Физические характеристики планеты земля


Планета Земля является для нас самым изученным объектом во Вселенной. Однако она таит множество тайн и загадок, которые еще предстоит разгадать.

Земля – третья по счету планета от Солнца, которая находится на внешнем краю галактики Млечный путь в области рукава Ориона. На данный момент Земля – единственный известный нам астрономический объект, населенный живыми организмами.

Формирование и эволюция

Вопрос о том, как появилась и сформировалась планета Земля, занимает умы ученых не одно столетие. Самой современной гипотезой ее образования, как и всех остальных тел в Солнечной системе, является гипотеза солнечной туманности.

Данная гипотеза гласит о том, что после Большого взрыва на месте нашей системы образовалось гигантское водородно-гелиевое облако, содержащее фрагменты межзвездной пыли. Взрыв приближенной к нему сверхновой спровоцировал сжатие этой массы, образовавшей протопланетный диск. Пыль, газы и обломки стали сливаться между собой под действием силы притяжения, формируя сначала планетоиды, а затем планетоподобные тела. Так образовались все объекты Солнечной системы, в том числе и наш дом. При этом возраст Земли равен 4,5 млрд. лет, а процесс окончательного формирования занял еще 20 млн. лет.

Исследования планеты


В исследовании собственного дома люди, естественно, продвинулись сильнее всего. Все научные направления, изучающие земную поверхность и космическое пространство вокруг нее, объединены в термин геонауки.

Геология – наиболее всеобъемлющая отрасль геонауки, изучающая строение, происхождение планеты Земля, состав и структуру ее поверхности, а также все происходящие на ней процессы.  Геология имеет множество ответвлений и смежных направлений, позволяющих досконально изучить прошлое, настоящее и будущее третьей от Солнца планеты. Общее количество наук геологического цикла – 697. Наиболее известными из них являются география, литология, палеонтология, топография, экология, геохимия, океанология, метеорология, климатология.

Изучением Земли, как космического объекта, занимается планетология. Она выясняет, почему Земля является особой планетой Солнечной системы, изучает взаимодействие с другими небесными телами, а также использует ее в качестве аналога для сравнения с другими небесными телами.

Исследование Земли началось еще в Древнем мире. Античные историки и географы наблюдали, а позднее описывали в своих трудах происходящие тектонические изменения, изучали минералы и металлы, пытались объяснить формирование различных форм ландшафта. Влияние церкви с ее библейскими представлениями о возникновении мира в средние века немного притормозило все исследования. Окончательное становление геологических наук произошло лишь к концу 17 века. С этих пор геология и смежные дисциплины продолжают развиваться, используя в своих исследованиях самые новые технологии и современные данные других наук.


Орбита и радиус

Орбита планеты Земля расположена между орбитами двух других объектов земного типа — Венеры и Марса. Расстояние до ближайшей к нам Венеры колеблется от 38 до 260 млн. км.  Солнце же удалено от нас в среднем на 150 млн. км.

Время, за которое Земля совершает оборот вокруг своей оси и полный оборот по своей эллиптической орбите, известно всем ее жителям. Это 24 часа (23 часа 56 минут 4,1 секунды) и 365,25 суток соответственно. Сама орбита Земли имеет длину порядка 940 млн. км., и она движется по своему пути с запада на восток со скоростью около 108 тыс. км/ч.

Ось вращения наклонена к плоскости орбиты под углом 23,4°, поэтому поток солнечного света неравномерно попадает на земную поверхность в течение суток в разные периоды года. Это обусловливает смену дня и ночи, а также сезонность климата.

Физические характеристики Земли

Основные физические параметры третьей от Солнца планеты:

  • Площадь поверхности – 510 млн. кв.км, при этом чуть больше 70% площади приходится на моря и океаны;
  • Масса планеты Земля – 5,9*1024 кг;
  • Средняя плотность – 5,6 г/куб. см (самая плотная из всех тел земного типа);
  • Экваториальный диаметр — планеты Земля – 12,75 тыс. км, а средний радиус – 6371 км. Длина окружности по экватору – 40,1 тыс. км.

Наша планета, в отличие от ее художественных изображений, не имеет идеально круглой формы. Она представляет собой неправильную сферу, немного сжатую у полюсов. Из-за преобладания Мирового океана над сушей на снимках из космоса она имеет голубой цвет, за что была прозвана «голубой планетой».

Состав и поверхность

Как у всех твердотельных объектов земного типа, в химическом составе Земли преобладают тяжелые элементы.  Больше всего в составе железа (32%), далее следуют кислород, окиси кремния, магния, алюминия и кальция. На долю остальных элементов приходится не более 1,2%.

Земная кора имеет различное строение в зависимости от своего расположения. Для океанической ее части характерно базальтовое строение, т.е. она образовалась из застывших магматических пород. Кора материков имеет трёхслойное строение:осадочные породы, гранитно-гнейсовый слой, нижняя базальтовая кора.

Граница между корой и мантией пролегает на расстоянии 7-70 км над поверхностью. Центральная же часть — железоникелевое ядро — залегает на глубине 3 тысяч километров.

Температура


Средняя температура планеты Земля – 14,7° Цельсия. Температурный максимум был зарегистрирован в иранской пустыне Дашти — Лут, которая в 2005 году прогрелась до 70,7°С. Самыми жаркими областями также считаются ливийская Эль-Азизия, Долина смерти в США, аравийская пустыня Руб-Эль-Хали и малийский город Тибуку. Самая низкая температура на поверхности Земли за всю историю наблюдений (-89,2°С) была зафиксирована в 1983 году  на антарктической станции Восток. Кроме Антарктиды экстремально низкие температуры наблюдались в якутских поселениях Верхоянск и Оймякон, гренландской исследовательской станции North Ice, канадском городе Снэг.

Атмосфера

Главными компонентами атмосферы Земли являются азот и кислород в соотношении примерно 3:1. Около 1% приходится на углекислый газ, водяные пары, инертные и другие газы.  Общая масса всех атмосферных газов составляет 5,2 *1018кг, при этом 75% ее находится в нижних слоях атмосферы.

Атмосфера регулирует погоду, защищает земную поверхность от космического излучения и мелких метеорных тел. Кислород, присутствующий в воздушной оболочке, поддерживает жизнь на нашей планете, а также в виде трехатомного озона оберегает ее от избыточного ультрафиолетового излучения. Двуокись углерода и водяной пар нагревают атмосферу, поддерживая комфортную для существования живых организмов температуру. Формирование климата происходит за счет циркуляции атмосферы. Это процесс движения воздушных масс, происходящий за счет перераспределения тепловой энергии, получаемой от Солнца и отраженной от земной поверхности. Количество энергии уменьшается при увеличении широты. Из-за этого существуют природные зоны, в пределах которых наблюдается наибольшая однородность климата, — климатические пояса.

Причины обитаемости


Наш дом является единственной обитаемой областью во всей Солнечной системе. Вопрос о том, как появилась жизнь на Земле, один из главных вопросов мироздания. Но окончательного и достоверного ответа на него пока не получено. За всю историю человечества было выдвинуто множество теорий возникновения живых существ. Наиболее современные из них:

  • Химическая эволюция – возникновение органических веществ из неорганических под влиянием процессов самоорганизации и внешних энергетических причин.
  • Голобиоз – теория, утверждающая, что структуры, имеющие элементарный метаболизм, были первичны.
  • РНК-теория –  первичная молекула рибонуклеиновой кислоты является предшественницей всех живых организмов.
  • Панспермия – занос живых организмов на земную поверхность из космоса.

Луна и астероиды

Луна – естественный спутник Земли. Это самое близкое к нам небесное тело – нас разделяют всего 385 тыс. км. Именно поэтому по яркости на небосклоне Луна уступает только Солнцу.


На данный момент в научном мире господствует следующая теория появления Луны: она считается фрагментом нашей планеты, отколовшимся после столкновения с ней гигантского небесного тела. Обломок вылетел на околоземную орбиту и окончательно сформировался в спутник.  

У Луны нет атмосферы и магнитного поля. Ее поверхность покрыта лунным грунтом — мелкими обломками пород, возникшими после метеоритных бомбардировок. Основу ее рельефа составляют кратеры различного диаметра, низинные моря и пещерообразные тоннели.

Взаимное гравитационное влияние Земли и Луны породило приливы и отливы в Мировом океане. Наибольшая энергия волн наблюдается во время высоких, сизигийных прилов. Они приходятся на моменты, когда Луна, Земля и Солнце выстраиваются в один ряд.

Луна является самым исследуемым небесным телом, после планеты Земля. И она единственный внеземной объект, на который ступала нога человека. В перспективе  международные космические агентства рассматривают возможность колонизации земного спутника. Помимо Луны у нашей планеты есть квазиспутники. Астероиды Земли – мелкие тела, находящиеся в орбитальном резонансе с ней. Их период обращения вокруг центральной звезды равен периоду обращения планетарного хозяина, но орбитальный путь имеет более вытянутую форму.  Как правило, квазиспутники пересекают орбиты сразу нескольких крупных объектов Солнечной системы.

Астероидами Земли называются следующие квазиспутники:

  • Круитни;
  •  2003 YN107;
  • (164207) 2004 GU9;
  • 2010 SO16;
  • (367943) Дуэнде;
  • 2016 HO3.

Самым большим из них является Круитни, диаметр которого составляет более 5 километров, а масса равняется 1,3⋅1011 тонн. Остальные тела по размерам не превышают нескольких сотен метров.

Интересные факты про планету Земля

  • Наша планета единственная  в Солнечной системе не названа в честь божеств. Earth произошло от староанглийского Eartha, означающего «почва».
  • Скорость вращения уменьшается на 17 миллисекунд в 100 лет. Для того, чтобы земные сутки увеличились на час, потребуется более 140 млн. лет.
  • Считается, что вода первоначально находилась во внутренних слоях вблизи земной мантии. На поверхность она попала благодаря вулканической активности.
  • Атмосферный кислород был получен, по большей части, в результате оксигенного фотосинтеза.
  • Температура земного ядра равна температуре солнечной атмосферы. Также в ядре содержится более 90% всех залежей золота.
  • 97% воды Мирового океана не пригодны для питья из-за высокой концентрации соли. Из оставшихся 3% чистой воды 2/3 спрятаны в ледниках.
  • Из космоса можно рассмотреть австралийский Большой Барьерный Риф и загрязнение воздуха над областью КНР.
  • Человек изучил лишь 5% Мирового океана.
  • Земной рельеф имеет самое малое количество кратеров среди всех объектов Солнечной системы. Это связано  с тектонической активностью и интенсивной эрозией почв, меняющих ее поверхность.
  • Численность населения планеты на конец 2018 года – более 7,67 млрд. человек. Ее территория поделена на 197 стран, без учета зависимых областей и непризнанных стран. Самыми большими по площади и населению являются Россия и Китай соответственно. Самым маленьким — Ватикан.

Источник: spaceworlds.ru

Земля – третья планета Солнечной системы. Параметры Земли:

· Экваториальный радиус Земли Rз=6378,14 км;

· Полярный радиус – малая полуось эллипсоида Красовского RКр= 6356,78 км;

· Средний радиус Земли — 6371,3 км

· Периметр по экватору — 40075 км;

· Объем – 1,0832*1012 км3;

· Масса – 59737*1024 кг;

· Плотность – 5,515 г/см3;

· Площадь поверхности – 510 065 700 км2;

· Экваториальный наклон оси к орбите – 23,45°.

Поверхность Земли на 70,8% — водная и 29,2% — суша. Вода океанов, морей и рек имеет разную соленость. Водная поверхность во времени изменяется от гладкой до волн высотой 10 м.

Рельеф суши разнообразный – от гладкой поверхности до гор высотой несколько километров. Физические свойства поверхности Земли так же разнообразны. Схематически структура естественной среды Земли показана на рисунке 2.


Физические характеристики планеты земля

Рисунок 2 — Схематическая структура естественной среды Земли

В зависимости от физических и электрических характеристик различают земную кору, поверхность Земли (суша и море) и атмосферу.

На трассах, проходящих вблизи поверхности Земли, за счет влияния этой поверхности и атмосферы траектория радиоволн исправляется, изменяется скорость распространения, а напряженность поля волны отличается от напряженности поля в свободном пространстве.

Влияние поверхности Земли можно оценить 4-я факторами:

· Отражение радиоволн от поверхности Земли и связанное с этим явление интерференции;(рис.3а)

· Полупроводящими свойствами среды и связанные с этим потерями электромагнитной энергии в земле (воде);

· Сферичностью Земли и связанным с ней явлением дифракции радиоволн;(рис. 3б)

Физические характеристики планеты земля

Рисунок 3

4)Неровностями земной поверхности, вызывающими рассеяние радиоволн.(рис.4)

Физические характеристики планеты земля

Рисунок 4

Влияние атмосферы Земли на распространение радиоволн обусловлено особенностью электрофизических свойств земной атмосферы.


Атмосфера – это газообразная оболочка, окружающая Землю, которая вращается вместе с ней как единое целое. Нижней границей служит земная поверхность, верхняя граница – неоднозначна. Она изменяется в зависимости от состояния магнитного поля Земли и простирается от двух до двадцати земных радиусов. Все зависит от интенсивности магнитных возмущений. Строение атмосферы весьма сложно и изменяется в пространстве и во времени.

Расчетным путем многие характеристики пока еще определять не удается. Изучение атмосферы введется в основном экспериментальными прямыми и косвенными методами.

Прямые методы – предполагают непосредственные измерения параметров атмосферы: температуры, плотности, химического состава и др.

Косвенными методами изучают полярное сияние, метеоры, свечение ночного неба, распространение радиоволн и др.

На больших высотах сведения пополняются с помощью ракет и искусственных спутников Земли.

С точки зрения распространения радиоволн атмосферу разделяют на три области: тропосферу, стратосферу и ионосферу (рис.5). Границы между областями выражены не резко и зависят от времени и географического расположения точки наблюдения.

Физические характеристики планеты земля

Рисунок 5

Тропосфера. Нижние слои атмосферы примерно до 100-130 км почти однородны по своему составу. Они содержат в основном азот (78% — N2 ) и кислород( 21% — О2). Тропосфера кроме этих газов включает водяные пары, содержание которых зависит от метеорологических условий и подвержено резким колебаниям.

Тропосфера – это наиболее подвижная часть земной атмосферы, для которой характерны интенсивное вертикальное перемешивание, резкие вихревые движения, а так же значительные колебания температуры влажности.

Высота тропосферы над экватором достигает 15-17 км, в умеренных широтах – 10-12 км, в полярных областях 7-10 км.

Высота тропосферы подвержена небольшим сезонным изменениям. Состояние тропосферы в любой ее точке характеризует три параметра: давление воздуха, температура и влажность.

Все эти три параметра влияют на так называемую оптическую плотность воздуха и преломления электромагнитных волн. изменение температуры и давления приводит к изменению диэлектрической постоянной воздуха и связанного с ней показателя преломления. Для сухого воздуха

Физические характеристики планеты земля (1)

где Р — давление в мм рт.ст.;

Т – абсолютная температура

Показатель преломления тропосферы

Физические характеристики планеты земля (2)

где Физические характеристики планеты земля — абсолютная влажность воздуха, т.е давление водяных в миллибарах.

Изменение метеорологических условий приводит к более быстрому изменению показателя преломления тропосферы, что приводит к искривлению траектории радиоволн. Чем выше частота, тем сильнее влияет тропосфера на радиосвязь. Особенно это сказывается на распространение ДЦ и СМ волн.

Неоднородность тропосферы в горизонтальном направлении из-за присутствия местных неоднородностей, вызываемых турбулентным (с завихрениями) движением воздуха которые сильно влияют на УКВ диапазон.

На больших высотах различие в массах газов, составляющих атмосферу, приводят к расслоению атмосферы – к образованию стратосферы.

Если тропосфера состоит главным образом из молекулярных азота и кислорода (N2 , O2), то в стратосфере под воздействием солнечной радиации происходит распад этих молекул на атомы ( N, O), а так же ионизации, т.е расщепление на положительные ионы и отрицательные электроны.

Ионизированные слои стратосферы, располагающиеся на высотах от 50 до 800-1000 км называется — ионосферой.

На высоте 250-400 км существует основной максимум ионизации, выше и ниже которого электронная плотность уменьшается.

Область ниже основного максимума ионизации называется внутренней ионосферой , а выше этого показателя – внешней ионосферой.

Во внутренней ионосфере существует несколько максимумов ионизации. Они называются соответственно слоями, и обозначаются: D,E,F1,F2. Причиной появления этих слоев является неоднородность атмосферы, ее слоистое строение, а так же температурное неравномерное распределение. табл

Слой Е образуется в области постоянного состава атмосферы; слой F1 в области молекулярного азота; слой F2 в области атомного кислорода.

Количество слоев, а так же их строение зависит от солнечной активности, времени года, суток и других причин. Эти слои существенно влияют на радиоволны, вызывая изменение их скорости распространения, приломления, отражения и поглощения.

Днем, когда на атмосферу действует солнечная энергия наблюдаются все четыре слоя, различающиеся плотностью свободных электронов рис( ) . Слои не имеют резких границ ( т.е ионизация не падает до 0), а их высоты и плотность изменяются.

Слой D расположен на высоте 60-80 км и наиболее сильно поглощает СВ и КВ и хорошо отражает волны длиннее 5000 м (60 кГц). Ночью и зимой слой D отсутствует.

Слой Енаходится 100-130 км, здесь плотность электрона значительно выше. Этот слой используется для радиосвязи отраженными волнами на ближних расстояниях в дневное время.

Слой F2 располагается на высоте 250-400 км, его электронная плотность достаточно велика (106 эл. в см3) и изменяется от дня к ночи и от лета к зиме. Это основной слой для радиосвязи отраженными и короткими волнами.

Летом в дневные часы между слоями F2 и Е на высоте 180-240 км наблюдается слой F1, зимой этот слой в некоторое годы отсутствует. Во время захода Солнца он поднимается и сливается со слоем F2.

Интенсивность излучения Солнца, вызывающего ионизацию в верхних слоях атмосферы претерпевает сильные изменения, повторяющееся приблизительно через 11 лет. Эти изменения совпадают с видимыми изменениями состояние Солнца, в частности с изменением числа солнечных пятен и размеров солнечной короны. В годы минимума солнечной активности число пятен уменьшается или совсем исчезает, а размеры короны уменьшаются, резко убывает и ультрафиолетовое излучение, а следовательно и ионизация верхних слоев атмосферы.

Через 5-6 лет картина да наоборот повторяется, ультрафиолетовое излучение увеличивается в 2,5 раза по сравнению с минимумом.

Таким образом строение ионосферы, плотность свободных электронов ее слоев изменяется в течении суток ото дня к ночи; в течении года от месяца к месяцу и в течении 11-летнего цикла, годовой — с временем летнего солнцестояние а суточный — с полуднем.

Годы максимальной активности Солнца – 1959, 1970, 1981, 1992, 2003, 2014 и т.д.

Годы минимальной активности – 1954, 1965, 1976, 1987, 1998, 2009, 2020 и т.д.

Источник: studopedia.ru

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*1024 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 * 1011  км3.

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 660 31’  по отношению к плоскости эклиптике. Экватор наклонен на 230 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/см3, на поверхности средняя плотность около 2,2-2,5 г/см3, 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 450: 9, 81 м/с2.

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

Формирование ЗемлиЗемля 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.

Формирование ЛуныСчитается, 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.

Наблюдение

  • Первая фотография из космоса была получена 1959 году аппаратом Эксплорер-6.
  • Первый человек, увидевший Землю из космоса, стал Ю. Гагарин.
  • В 1968 году экипаж Аполона-8 наблюдал Землю с лунной орбиты
  • 1972 год экипаж Аполона-17 сделал снимок Земли.
  • По настоящее время производится наблюдение за нашей планетой с помощью спутников и других аппаратов.

Форма и внутреннее строение Земли

ЗемляПланета 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.Строение Земли

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.

АйсбергСила 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)*1018 кг. Плотность воздуха у поверхности моря составляет 1,2 кг/м3.

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.

Физические характеристики планеты земляСтроение атмосферы:

  1. 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.
  2. 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.
  3. Тропопауза – переходный слой между тропосферой и стратосферой.
  4. 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 0С.
  5. Стратопауза – пограничный слой между стратосферой и мезосферой. В слое стратопаузы температура держится на уровне 0 0С.
  6. Мезосфера – слой начинается на высоте 50 км с толщиной около 30-40 км. Температура понижается на 0,25-0,3 0С с увеличением высоты на 100 м.
  7. Мезопауза – переходный слой между мезосферой и термосферой. Температура в этом слое колеблется на уровне — 90 0С.
  8. 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. км3, не удивительно, что 72% общей площади Земли занято океанами. Океаны очень важная часть геологической деятельности. Масса же гидросферы примерно 1,46*1021кг – 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.

Магнитное поле Земли

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 7,91·1015 Tл·м3. 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.

Магнитное поле ЗемлиПроисхождение 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.

Интересные факты

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.

 

Источник: cosmoseye.ru

Атмосфера Земли

Атмосфера Земли в основном состоит из азота (78,08%), кислорода (20,95%), аргона (0,93%) и углекислого газа (0,04%), также в зависимости от климата она может включать 0,1 до 1,5% водного пара.

Среднее атмосферное давление на Земле (на уровне моря) составляет 1 атмосферу (101,325 кПа).

Три четверти массы атмосферы содержится в первых 11 километрах от поверхности Земли.

Земная атмосфера не имеет определенных границ, она постепенно становится тоньше и разреженнее, переходя в космическое пространство.

Атмосфера Земли условно разделена на слои, различающиеся по плотности, температуре и составу: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера, ионосфера, экзосфера.

Климат Земли

Климат на нашей планете носит сезонный характер из-за угла наклона оси 23,44 градуса.

Количество солнечной энергии, достигнувшее поверхности Земли, уменьшается с увеличением широты.

Земля разделена на климатические пояса – природные зоны, имеющие приблизительно однородный климат.

В системе классификации Кеппена критерием определения типа климата является то, какие растения произрастают на данной местности. В систему входят пять основных климатических зон (влажные тропические леса, пустыни, умеренный пояс, континентальный климат и полярный тип), которые, в свою очередь, подразделяются на более конкретные подтипы.

Круговорот воды в природе жизненно необходим для существования жизни на суше.

Морские течения являются важным фактором в формировании климата Земли, как и термохалинная циркуляция, создаваемая за счет перепада плотности воды и переносящая тепловую энергию из экваториальных регионов в полярные.

Рельеф Земли

Приблизительно 70,8% поверхности планеты занимает Мировой океан.

На материках расположены реки, озера, подземные воды и льды, вместе с Мировым океаном они составляют гидросферу.

Подводная поверхность гористая, включает систему срединно-океанических хребтов, а также подводные вулканы, океанические желоба, подводные каньоны, океанические плато и абиссальные равнины.

На суше выделяют горы, пустыни, равнины, плоскогорья и другие типы рельефа.

Полюсы Земли покрыты ледяным панцирем, который включает в себя морской лед Арктики и антарктический ледяной щит.

Интересные факты о Земле

Земля является наиболее исследованной планетой Солнечной системы и единственной обитаемой планетой из известных науке.

Земля самая плотная планета Солнечной системы.

Земля образовалась из солнечной туманности около 4,5 миллиарда лет назад.

Гравитационное воздействие Луны на Землю является причиной возникновения океанских приливов.

Землю населяют около 8,7 миллиона видов живых существ, и человек – один из них.

Поверхность планеты постоянно изменялась: континенты появлялись и разрушались, перемещались по поверхности, то собираясь в суперконтинент, то расходясь на изолированные материки.

Падение на Землю астероидов диаметром в несколько тысяч километров представляет опасность ее разрушения, однако все наблюдаемые тела для этого слишком малы и опасны только для биосферы.

Впервые Земля была сфотографирована из космоса в 1959 году космическим аппаратом «Explorer 6».

Первым человеком, увидевшим Землю из космоса, стал в 1961 году Юрий Гагарин.

Из открытого космоса и с планет, расположенных за орбитой Земли, можно наблюдать прохождение нашей планеты через фазы, подобные лунным.

Источник: in-space.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.