Как устроена планета земля


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

Формирование и эволюция планеты Земля

Возраст Земного шара составляет около 4,5 млрд лет. На заре своего существования он еще не был планетой и представлял собой Протоземлю — облако вращающегося газа и межзвездной пыли. Постепенно облако начало сжиматься. Существует гипотеза, что сжатие началось под действием ударной волны, долетевшей из глубин космоса, после взрыва сверхновой звезды. Становясь все плотнее, облако нагревалось. Межзвездная пыль объединялась в более крупные конгломераты. Так, постепенно сформировался шар, состоящий из расплавленных горных пород.


Началось медленное остывание планеты. При охлаждении горная порода на поверхности Земли затвердевала, формируя земную кору. Более тяжелые элементы и более плотные вещества опускались к центру шара. Наружу часто вырывались раскаленные горные породы. Чем холоднее становилась Земля, тем больше вокруг нее конденсировалось газов и водяного пара. 3,8 млрд лет назад на поверхности извергались вулканы, бушевали бури и ливни. Формировались первые континенты, моря и океаны. У планеты появилось собственное магнитное поле.

Около 2,5 млрд лет назад условия на планете сложились таким образом, что в морях смогла возникнуть первая, еще примитивная жизнь. Появились древние растения, благодаря которым атмосфера начала насыщаться кислородом.

Чем ближе условия приближались к современным, тем разнообразнее становилась жизнь на Земле. Примерно 500-400 млн лет назад в воде появились первые животные, потомки которых со временем выбрались на сушу.

Физические характеристики Земли

Земля является одной из теллурических планет. Так называют планеты, имеющие твердую поверхность, металлическое ядро и диаметр, сравнимый с 0,1 долей диаметра Солнца. К этой группе относятся также Меркурий, Венера и Марс. Среди них Земля — самая большая и плотная. Ее средний диаметр составляет 12,7 тыс. километров, масса — 5,97×10^24 кг, а плотность — 5,513 кг/м³. В нашей планетарной системе Земля является пятой по величине.


Основные физические параметры Земли
Характеристика Величина
Экваториальный радиус 6,38 тыс. км
Полярный радиус 6,36 тыс. км
Окружность по экватору 40 тыс. км
Площадь поверхности 510 млн кв. км
Площадь суши 148,9 млн кв. км
Ускорение свободного падения 9,78 м/ кв. с
Скорость вращения вокруг своей оси 1,67 тыс. км/ч
Наклон оси вращения к плоскости орбиты 66°34′
Альбедо 0,3
Температура на поверхности -89,2…+56,7°C

Земля имеет форму геоида — сплюснутого эллипсоида, поэтому ее диаметры по экватору и по нулевому меридиану имеют разную длину. Из-за этого эффекта самыми удаленными от центра планеты точками на поверхности являются вулкан Чимборасо и гора Уаскаран.

Орбита и вращение

Земля удалена от Солнца на 150 млн км. Она вращается вокруг него по эллиптической орбите с запада на восток, а также вокруг собственной оси в том же направлении. Протяженность орбиты — 940 млн км. Средняя скорость движения по орбите — 29,8 км/с.

Время прохождения орбиты составляет 365,24 суток, а 1 оборот вокруг своей оси занимает 23 часа 56 минут. Эти величины определили длину года и суток на нашей планете. Земля вращается вокруг своей оси быстрее других теллурических планет, но медленнее, чем газовые.

Магнитное поле


В центре Земли находится железоникелевое ядро. Вращаясь, оно создает магнитное поле нашей планеты. Пространство вокруг Земли, в границах которого действую силы магнитного поля, называется магнитосферой. Благодаря ей все живое на ее поверхности защищено от воздействия солнечного ветра — потока заряженных частиц, летящих от Солнца. Магнитосфера отклоняет этот поток в стороны.

Магнитное поле Земли имеет 2 полюса, которые почти совпадают с географическими полюсами планеты. В этих областях частицы могут проникать в атмосферу, из-за чего возникает северное (полярное) сияние (Аврора). При столкновении частиц солнечного ветра с молекулами кислорода возникает красное и желтое свечение, а с молекулами азота — синее.

Структура Земли

Земля имеет слоистое строение. С увеличением глубины происходит следующая смена слоев:

  • кора;
  • верхняя мантия;
  • мантия;
  • жидкое внешнее ядро;
  • твердое внутреннее ядро.

В составе земной коры выделяют литосферу и астеносферу — верхний и нижний слой соответственно. Литосфера состоит из тектонических плит, прижатых друг к другу и при этом медленно движущихся относительно друг друга. Средняя толщина литосферы — 64 км, при этом континентальная кора тоньше океанической. Крупнейшие тектонические плиты Земли:

  1. Евразийская.
  2. Антарктическая.
  3. Африканская.
  4. Североамериканская.
  5. Южноамериканская.
  6. Тихоокеанская.
  7. Индо-Австралийская.

Астеносфера — переходный слой между литосферой и верхней мантией, которая представляет собой вязкие, расплавленные горные породы. В этом слое возникают хаотичные течения, которые и приводят к движению тектонических плит. При их столкновении, наползании друг на друга или разрыве случаются землетрясения, возникают горы и каньоны.

По мере движения к центру Земли структура мантии меняется и она становится твердой. Мантия представлена силикатными горными породами и простирается до глубины 2,9 тыс. км. На ее долю приходится 83% объема и 67% массы планеты.

Под мантией находится земное ядро — самая горячая и тяжелая часть планеты. Его температура достигает 4 тыс.℃. Радиус внешнего ядра Земли составляет 3,4 тыс. км, а внутреннего — 1,2 тыс. км. Жидкая часть ядра состоит из железа и серы, а твердая — из железа и никеля.

Гидросфера планеты

Гидросфера Земли начала формироваться 4 млрд лет назад. Она объединяет все запасы воды:

  1. Мировой океан.
  2. Пресные континентальные воды.
  3. Замерзшие воды (снежный покров и ледники).
  4. Водяной пар и облака в атмосфере.

Мировой океан представляет собой водное пространство, покрывающее нашу планету и имеющее общий солевой состав. Он занимает около 70% всей поверхности Земли, а остальное приходится на сушу — континенты и острова. Мировой океан объединяет:

  1. Океаны:

    • Тихий;
    • Атлантический;
    • Индийский;
    • Северный Ледовитый;
    • Южный (введен в 2000 г.).
  2. Моря.
  3. Заливы.
  4. Проливы.

Континентальные воды — это озера, реки, подземные воды, болота и т. п. Вместе со льдом и снегами они составляют запасы пресной воды на Земле, на которые приходится примерно 2,5% гидросферы.

Атмосфера земли

Атмосфера — это воздушная оболочка Земли, простирающаяся на высоту 550 км. В ее состав входят:

  • тропосфера (до 12 км);
  • стратосфера (12-50 км);
  • мезосфера (50-80 км);
  • термосфера (80-1000 км);
  • экзосфера.

Свойства разных слоев не похожи между собой. Нижние слои атмосферы являются наиболее плотными, а с набором высоты плотность падает. Тропосфера составляет почти 80% всей массы атмосферы и содержит 99% газообразной воды на Земле. В ее химический состав входят следующие газы:

  • азот (78%);
  • кислород (21%);
  • инертный газ аргон (1%);
  • углекислый газ или диоксид углерода;
  • водяной пар.

Стратосфера — второй слой атмосферы. Здесь располагается озоновый слой, который защищает Землю от избытка ультрафиолета. С увеличением высоты температура слоев сначала падает, а затем начинает повышаться благодаря поглощающим способностям озонового слоя. В нижней части стратосферы летают самолеты.

При переходе в мезосферу падение температуры возобновляется и достигает -80…-100 °C. В этом слое происходит формирование серебристых облаков, состоящих из кристаллов замерзшей воды. Несмотря на то что мезосфера — самый холодный атмосферный слой Земли, здесь сгорают почти все метеориты, падающие на планету.

В термосфере температура начинает быстро расти и на высоте 800 км достигает 727 °C. Выше воздух становится слишком разреженным, чтобы нагреваться от столкновения частиц.

Экзосфера состоит в основном из водорода и гелия — самых легких газов. Она не имеет четких границ и является переходным слоем между атмосферой и космической пустотой. Здесь частицы способны приобретать скорость, достаточную для того, чтобы покинуть атмосферу Земли и улететь в космическое пространство. Вместе термосфера и экзосфера составляют ионосферу — слой, в котором под воздействием солнечного ветра ионизируются частицы воздуха.

Климат на планете

Климат на Земле формируется под влиянием поступающей на планету солнечной энергии и процессов, происходящих в атмосфере и гидросфере (например, круговорота воды, ветра, движения циклонов). Выделяют 4 основных климатических пояса (полярный, умеренный, тропический, экваториальный) и 4 переходных (субарктический, субантарктический, субэкваториальный и субтропический). В границах одного пояса климат является однородным.


Самый жаркий среди них — экваториальный. Здесь температура достигает +80 °C. Самый холодный — полярный. Это связано с распределением солнечной энергии, достигающей поверхности планеты. В полярных широтах световые лучи проходят более длинный путь в атмосфере и теряют по дороге больше энергии.

Существуют и другие классификации климатических зон Земли. Например, в основе одной из них лежит тип растительности, произрастающей на рассматриваемой территории. Согласно этой системе выделяют следующие природные зоны:

  • тропические леса;
  • пустыни;
  • умеренная зона;
  • континентальный пояс;
  • полярный тип.

Особенности климата, формирующегося в тех или иных природных зонах, обуславливаются также удаленностью от морей, направлением течений, рельефом местности и другим факторами.

Рельеф земли

Рельеф — это форма поверхности планеты, у Земли он не похож на кору других планет, т. к. на нем мало кратеров, оставшихся от падения метеоритов. Большинство из них исчезли под воздействием различных природных явлений и геологических процессов (движение тектонических плит, эрозия, выветривание и др.).

Выделяют такие типы рельефа местности:

  • горы и горные хребты;
  • каньоны и траншеи;
  • равнины и плато;
  • пустыни;
  • плоскогорья и др.

Все эти формирования могут встречаться как на суше, так и на дне водных массивов. Самая низкая точка рельефа Земли — «Бездна Челленджера» в Марианской впадине на глубине 11 км ниже уровня моря. Самая высокая — вершина горы Эверест на высоте 8,8 км над уровнем моря.

Карта поверхности

Географическая карта или карта поверхности — это проекция или модельное отображение рельефа планеты в уменьшенном виде с использованием условных знаков. Карты отличаются по масштабу и степени детализации, могут отображать поверхность всей планеты или отдельных участков и имеют разное назначение.

Существуют справочные, учебные, туристические, технические, навигационные, тематические, физические и др. карты. Все они содержат разные виды искажений, связанных с переносом выгнутой поверхности Земли на плоскость.

Спутник Луна

Луна является естественным спутником Земли и пятым по величине спутником Солнечной системы. Она находится на расстоянии 384 тыс. км от Земли и вращается вокруг нее со скоростью 1 км/с. Согласно современным научным представлениям, Луна образовалась 4,5 млрд лет назад из-за столкновения планеты с крупным небесным телом. Эта теория была выдвинута в 1984 г. и с того момента остается наиболее обоснованной.

Диаметр Луны составляет 3,5 тыс. км, что всего в 4 раза меньше земного. Благодаря таким размерам спутник оказывает гравитационное воздействие на Землю, которое приводит к чередованию приливов и отливов. Еще одна особенность Луны, связанная с гравитационным взаимодействием, ее заблокированное положение по отношению к Земному шару. Она всегда обращена к нашей планете только одной стороной.

На Луне нет атмосферы и воды. Ее поверхность покрыта реголитом — смесью пыли и обломков горных пород, образовавшихся при падении метеоритов. Толщина реголита неравномерна и может достигать десятков метров. Гравитация на Луне слабее земной. Вес любого объекта там будет в 6 раз меньше, чем на Земле.

Луна остается единственным космическим телом, на котором побывали люди. Первые шаги по лунной поверхности совершил Нил Армстронг в 1969 г. С тех пор на спутнике побывало еще 12 космонавтов.

Жизнь на Земле

Первая примитивная жизнь на нашей планете возникла 3,5-4 млрд. лет назад и представляла собой сложные молекулы, способные к воспроизведению. Появление кислорода, аэрация морей, изменение температурного режима и таяние ледников сделало возможным возникновение сначала одноклеточных, а затем и многоклеточных организмов, с которых начался долгий путь эволюции жизни на Земле.

В развитии жизни на Земле можно выделить следующие важные эпохи:

  1. Палеоархей — развитие прокариот, бактерий и цианобактерий.
  2. Неоархей — появление кислородного фотосинтеза.
  3. Орозирий — появление эукариот (одноклеточных организмов с ядрами).
  4. Стратерий — появление организмов с дифференцированными клетками.
  5. Эктазий — появление водорослей.
  6. Эдиакарий — появление беспозвоночных животных.
  7. Кембрий — появление первых позвоночных животных.
  8. Ордовик — появление высших растений.
  9. Пермь — пермское вымирание, погубившее 70-90% видов позвоночных.
  10. Триас — начало эры динозавров и появление первых млекопитающих.
  11. Мел — появление приматов.
  12. Начало Палеогена — мел-палеогеновое вымирание, в результате которого исчезло 16% семейств морских животных, 18% семейств сухопутных позвоночных и нептицеподобные динозавры.
  13. Антропоген или четвертичный период — появление предков человека (род Homo).
  14. 100 тыс. лет назад — начало истории человечества (люди приобрели современный облик).

Представления о развитии жизни на Земле ученые получают, изучая палеонтологические находки и анализируя схожесть существующих видов.

Исследования планеты

Переход от попыток мифического объяснения существования мира к его рациональному изучению начался еще в античные времена и ускорился с появлением письменности. Первые описания Земли отличались наивностью и были развенчаны учеными по мере развития научных знаний.

Представления о планете как о плоском диске были опровергнуты еще в VI в. до н. э., а в III в. до н. э. древнегреческий ученый Эратосфен Киренский смог вычислить длину окружности Земли. Другой грек, философ Аристотель, примерно в то же время рассуждал о медленном движении земной коры и впервые попытался определить возраст планеты. Такие же попытки предпринимали и другие ученые. Плиний и Шень Го независимо друг от друга с этой целью изучали окаменелости и горные породы.

В XVI в. багаж научных знаний пополнился теорией Коперника о гелиоцентрической модели мира. В этот же период изобретение телескопа Галилео Галилеем позволило расширить представления о месте планеты в Солнечной системе и вывело астрономию на новый научный уровень.

В 1959 г. был получен первый снимок Земли с космического аппарата Эксплорер-6, а 1961 г. Юрий Гагарин стал первым человеком, который посмотрел на нашу планету из космоса своими глазами.

В дальнейшем наблюдения, развитие геологии, космические исследования позволили человечеству составить подробную систему знаний о Земле как планете.

Будущее Земли

Будущее Земли, как планеты, зависит от множества факторов:

  • изменения излучения Солнца;
  • темпов остывания земного ядра;
  • поведения тектонических плит;
  • воздействия со стороны других планет Солнечной системы;
  • столкновения с космическими телами.

Согласно одной из существующих теорий, планету ждут циклы оледенения, связанные с изменениями орбиты и оси вращения, что снова вызовет вымирание большого количества видов.

Другая гипотеза связывает судьбу Земли с увеличением солнечной активности, которое предположительно произойдет через 1-3 млрд лет, вызовет испарение океанов и приведет к возникновению парникового эффекта через 4 млрд лет. К тому времени на планете не останется жизни. Через еще 3,5 млрд. лет она будет поглощена Солнцем, превратившимся в красного гиганта. Некоторые ученые предполагают, что планета продолжит существовать, но изменит свою орбиту.

Все эти теории относятся к далекому будущему и претерпят еще немало изменений, связанных с развитием науки и знаний о Вселенной.

Источник: o-kosmose.ru

Планеты нашей Солнечной системы
Восемь планет нашей Солнечной системы принято разделять на внутренние (Меркурий, Венера, Земля, Марс), расположенные ближе к звезде, и внешние (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун). Отличаются они не только расстоянием до Солнца, но и рядом других характеристик. Внутренние планеты − плотные и каменистые, небольших размеров; внешние − газовые гиганты. У внутренних совсем немного естественных спутников, или нет вовсе; у внешних их десятки, а у Сатурна есть еще и кольца.

Сравнительные размеры планет (слева направо: Меркурий, Венера, Земля, Марс)
Базовая «анатомия» внутренних планет Солнечной системы проста: все они состоят из коры, мантии и ядра. Кроме того, у некоторых ядро разделяется на внутреннее и внешнее. Например, как устроена Земля? Твердая кора покрывает полурасплавленную мантию, а в центре находится «двухслойное» ядро − жидкое внешнее и твердое внутреннее. Кстати, именно наличие жидкого металлического ядра создает на планете глобальное магнитное поле. На Марсе, к примеру, все немного иначе: твердая кора, твердая мантия, твердое ядро − он напоминает цельный бильярдный шар, и никакого магнитного поля у него нет.

Газовые гиганты − Сатурн и Юпитер − сложены совершенно иначе. Из самого названия этого типа планет понятно, что они представляют собой огромные шары газа, не имеющие твердой поверхности. Если б кому-нибудь довелось спускаться на одну из таких планет, он падал бы и падал к ее центру, где расположено небольшое твердое ядро. На Уране и Нептуне аммиак, метан и другие знакомые нам газы могут существовать лишь в твердой форме, поэтому две дальние планеты представляют собой огромные шары из льда и твердых фрагментов − ледяные гиганты. Впрочем, давайте рассмотрим их все по порядку, одну за другой.

Меркурий: громадное ядро

Ближайшая к Солнцу планета − одна из самых плотных в нашем списке: будучи чуть меньше спутника Сатурна Титана, она более чем вдвое тяжелее его. Плотнее Меркурия только Земля, но Земля достаточно велика для того, чтобы ее уплотняла еще и собственная гравитация, а если б этот эффект не проявлялся, то Меркурий был бы чемпионом.

Здесь царит тяжелое железо-никелевое ядро. Оно исключительно велико для планеты таких размеров − по некоторым предположениям, ядро может занимать основную часть объема Меркурия и иметь радиус около 1800-1900 км, примерно с Луну. Зато окружающие его кремниевые мантия и кора сравнительно тонки, не более 500-600 км в толщину. Судя по тому, что планета вращается слегка неравномерно (как сырое яйцо), ядро ее расплавлено и создает на планете глобальное магнитное поле.

Происхождение большого, плотного, исключительно богатого железом ядра Меркурия остается загадкой. Возможно, некогда Меркурий был в несколько раз крупнее, и ядро его не было чем-то аномальным, но в результате столкновения с неизвестным телом от него «отвалился» изрядный кусок коры и мантии. К сожалению, подтвердить эту теорию пока не удается.

1. Кора, толщина — 100-300 км. 2. Мантия, толщина — 600 км. 3. Ядро, радиус — 1800 км.
Венера: толстая кора

Самая беспокойная и горячая планета Солнечной системы. Ее чрезвычайно плотная и бурная атмосфера состоит из углекислого газа, метана и сероводорода, который выбрасывают многочисленные активные вулканы. Поверхность Венеры на 90% покрыта базальтовой лавой, здесь имеются обширные возвышенности на манер земных материков − жаль, что вода в жидком виде здесь существовать не может, вся она давно испарилась.

Внутреннее строение Венеры изучено плохо. Считается, что ее толстая силикатная кора уходит в глубину на несколько десятков километров. Судя по некоторым данным, 300-500 млн лет назад планета полностью обновила кору в результате катастрофических масштабов вулканизма. Предположено, что тепло, которое вырабатывается в недрах планеты из-за радиоактивного распада, не может на Венере «стравливаться» постепенно, как на Земле, посредством тектоники плит. Тектоники плит здесь нет, и энергия эта накапливается подолгу, и время от времени «прорывается» такими глобальными вулканическими «бурями».

Под корой Венеры начинается 3000-километровый слой расплавленной мантии неустановленного состава. А раз Венера относится к тому же типу планет, что и Земля, у нее предполагается и наличие железо-никелевого ядра диаметром около 3000 км. С другой стороны, наблюдения не обнаружили у Венеры собственного магнитного поля. Это может означать, что заряженные частицы в ядре не двигаются, и оно находится в твердом состоянии.

Возможное внутреннее строение Венеры
Земля: всё идеально

Наша любимая родная планета изучена, конечно, лучше всех, в том числе и геологически. Если двигаться от ее поверхности в глубину, твердая кора будет тянуться до примерно 40 км. Резко отличаются континентальная и океаническая кора: толщина первой может доходить до 70 км, а второй − практически не бывает более 10 км. Первая содержит немало вулканических пород, вторая покрыта толстым слоем осадочных.

Кора, как потрескавшаяся сухая грязь, разделена на литосферные плиты, двигающиеся относительно друг друга. Судя по современным данным, тектоника плит − уникальное в Солнечной системе явление, которое обеспечивает постоянное и некатастрофическое, в целом спокойное обновление ее поверхности. Очень удобно для всех!

Ниже начинаются слои мантии: верхняя (40-400 км), нижняя (до 2700 км). На мантию приходится львиная доля массы планеты − почти 70%. По объему мантия еще внушительнее: если не считать атмосферу, она занимает около 83% нашей планеты. Состав мантии, скорее всего, напоминает состав каменистых метеоритов, она богата кремнием, железом, кислородом, магнием. Несмотря на постоянное перемешивание, не стоит считать мантию жидкой в привычном понимании этого слова. Из-за огромного давления почти все ее вещество находится в кристаллическом состоянии.

Наконец, мы попадем в железо-никелевое ядро: расплавленное внешнее (на глубине до 5100 км) и твердое внутреннее (вплоть до 6400 км). На ядро приходится почти 30% массы Земли, а конвекция жидкого металла во внешнем ядре создает на планете глобальное магнитное поле.

Общая структура планеты Земля
Марс: застывшие плиты

Хотя сам Марс заметно меньше Земли, интересно, что площадь его поверхности примерно равна площади земной суши. Но перепады высот здесь куда заметнее: на Красной планете расположены самые высокие в Солнечной системе горы. Местный Эверест − Олимпус Монс − поднимается на высоту 24 км, а громадные горные хребты выше 10 км могут тянуться на тысячи километров.

Покрытая базальтовыми породами кора планеты в северном полушарии имеет толщину около 35 км, а в южном − аж до 130 км. Считается, что некогда на Марсе также существовало движение литосферных плит, однако с какого-то момента они остановились. Из-за этого вулканические точки перестали менять свое расположение, и вулканы стали расти и расти сотни миллионов лет, создавая исключительно могучие горные вершины.

Средняя плотность планеты довольно невелика − видимо, из-за небольших размеров ядра и наличия в нем немалого (до 20%) количества легких элементов − скажем, серы. Судя по имеющимся данным, ядро Марса имеет радиус около 1500-1700 км и остается жидким лишь частично, а значит − способно создавать на планете лишь очень слабое магнитное поле.

Сравнение строения Марса и других планет земной группы
Юпитер: сила тяжести и легкие газы

Сегодня не существует технических возможностей исследовать строение Юпитера: слишком уж велика эта планета, слишком сильна ее гравитация, слишком плотна и неспокойна атмосфера. Впрочем, где здесь кончается атмосфера и начинается сама планета, сказать трудно: этот газовый гигант, по сути, не имеет никаких четких внутренних границ.

По существующим теориям, в центре Юпитера имеется твердое ядро по массе в 10-15 раз больше Земли и в полтора раза крупнее ее по размерам. Впрочем, на фоне планеты-великана (масса Юпитера больше массы всех остальных планет Солнечной системы вместе взятых) эта величина совсем незначительна. Вообще же Юпитер состоит на 90% из обычного водорода, а на оставшиеся 10% − из гелия, с некоторым количеством простых углеводородов, азота, серы, кислорода. Но не стоит думать, что из-за этого структура газового гиганта «проста».

При колоссальном давлении и температуре водород (а по некоторым данным, и гелий) здесь должен существовать, в основном, в необычной металлической форме − этот слой, возможно, тянется на глубину в 40-50 тыс. км. Здесь электрон отрывается от протона и начинает вести себя свободно, как в металлах. Такой жидкий металлический водород, естественно, является отличным проводником и создает на планете исключительно мощное магнитное поле.

Модель внутренней структуры Юпитера
Сатурн: саморазогревающаяся система

Несмотря на все внешние различия, отсутствие знаменитого Красного пятна и наличие еще более знаменитых колец, Сатурн очень похож на соседний Юпитер. Он состоит из водорода на 75%, и на 25% из гелия, со следовым количеством воды, метана, аммиака и твердых веществ, в основном сосредоточенных в горячем ядре. Как и на Юпитере, здесь имеется толстый слой металлического водорода, создающий мощное магнитное поле.

Пожалуй, главным отличием двух газовых гигантов являются теплые недра Сатурна: процессы в глубине поставляют планете уже больше энергии, чем солнечное излучение − он излучает в 2,5 раза больше энергии сам, чем получает от Солнца.

Этих процессов, видимо, два (отметим, что и на Юпитере они также работают, просто на Сатурне имеют большее значение) − радиоактивный распад и механизм Кельвина − Гельмгольца. Работу этого механизма можно представить  довольно легко: планета охлаждается, давление в ней падает,  и она немного сжимается, а сжатие создает дополнительное тепло. Впрочем, нельзя исключать и наличие других эффектов, создающих энергию в недрах Сатурна.

Внутреннее строение Сатурна
Уран: лед и камень

А вот на Уране внутреннего тепла явно недостаточно, причем настолько, что это до сих пор требует специального объяснения и озадачивает ученых. Даже Нептун, на Уран очень похожий, излучает тепло в разы больше, Уран же мало того, что получает от Солнца совсем немного, так и отдает порядка 1% этой энергии. Это самая холодная планета Солнечной системы, температура здесь может падать до 50 Кельвин.

Считается, что основная масса Урана приходится на смесь льдов − водного, метанового и аммиачного. Вдесятеро меньше по массе здесь водорода с гелием, и еще меньше твердых пород, скорее всего, сосредоточенных в сравнительно небольшом каменном ядре. Основная доля приходится на ледяную мантию. Правда, этот лед − не совсем та субстанция, к которой мы привыкли, он текуч и плотен.

Это означает, что у ледяного гиганта тоже нет никакой твердой поверхности: газообразная, состоящая из водорода и гелия атмосфера без явной границы переходит в жидкие верхние слои самой планеты.

Внутреннее строение Урана
Нептун: алмазный дождь

Как и у Урана, у Нептуна атмосфера особенно заметна, она составляет 10-20% всей массы планеты и простирается на 10-20% расстояния до ядра в ее центре. Состоит она из водорода, гелия и метана, который придает планете голубоватый цвет. Опускаясь сквозь нее вглубь, мы заметим, как атмосфера постепенно уплотняется, медленно переходя в жидкую и горячую электропроводящую мантию.

Мантия Нептуна в десяток раз тяжелее всей нашей Земли и богата аммиаком, водой, метаном. Она действительно горяча − температура может достигать тысяч градусов − но традиционно вещество это называют ледяным, а Нептун, как и Уран, относят к ледяным гигантам.

Существует гипотеза, согласно которой ближе к ядру давление и температура достигают такой величины, что метан «рассыпается» и «спрессовывается» в кристаллы алмазов, которые на глубине ниже 7000 км образуют океан «алмазной жидкости», который проливается «дождями» на ядро планеты. Железо-никелевое ядро Нептуна богато силикатами и лишь немногим больше земного, хотя давление в центральных областях гиганта намного выше.

1. Верхняя атмосфера, верхние облака 2. Атмосфера, состоящая из водорода, гелия и метана 3. Мантия, состоящая из воды, аммиака и метанового льда 4. Железо-никелевое ядро
©

Источник: martosennij.livejournal.com

Планеты нашей Солнечной системы
Восемь планет нашей Солнечной системы принято разделять на внутренние (Меркурий, Венера, Земля, Марс), расположенные ближе к звезде, и внешние (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун). Отличаются они не только расстоянием до Солнца, но и рядом других характеристик. Внутренние планеты − плотные и каменистые, небольших размеров; внешние − газовые гиганты. У внутренних совсем немного естественных спутников, или нет вовсе; у внешних их десятки, а у Сатурна есть еще и кольца.

Сравнительные размеры планет (слева направо: Меркурий, Венера, Земля, Марс)
Базовая «анатомия» внутренних планет Солнечной системы проста: все они состоят из коры, мантии и ядра. Кроме того, у некоторых ядро разделяется на внутреннее и внешнее. Например, как устроена Земля? Твердая кора покрывает полурасплавленную мантию, а в центре находится «двухслойное» ядро − жидкое внешнее и твердое внутреннее. Кстати, именно наличие жидкого металлического ядра создает на планете глобальное магнитное поле. На Марсе, к примеру, все немного иначе: твердая кора, твердая мантия, твердое ядро − он напоминает цельный бильярдный шар, и никакого магнитного поля у него нет.

Газовые гиганты − Сатурн и Юпитер − сложены совершенно иначе. Из самого названия этого типа планет понятно, что они представляют собой огромные шары газа, не имеющие твердой поверхности. Если б кому-нибудь довелось спускаться на одну из таких планет, он падал бы и падал к ее центру, где расположено небольшое твердое ядро. На Уране и Нептуне аммиак, метан и другие знакомые нам газы могут существовать лишь в твердой форме, поэтому две дальние планеты представляют собой огромные шары из льда и твердых фрагментов − ледяные гиганты. Впрочем, давайте рассмотрим их все по порядку, одну за другой.

Меркурий: громадное ядро

Ближайшая к Солнцу планета − одна из самых плотных в нашем списке: будучи чуть меньше спутника Сатурна Титана, она более чем вдвое тяжелее его. Плотнее Меркурия только Земля, но Земля достаточно велика для того, чтобы ее уплотняла еще и собственная гравитация, а если б этот эффект не проявлялся, то Меркурий был бы чемпионом.

Здесь царит тяжелое железо-никелевое ядро. Оно исключительно велико для планеты таких размеров − по некоторым предположениям, ядро может занимать основную часть объема Меркурия и иметь радиус около 1800-1900 км, примерно с Луну. Зато окружающие его кремниевые мантия и кора сравнительно тонки, не более 500-600 км в толщину. Судя по тому, что планета вращается слегка неравномерно (как сырое яйцо), ядро ее расплавлено и создает на планете глобальное магнитное поле.

Происхождение большого, плотного, исключительно богатого железом ядра Меркурия остается загадкой. Возможно, некогда Меркурий был в несколько раз крупнее, и ядро его не было чем-то аномальным, но в результате столкновения с неизвестным телом от него «отвалился» изрядный кусок коры и мантии. К сожалению, подтвердить эту теорию пока не удается.

1. Кора, толщина — 100-300 км. 2. Мантия, толщина — 600 км. 3. Ядро, радиус — 1800 км.
Венера: толстая кора

Самая беспокойная и горячая планета Солнечной системы. Ее чрезвычайно плотная и бурная атмосфера состоит из углекислого газа, метана и сероводорода, который выбрасывают многочисленные активные вулканы. Поверхность Венеры на 90% покрыта базальтовой лавой, здесь имеются обширные возвышенности на манер земных материков − жаль, что вода в жидком виде здесь существовать не может, вся она давно испарилась.

Внутреннее строение Венеры изучено плохо. Считается, что ее толстая силикатная кора уходит в глубину на несколько десятков километров. Судя по некоторым данным, 300-500 млн лет назад планета полностью обновила кору в результате катастрофических масштабов вулканизма. Предположено, что тепло, которое вырабатывается в недрах планеты из-за радиоактивного распада, не может на Венере «стравливаться» постепенно, как на Земле, посредством тектоники плит. Тектоники плит здесь нет, и энергия эта накапливается подолгу, и время от времени «прорывается» такими глобальными вулканическими «бурями».

Под корой Венеры начинается 3000-километровый слой расплавленной мантии неустановленного состава. А раз Венера относится к тому же типу планет, что и Земля, у нее предполагается и наличие железо-никелевого ядра диаметром около 3000 км. С другой стороны, наблюдения не обнаружили у Венеры собственного магнитного поля. Это может означать, что заряженные частицы в ядре не двигаются, и оно находится в твердом состоянии.

Возможное внутреннее строение Венеры
Земля: всё идеально

Наша любимая родная планета изучена, конечно, лучше всех, в том числе и геологически. Если двигаться от ее поверхности в глубину, твердая кора будет тянуться до примерно 40 км. Резко отличаются континентальная и океаническая кора: толщина первой может доходить до 70 км, а второй − практически не бывает более 10 км. Первая содержит немало вулканических пород, вторая покрыта толстым слоем осадочных.

Кора, как потрескавшаяся сухая грязь, разделена на литосферные плиты, двигающиеся относительно друг друга. Судя по современным данным, тектоника плит − уникальное в Солнечной системе явление, которое обеспечивает постоянное и некатастрофическое, в целом спокойное обновление ее поверхности. Очень удобно для всех!

Ниже начинаются слои мантии: верхняя (40-400 км), нижняя (до 2700 км). На мантию приходится львиная доля массы планеты − почти 70%. По объему мантия еще внушительнее: если не считать атмосферу, она занимает около 83% нашей планеты. Состав мантии, скорее всего, напоминает состав каменистых метеоритов, она богата кремнием, железом, кислородом, магнием. Несмотря на постоянное перемешивание, не стоит считать мантию жидкой в привычном понимании этого слова. Из-за огромного давления почти все ее вещество находится в кристаллическом состоянии.

Наконец, мы попадем в железо-никелевое ядро: расплавленное внешнее (на глубине до 5100 км) и твердое внутреннее (вплоть до 6400 км). На ядро приходится почти 30% массы Земли, а конвекция жидкого металла во внешнем ядре создает на планете глобальное магнитное поле.

Общая структура планеты Земля
Марс: застывшие плиты

Хотя сам Марс заметно меньше Земли, интересно, что площадь его поверхности примерно равна площади земной суши. Но перепады высот здесь куда заметнее: на Красной планете расположены самые высокие в Солнечной системе горы. Местный Эверест − Олимпус Монс − поднимается на высоту 24 км, а громадные горные хребты выше 10 км могут тянуться на тысячи километров.

Покрытая базальтовыми породами кора планеты в северном полушарии имеет толщину около 35 км, а в южном − аж до 130 км. Считается, что некогда на Марсе также существовало движение литосферных плит, однако с какого-то момента они остановились. Из-за этого вулканические точки перестали менять свое расположение, и вулканы стали расти и расти сотни миллионов лет, создавая исключительно могучие горные вершины.

Средняя плотность планеты довольно невелика − видимо, из-за небольших размеров ядра и наличия в нем немалого (до 20%) количества легких элементов − скажем, серы. Судя по имеющимся данным, ядро Марса имеет радиус около 1500-1700 км и остается жидким лишь частично, а значит − способно создавать на планете лишь очень слабое магнитное поле.

Сравнение строения Марса и других планет земной группы
Юпитер: сила тяжести и легкие газы

Сегодня не существует технических возможностей исследовать строение Юпитера: слишком уж велика эта планета, слишком сильна ее гравитация, слишком плотна и неспокойна атмосфера. Впрочем, где здесь кончается атмосфера и начинается сама планета, сказать трудно: этот газовый гигант, по сути, не имеет никаких четких внутренних границ.

По существующим теориям, в центре Юпитера имеется твердое ядро по массе в 10-15 раз больше Земли и в полтора раза крупнее ее по размерам. Впрочем, на фоне планеты-великана (масса Юпитера больше массы всех остальных планет Солнечной системы вместе взятых) эта величина совсем незначительна. Вообще же Юпитер состоит на 90% из обычного водорода, а на оставшиеся 10% − из гелия, с некоторым количеством простых углеводородов, азота, серы, кислорода. Но не стоит думать, что из-за этого структура газового гиганта «проста».

При колоссальном давлении и температуре водород (а по некоторым данным, и гелий) здесь должен существовать, в основном, в необычной металлической форме − этот слой, возможно, тянется на глубину в 40-50 тыс. км. Здесь электрон отрывается от протона и начинает вести себя свободно, как в металлах. Такой жидкий металлический водород, естественно, является отличным проводником и создает на планете исключительно мощное магнитное поле.

Модель внутренней структуры Юпитера
Сатурн: саморазогревающаяся система

Несмотря на все внешние различия, отсутствие знаменитого Красного пятна и наличие еще более знаменитых колец, Сатурн очень похож на соседний Юпитер. Он состоит из водорода на 75%, и на 25% из гелия, со следовым количеством воды, метана, аммиака и твердых веществ, в основном сосредоточенных в горячем ядре. Как и на Юпитере, здесь имеется толстый слой металлического водорода, создающий мощное магнитное поле.

Пожалуй, главным отличием двух газовых гигантов являются теплые недра Сатурна: процессы в глубине поставляют планете уже больше энергии, чем солнечное излучение − он излучает в 2,5 раза больше энергии сам, чем получает от Солнца.

Этих процессов, видимо, два (отметим, что и на Юпитере они также работают, просто на Сатурне имеют большее значение) − радиоактивный распад и механизм Кельвина − Гельмгольца. Работу этого механизма можно представить  довольно легко: планета охлаждается, давление в ней падает,  и она немного сжимается, а сжатие создает дополнительное тепло. Впрочем, нельзя исключать и наличие других эффектов, создающих энергию в недрах Сатурна.

Внутреннее строение Сатурна
Уран: лед и камень

А вот на Уране внутреннего тепла явно недостаточно, причем настолько, что это до сих пор требует специального объяснения и озадачивает ученых. Даже Нептун, на Уран очень похожий, излучает тепло в разы больше, Уран же мало того, что получает от Солнца совсем немного, так и отдает порядка 1% этой энергии. Это самая холодная планета Солнечной системы, температура здесь может падать до 50 Кельвин.

Считается, что основная масса Урана приходится на смесь льдов − водного, метанового и аммиачного. Вдесятеро меньше по массе здесь водорода с гелием, и еще меньше твердых пород, скорее всего, сосредоточенных в сравнительно небольшом каменном ядре. Основная доля приходится на ледяную мантию. Правда, этот лед − не совсем та субстанция, к которой мы привыкли, он текуч и плотен.

Это означает, что у ледяного гиганта тоже нет никакой твердой поверхности: газообразная, состоящая из водорода и гелия атмосфера без явной границы переходит в жидкие верхние слои самой планеты.

Внутреннее строение Урана
Нептун: алмазный дождь

Как и у Урана, у Нептуна атмосфера особенно заметна, она составляет 10-20% всей массы планеты и простирается на 10-20% расстояния до ядра в ее центре. Состоит она из водорода, гелия и метана, который придает планете голубоватый цвет. Опускаясь сквозь нее вглубь, мы заметим, как атмосфера постепенно уплотняется, медленно переходя в жидкую и горячую электропроводящую мантию.

Мантия Нептуна в десяток раз тяжелее всей нашей Земли и богата аммиаком, водой, метаном. Она действительно горяча − температура может достигать тысяч градусов − но традиционно вещество это называют ледяным, а Нептун, как и Уран, относят к ледяным гигантам.

Существует гипотеза, согласно которой ближе к ядру давление и температура достигают такой величины, что метан «рассыпается» и «спрессовывается» в кристаллы алмазов, которые на глубине ниже 7000 км образуют океан «алмазной жидкости», который проливается «дождями» на ядро планеты. Железо-никелевое ядро Нептуна богато силикатами и лишь немногим больше земного, хотя давление в центральных областях гиганта намного выше.

1. Верхняя атмосфера, верхние облака 2. Атмосфера, состоящая из водорода, гелия и метана 3. Мантия, состоящая из воды, аммиака и метанового льда 4. Железо-никелевое ядро
©

Источник: martosennij.livejournal.com

Потрогай планету!

Открывайте клапаны, узнавайте тайны нашей удивительной планеты, которые она прячет в каждом своем слое. И наслаждайтесь объемными иллюстрациями, прекрасными, как сама Земля.

Это не книга, а настоящий восторг. И вот почему:

— в ней есть откидные клапаны, которые раскроют тайны нашей планеты;

— многослойные иллюстрации позволят рассмотреть все, что есть под землей;

— иллюстрации от итальянской студии Bomboland покажут, что находится у нас под ногами — на поверхности и глубоко под землей.

Как устроена планета земля
Удивительные пещеры таят в себе немало тайн. Разворот оригинала книги

В недрах планеты

Пройдя сквозь тоннели страниц, вы поднимитесь на вершину горы и спуститесь в глубокую пещеру, прокатитесь на морской волне и почувствуете зной пустыни, окажетесь в облаках и в эпицентре землетрясения.

Это будет поистине незабываемое путешествие, в котором ваш ребенок сделает множество открытий.

Посмотрите, как образно описывается строение Земли:

Зелёно-голубая поверхность Земли похожа на мозаику из континентов и океанов. Под ней находится тонкий внешний слой планеты — земная кора. Под корой лежит толстый слой мантии. Горные породы мантии разогреты настолько, что стали вязкими, как пластилин. Иногда вещество мантии плавится и прорывается на поверхность через жерла вулканов.

Как устроена планета земля
Гейзеры, фумаролы и другие явления, связанные с вулканами. Иллюстрация из книги

Подводные вулканы и полярное сияние

Волшебство книги не только в иллюстрациях, но и в текстах. На каждой странице вас ждут образные объяснения сложных вещей и любопытные факты.

Берега

Узкая полоска земли между сушей и морем называется берегом. Если соединить все берега Земли в одну линию, то её длина составит более миллиона километров, то есть ею можно будет обернуть Землю около 29 раз!

Выше Эвереста!

Расположенный на морском дне вулкан Мауна-Кеа — самая высокая гора в мире, если мерить от основания, а не относительно уровня моря. Высота вулкана — 10 203 метра. Он на 1355 метров выше Эвереста!

Как устроена планета земля
Океанское дно — одно из самых загадочных мест на планете.Разворот оригинала книги

Земля — магнит

Поскольку Земля вращается, жидкий металл внешнего ядра крутится в ней, как вода в стиральной машинке. Это движение создаёт электрические токи, а те, в свою очередь, — магнитное поле. Благодаря магнитному полю Земли стрелка компаса всегда показывает на север. А ещё оно защищает нас от вредного излучения Солнца.

Увидеть магнитный щит Земли можно в районе Северного и Южного полюсов: там иногда случается полярное сияние. Это цветное свечение воздуха возникает, когда заряженные частицы Солнца попадают в ловушку магнитного.

Как устроена планета земля
Каждый разворот в книге как яркая энциклопедия с клапанами и объемными картинками. Разворот оригинала книги

Пещеры

Под нашими ногами может скрываться удивительный мир залов и извилистых туннелей. Самые большие пещеры образуются, когда вода просачивается сквозь горную породу и вымывает её изнутри в течение сотен тысяч лет.

Дождевая вода имеет свойства слабой кислоты и может растворять некоторые горные породы, например известняк. Просачиваясь сквозь камень, вода насыщается минералами. Если она потом капает с потолка пещеры, то оставляет там отложения минералов, которые со временем вырастают в каменные сосульки — сталактиты. При этом на полу пещеры, в местах, куда падала вода, появляются минеральные столбики — сталагмиты.

По материалам книги «Как устроена Земля».

Источник: deti.mann-ivanov-ferber.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

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