchu rýchlosťou rádovo niekoľko centimetrov za rok. Približne 70,8 % povrchu planéty zaberajú oceány, zvyšok povrchu zaberajú kontinenty a ostrovy. Rieky a jazerá sa nachádzajú na kontinentoch a spolu so svetovým oceánom tvoria hydrosféru. Kvapalná voda, potrebná pre všetky známe formy života, neexistuje na povrchu žiadnej zo známych planét a planetoidov slnečnej sústavy, okrem Zeme. Póly Zeme sú pokryté ľadovou škrupinou, ktorá zahŕňa arktický morský ľad a antarktický ľadový štít.
Vnútorné oblasti Zeme sú dosť aktívne a pozostávajú z hrubej, veľmi viskóznej vrstvy nazývanej plášť, ktorá pokrýva tekuté vonkajšie jadro, ktoré je zdrojom magnetického poľa Zeme, a vnútorné pevné jadro, pravdepodobne zložené zo železa a nikel. Fyzikálne vlastnosti Zeme a jej orbitálny pohyb umožnili životu prežiť za posledných 3,5 miliardy rokov. Podľa rôznych odhadov si Zem udrží podmienky pre existenciu živých organizmov ešte 0,5 - 2,3 miliardy rokov.
Zem interaguje (je priťahovaná gravitačnými silami) s inými objektmi vo vesmíre, vrátane Slnka a Mesiaca. Zem sa točí okolo Slnka a urobí okolo neho úplnú revolúciu za približne 365,26 slnečných dní - hviezdny rok. Rotačná os Zeme je voči kolmici na jej obežnú rovinu naklonená o 23,44°, čo spôsobuje sezónne zmeny na povrchu planéty s periódou jedného tropického roka – 365,24 slnečných dní. Deň má teraz približne 24 hodín. Mesiac začal obiehať okolo Zeme asi pred 4,53 miliardami rokov. Gravitačný účinok Mesiaca na Zem je príčinou oceánskych prílivov. Mesiac tiež stabilizuje sklon zemskej osi a postupne spomaľuje rotáciu Zeme. Niektoré teórie sa domnievajú, že dopady asteroidov viedli k výrazným zmenám v životnom prostredí a na zemskom povrchu, čo spôsobilo najmä hromadné vymieranie rôznych druhov živých bytostí.
Planéta je domovom miliónov druhov živých bytostí vrátane ľudí. Územie Zeme je rozdelené na 195 nezávislých štátov, ktoré sa navzájom ovplyvňujú prostredníctvom diplomatických vzťahov, cestovania, obchodu alebo vojenských akcií. Ľudská kultúra vytvorila mnohé predstavy o štruktúre vesmíru – napríklad koncept plochej Zeme, geocentrický systém sveta a hypotézu Gaia, podľa ktorej je Zem jediným superorganizmom.
História zeme
Modernou vedeckou hypotézou o vzniku Zeme a iných planét v slnečnej sústave je hypotéza slnečnej hmloviny, podľa ktorej slnečná sústava vznikla z veľkého oblaku medzihviezdneho prachu a plynu. Oblak pozostával hlavne z vodíka a hélia, ktoré vznikli po Veľkom tresku, a ťažších prvkov, ktoré za sebou zanechali výbuchy supernov. Asi pred 4,5 miliardami rokov sa oblak začal zrútiť, čo je pravdepodobne spôsobené dopadom rázovej vlny zo supernovy, ktorá explodovala o niekoľko svetelných rokov ďalej. Keď sa oblak začal sťahovať, jeho moment hybnosti, gravitácia a zotrvačnosť ho sploštili do protoplanetárneho disku kolmého na jeho os rotácie. Potom sa úlomky v protoplanetárnom disku začali zrážať pod vplyvom gravitácie a po zlúčení vytvorili prvé planetoidy.
V procese narastania sa planetoidy, prach, plyn a úlomky, ktoré zostali po vytvorení slnečnej sústavy, začali spájať do stále väčších objektov a vytvárali planéty. Približný dátum vzniku Zeme je pred 4,54 ± 0,04 miliardami rokov. Celý proces vzniku planéty trval asi 10-20 miliónov rokov.
Mesiac vznikol neskôr, asi pred 4,527 ± 0,01 miliardami rokov, hoci jeho pôvod ešte nebol presne určený. Hlavná hypotéza hovorí, že vznikol akreciou z hmoty, ktorá zostala po tangenciálnej zrážke Zeme s objektom, ktorý má veľkosť blízko Marsu a má hmotnosť 10% Zeme (niekedy sa tento objekt nazýva „Theia“). Kolízia uvoľnila asi 100 miliónov krát viac energie ako tá, ktorá spôsobila vyhynutie dinosaurov. To stačilo na odparenie vonkajších vrstiev Zeme a roztavenie oboch telies. Časť plášťa bola vyvrhnutá na obežnú dráhu Zeme, čo predpovedá, prečo je Mesiac zbavený kovového materiálu a vysvetľuje jeho nezvyčajné zloženie. Vplyvom vlastnej gravitácie nadobudol vyvrhnutý materiál guľový tvar a vznikol Mesiac.
Proto-zem sa zväčšovala akreciou a bola dostatočne horúca na to, aby roztavila kovy a minerály. Železo, ako aj geochemicky príbuzné siderofilné prvky, majúce vyššiu hustotu ako kremičitany a hlinitokremičitany, zostúpili do stredu Zeme. To viedlo k oddeleniu vnútorných vrstiev Zeme na plášť a kovové jadro len 10 miliónov rokov po tom, ako sa Zem začala formovať, čím sa vytvorila vrstvená štruktúra Zeme a vytvorilo sa magnetické pole Zeme. Uvoľňovanie plynov z kôry a sopečná činnosť viedli k vytvoreniu primárnej atmosféry. Kondenzácia vodnej pary, posilnená ľadom prenášaným kométami a asteroidmi, viedla k vytvoreniu oceánov. Atmosféra Zeme sa vtedy skladala z ľahkých atmosférických prvkov: vodíka a hélia, no obsahovala podstatne viac oxidu uhličitého ako teraz, a to zachránilo oceány pred zamrznutím, keďže svietivosť Slnka vtedy nepresiahla 70 % súčasnej úrovne. . Asi pred 3,5 miliardami rokov sa vytvorilo magnetické pole Zeme, ktoré bránilo devastácii atmosféry slnečným vetrom.
Povrch planéty sa stovky miliónov rokov neustále menil: objavovali sa a zrútili sa kontinenty. Pohybovali sa po povrchu, niekedy sa zhromaždili na superkontinente. Asi pred 750 miliónmi rokov sa najstarší známy superkontinent Rodinia začal deliť. Neskôr sa tieto časti spojili do Pannotie (pred 600-540 miliónmi rokov), potom do posledného zo superkontinentov – Pangea, ktorá sa rozpadla pred 180 miliónmi rokov.
Vznik života
Existuje množstvo hypotéz o vzniku života na Zemi. Asi pred 3,5-3,8 miliardami rokov sa objavil „posledný univerzálny spoločný predok“, z ktorého následne pochádzajú všetky ostatné živé organizmy.
Rozvoj fotosyntézy umožnil živým organizmom využívať slnečnú energiu priamo. To viedlo k okysličovaniu atmosféry, ktoré sa začalo asi pred 2500 miliónmi rokov, a v horných vrstvách k vytvoreniu ozónovej vrstvy. Symbióza malých buniek s väčšími viedla k vývoju komplexných buniek – eukaryotov. Asi pred 2,1 miliardami rokov sa objavili mnohobunkové organizmy, ktoré sa naďalej prispôsobovali svojmu prostrediu. Vďaka absorpcii škodlivého ultrafialového žiarenia ozónovou vrstvou sa život mohol začať rozvíjať na povrchu Zeme.
V roku 1960 bola predložená hypotéza o Zemi so snehovou guľou, v ktorej sa uvádzalo, že pred 750 až 580 miliónmi rokov bola Zem úplne pokrytá ľadom. Táto hypotéza vysvetľuje kambrickú explóziu – prudký nárast rozmanitosti mnohobunkových foriem života asi pred 542 miliónmi rokov.
Prvé riasy sa objavili asi pred 1200 miliónmi rokov a prvé vyššie rastliny sa objavili asi pred 450 miliónmi rokov. Bezstavovce sa objavili počas ediakarského obdobia a stavovce počas kambrickej explózie asi pred 525 miliónmi rokov.
Od kambrickej explózie došlo k piatim masovým vyhynutiam. Vymieranie na konci permského obdobia, ktoré je najmasovejšie v histórii života na Zemi, viedlo k smrti viac ako 90% živých vecí na planéte. Po permskej katastrofe sa z najbežnejších suchozemských stavovcov stali archosaury, z ktorých sa na konci triasu vyvinuli dinosaury. Na planéte dominovali v období jury a kriedy. K vymieraniu kriedového paleogénu došlo pred 65 miliónmi rokov, pravdepodobne v dôsledku pádu meteoritu; viedlo to k vyhynutiu dinosaurov a iných veľkých plazov, ale obišlo mnoho malých zvierat, ako sú cicavce, ktoré boli vtedy malými mäsožravcami, a vtáky, ktoré sú evolučnou líniou dinosaurov. Za posledných 65 miliónov rokov sa vyvinulo obrovské množstvo druhov cicavcov a zvieratá podobné ľudoopom získali pred niekoľkými miliónmi rokov schopnosť chodiť vzpriamene. To umožňovalo používanie nástrojov a uľahčovalo komunikáciu, čo pomáhalo pri získavaní potravy a podnecovalo potrebu veľkého mozgu. Rozvoj poľnohospodárstva a potom civilizácie v krátkom čase umožnil ľuďom ovplyvňovať Zem ako žiadna iná forma života, ovplyvňovať prírodu a množstvo iných druhov.
Posledná doba ľadová začala asi pred 40 miliónmi rokov, pričom vrchol v pleistocéne dosiahol asi pred 3 miliónmi rokov. Na pozadí dlhotrvajúcich a výrazných zmien priemernej teploty zemského povrchu, ktoré môžu súvisieť s obdobím revolúcie slnečnej sústavy okolo stredu Galaxie (asi 200 miliónov rokov), dochádza aj k menšej amplitúde resp. trvanie cyklov ochladzovania a otepľovania, ktoré sa vyskytujú každých 40-100 tisíc rokov. , ktoré sú svojou povahou jasne samokmitajúce, pravdepodobne spôsobené pôsobením spätných väzieb z reakcie celej biosféry ako celku, v snahe stabilizovať klímu Zeme ( pozri hypotézu Gaie, ktorú predložil James Lovelock, a tiež teóriu biotickej regulácie, ktorú navrhol VG Gorshkov).
Posledný cyklus zaľadnenia na severnej pologuli sa skončil asi pred 10 000 rokmi.
Štruktúra zeme
Podľa teórie tektonických platní sa vonkajšia časť Zeme skladá z dvoch vrstiev: litosféra, ktorej súčasťou je zemská kôra, a stuhnutá vrchná časť plášťa. Pod litosférou sa nachádza astenosféra, ktorá tvorí vonkajšiu časť plášťa. Astenosféra sa správa ako prehriata a extrémne viskózna kvapalina. 
Litosféra je rozdelená na tektonické platne a zdá sa, že pláva cez astenosféru. Dosky sú pevné segmenty, ktoré sa navzájom pohybujú. Existujú tri typy ich vzájomného pohybu: konvergencia (konvergencia), divergencia (divergencia) a šmykové posuny pozdĺž transformačných porúch. Na zlomoch medzi tektonickými platňami môže dochádzať k zemetraseniam, sopečnej činnosti, budovaniu hôr a vytváraniu oceánskych priekop.
Zoznam najväčších tektonických platní s rozmermi je uvedený v tabuľke vpravo. Medzi menšími platňami treba spomenúť hindustanskú, arabskú, karibskú platňu, platňu Nazca a platňu Scotia. Austrálska platňa sa v skutočnosti zlúčila s hindustanskou platňou pred 50 až 55 miliónmi rokov. Oceánske platne sa pohybujú najrýchlejšie; teda kokosová doska sa pohybuje rýchlosťou 75 mm za rok a tichomorská doska - rýchlosťou 52-69 mm za rok. Najnižšia rýchlosť pre euroázijskú platňu je 21 mm za rok.
Geografická obálka
Blízke povrchové časti planéty (horná časť litosféry, hydrosféra, spodné vrstvy atmosféry) sa všeobecne nazývajú geografický obal a študuje ich geografia.
Reliéf Zeme je veľmi rôznorodý. Asi 70,8 % povrchu planéty je pokrytých vodou (vrátane kontinentálnych šelfov). Podmorský povrch je hornatý, zahŕňa systém stredooceánskych chrbtov, ako aj podvodné sopky, oceánske priekopy, podvodné kaňony, oceánske plošiny a priepasťové pláne. Zvyšných 29,2 %, nepokrytých vodou, zahŕňajú hory, púšte, roviny, náhorné plošiny atď.
Počas geologických období sa povrch planéty neustále mení v dôsledku tektonických procesov a erózie. Reliéf tektonických dosiek vzniká vplyvom zvetrávania, ktoré je dôsledkom zrážok, teplotných výkyvov, chemických vplyvov. Zmena zemského povrchu a ľadovcov, pobrežná erózia, vznik koralových útesov, zrážky s veľkými meteoritmi.
Keď sa kontinentálne platne pohybujú po planéte, dno oceánu klesá pod ich postupujúce okraje. Zároveň materiál plášťa, stúpajúci z hĺbky, vytvára divergentnú hranicu na stredooceánskych chrbtoch. Spoločne tieto dva procesy vedú k neustálej obnove materiálu oceánskej platne. Väčšina oceánskeho dna má menej ako 100 miliónov rokov. Najstaršia oceánska kôra sa nachádza v západnej časti Tichého oceánu a jej vek je približne 200 miliónov rokov. Pre porovnanie, najstaršie fosílie nájdené na súši sú staré asi 3 miliardy rokov.
Kontinentálne dosky sa skladajú z materiálu s nízkou hustotou, ako je sopečná žula a andezit. Menej bežný je čadič, hustá vulkanická hornina, ktorá je hlavnou zložkou oceánskeho dna. Zhruba 75 % povrchu kontinentov je pokrytých sedimentárnymi horninami, hoci tieto horniny tvoria asi 5 % zemskej kôry. Treťou najčastejšou horninou na Zemi sú premenené horniny, vznikajúce v dôsledku zmien (metamorfizmu) sedimentárnych alebo vyvrelých hornín pod vplyvom vysokého tlaku, vysokej teploty alebo oboch súčasne. Najbežnejšie kremičitany na zemskom povrchu sú kremeň, živec, amfibol, sľuda, pyroxén a olivín; uhličitany - kalcit (vo vápencoch), aragonit a dolomit.
Pedosféra - najvrchnejšia vrstva litosféry - zahŕňa pôdu. Nachádza sa na hranici medzi litosférou, atmosférou, hydrosférou. Celková plocha obhospodarovanej pôdy dnes predstavuje 13,31 % rozlohy pôdy, z čoho len 4,71 % trvalo zaberajú poľnohospodárske plodiny. Približne 40 % rozlohy zeme sa dnes využíva na ornú pôdu a pasienky, čo je približne 1,3 · 107 km² ornej pôdy a 3,4 · 107 km² pasienkov.
Hydrosféra
Hydrosféra (zo starogréčtiny Yδωρ - voda a σφαῖρα - guľa) - súhrn všetkých zásob vody Zeme.
Prítomnosť tekutej vody na zemskom povrchu je jedinečná vlastnosť, ktorá odlišuje našu planétu od ostatných objektov slnečnej sústavy. Väčšina vody sa sústreďuje v oceánoch a moriach, oveľa menej v riečnych sieťach, jazerách, močiaroch a podzemných vodách. Veľké zásoby vody sú aj v atmosfére, vo forme mrakov a vodnej pary.
Časť vody je v pevnom stave vo forme ľadovcov, snehovej pokrývky a permafrostu, ktoré tvoria kryosféru.
Celková hmotnosť vody vo svetovom oceáne je približne 1,35 1018 ton, čo je asi 1/4400 celkovej hmotnosti Zeme. Oceány pokrývajú plochu asi 3 618 108 km2 s priemernou hĺbkou 3 682 m, čo nám umožňuje vypočítať celkový objem vody v nich: 1 332 109 km3. Ak by bola všetka táto voda rovnomerne rozložená po povrchu, potom by vrstva bola hrubá viac ako 2,7 km. Zo všetkej vody na Zemi je len 2,5 % čerstvej, zvyšok je slaná. Väčšina sladkej vody, asi 68,7 %, sa v súčasnosti nachádza v ľadovcoch. Kvapalná voda sa na Zemi objavila pravdepodobne asi pred štyrmi miliardami rokov.
Priemerná slanosť zemských oceánov je asi 35 gramov soli na kilogram morskej vody (35 ‰). Veľká časť tejto soli bola uvoľnená pri sopečných erupciách alebo extrahovaná z ochladených vyvrelých hornín, ktoré vytvorili dno oceánu.
Atmosféra Zeme
Atmosféra - plynný obal obklopujúci planétu Zem; pozostáva z dusíka a kyslíka, so stopovým množstvom vodnej pary, oxidu uhličitého a iných plynov. Od svojho vzniku sa výrazne zmenil pod vplyvom biosféry. Vznik kyslíkovej fotosyntézy pred 2,4 až 2,5 miliardami rokov podporil rozvoj aeróbnych organizmov, ako aj nasýtenie atmosféry kyslíkom a tvorbu ozónovej vrstvy, ktorá chráni všetko živé pred škodlivými ultrafialovými lúčmi. Atmosféra určuje počasie na zemskom povrchu, chráni planétu pred kozmickým žiarením a čiastočne aj pred bombardovaním meteoritmi. Reguluje tiež hlavné klimatologické procesy: kolobeh vody v prírode, cirkuláciu vzdušných hmôt a prenos tepla. Molekuly v atmosfére môžu zachytávať tepelnú energiu, čím bránia jej úniku do vesmíru, čím zvyšujú teplotu planéty. Tento jav je známy ako skleníkový efekt. Hlavnými skleníkovými plynmi sú vodná para, oxid uhličitý, metán a ozón. Bez tohto efektu tepelnej izolácie by bola priemerná povrchová teplota Zeme od mínus 18 do mínus 23 °C, hoci v skutočnosti je to 14,8 °C a život by s najväčšou pravdepodobnosťou neexistoval.
Zemská atmosféra je rozdelená na vrstvy, ktoré sa líšia teplotou, hustotou, chemickým zložením atď. Celková hmotnosť plynov, ktoré tvoria zemskú atmosféru, je približne 5,15 · 1018 kg. Na hladine mora pôsobí atmosféra na zemský povrch tlakom 1 atm (101,325 kPa). Priemerná hustota vzduchu na povrchu je 1,22 g / l a rýchlo klesá so zvyšujúcou sa nadmorskou výškou: napríklad v nadmorskej výške 10 km nad morom nie je väčšia ako 0,41 g / l a vo výške 100 km. - 10-7 g / l.
Spodná časť atmosféry obsahuje asi 80 % jej celkovej hmoty a 99 % všetkej vodnej pary (1,3-1,5 · 1013 ton), táto vrstva sa nazýva troposféra. Jeho hrúbka nie je rovnaká a závisí od typu podnebia a sezónnych faktorov: napríklad v polárnych oblastiach je to asi 8-10 km, v miernom pásme až 10-12 km a v tropických alebo rovníkových dosahuje 16-18 km. V tejto vrstve atmosféry klesá teplota pri pohybe vo výške v priemere o 6 °C na kilometer. Hore sa nachádza prechodná vrstva – tropopauza, ktorá oddeľuje troposféru od stratosféry. Teplota sa tu pohybuje v rozmedzí 190-220 K.
Stratosféra je vrstva atmosféry, ktorá sa nachádza v nadmorskej výške 10-12 až 55 km (v závislosti od poveternostných podmienok a ročného obdobia). Tvorí nie viac ako 20 % celkovej hmotnosti atmosféry. Táto vrstva sa vyznačuje poklesom teploty do nadmorskej výšky ~ 25 km, po ktorom nasleduje zvýšenie na hranici s mezosférou na takmer 0 ° С. Táto hranica sa nazýva stratopauza a nachádza sa v nadmorskej výške 47-52 km. Stratosféra má najvyššiu koncentráciu ozónu v atmosfére, ktorá chráni všetky živé organizmy na Zemi pred škodlivým ultrafialovým žiarením Slnka. Intenzívna absorpcia slnečného žiarenia ozónovou vrstvou spôsobuje rýchly nárast teploty v tejto časti atmosféry.
Mezosféra sa nachádza vo výške 50 až 80 km nad povrchom Zeme, medzi stratosférou a termosférou. Od týchto vrstiev ho oddeľuje mezopauza (80-90 km). Toto je najchladnejšie miesto na Zemi, teplota tu klesá na -100 °C. Pri tejto teplote voda vo vzduchu rýchlo zamrzne a vytvorí nočné svietiace oblaky. Vidieť ich možno tesne po západe slnka, no najlepšia viditeľnosť je, keď je slnko 4 až 16° pod horizontom. Väčšina meteoritov, ktoré prenikajú do zemskej atmosféry, je spálená v mezosfére. Z povrchu Zeme sú pozorované ako padajúce hviezdy. Vo výške 100 km nad morom existuje podmienená hranica medzi zemskou atmosférou a vesmírom - línia Karman.
V termosfére teplota rýchlo stúpa na 1000 K, je to spôsobené absorpciou krátkovlnného slnečného žiarenia v nej. Toto je najdlhšia vrstva atmosféry (80-1000 km). Vo výške asi 800 km sa rast teploty zastaví, pretože vzduch je tu veľmi riedky a slabo absorbuje slnečné žiarenie.
Ionosféra zahŕňa posledné dve vrstvy. Práve tu dochádza pod vplyvom slnečného vetra k ionizácii molekúl a objavujú sa polárne žiary.
Exosféra je vonkajšia a veľmi vzácna časť zemskej atmosféry. V tejto vrstve sú častice schopné prekonať druhú kozmickú rýchlosť Zeme a uniknúť do vesmíru. To spôsobuje pomalý, ale stabilný proces nazývaný rozptyl atmosféry. Do vesmíru unikajú najmä častice ľahkých plynov: vodík a hélium. Molekuly vodíka, ktoré majú najnižšiu molekulovú hmotnosť, môžu ľahšie dosiahnuť druhú vesmírnu rýchlosť a uniknúť do vesmíru rýchlejšie ako iné plyny. Predpokladá sa, že strata redukčných činidiel, ako je vodík, bola nevyhnutným predpokladom pre trvalú akumuláciu kyslíka v atmosfére. V dôsledku toho vlastnosť vodíka opustiť zemskú atmosféru mohla ovplyvniť vývoj života na planéte. V súčasnosti sa väčšina vodíka, ktorý sa dostane do atmosféry, premení na vodu bez toho, aby opustila Zem, a k strate vodíka dochádza najmä v dôsledku deštrukcie metánu vo vyšších vrstvách atmosféry.
Chemické zloženie atmosféry
Na povrchu Zeme vzduch obsahuje až 78,08 % dusíka (objemovo), 20,95 % kyslíka, 0,93 % argónu a asi 0,03 % oxidu uhličitého. Zvyšné zložky tvoria nie viac ako 0,1%: vodík, metán, oxid uhoľnatý, oxidy síry a dusíka, vodná para a inertné plyny. V závislosti od ročného obdobia, klímy a terénu môže atmosféra obsahovať prach, častice organických materiálov, popol, sadze atď. Nad 200 km sa dusík stáva hlavnou zložkou atmosféry. V nadmorskej výške 600 km prevláda hélium a od 2000 km vodík ("vodíková koróna").
Počasie a klíma
Atmosféra Zeme nemá definitívne hranice, postupne sa stenčuje a prechádza do kozmického priestoru. Tri štvrtiny hmoty atmosféry sa nachádzajú v prvých 11 kilometroch od povrchu planéty (troposféra). Slnečná energia ohrieva túto vrstvu blízko povrchu, čo spôsobuje, že vzduch expanduje a znižuje jeho hustotu. Potom ohriaty vzduch stúpa nahor a na jeho miesto nastupuje chladnejší a hustejší vzduch. Takto vzniká cirkulácia atmosféry - systém uzavretých prúdov vzdušných hmôt prerozdeľovaním tepelnej energie.
Základom atmosférickej cirkulácie sú pasáty v rovníkovom páse (pod 30° zemepisnej šírky) a západné vetry mierneho pásma (v zemepisných šírkach medzi 30° a 60°). Dôležitými faktormi pri tvorbe klímy sú aj morské prúdy, ako aj termohalinná cirkulácia, ktorá rozvádza tepelnú energiu z rovníkových do polárnych oblastí.
Vodná para stúpajúca z povrchu vytvára v atmosfére oblaky. Keď atmosférické podmienky umožňujú stúpať teplému vlhkému vzduchu, táto voda kondenzuje a padá na povrch vo forme dažďa, snehu alebo krúp. Väčšina atmosférických zrážok, ktoré spadnú na pevninu, skončí v riekach a nakoniec sa vráti do oceánov alebo zostane v jazerách a potom sa znova vyparí, pričom sa cyklus opakuje. Tento kolobeh vody v prírode je životne dôležitý pre existenciu života na súši. Množstvo zrážok, ktoré spadne za rok, je rôzne, pohybuje sa od niekoľkých metrov po niekoľko milimetrov v závislosti od geografickej polohy regiónu. Atmosférická cirkulácia, topologické vlastnosti oblasti a poklesy teploty určujú priemerné množstvo zrážok, ktoré spadne v každom regióne.
Množstvo slnečnej energie dopadajúcej na zemský povrch klesá s rastúcou zemepisnou šírkou. Vo vyšších zemepisných šírkach dopadá slnečné svetlo na povrch pod ostrejším uhlom ako v nižších zemepisných šírkach; a musí prejsť dlhšiu dráhu v zemskej atmosfére. V dôsledku toho sa priemerná ročná teplota vzduchu (na úrovni mora) pri pohybe o 1 stupeň na oboch stranách rovníka zníži asi o 0,4 °C. Pozemok je rozdelený na klimatické zóny - prírodné zóny s približne homogénnou klímou. Klimatické typy možno klasifikovať podľa teplotného režimu, množstva zimných a letných zrážok. Najbežnejším klimatickým klasifikačným systémom je Köppenova klasifikácia, podľa ktorej je najlepším kritériom na určenie typu klímy to, aké rastliny rastú v danej oblasti v prírodných podmienkach. Systém zahŕňa päť hlavných klimatických pásiem (tropické dažďové pralesy, púšte, mierne pásmo, kontinentálne podnebie a polárny typ), ktoré sú zase rozdelené do špecifickejších podtypov.
Biosféra
Biosféra je súbor častí zemských škrupín (lito-, hydro- a atmosféra), ktoré obývajú živé organizmy, sú pod ich vplyvom a sú obsadené produktmi ich životnej činnosti. Termín „biosféra“ prvýkrát zaviedol rakúsky geológ a paleontológ Eduard Suess v roku 1875. Biosféra je obal Zeme, obývaný živými organizmami a nimi premieňaný. Začala sa formovať najskôr pred 3,8 miliardami rokov, keď sa na našej planéte začali objavovať prvé organizmy. Zahŕňa celú hydrosféru, hornú časť litosféry a spodnú časť atmosféry, to znamená, že obýva ekosféru. Biosféra je súbor všetkých živých organizmov. Je domovom viac ako 3 000 000 druhov rastlín, živočíchov, húb a mikroorganizmov.
Biosféru tvoria ekosystémy, ktoré zahŕňajú spoločenstvá živých organizmov (biocenóza), ich biotopy (biotop), komunikačné systémy, ktoré si medzi sebou vymieňajú hmotu a energiu. Na súši sú oddelené najmä zemepisnými šírkami, nadmorskou výškou a rozdielmi zrážok. Suchozemské ekosystémy nachádzajúce sa v Arktíde alebo Antarktíde, vo vysokých nadmorských výškach alebo v extrémne suchých oblastiach, sú relatívne chudobné na rastliny a živočíchy; druhová diverzita vrcholí v rovníkových dažďových pralesoch.
Magnetické pole Zeme
V prvej aproximácii je magnetické pole Zeme dipól, ktorého póly sa nachádzajú v blízkosti geografických pólov planéty. Pole tvorí magnetosféru, ktorá odchyľuje častice zo slnečného vetra. Hromadia sa v radiačných pásoch - dvoch sústredných oblastiach v tvare torusu okolo Zeme. V blízkosti magnetických pólov sa tieto častice môžu „rozliať“ do atmosféry a viesť k objaveniu sa polárnych žiaroviek. Na rovníku má magnetické pole Zeme indukciu 3,05 · 10-5 T a magnetický moment 7,91 · 1015 T · m3.
Podľa teórie „magnetického dynama“ sa pole vytvára v centrálnej oblasti Zeme, kde teplo vytvára tok elektrického prúdu v tekutom kovovom jadre. To zase vedie k vzniku magnetického poľa na Zemi. Konvekčné pohyby v jadre sú chaotické; magnetické póly sa posúvajú a periodicky menia svoju polaritu. To spôsobuje inverzie magnetického poľa Zeme, ktoré sa vyskytujú v priemere niekoľkokrát za niekoľko miliónov rokov. Posledná inverzia sa odohrala približne pred 700 000 rokmi.
Magnetosféra je oblasť priestoru okolo Zeme, ktorá vzniká, keď sa tok nabitých častíc zo slnečného vetra odchýli od svojej pôvodnej trajektórie pod vplyvom magnetického poľa. Na strane privrátenej k Slnku je jeho predný ráz hrubý asi 17 km a nachádza sa asi 90 000 km od Zeme. Na nočnej strane planéty sa magnetosféra tiahne do dlhého valcového tvaru.
Keď sa vysokoenergeticky nabité častice zrazia s magnetosférou Zeme, objavia sa radiačné pásy (Van Allenove pásy). Polárna žiara sa vyskytuje, keď slnečná plazma dosiahne zemskú atmosféru v blízkosti magnetických pólov.
Obežná dráha a rotácia Zeme
Zemi trvá v priemere 23 hodín 56 minút a 4,091 sekundy (hviezdnych dní), kým dokončí jednu otáčku okolo svojej osi. Rýchlosť rotácie planéty zo západu na východ je približne 15 stupňov za hodinu (1 stupeň za 4 minúty, 15 ′ za minútu). To je ekvivalentné uhlovému priemeru Slnka alebo Mesiaca každé dve minúty (zdanlivé veľkosti Slnka a Mesiaca sú približne rovnaké).
Rotácia Zeme je nestabilná: rýchlosť jej rotácie vzhľadom na nebeskú sféru sa mení (v apríli a novembri sa dĺžka dňa líši od referenčnej o 0,001 s), rotačná os sa mení (o 20,1 ″ za rok) a kolíše (vzdialenosť okamžitého pólu od priemeru nepresahuje 15′ ). Vo veľkom meradle času sa spomalí. Trvanie jednej otáčky Zeme sa za posledných 2000 rokov predĺžilo v priemere o 0,0023 sekundy za storočie (podľa pozorovaní za posledných 250 rokov je tento nárast menší - asi 0,0014 sekundy za 100 rokov). V dôsledku zrýchlenia prílivu a odlivu je každý ďalší deň v priemere o ~ 29 nanosekúnd dlhší ako ten predchádzajúci.
Obdobie rotácie Zeme vzhľadom na stálice v Medzinárodnej službe rotácie Zeme (IERS) je 86164,098903691 sekúnd podľa UT1 alebo 23 hodín 56 minút. 4,098903691 s.
Zem sa pohybuje okolo Slnka po eliptickej dráhe vo vzdialenosti asi 150 miliónov km s priemernou rýchlosťou 29,765 km/s. Rýchlosť sa pohybuje od 30,27 km/s (pri perihéliu) do 29,27 km/s (pri aféliu). Zem sa pohybuje na obežnej dráhe a vykoná úplnú revolúciu za 365,2564 priemerných slnečných dní (jeden hviezdny rok). Od Zeme je pohyb Slnka vzhľadom na hviezdy asi 1 ° za deň vo východnom smere. Rýchlosť obežného pohybu Zeme je nestabilná: v júli (pri prechode afélia) je minimálna a predstavuje asi 60 oblúkových minút za deň a pri prechode perihélia v januári je maximálna, asi 62 minút za deň. Slnko a celá slnečná sústava obiehajú okolo stredu galaxie Mliečna dráha po takmer kruhovej dráhe rýchlosťou asi 220 km/s. Slnečná sústava sa ako súčasť Mliečnej dráhy pohybuje rýchlosťou asi 20 km/s smerom k bodu (vrcholu) nachádzajúcemu sa na hranici súhvezdí Lýra a Herkules, pričom sa zrýchľuje s rozpínaním vesmíru.
Mesiac obieha so Zemou okolo spoločného ťažiska každých 27,32 dňa vzhľadom na hviezdy. Časový interval medzi dvoma rovnakými fázami mesiaca (synodický mesiac) je 29,53059 dňa. Pri pohľade zo severného pólu sveta sa Mesiac pohybuje okolo Zeme proti smeru hodinových ručičiek. V rovnakom smere sa všetky planéty točia okolo Slnka a Slnko, Zem a Mesiac sa točia okolo svojej osi. Rotačná os Zeme je odklonená od kolmice k rovine jej obežnej dráhy o 23,5 stupňa (smer a uhol zemskej osi sa mení v dôsledku precesie a zdanlivá výška Slnka závisí od ročného obdobia); obežná dráha Mesiaca je oproti obežnej dráhe Zeme naklonená o 5 stupňov (bez tejto odchýlky by v každom mesiaci došlo k jednému zatmeniu Slnka a jednému Mesiacu).
Vplyvom naklonenia zemskej osi sa výška Slnka nad horizontom počas roka mení. Pre pozorovateľa v severných zemepisných šírkach v lete, keď je severný pól naklonený k Slnku, denné svetlo trvá dlhšie a Slnko je vyššie na oblohe. To vedie k vyšším priemerným teplotám vzduchu. Keď sa severný pól odchýli v opačnom smere od Slnka, všetko sa stane opačným a klíma sa ochladí. V tomto čase je za polárnym kruhom polárna noc, ktorá v zemepisnej šírke polárneho kruhu trvá takmer dva dni (v deň zimného slnovratu slnko nevychádza), na severnom póle dosahuje šesť mesiacov.
Tieto klimatické zmeny (spôsobené sklonom zemskej osi) vedú k striedaniu ročných období. Štyri ročné obdobia sú definované slnovratmi – okamihmi, kedy je zemská os naklonená čo najviac k Slnku alebo preč od Slnka – a rovnodennosťami. Zimný slnovrat nastáva okolo 21. decembra, letný okolo 21. júna, jarná rovnodennosť okolo 20. marca a jesenná okolo 23. septembra. Keď je N pól naklonený smerom k Slnku, južný pól je odklonený od neho. Keď je teda na severnej pologuli leto, na južnej zima a naopak (hoci sa mesiace volajú rovnako, to znamená, že napríklad február na severnej pologuli je posledným (a najchladnejším) zimným mesiacom. a na južnej pologuli je posledným (a najteplejším) letným mesiacom).
Uhol sklonu zemskej osi je po dlhú dobu relatívne konštantný. Prechádza však malými posunmi (známymi ako nutácia) rýchlosťou 18,6 roka. Existujú aj dlhodobé fluktuácie (asi 41 000 rokov) známe ako Milankovičove cykly. Časom sa mení aj orientácia zemskej osi, trvanie obdobia precesie je 25 000 rokov; táto precesia je dôvodom rozdielu medzi hviezdnym rokom a tropickým rokom. Oba tieto pohyby sú spôsobené zmenou gravitácie zo Slnka a Mesiaca na rovníkovej vydutine Zeme. Póly Zeme sa vzhľadom na jej povrch pohybujú o niekoľko metrov. Tento pohyb pólov má rôzne cyklické zložky, ktoré sa súhrnne označujú ako kváziperiodický pohyb. Okrem ročných zložiek tohto pohybu existuje 14-mesačný cyklus nazývaný Chandlerov pohyb zemských pólov. Rýchlosť rotácie Zeme tiež nie je konštantná, čo sa prejavuje v zmene dĺžky dňa.
V súčasnosti Zem prechádza perihéliom okolo 3. januára a aféliom okolo 4. júla. Množstvo slnečnej energie dopadajúcej na Zem v perihéliu je o 6,9 % viac ako v aféliu, keďže vzdialenosť od Zeme k Slnku v aféliu je o 3,4 % väčšia. Je to spôsobené zákonom inverzného štvorca. Keďže južná pologuľa je naklonená k Slnku približne v rovnakom čase, keď je Zem najbližšie k Slnku, dostáva počas roka o niečo viac slnečnej energie ako severná. Tento efekt je však podstatne menej významný ako zmena celkovej energie v dôsledku naklonenia zemskej osi a navyše väčšinu prebytočnej energie pohltí veľké množstvo vody na južnej pologuli.
Pre Zem je polomer Hillovej gule (sféra vplyvu zemskej gravitácie) približne 1,5 milióna km. Ide o maximálnu vzdialenosť, pri ktorej je vplyv zemskej gravitácie väčší ako vplyv gravitácie iných planét a Slnka.
Pozorovanie
Zem bola prvýkrát odfotografovaná z vesmíru v roku 1959 prístrojom Explorer-6. Prvým človekom, ktorý videl Zem z vesmíru, bol Jurij Gagarin v roku 1961. Posádka Apolla 8 v roku 1968 ako prvá pozorovala výstup Zeme z obežnej dráhy Mesiaca. V roku 1972 posádka Apolla 17 urobila slávny obraz Zeme - "Modrý mramor".
Z kozmického priestoru a z „vonkajších“ planét (nachádzajúcich sa za obežnou dráhou Zeme) možno pozorovať prechod Zeme fázami podobnými Mesiacu, rovnako ako pozorovateľ Zeme môže vidieť fázy Venuše (objavené Galileom Galilei).
mesiac
Mesiac je pomerne veľký satelit podobný planéte s priemerom rovným štvrtine priemeru Zeme. Je to najväčší satelit slnečnej sústavy v pomere k veľkosti jej planéty. Podľa názvu Mesiaca Zeme sa prirodzené satelity iných planét nazývajú aj "mesiace". 
Gravitačná príťažlivosť medzi Zemou a Mesiacom je príčinou zemského odlivu a odlivu. Podobný vplyv na Mesiac sa prejavuje aj v tom, že je neustále obrátený k Zemi jednou a tou istou stranou (obdobie otáčania Mesiaca okolo svojej osi sa rovná perióde jeho otáčania okolo Zeme; pozri aj zrýchlenie prílivu a odlivu Mesiaca). Toto sa nazýva prílivová synchronizácia. Počas otáčania Mesiaca okolo Zeme Slnko osvetľuje rôzne časti povrchu satelitu, čo sa prejavuje fenoménom lunárnych fáz: tmavá časť povrchu je oddelená od svetla terminátorom.
V dôsledku slapovej synchronizácie sa Mesiac vzďaľuje od Zeme približne o 38 mm za rok. O milióny rokov povedie táto malá zmena, ako aj predĺženie dňa Zeme o 23 mikrosekúnd za rok, k významným zmenám. Takže napríklad v devóne (asi pred 410 miliónmi rokov) bolo 400 dní v roku a deň trval 21,8 hodiny.
Mesiac môže výrazne ovplyvniť vývoj života prostredníctvom klimatických zmien na planéte. Paleontologické nálezy a počítačové modely ukazujú, že sklon zemskej osi je stabilizovaný slapovou synchronizáciou Zeme s Mesiacom. Ak by sa os rotácie Zeme priblížila k rovine ekliptiky, v dôsledku toho by sa klíma na planéte stala extrémne drsnou. Jeden z pólov by bol nasmerovaný priamo na Slnko a druhý v opačnom smere, a keď by sa Zem otáčala okolo Slnka, menili by sa miesta. Póly by v lete a v zime smerovali priamo k Slnku. Planetológovia, ktorí túto situáciu skúmali, tvrdia, že v tomto prípade by na Zemi vymreli všetky veľké zvieratá a vyššie rastliny.
Zdanlivá uhlová veľkosť Mesiaca zo Zeme je veľmi blízka zdanlivej veľkosti Slnka. Uhlové rozmery (a priestorový uhol) týchto dvoch nebeských telies sú podobné, pretože hoci je priemer Slnka 400-krát väčší ako lunárny, je 400-krát ďalej od Zeme. Vďaka tejto okolnosti a prítomnosti výraznej excentricity obežnej dráhy Mesiaca možno na Zemi pozorovať úplné aj prstencové zatmenie.
Najčastejšia hypotéza o pôvode Mesiaca, hypotéza obrej kolízie, tvrdí, že Mesiac vznikol v dôsledku zrážky protoplanéty Thea (veľkej asi ako Mars) s protoZemou. To okrem iného vysvetľuje dôvody podobností a rozdielov v zložení lunárnej pôdy a pozemskej.
V súčasnosti nemá Zem okrem Mesiaca žiadne iné prirodzené satelity, existujú však minimálne dva prirodzené koorbitálne satelity – asteroidy 3753 Cruithney, 2002 AA29 a mnohé umelé.
Blízkozemské asteroidy
Pád veľkých (niekoľko tisíc km v priemere) asteroidov na Zem predstavuje nebezpečenstvo jej zničenia, avšak všetky takéto telesá pozorované v modernej dobe sú na to príliš malé a ich pád je nebezpečný len pre biosféru. Podľa populárnych hypotéz mohli takéto pády spôsobiť niekoľko masových vyhynutí. Asteroidy so vzdialenosťami perihélia menšími alebo rovnými 1,3 astronomických jednotiek, ktoré sa v dohľadnej budúcnosti môžu priblížiť k Zemi na vzdialenosť menšiu alebo rovnú 0,05 AU. To znamená, že sú považované za potenciálne nebezpečné predmety. Celkovo je zaregistrovaných asi 6200 objektov, ktoré prechádzajú vo vzdialenosti až 1,3 astronomickej jednotky od Zeme. Nebezpečenstvo ich pádu na planéte je považované za zanedbateľné. Podľa moderných odhadov je nepravdepodobné, že by kolízie s takýmito telesami (podľa najpesimistickejších predpovedí) nastali častejšie ako raz za stotisíc rokov.
Geografické informácie
Námestie
- Rozloha: 510,072 milióna km²
- Pôda: 148,94 milióna km² (29,1 %)
- Voda: 361,132 milióna km² (70,9 %)
Dĺžka pobrežia: 356 000 km
Použitie sushi
Údaje za rok 2011
- orná pôda - 10,43 %
- trvalkové plantáže - 1,15 %
- ostatné - 88,42 %
Zavlažovaná pôda: 3 096 621,45 km² (2011)
Sociálno-ekonomická geografia
31. októbra 2011 dosiahla svetová populácia 7 miliárd ľudí. Podľa odhadov OSN dosiahne svetová populácia v roku 2013 7,3 miliardy a v roku 2050 9,2 miliardy. Očakáva sa, že väčšina rastu populácie nastane v rozvojových krajinách. Priemerná hustota obyvateľstva na súši je asi 40 ľudí / km2, v rôznych častiach Zeme sa veľmi líši a je najvyššia v Ázii. Podľa predpovedí dosiahne úroveň urbanizácie obyvateľstva do roku 2030 60 %, zatiaľ čo v súčasnosti je to vo svete v priemere 49 %.
Úloha v kultúre
Ruské slovo „zem“ sa vracia k praslav. * zemja s tým istým významom, ktorý zasa pokračuje vo veľkom – tj. * dheĝhōm "zem".
V angličtine je Zem Zem. Toto slovo je pokračovaním staroanglického eorthe a stredoanglického erthe. Ako názov planéty bola Zem prvýkrát použitá okolo roku 1400. Toto je jediný názov pre planétu, ktorý nebol prevzatý z grécko-rímskej mytológie.
Štandardným astronomickým znakom Zeme je kríž ohraničený kruhom. Tento symbol sa v rôznych kultúrach používal na rôzne účely. Ďalšou verziou symbolu je kríž v hornej časti kruhu (♁), štylizovaná guľa; bol používaný ako raný astronomický symbol pre planétu Zem.
V mnohých kultúrach je Zem zbožštená. Je spájaná s bohyňou, bohyňou matky, nazývanou Matka Zem, často zobrazovaná ako bohyňa plodnosti.
Aztékovia nazývali Zem Tonantsin – „naša matka“. Medzi Číňanmi je to bohyňa Hou-Tu (后土), podobná gréckej bohyni Zeme - Gaia. V severskej mytológii bola bohyňa Zeme Jord matkou Thora a dcérou Annara. V staroegyptskej mytológii je na rozdiel od mnohých iných kultúr Zem stotožňovaná s mužom – bohom Gebom a obloha so ženou – bohyňou Nut.
V mnohých náboženstvách existujú mýty o pôvode sveta, ktoré hovoria o stvorení Zeme jedným alebo viacerými božstvami.
V mnohých starovekých kultúrach bola Zem považovaná za plochú, takže v kultúre Mezopotámie bol svet reprezentovaný ako plochý disk plávajúci na hladine oceánu. Predpoklady o guľovom tvare Zeme vytvorili starogrécki filozofi; tohto názoru sa držal Pytagoras. V stredoveku väčšina Európanov verila, že Zem má tvar gule, čo potvrdil aj taký mysliteľ ako Tomáš Akvinský. Pred príchodom vesmírnych letov sa súdy o guľovom tvare Zeme zakladali na pozorovaní sekundárnych znakov a na podobnom tvare iných planét.
Technologický pokrok v druhej polovici 20. storočia zmenil všeobecné vnímanie Zeme. Pred cestou do vesmíru bola Zem často zobrazovaná ako zelený svet. Spisovateľ sci-fi Frank Paul mohol byť prvým, kto zobrazil bezoblačnú modrú planétu (s dobre definovanou pevninou) na zadnej strane vydania časopisu Amazing Stories z júla 1940.
V roku 1972 urobila posádka Apolla 17 slávnu fotografiu Zeme, nazvanú „Blue Marble“ (Blue Marble). Snímka Zeme urobená v roku 1990 sondou Voyager 1 z veľkej vzdialenosti podnietila Carla Sagana, aby porovnal planétu s bledomodrou bodkou (Pale Blue Dot). Tiež bola Zem prirovnaná k veľkej vesmírnej lodi so systémom podpory života, ktorý sa musí udržiavať. Biosféra Zeme bola niekedy popisovaná ako jeden veľký organizmus.
Ekológia
Počas posledných dvoch storočí rastúce environmentálne hnutie prejavilo obavy z rastúceho vplyvu ľudskej činnosti na prírodu Zeme. Kľúčovými úlohami tohto spoločensko-politického hnutia sú ochrana prírodných zdrojov a eliminácia znečistenia. Ochrancovia prírody obhajujú trvalo udržateľné využívanie zdrojov planéty a manažment životného prostredia. To je podľa ich názoru možné dosiahnuť zmenami vo verejnej politike a zmenou individuálneho postoja každého človeka. Platí to najmä pre rozsiahle využívanie neobnoviteľných zdrojov. Potreba brať do úvahy vplyv výroby na životné prostredie si vyžaduje dodatočné náklady, čo vedie ku konfliktu medzi komerčnými záujmami a myšlienkami ekologických hnutí.
Budúcnosť zeme
Budúcnosť planéty úzko súvisí s budúcnosťou Slnka. V dôsledku akumulácie „spotrebovaného“ hélia v jadre Slnka začne svietivosť hviezdy pomaly narastať. V priebehu nasledujúcich 1,1 miliardy rokov sa zvýši o 10 % a v dôsledku toho sa obývateľná zóna slnečnej sústavy posunie za hranice súčasnej obežnej dráhy Zeme. Podľa niektorých klimatických modelov povedie zvýšenie množstva slnečného žiarenia dopadajúceho na povrch Zeme ku katastrofálnym následkom, vrátane možnosti úplného odparenia všetkých oceánov. 
Zvýšenie teploty zemského povrchu urýchli anorganickú cirkuláciu CO2 a zníži jeho koncentráciu na úroveň, ktorá je pre rastliny smrteľná (10 ppm pre C4 fotosyntézu) za 500-900 miliónov rokov. Zmiznutie vegetácie povedie k zníženiu obsahu kyslíka v atmosfére a život na Zemi sa o niekoľko miliónov rokov stane nemožným. O ďalšiu miliardu rokov voda z povrchu planéty úplne zmizne a priemerné povrchové teploty dosiahnu 70 °C. Väčšina pôdy sa stane pre život neobývateľná a v prvom rade musí zostať v oceáne. Ale aj keby bolo Slnko večné a nemenné, pokračujúce vnútorné ochladzovanie Zeme by mohlo viesť k strate väčšiny atmosféry a oceánov (v dôsledku poklesu vulkanickej aktivity). V tom čase budú jedinými živými tvormi na Zemi extrémofily, organizmy schopné odolávať vysokým teplotám a nedostatku vody.
Po 3,5 miliardách rokov od súčasnosti sa svietivosť Slnka zvýši o 40 % oproti súčasnej úrovni. Podmienky na povrchu Zeme budú v tom čase podobné povrchovým podmienkam modernej Venuše: oceány sa úplne vyparia a zmiznú vo vesmíre, povrch sa zmení na neúrodnú rozžeravenú púšť. Táto katastrofa znemožní existenciu akýchkoľvek foriem života na Zemi. Za 7,05 miliardy rokov sa solárnemu jadru vyčerpajú zásoby vodíka. To spôsobí, že Slnko zostúpi z hlavnej postupnosti a vstúpi do štádia červeného obra. Model ukazuje, že sa zväčší polomer na hodnotu rovnajúcu sa asi 77,5 % súčasného polomeru obežnej dráhy Zeme (0,775 AU) a jeho svietivosť sa zvýši 2350-2700-krát. V tom čase sa však obežná dráha Zeme mohla zvýšiť na 1,4 AU. To znamená, že príťažlivosť Slnka bude slabnúť v dôsledku toho, že stratí 28-33% svojej hmoty v dôsledku zosilnenia slnečného vetra. Štúdie z roku 2008 však ukazujú, že Zem môže byť stále absorbovaná Slnkom v dôsledku slapových interakcií s jeho vonkajším plášťom.
V tom čase bude povrch Zeme v roztavenom stave, pretože teploty na Zemi dosiahnu 1370 ° C. Zemskú atmosféru pravdepodobne vyfúkne do vesmíru najsilnejší slnečný vietor, ktorý červený obr vyžaruje. Za 10 miliónov rokov od vstupu Slnka do fázy červeného obra dosiahnu teploty v slnečnom jadre 100 miliónov K, dôjde k héliovému záblesku a spustí sa termonukleárna reakcia syntézy uhlíka a kyslíka z hélia. Slnko bude klesať v polomere až 9,5 moderného. Štádium „vyhorenia hélia“ (Helium Burning Phase) bude trvať 100 – 110 miliónov rokov, potom sa zopakuje rýchla expanzia vonkajších obalov hviezdy a opäť sa z nej stane červený obr. Po príchode do asymptotickej vetvy obrov sa priemer Slnka zväčší o faktor 213. Po 20 miliónoch rokov sa začne obdobie nestabilných pulzácií povrchu hviezdy. Túto fázu existencie Slnka budú sprevádzať silné erupcie, niekedy jeho svietivosť prekročí súčasnú úroveň až 5000-krát. Dôvodom bude skutočnosť, že predtým nedotknuté zvyšky hélia vstúpia do termonukleárnej reakcie.
Asi po 75 000 rokoch (podľa iných zdrojov - 400 000) Slnko zhodí svoje škrupiny a nakoniec z červeného obra zostane len jeho malé centrálne jadro - biely trpaslík, malý, horúci, ale veľmi hustý objekt s hmotnosť asi 54,1% z pôvodnej slnečnej. Ak sa Zem dokáže vyhnúť pohlteniu vonkajšími obalmi Slnka počas fázy červeného obra, potom bude existovať ešte mnoho miliárd (a dokonca biliónov) rokov, pokiaľ bude existovať vesmír, ale podmienky pre opätovné vznik života (aspoň v jeho súčasnej podobe) na Zemi nebude. Vstupom Slnka do fázy bieleho trpaslíka sa zemský povrch postupne ochladí a ponorí sa do tmy. Ak si predstavíme veľkosť Slnka z povrchu Zeme budúcnosti, nebude to vyzerať ako disk, ale ako svietiaci bod s uhlovými rozmermi asi 0° 0'9″.
Čierna diera s hmotnosťou rovnajúcou sa hmotnosti Zeme bude mať Schwarzschildov polomer 8 mm.
(Navštívené 309-krát, dnes 1 návštev)
Miesto planéty Zem v hierarchickej organizácii Vesmíru: Vesmír Metagalaxia naša Galaxia (galaxia Mliečna dráha) Slnečná sústava Zem.
Naša galaxia združuje viac ako 150 miliárd hviezd a viac ako 100 miliónov hmlovín má špirálovitý tvar, symetrický podľa hlavnej galaktickej roviny, ktorej priemer je asi 30 000 parsekov (1 n = 3,26 svetelných rokov).
Slnečná sústava sa nachádza vo vzdialenosti asi 10 000 parsekov od stredu Galaxie (2/3 polomeru Galaxie), 25 n severne od galaktickej roviny. Najbližšia hviezda k Slnku - Proxima Centauri sa nachádza vo vzdialenosti 1,31 p. Slnko - priemerná hviezda v Galaxii - sa pohybuje, podobne ako ostatné hviezdy, okolo svojho stredu, pričom za približne 230 miliónov rokov (galaktický rok) urobí úplnú revolúciu. ). Rozmery slnečnej sústavy v porovnaní so vzdialenosťami medzi hviezdami sú veľmi malé (do obehu Pluta od Slnka 5905 miliónov km) (obr. 1).
Poloha Zeme vo vesmíre a jej fyzikálne vlastnosti
Zem, tretia planéta od Slnka, je jednou z deviatich planét slnečnej sústavy. Zem, rovnako ako ostatné planéty, obieha okolo Slnka po eliptickej dráhe. Zároveň sa otáča okolo vlastnej osi, ktorá je neustále naklonená vzhľadom na obežnú rovinu o 66,5.
Hlavnými fyzikálnymi vlastnosťami Zeme sú tvar, veľkosť, hmotnosť, hustota, tlak a teplota.
Tvar a rozmery. V tvare je Zem guľa sploštená na póloch (sféroid rotácie). Dĺžka rovníkového polomeru tejto gule je 6378 km, vertikálny polomer je 6357 km, obvod Zeme pozdĺž rovníka je 40 076 km. Bol pomenovaný skutočný geometrický tvar Zeme geoid... Rozloha Zeme je 510,2 milióna km2.
Hmotnosť Pozemok je 5,98 1024 kg.
Hustota povrchových vrstiev zemegule je 2,7-3,0 g/cm2. Hustota sa zvyšuje s hĺbkou a blíži sa k 11,3 g / cm2 v strede Zeme. Priemerná hustota Zeme je 5,52 g/cm2.
Tlak sa zvyšuje so zvyšujúcou sa hustotou a s každým kilometrom sa zvyšuje o 27,5 MPa. V strede Zeme je to 300 tisíc MPa.
Teplota rozdielne v povrchových a hlbokých vrstvách. Teplota zemského povrchu je určená prílevom slnečnej energie a závisí od zemepisnej šírky oblasti a ročného obdobia. Vrchná časť zemskej kôry sa ohrieva do nepatrnej hĺbky, pod ktorou sa nachádza pás konštantnej teploty, rovnajúci sa priemernej ročnej teplote daného územia. Pod týmto pásom teplota stúpa. Vertikálna vzdialenosť, pri ktorej teplota stúpne o 1 °C, sa nazýva geotermálny stupeň... Jeho priemerná hodnota je 33 m. Vo veľkých hĺbkach nie je pozorovaný geotermálny stupeň. Teplota stredu Zeme je 2000-3000С.
Zem vytvára rad geofyzikálne polia : gravitačné, magnetické, elektrické a tepelné.
Vznik a existencia geografického obalu a života na Zemi je spôsobená tvarom a veľkosťou našej planéty, ako aj jej vzdialenosťou od Slnka.
71% povrchu Zeme zaberajú oceány a len 29% je pevnina. Plocha pevniny je medzi oceánmi rozložená nerovnomerne. Na severnej pologuli zaberá 39% celkovej plochy a na južnej pologuli - 19%. Na južnej pologuli, na rozdiel od severnej, v miernych zemepisných šírkach (50-60) nie je takmer žiadna pevnina, ale v polárnej oblasti je pevnina - Antarktída. V oceáne je obrovské množstvo ostrovov, z ktorých 18 má rozlohu viac ako 100 tisíc km2. Najväčší ostrov – Grónsko (2 176 km 2) je 4,5-krát menší ako najmenšia pevnina – Austrália.
Pohyby Zeme
Zem obieha okolo Slnka po eliptickej dráhe. Zároveň sa otáča okolo vlastnej osi.
Rotácia Zeme okolo svojej osi
Zem sa otáča na osi zo západu na východ. Hlavným fyzikálnym dôkazom toho je experiment s Foucaultovým výkyvným kyvadlom.
Rotácia Zeme okolo svojej osi má určité geografické dôsledky:
Stláčanie Zeme na póloch... Predtým, keď sa Zem otáčala vyššou rýchlosťou, bola polárna kontrakcia výraznejšia.
Vychýlenie telies pohybujúcich sa vodorovne(vetry, morské prúdy atď.) od ich počiatočného pohybu (Coriolisovo zrýchlenie). Na severnej pologuli sa telá odchyľujú doprava, na južnej pologuli doľava.
Zmena dňa a noci... Tento jav je základom denný periodizmus v živej a neživej prírode. Denný rytmus je spôsobený zmenami svetelných a teplotných podmienok.
Rotácia Zeme okolo Slnka
Dráha Zeme okolo Slnka sa nazýva orbita. Obežná dráha Zeme má tvar elipsy, v jednom z ohniskov ktorej je Slnko. Preto sa vzdialenosť Zeme od Slnka v priebehu roka mení zo 147 miliónov km v perihéliu (v januári) na 152 miliónov km v aféliu (v júli). Zem sa pohybuje na obežnej dráhe zo západu na východ priemernou rýchlosťou asi 30 km/sa celú cestu prejde za rok - 365 dní 6 hodín 9 minút 9 s.
Os rotácie Zeme je naklonená k obežnej rovine pod uhlom 66,50 a počas roka sa pohybuje v priestore rovnobežne so sebou samým. To vedie k najdôležitejším geografickým dôsledkom - striedanie ročných období a nerovnosť dňa a noci.
Sklon zemskej osi k rovine obežnej dráhy a zachovanie jej orientácie v priestore spôsobuje rozdielny uhol dopadu slnečných lúčov a podľa toho aj rozdiely v dodávke tepla na zemský povrch, ako aj nerovnomerné dĺžka dňa a noci počas celého roka vo všetkých zemepisných šírkach okrem rovníka.
Letný slnovrat (22. jún). V tento deň je zemská os otočená severným koncom k Slnku, slnečné lúče na poludnie dopadajú kolmo na 23,5° rovnobežne so severnou šírkou - severný obratník . Všetky rovnobežky severne od rovníka po 66,5° severnej šírky. Väčšinu dňa sú osvetlené, v týchto zemepisných šírkach je deň dlhší ako noc. Severne od 66,5 ° s. š. v deň letného slnovratu je územie plne osvetlené Slnkom - je tu polárny deň. Paralelne 66,5 ° N je hranica, na ktorej treba začať polárny deň- toto je polarný kruh . V ten istý deň na všetkých rovnobežkách južne od rovníka na 66,5 ° j. š. deň je kratší ako noc. Južne od 66,5 ° j. š. územie nie je úplne osvetlené - tam polárna noc. Paralelne 66,5° S - južný polárny kruh . 22. jún – začiatok astronomického leta na severnej pologuli a astronomická zima na južnej pologuli.
Zimný slnovrat (22. december). V tento deň je zemská os južným koncom otočená k Slnku, slnečné lúče na poludnie dopadajú kolmo na 23,5° rovnobežne s južnou šírkou - južný obratník . Na všetkých rovnobežkách južne od rovníka po 66,5 ° j. š. deň je dlhší ako noc. Počnúc od južného polárneho kruhu, polárny deň. V tento deň sú na všetkých rovnobežkách severne od rovníka na 66,5 ° s. deň je kratší ako noc. Nad polárnym kruhom - polárna noc. 22. december - začiatok astronomického leta na južnej pologuli, astronomická zima - na severnej pologuli.
Deň jarnej rovnodennosti (21. marec) a deň jesennej rovnodennosti (23. september). Počas týchto dní terminátor prechádza oboma pólmi Zeme a delí všetky rovnobežky na polovicu. Severná a južná pologuľa sú v týchto dňoch osvetlené rovnako, deň sa všade na Zemi rovná noci. Slnečné lúče na poludnie v zenite nad rovníkom, hemisféry dostávajú rovnaké množstvo tepla. Na Zemi sú 21. marec a 23. september začiatkom astronomickej jari a jesene na príslušných pologuliach.
Základom sú meniace sa ročné obdobia sezónny periodizmus v živej a neživej prírode. Sezónny rytmus je spôsobený zmenami teploty, vlhkosti vzduchu, trvaním osvetlenia počas dňa atď.
Pozemok má päť osvetľovacích pásov . Navzájom ich ohraničujú obratníky a polárne kruhy. Osvetľovacie pásy sa líšia výškou poludňajšieho postavenia Slnka nad horizontom, dĺžkou dňa a podľa toho aj množstvom tepla dodávaného na zemský povrch.
Hot Belt obmedzené na severné a južné trópy. V rámci svojich hraníc je Slnko dvakrát do roka na zenite, v trópoch - raz za rok, v dňoch slnovratov (a tým sa líšia od všetkých ostatných paralel). Na rovníku sa deň vždy rovná noci, v iných zemepisných šírkach tohto pásu je ich trvanie trochu iné. Horúci pás zaberá asi 40 % zemského povrchu.
Mierne pásy (sú dve) sa nachádzajú: jeden medzi severným obratníkom a polárnym kruhom, druhý medzi južným obratníkom a južným polárnym kruhom. Slnko v nich nikdy nie je za zenitom. Počas dňa musí dôjsť k zmene dňa a noci a ich trvanie závisí od zemepisnej šírky a ročného obdobia. V blízkosti polárnych kruhov (od 60 do 66,5°) sú v lete svetlé, takzvané biele noci so súmrakovým osvetlením v dôsledku splynutia večerného a ranného úsvitu, keďže Slnko na krátky čas a plytko zapadne pod obzor. . Celková plocha miernych pásiem je 52% zemského povrchu.
Studené pásy (tiež sú dve) sa nachádzajú: jedna severne od polárneho kruhu, druhá južne od južného polárneho kruhu. Vyznačujú sa prítomnosťou polárnych dní a nocí, ktorých trvanie sa zvyšuje z jedného dňa - na polárnych kruhoch (a tým sa líšia od všetkých ostatných rovnobežiek) na šesť mesiacov - na póloch. Ich celková plocha je 8% zemského povrchu.
Osvetľovacie pásy sú základom klimatického zónovania a prirodzeného zónovania všeobecne.
Zem je predmetom výskumu veľkého počtu vied o Zemi. Štúdium Zeme ako nebeského telesa patrí do odboru, stavbu a zloženie Zeme skúma geológia, stav atmosféry – meteorológia, súhrn prejavov života na planéte – biológia. Geografia poskytuje opis vlastností topografie povrchu planéty - oceánov, morí, jazier a rokov, kontinentov a ostrovov, hôr a údolí, ako aj sídiel a spoločností. útvary: mestá a dediny, štáty, hospodárske regióny a pod.
Planetárne charakteristiky
Zem obieha okolo hviezdy Slnko po eliptickej dráhe (veľmi blízkej kruhovej) s priemernou rýchlosťou 29 765 m/s pri priemernej vzdialenosti 149 600 000 km za periódu, čo je približne 365,24 dňa. Zem má satelit – ktorý obieha okolo Slnka v priemernej vzdialenosti 384 400 km. Sklon zemskej osi k rovine ekliptiky je 66 0 33 "22" ". Doba otáčania planéty okolo svojej osi je 23 h 56 min 4,1 s. Rotácia okolo svojej osi spôsobuje zmenu dňa a noci , a sklon osi a rotácia okolo Slnka spôsobuje zmenu ročných období.
Tvar Zeme je geoid. Priemerný polomer Zeme je 6371,032 km, rovníkový - 6378,16 km, polárny - 6356,777 km. Plocha zemegule je 510 miliónov km², objem je 1,083 · 10 12 km², priemerná hustota je 5518 kg / m³. Hmotnosť Zeme je 5976,10 21 kg. Zem má magnetické a úzko súvisiace elektrické pole. Gravitačné pole Zeme určuje jej blízky guľovitý tvar a existenciu atmosféry.
Podľa moderných kozmogonických koncepcií bola Zem vytvorená asi pred 4,7 miliardami rokov z plynnej hmoty rozptýlenej v protosolárnej sústave. V dôsledku diferenciácie hmoty Zeme, vplyvom jej gravitačného poľa, v podmienkach otepľovania zemského vnútra, vznikali a vyvíjali sa rôzne chemické zloženie, stav agregátu a fyzikálne vlastnosti obalu - geosféry: jadro (v strede), plášť, zemská kôra, hydrosféra, atmosféra, magnetosféra... V zložení Zeme dominuje železo (34,6 %), kyslík (29,5 %), kremík (15,2 %), horčík (12,7 %). Zemská kôra, plášť a vnútorná časť jadra sú pevné (vonkajšia časť jadra sa považuje za kvapalinu). Tlak, hustota a teplota stúpajú od povrchu Zeme smerom do stredu. Tlak v strede planéty je 3,6 · 10 11 Pa, hustota je asi 12,5 · 10 ³ kg / m ³, teplota je v rozmedzí od 5 000 do 6 000 ° C. Hlavné typy zemskej kôry sú kontinentálne a oceánske, v prechodnej zóne z pevniny do oceánu sa vyvíja stredná kôra.
Tvar zeme
Postava Zeme je idealizáciou, pomocou ktorej sa snažia opísať tvar planéty. V závislosti od účelu popisu sa používajú rôzne modely tvaru Zeme.
Prvý prístup
Najhrubšou formou opisu tvaru Zeme pri prvom priblížení je guľa. Pre väčšinu problémov všeobecnej geografie sa zdá, že táto aproximácia postačuje na použitie pri opise alebo štúdiu určitých geografických procesov. V tomto prípade je sploštenie planéty na póloch odmietnuté ako bezvýznamná poznámka. Zem má jednu os rotácie a rovníkovú rovinu - rovinu symetrie a rovinu symetrie poludníkov, čo ju charakteristicky odlišuje od nekonečnosti množín symetrie ideálnej gule. Horizontálna štruktúra geografického obalu sa vyznačuje určitou zonáciou a určitou symetriou okolo rovníka.
Druhá aproximácia
S väčšou aproximáciou sa tvar Zeme rovná elipsoidu revolúcie. Tento model, charakterizovaný výraznou osou, rovníkovou rovinou symetrie a poludníkovými rovinami, sa používa v geodézii na výpočty súradníc, budovanie kartografických sietí, výpočty atď. Rozdiel v poloosiach takéhoto elipsoidu je 21 km, hlavná os je 6378,160 km, vedľajšia os je 6356,777 km a excentricita je 1 / 298,25 Poloha povrchu sa dá ľahko teoreticky vypočítať, ale nedá sa stanovené experimentálne v prírode.
Tretia aproximácia
Keďže rovníkový rez Zeme je tiež elipsa s rozdielom dĺžok poloosí 200 m a excentricitou 1 / 30 000, tretím modelom je trojosový elipsoid. V geografickom výskume sa tento model takmer vôbec nepoužíva, len naznačuje zložitú vnútornú štruktúru planéty.
Štvrtá aproximácia
Geoid je ekvipotenciálny povrch, ktorý sa zhoduje so strednou hladinou svetového oceánu; je to geometrické miesto bodov v priestore, ktoré majú rovnaký gravitačný potenciál. Takáto plocha má nepravidelný zložitý tvar, t.j. nie je lietadlo. Rovný povrch v každom bode je kolmý na olovnicu. Praktický význam a dôležitosť tohto modelu spočíva v tom, že len pomocou olovnice, nivelety, nivelety a iných geodetických prístrojov je možné sledovať polohu nivelačných plôch, t.j. v našom prípade geoid.
Oceán a zem
Všeobecným znakom štruktúry zemského povrchu je jeho rozšírenie na kontinenty a oceány. Väčšinu Zeme zaberá Svetový oceán (361,1 milióna km² 70,8 %), pevnina má rozlohu 149,1 milióna km² (29,2 %) a tvorí šesť kontinentov (Eurázia, Afrika, Severná Amerika, Južná Amerika a Austrália) a ostrovy. Nad hladinu svetového oceánu sa týči v priemere o 875 m (najvyššia nadmorská výška je 8848 m - hora Chomolungma), hory zaberajú viac ako 1/3 povrchu pevniny. Púšte pokrývajú asi 20% povrchu zeme, lesy - asi 30%, ľadovce - viac ako 10%. Amplitúda výšok na planéte dosahuje 20 km. Priemerná hĺbka svetových oceánov je približne 3800 m (najväčšia hĺbka je 11020 m - Mariánska priekopa (prepadlina) v Tichom oceáne). Objem vody na planéte je 1370 miliónov km³, priemerná slanosť je 35 ‰ (g / l).
Geologická stavba
Geologická stavba Zeme
Vnútorné jadro má pravdepodobne priemer 2600 km a pozostáva z čistého železa alebo niklu, vonkajšie jadro hrubé 2250 km z roztaveného železa alebo niklu, plášť s hrúbkou asi 2900 km pozostáva hlavne z pevných hornín, oddelených od zemskej kôry povrch Mohoroviča. Kôra a vrchná vrstva plášťa tvoria 12 hlavných mobilných blokov, z ktorých niektoré sú kontinentmi. Plošiny sa neustále pomaly pohybujú, tento pohyb sa nazýva tektonický drift.
Vnútorná stavba a zloženie „pevnej“ Zeme. 3. Pozostáva z troch hlavných geosfér: zemská kôra, plášť a jadro, ktoré je zase rozdelené do niekoľkých vrstiev. Látka týchto geosfér je odlišná fyzikálnymi vlastnosťami, stavom a mineralogickým zložením. V závislosti od veľkosti rýchlostí seizmických vĺn a charakteru ich zmeny s hĺbkou sa „pevná“ Zem delí na osem seizmických vrstiev: A, B, C, D ", D", E, F a G. Zvlášť silnou vrstvou sa na Zemi rozlišuje litosféra a ďalšia, zmäkčená vrstva - astenosféra Guľa A, čiže zemská kôra, má premenlivú hrúbku (v kontinentálnej oblasti - 33 km, v oceáne - 6 km, na priemer - 18 km).
Pod horami sa kôra zahusťuje, v riftových údoliach stredooceánskych chrbtov takmer mizne. Na spodnej hranici zemskej kôry, - povrchu Mohoroviča, - rýchlosti seizmických vĺn sa prudko zvyšujú, čo súvisí najmä so zmenou materiálového zloženia s hĺbkou, prechodom od granitov a bazaltov k ultrabázickým horninám vrchného plášťa. . Vrstvy B, C, D ", D" vstupujú do plášťa. Vrstvy E, F a G tvoria jadro Zeme s polomerom 3486 km. Na hranici s jadrom (Gutenbergov povrch) rýchlosť pozdĺžnych vĺn prudko klesá o 30% a priečne vlny miznú, čo znamená, že vonkajšie jadro (vrstva E, siaha do hĺbky 4980 km) kvapalné Pod prechodnou vrstvou F (4980-5120 km) sa nachádza pevné vnútorné jadro (vrstva G), v ktorom sa opäť šíria šmykové vlny.
V pevnej zemskej kôre prevládajú tieto chemické prvky: kyslík (47,0 %), kremík (29,0 %), hliník (8,05 %), železo (4,65 %), vápnik (2,96 %), sodík (2,5 %), horčík (1,87 %) %), draslíka (2,5 %), titánu (0,45 %), ktorých súčet tvorí 98,98 %. Najvzácnejšie prvky: Po (asi 2,10 -14%), Ra (2,10 -10%), Re (7,10 -8%), Au (4,3 10 -7%), Bi (9 10 -7%) atď.
V dôsledku magmatických, metamorfných, tektonických procesov a procesov sedimentácie je zemská kôra výrazne diferencovaná, prebiehajú v nej zložité procesy koncentrácie a rozptylu chemických prvkov, ktoré vedú k tvorbe rôznych typov hornín.
Predpokladá sa, že zloženie vrchného plášťa je blízke ultrabázickým horninám, dominuje O (42,5 %), Mg (25,9 %), Si (19,0 %) a Fe (9,85 %). Z minerálov tu kraľuje olivín, menej pyroxény. Spodný plášť je považovaný za analóg kamenných meteoritov (chondritov). Jadro Zeme má podobné zloženie ako železné meteority a obsahuje približne 80 % Fe, 9 % Ni, 0,6 % Co. Na základe modelu meteoritu bolo vypočítané priemerné zloženie Zeme, v ktorom prevláda Fe (35 %), A (30 %), Si (15 %) a Mg (13 %).
Teplota je jednou z najdôležitejších charakteristík zemského vnútra, ktorá umožňuje vysvetliť stav hmoty v rôznych vrstvách a vytvoriť si celkový obraz o globálnych procesoch. Podľa meraní vo vrtoch teplota v prvých kilometroch stúpa s hĺbkou s gradientom 20°C/km. V hĺbke 100 km, kde sa nachádzajú primárne ohniská sopiek, je priemerná teplota o niečo nižšia ako teplota topenia hornín a rovná sa 1100 ° C. Zároveň pod oceánmi v hĺbke 100- 200 km je teplota o 100 – 200 ° C vyššia ako na kontinentoch Hustota hmoty vo vrstve C pri glybíne 420 km zodpovedá tlaku 1,4 × 10 10 Pa a identifikuje sa s fázovým prechodom na olivín, ku ktorému dochádza pri teplote okolo 1600 °C. Na hranici s jadrom pri tlaku 1,4 × 10 11 Pa a teplote okolo 4000 °C sú kremičitany v pevnom skupenstve a železo v kvapalnom skupenstve. V prechodnej vrstve F, kde železo tuhne, môže byť teplota 5 000 ° C, v strede Zeme - 5 000 - 6 000 ° C, t.j. primeraná teplote Slnka.
Atmosféra Zeme
Atmosféru Zeme, ktorej celková hmotnosť je 5,15 10 15 ton, tvorí vzduch - zmes najmä dusíka (78,08 %) a kyslíka (20,95 %), 0,93 % argónu, 0,03 % oxidu uhličitého, zvyšok tvorí voda para, ako aj inertné a iné plyny. Maximálna teplota zemského povrchu je 57-58 °C (v tropických púšťach Afriky a Severnej Ameriky), minimum je asi -90 °C (v centrálnych oblastiach Antarktídy).
Atmosféra Zeme chráni všetko živé pred ničivými účinkami kozmického žiarenia.
Chemické zloženie zemskej atmosféry: 78,1% - dusík, 20 - kyslík, 0,9 - argón, zvyšok - oxid uhličitý, vodná para, vodík, hélium, neón.
Zemská atmosféra zahŕňa :
- troposféra (do 15 km)
- stratosféra (15-100 km)
- ionosféra (100 - 500 km).
Počasie a klíma
Nižšia atmosféra sa nazýva troposféra. Vyskytujú sa v ňom javy, ktoré určujú počasie. V dôsledku nerovnomerného zahrievania zemského povrchu slnečným žiarením neustále v troposfére cirkulujú veľké vzduchové hmoty. Hlavnými prúdmi vzduchu v zemskej atmosfére sú pasáty v páse do 30° pozdĺž rovníka a západné vetry mierneho pásma v páse od 30° do 60°. Ďalším faktorom prenosu tepla je systém morských prúdov.
Voda má neustály obeh na povrchu zeme. Vyparovaním z povrchu vody a zeme za priaznivých podmienok stúpa vodná para do atmosféry, čo vedie k tvorbe oblakov. Voda sa vracia na zemský povrch vo forme atmosférických zrážok a ročným systémom steká do morí a oceánov.
Množstvo slnečnej energie, ktorú zemský povrch prijíma, klesá s rastúcou zemepisnou šírkou. Čím ďalej od rovníka, tým menší je uhol dopadu slnečných lúčov na povrch a tým väčšia je vzdialenosť, ktorú musí lúč prekonať v atmosfére. V dôsledku toho sa priemerná ročná teplota na hladine mora znižuje asi o 0,4 °C na stupeň zemepisnej šírky. Horné toky Zeme sú rozdelené na zemepisné pásy s približne rovnakým podnebím: tropické, subtropické, mierne a polárne. Klimatická klasifikácia závisí od teploty a zrážok. Najväčšie uznanie získala Köppenova klasifikácia podnebia, podľa ktorej sa rozlišuje päť širokých skupín - vlhké trópy, púšť, vlhké stredné zemepisné šírky, kontinentálne podnebie, studené polárne podnebie. Každá z týchto skupín je rozdelená na špecifické pidrupy.
Vplyv človeka na zemskú atmosféru
Atmosféru Zeme výrazne ovplyvňuje ľudský život. Asi 300 miliónov áut ročne vypustí do atmosféry 400 miliónov ton oxidov uhlíka, viac ako 100 miliónov ton sacharidov a státisíce ton olova. Silní producenti atmosférických emisií: tepelné elektrárne, hutnícky, chemický, petrochemický, celulózový a iný priemysel, motorové vozidlá.
Systematické vdychovanie znečisteného vzduchu výrazne zhoršuje zdravie človeka. Plynné a prašné nečistoty môžu nepríjemne zapáchať ovzdušie, dráždiť sliznice očí, horné dýchacie cesty a tým znižovať ich ochranné funkcie, spôsobovať chronické bronchitídy a pľúcne ochorenia. Početné štúdie ukázali, že na pozadí patologických abnormalít v tele (ochorenia pľúc, srdca, pečene, obličiek a iných orgánov) sú škodlivé účinky znečistenia ovzdušia výraznejšie. Kyslé zrážky sa stali významným environmentálnym problémom. Ročne sa pri spaľovaní paliva uvoľní do atmosféry až 15 miliónov ton oxidu siričitého, ktorý po spojení s vodou vytvorí slabý roztok kyseliny sírovej, ktorá spolu s dažďom dopadá na zem. Kyslé dažde negatívne ovplyvňujú ľudí, úrodu, budovy atď.
Znečistenie vonkajšieho ovzdušia môže tiež nepriamo ovplyvniť zdravie a hygienu ľudí.
Hromadenie oxidu uhličitého v atmosfére môže spôsobiť otepľovanie klímy v dôsledku skleníkového efektu. Jeho podstata spočíva v tom, že vrstva oxidu uhličitého, ktorý voľne prepúšťa slnečné žiarenie na Zem, oddiali návrat tepelného žiarenia do vyšších vrstiev atmosféry. V tomto ohľade sa teplota v spodných vrstvách atmosféry zvýši, čo zase povedie k topeniu ľadovcov, snehu, zvýšeniu hladiny oceánov a morí, zaplaveniu významnej časti pevniny.
História
Zem vznikla asi pred 4540 miliónmi rokov z diskovitého protoplanetárneho oblaku spolu s ďalšími planétami slnečnej sústavy. Vznik Zeme v dôsledku akrécie trval 10-20 miliónov rokov. Zem bola najskôr úplne roztavená, no postupne sa ochladzovala a na jej povrchu sa vytvorila tenká tvrdá škrupina – zemská kôra.
Krátko po vzniku Zeme, asi pred 4530 miliónmi rokov, vznikol Mesiac. Moderná teória o vytvorení jediného prirodzeného satelitu Zeme tvrdí, že sa tak stalo v dôsledku zrážky s masívnym nebeským telesom, ktoré dostalo meno Thea.
Primárna atmosféra Zeme vznikla v dôsledku odplyňovania hornín a sopečnej činnosti. Kondenzovaná voda z atmosféry tvoriaca svetový oceán. Napriek tomu, že Slnko bolo v tom čase o 70 % slabšie ako teraz, geologické údaje ukazujú, že oceán nebol zamrznutý, čo môže byť spôsobené skleníkovým efektom. Asi pred 3,5 miliardami rokov sa vytvorilo magnetické pole Zeme, ktoré chránilo jej atmosféru pred slnečným vetrom.
Vznik Zeme a počiatočná fáza jej vývoja (trvajúca asi 1,2 miliardy rokov) patrí do predgeologickej histórie. Absolútny vek najstarších hornín je viac ako 3,5 miliardy rokov a od tohto momentu sa začína geologická história Zeme, ktorá je rozdelená na dve nerovnaké etapy: a fanerozoikum, ktoré zahŕňa posledných 570 miliónov rokov. Asi pred 3-3,5 miliardami rokov v dôsledku prirodzeného vývoja hmoty na Zemi vznikol život, začal sa vývoj biosféry - súhrnu všetkých živých organizmov (tzv. živej hmoty Zeme), ktorá výrazne ovplyvnilo vývoj atmosféry, hydrosféry a geosféry (aspoň v častiach sedimentárneho obalu). V dôsledku kyslíkovej katastrofy činnosť živých organizmov zmenila zloženie zemskej atmosféry, obohatila ju kyslíkom, čo vytvorilo príležitosť pre rozvoj aeróbnych živých bytostí.
Novým faktorom, ktorý má silný vplyv na biosféru a dokonca aj geosféru, je činnosť ľudstva, ktorá sa objavila na Zemi po objavení sa v dôsledku ľudskej evolúcie pred menej ako 3 miliónmi rokov (neexistuje dohoda o datovaní a niektorí vedci veria - pred 7 miliónmi rokov). Preto sa v procese rozvoja biosféry rozlišujú formácie a ďalší vývoj noosféry - škrupiny Zeme, ktorá je vo veľkej miere ovplyvnená ľudskou činnosťou.
Vysoké tempo rastu populácie Zeme (počet obyvateľov Zeme bol 275 miliónov v roku 1000, 1,6 miliardy v roku 1900 a asi 6,7 miliardy v roku 2009) a zvyšujúci sa vplyv ľudskej spoločnosti na prírodné prostredie vyvolali problém racionálneho využívania všetky prírodné zdroje a ochrana prírody.
Zem je najväčšia planéta pozemskej skupiny. Je na treťom mieste z hľadiska vzdialenosti od Slnka a má satelit – Mesiac. Zem je jediná planéta, na ktorej žijú živé veci. Ľudská civilizácia je dôležitým faktorom, ktorý má priamy vplyv na vzhľad planéty. Aké ďalšie vlastnosti sú vlastné našej Zemi?
Tvar a hmotnosť, umiestnenie
Zem je obrovské vesmírne teleso, jeho hmotnosť je asi 6 sepbiliónov ton. Svojím tvarom pripomína zemiak alebo hrušku. Preto vedci niekedy nazývajú tvar, ktorý má naša planéta, „potatoidný“ (z anglického potato – potato). Dôležité sú aj charakteristiky Zeme ako nebeského telesa, popisujúce jej priestorovú polohu. Naša planéta sa nachádza 149,6 milióna kilometrov od Slnka. Pre porovnanie, Merkúr sa nachádza 2,5-krát bližšie k hviezde ako Zem. A Pluto je 40-krát ďalej od Slnka ako Merkúr.
Susedia našej planéty
Stručný popis Zeme ako nebeského telesa by mal obsahovať informácie o jej satelite – Mesiaci. Jeho hmotnosť je 81,3-krát menšia ako hmotnosť Zeme. Zem sa otáča okolo svojej osi, ktorá je umiestnená v uhle 66,5 stupňa vzhľadom na obežnú rovinu. Jedným z hlavných dôsledkov rotácie Zeme okolo svojej osi a jej pohybu po obežnej dráhe je zmena dňa a noci, ako aj ročných období.
Naša planéta patrí do skupiny takzvaných terestrických planét. Do tejto kategórie patria aj Venuša, Mars a Merkúr. Vzdialenejšie obrie planéty – Jupiter, Neptún, Urán a Saturn – sú takmer celé zložené z plynov (vodík a hélium). Všetky planéty, ktoré patria do kategórie pozemských, sa otáčajú okolo svojej osi, ako aj pozdĺž eliptických trajektórií okolo Slnka. Len samotné Pluto kvôli svojim vlastnostiam nezaraďujú vedci do žiadnej skupiny.
zemská kôra
Jednou z hlavných charakteristík Zeme ako nebeského telesa je prítomnosť zemskej kôry, ktorá ako tenká koža pokrýva celý povrch planéty. Tvoria ho piesky, rôzne íly a minerály, kamene. Priemerná hrúbka je 30 km, ale v niektorých oblastiach je jej hodnota 40-70 km. Astronauti tvrdia, že zemská kôra nie je práve najkrajší pohľad z vesmíru. Niekde ho chovajú horské masívy, inde naopak padá do obrovských jám.
oceány
Malý opis Zeme ako nebeského telesa musí nevyhnutne zahŕňať zmienku o oceánoch. Všetky jamy na Zemi sú naplnené vodou, ktorá poskytuje úkryt stovkám žijúcich druhov. Na súši však možno nájsť oveľa viac rastlín a živočíchov. Ak postavíme všetky živé tvory žijúce vo vode na jednu stranu váhy a tých, ktorí žijú na súši, na druhú stranu, miska bude ťažšia a jej hmotnosť bude 2 000 krát väčšia. To je veľmi prekvapujúce, pretože plocha oceánu je viac ako 361 miliónov metrov štvorcových. km alebo 71 % celých oceánov je charakteristickou črtou našej planéty spolu s prítomnosťou kyslíka v atmosfére. Navyše podiel sladkej vody na Zemi je len 2,5 %, zvyšok hmoty má slanosť okolo 35 ppm.
Jadro a plášť
Charakterizácia Zeme ako nebeského telesa bude neúplná bez popisu jej vnútornej stavby. Jadro planéty pozostáva z horúcej zmesi dvoch kovov – niklu a železa. Je obklopený horúcou a viskóznou hmotou, ktorá vyzerá ako plastelína. Ide o kremičitany – látky, ktoré sú zložením podobné piesku. Ich teplota je niekoľko tisíc stupňov. Táto viskózna hmota sa nazýva plášť. Jeho teplota nie je všade rovnaká. V blízkosti zemskej kôry je to asi 1000 stupňov a keď sa blíži k jadru, zvyšuje sa na 5000 stupňov. Avšak aj v oblastiach blízko zemskej kôry môže byť plášť chladnejší alebo teplejší. Najhorúcejšie oblasti sa nazývajú magmatické komory. Magma horí cez kôru a na týchto miestach sa tvoria sopky, lávové údolia, gejzíry.
Zemská atmosféra
Ďalšou charakteristikou Zeme ako nebeského telesa je prítomnosť atmosféry. Jeho hrúbka je len asi 100 km. Vzduch je zmes plynov. Skladá sa zo štyroch zložiek – dusíka, argónu, kyslíka a oxidu uhličitého. Zvyšok látok je prítomný vo vzduchu v malých množstvách. Väčšina vzduchu sa nachádza vo vrstve atmosféry, ktorá je najbližšie k tejto časti. Táto časť sa nazýva troposféra. Jeho hrúbka je asi 10 km a jeho hmotnosť dosahuje 5 000 biliónov ton.
Hoci v staroveku ľudia nepoznali vlastnosti planéty Zem ako nebeského telesa, už vtedy sa predpokladalo, že patrí práve do kategórie planét. Ako sa našim predkom podarilo urobiť takýto záver? Faktom je, že namiesto hodín a kalendárov používali hviezdnu oblohu. Už vtedy sa ukázalo, že rôzne svietidlá na oblohe sa pohybujú vlastným spôsobom. Niektorí sa prakticky nepohnú zo svojho miesta (začali sa nazývať hviezdy), zatiaľ čo iní často menia svoju polohu voči hviezdam. Preto sa tieto nebeské telesá začali nazývať planétami (v preklade z gréčtiny sa slovo „planéta“ prekladá ako „putovanie“).
Najviac skúmanou planétou slnečnej sústavy je naša domovská planéta – Zem. V súčasnosti je to jediný známy vesmírny objekt v slnečnej sústave obývaný živými organizmami. Skrátka, Zem je náš domov.
História planéty
Podľa vedcov planéta Zem vznikla asi pred 4,5 miliardami rokov a prvá forma života až po 600 miliónoch rokov. Odvtedy sa veľa zmenilo. Živé organizmy vytvorili globálny ekosystém, magnetické pole ich spolu s ozónovou vrstvou chránilo pred škodlivým kozmickým žiarením. To všetko a mnohé ďalšie faktory umožnili vytvoriť najkrajšiu a „živú“ planétu v slnečnej sústave.
10 vecí, ktoré potrebujete vedieť o Zemi!
- Zem v slnečnej sústave je treťou planétou od Sĺnk a;
- Jeden prirodzený satelit sa točí okolo našej planéty – Mesiaca;
- Zem je jediná planéta, ktorá nie je pomenovaná po božskej bytosti;
- Hustota Zeme je najväčšia zo všetkých planét slnečnej sústavy;
- Rýchlosť rotácie Zeme sa postupne spomaľuje;
- Priemerná vzdialenosť od Zeme k Slnku sa rovná 1 astronomickej jednotke (v astronómii konvenčná miera dĺžky), čo je približne 150 miliónov km;
- Zem má dostatočne silné magnetické pole na ochranu živých organizmov na svojom povrchu pred škodlivým slnečným žiarením;
- Prvá umelá družica Zeme s názvom PS-1 (The Simplest Satellite - 1) bola vypustená z kozmodrómu Bajkonur na nosnej rakete „Sputnik“ 4. októbra 1957;
- Na obežnej dráhe okolo Zeme je v porovnaní s inými planétami najväčší počet kozmických lodí;
- Zem je najväčšia terestrická planéta v slnečnej sústave;
Astronomické charakteristiky
Význam názvu planéty Zem
Slovo Zem je veľmi staré, jeho pôvod sa stráca v hlbinách protoindoeurópskeho jazykového spoločenstva. Vo Vasmerovom slovníku sú odkazy na podobné slová v gréčtine, perzštine, baltčine a samozrejme aj v slovanských jazykoch, kde sa to isté slovo používa (v súlade s fonetickými zákonmi konkrétnych jazykov) v rovnakom význame. Pôvodný koreň má význam „nízky“. Predtým sa verilo, že Zem je plochá, „nízka“ a spočíva na troch veľrybách, slonoch, korytnačkách atď.
Fyzikálne vlastnosti Zeme
Prstene a mesiace
Jeden prirodzený satelit, Mesiac, a viac ako 8 300 umelých satelitov sa točí okolo Zeme.
Vlastnosti planéty
Zem je naša domovská planéta. Je to jediná planéta v našej slnečnej sústave, kde existuje život. Všetko, čo potrebujeme na prežitie, je ukryté pod tenkou vrstvou atmosféry, ktorá nás oddeľuje od púšte a je neobývateľné v podobe, akú poznáme z vesmíru. Zem sa skladá zo zložitých interaktívnych systémov, ktoré sú často nepredvídateľné. Vzduch, voda, zem, formy života, vrátane ľudí, spájajú svoje sily, aby vytvorili neustále sa meniaci svet, ktorému sa snažíme porozumieť.
Skúmanie Zeme z vesmíru nám dáva pohľad na našu planétu ako celok. Vedci z celého sveta, ktorí spolupracujú a delia sa o svoje skúsenosti, vďaka tejto príležitosti objavili veľa zaujímavých faktov o našej planéte.
Niektoré fakty sú dobre známe. Napríklad Zem je tretia planéta od Slnka a piata najväčšia v slnečnej sústave. Priemer Zeme je len o niekoľko stoviek kilometrov väčší ako priemer Venuše. Štyri ročné obdobia sú výsledkom naklonenia zemskej osi rotácie o viac ako 23 stupňov.
Oceány s priemernou hĺbkou 4 kilometre zaberajú takmer 70 % zemského povrchu. Čistá voda existuje v kvapalnej fáze len v úzkom teplotnom rozmedzí (od 0 do 100 stupňov Celzia). Tento teplotný rozsah je obzvlášť malý v porovnaní s teplotným spektrom na iných planétach slnečnej sústavy. Prítomnosť a distribúcia vodnej pary v atmosfére nesie významný podiel zodpovednosti za vznik počasia na Zemi.
Naša planéta má vo svojom strede rýchlo sa otáčajúce roztavené jadro pozostávajúce z niklu a železa. Práve vďaka jej rotácii sa okolo Zeme vytvára magnetické pole, ktoré nás chráni pred slnečným vetrom a mení ju na polárnu žiaru.
Atmosféra planéty
V blízkosti povrchu Zeme sa nachádza obrovský oceán vzduchu – naša atmosféra. Skladá sa zo 78 % dusíka, 21 % kyslíka a 1 % iných plynov. Vďaka tejto vzduchovej medzere, ktorá nás chráni pred ničivým pre celý životný priestor, vznikajú na Zemi rôzne poveternostné podmienky. Práve ona nás chráni pred škodlivým slnečným žiarením a padajúcimi meteormi. Vesmírne výskumné vozidlá študujú náš plynový plášť už pol storočia, no ešte neodhalili všetky tajomstvá.