Почему земля третья планета от солнца

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*10 24 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 *10 18 кг, 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⋅10 11 тонн. Остальные тела по размерам не превышают нескольких сотен метров.

Источник

Планета Земля

Земля — это третья планета от Солнца и единственная, на которой, как известно учёным, существует жизнь. Земля является единственной планетой в нашей (Солнечной) системе с жидкой водой на поверхности.

Внутри наша планета состоит из трёх геологических зон:

• ядра (в центре)
• мантии (окружает ядро)
• тонкой коры (на поверхности)

Форма Земли не совсем сферическая (как шар) — она уплощена на полюсах.

Она является самой большой из четырёх ближайших планет к Солнцу (называются планетами земной группы), однако это пятая по величине планета в Солнечной системе.

Планеты земной группы:

Характеристика

Атмосфера Земли

Атмосфера Земли простирается от поверхности Земли до высоты примерно в 10 000 км, после этого она растворяется в космосе (но не все учёные согласны с верхней границей атмосферы).

Химический состав атмосферы Земли:

• азот: 78%
• кислород: 21%
• аргон: 0,9%
• следы других газов (углекислого газа, метана, водяного пара и неона): 0,1%

Атмосфера делится на пять различных слоёв, в зависимости от температуры:

1. Тропосфера: ближайший к поверхности Земли слой, простирающийся от поверхности на 16–18 км (её слой шире на экваторе и тоньше на полюсах). На тропосферу приходится 75–80% массы всей атмосферы. Температура тропосферы понижается с высотой. Большая часть облаков находится именно в этом слое.
2. Стратосфера: второй слой от поверхности, который начинается после верхней границы тропосферы (что называется тропопаузой), доходит до высоты около 50–55 км. В этом слое с высотой температура воздуха растёт. Здесь содержится 90% озона всей нашей атмосферы. Именно этот озон поглощает часть поступающей солнечной радиации (от потенциально вредного ультрафиолетового света) и тем самым защищает жизнь на Земле. Граница стратосферы называется стратопаузой.
3. Мезосфера: простирается на высоте 85 км над поверхностью Земли (от 50 км до 80–85 км). С высотой температура понижается, и самые низкие температуры атмосферы встречаются в верхней части именно этого слоя (–90°C). Атмосфера здесь тонкая, но плотная, что заставляет метеоры сгорать при прохождении через мезосферу (это создаёт явление «падающих звёзд»). Верхняя граница мезосферы называется мезопаузой.
4. Термосфера: простирается на высоте 600 км (от 80 до 800 км). Здесь температура увеличивается с высотой из-за солнечного излучения: верхние области могут достигать 2000°C.
5. Экзосфера: находится на высоте от 600–800 до 2000–3000 км от поверхности. Это самый верхний слой, который сливается с тем, что считается космическим пространством. В этом слое молекулы газа (в основном водород и гелий) улетучиваются в космос из-за слабой гравитации Земли. Этот слой имеет температуру выше 2000°С.

Строение Земли

Внутри наша планета состоит из трёх основных слоёв:

• ядра (в центре)
• мантии (вокруг ядра)
• земной коры (внешний слой, который покрывает мантию)

В центре нашей планеты есть ядро в форме шара и радиусом примерно 3500 км. По предположениям учёных, оно находится на глубине в 2900 км от поверхности.

Ещё нет уверенности в его составе, но наиболее вероятно оно состоит из железа и других элементов. Учёные предполагают, что оно состоит из двух частей:

• внутреннее ядро Земли — твёрдый слой в самом центре (радиусом 1300 км)
• внешнее ядро Земли — жидкий внешний слой, который окружает твёрдый слой в центре (радиусом 2200 км)

Температура в ядре достигает 6000°C и является самой горячей частью нашей планеты.

Мантия

Мантия (греч. μανδύη — «шерстяной плащ») как плащ или одеяло укрывает ядро. Это слой толщиной в 2900 км и температурой около 2000°C.

Этот слой состоит в основном из тяжёлых минералов, богатых железом и магнием. То есть мантия состоит в основном из силикатов, например: оливин, гранат и пироксен. Другой важный тип породы, обнаруженный в мантии, — оксид магния. Другие элементы мантии включают железо, алюминий, кальций, натрий и калий.

Земная кора

Эта каменная оболочка покрывает мантию и всю поверхность Земли. Кора состоит из твёрдых пород и минералов. Её толщина на материках примерно 75 км, а под океанской водой много тоньше — около 15 км.

Глубина коры меняется, как и её температура: верхняя часть коры имеет температуру окружающей среды / океана (очень высокая в засушливых пустынях и низкая в глубоководных жёлобах).

Кора и верхняя часть мантии являются частью единой геологической единицы, которую называют литосферой.

Луна (спутник)

Единственный естественный спутник Земли — Луна. Диаметр Луны примерно равен 3 474,2 км.

Это пятый по величине спутник в Солнечной системе, а самый крупный — Ганимед, спутник Юпитера. Расстояние от Земли до Луны составляет примерно 385 000 км.

Луна смягчает колебания нашей планеты вокруг своей оси и это приводит к относительно стабильному климату (т.е. смягчает наш климат и делает Землю более пригодной для жизни).

Также именно Луна вызывает приливы, что создают ритм, которым руководствовались люди на протяжении тысяч лет.

На данный момент учёные считают, что Луна образовалась при столкновении Земли с планетой Тейя (тело размером с Марс).

История происхождения Земли

По одной из теорий образования Земли, наша планета, как и другие, появилась 4,5 миллиарда лет назад. Она появилась в виде затвердевшего облака пыли и газов, что остались после образования Солнца. Затем в течение 500 млн лет внутренняя часть планеты продолжала оставаться твёрдой и относительно холодной (возможно около 1000°C).

Основными элементами были железо и силикаты (с небольшими количествами других радиоактивных элементов). На протяжении миллионов лет в результате радиоактивного распада некоторых элементов (урана, тория и калия) выделялась энергия. Это постепенно нагревало Землю и расплавляло некоторые её составляющие (например, железо, которое плавилось раньше силикатов, и, будучи тяжелее, оно стало опускаться к центру).

Спустя много лет это железо достигло центра, где оно начало накапливаться. Одновременно на поверхности Земли взрывались вулканы и всё покрывала текущая лава. Со временем из железа в центре образовалось ядро, а вокруг него, по мере охлаждения Земли, появилась довольно устойчивая кора твёрдой породы.

Впадины в этой коре стали естественными бассейнами. В них вода поднималась из недр планеты через вулканы и трещины, потом собиралась, и так появились океаны.

Источник