Planēta Zeme: Fakti par mūsu dzimto planētu

Zemes attēls kosmosā kā zils marmors izceļ planētu

Zemes attēls kosmosā kā zils marmors izceļ planētas trauslumu un Zemes skaistumu. (Attēla kredīts: NASA)

Pāriet uz:



Zeme, mūsu mājas, ir trešā planēta no saules. Kamēr zinātnieki turpina meklēt dzīvības norādes ārpus Zemes, mūsu dzimtā planēta joprojām ir vienīgā vieta Visumā, kur mēs kādreiz esam identificējuši dzīvos organismus.



Zeme ir piektā lielākā planēta Saules sistēmā. Tas ir mazāks nekā četri gāzes giganti - Jupiters , Saturns, Urāns un Neptūns - bet lielāka nekā trīs citas akmeņainās planētas - Merkurs, Marss un Venera .

Zemes diametrs ir aptuveni 8 000 jūdzes (13 000 kilometru), un tā galvenokārt ir apaļa, jo gravitācija parasti ievelk matērijā bumbu. Bet mūsu mājas planētas griešanās izraisa tās saspiešanu pie poliem un pietūkumu pie ekvatora, padarot patieso Zemes formu par “izliektu sfēru”.



Saistīts: Cik liela ir Zeme?

Mūsu planēta ir unikāla daudzu iemeslu dēļ, taču tās pieejamais ūdens un skābeklis ir divas noteicošās iezīmes. Ūdens aizņem aptuveni 71 procentus no Zemes virsmas, un lielākā daļa ūdens atrodas mūsu planētas okeānos. Apmēram piektā daļa Zemes atmosfēra sastāv no skābekļa, ko ražo augi.

Saistīts: Apskatiet dažus satriecošus Zemes attēlus no kosmosa

Zemes planētas orbīta ap sauli



Kamēr Zeme riņķo ap sauli, planēta vienlaikus griežas ap iedomātu līniju, ko sauc par asi, kas iet caur kodolu, no Ziemeļpola līdz Dienvidpolam. Zemes pagriešana pa savu asi prasa 23,934 stundas un ap orbītu ap sauli - 365,26 dienas - mūsu dienas un gadi uz Zemes ir definēti ar šīm izmaiņām.

Zemes rotācijas ass ir noliekta attiecībā pret ekliptisko plakni - iedomātu virsmu caur planētas orbītu ap sauli. Tas nozīmē, ka ziemeļu un dienvidu puslodes atkarībā no gada laika dažreiz norāda uz sauli vai prom no tās, un tas maina puslodes saņemto gaismas daudzumu, kā rezultātā mainās sezonas .

Zeme riņķo ap sauli tā sauktajā “zelta zeltu zonā”, kur temperatūra ir tieši tāda, lai uzturētu šķidru ūdeni uz mūsu planētas virsmas. Zemes orbīta nav ideāls aplis, bet drīzāk nedaudz ovālas formas elipse, līdzīga visu pārējo mūsu Saules sistēmas planētu orbītām. Mūsu planēta janvāra sākumā ir nedaudz tuvāk saulei un jūlijā tālāk, lai gan šim tuvumam ir daudz mazāka ietekme uz temperatūru, kādu mēs piedzīvojam uz planētas virsmas, nekā Zemes ass slīpums.



Statistika par Zemes orbītu, saskaņā ar NASA :

  • Vidēji attālums no saules : 92 956 050 jūdzes (149 598 262 km)
  • Perihelions (tuvākā pieeja saulei): 91 402 640 jūdzes (147 098 291 km)
  • Aphelion (vistālāk no saules): 94 509 460 jūdzes (152 098 233 km)
  • Saules dienas garums (viena rotācija pa savu asi): 23,934 stundas
  • Gada garums (viens apgrieziens ap sauli): 365,26 dienas
  • Ekvatoriālais slīpums orbītā: 23,4393 grādi

Zemes diagramma

Zemes elipsveida orbītas ap sauli diagramma.(Attēla kredīts: NOAA)

Zemes veidošanās un attīstība

Zinātnieki uzskata, ka Zeme izveidojās aptuveni tajā pašā laikā kā saule un citas planētas pirms aptuveni 4,6 miljardiem gadu, kad Saules sistēma saplūda no milzīga, rotējoša gāzes un putekļu mākonīša, kas pazīstams kā Saules miglājs. Tā kā miglājs sabruka savas smaguma spēka ietekmē, tas ātrāk griežas un saplacina diskā. Lielākā daļa materiāla šajā diskā tika vilkta uz centru, veidojot sauli.

Citas daļiņas diskā sadūrās un salipa kopā lai veidotu arvien lielākus ķermeņus, ieskaitot Zemi. Zinātnieki domā, ka Zeme sākās kā bezūdens klinšu masa .

'Tika uzskatīts, ka šo asteroīdu un komētu sadursmes ar Zemi dēļ apstākļi agrīnajā Zemē, iespējams, bija ellišķīgi,' Simone Marchi, planētu zinātniece Dienvidrietumu pētniecības institūtā Boulderā, Kolorādo, iepriekš pastāstīja demokratija.eu .

Tomēr pēdējos gados jaunās seno mikroskopisko kristālu ieslodzīto minerālu analīzes liecina, ka pirmajos 500 miljonos gadu uz Zemes jau bija šķidrs ūdens, sacīja Marti.

Radioaktīvie materiāli klintī un pieaugošais spiediens dziļi Zemes iekšienē radīja pietiekami daudz siltuma, lai izkausētu planētas iekšpusi, kā rezultātā dažas ķimikālijas pacēlās virspusē un veidoja ūdeni, bet citas kļuva par atmosfēras gāzēm. Jaunākie pierādījumi liecina, ka Zemes garoza un okeāni varēja veidoties aptuveni 200 miljonu gadu laikā pēc planētas veidošanās.

Mākslinieks

Mākslinieka priekšstats par putekļiem un gāzi, kas ieskauj jaunizveidoto planētu sistēmu. Lielākā daļa šī bijušā miglāja masas kļūst par zvaigzni sistēmas centrā. Citi salipumi un sadursmes veido planētas.(Attēla kredīts: NASA)

Zemes iekšējā struktūra

Zemes kodols ir aptuveni 4400 jūdzes (7100 km) plats, nedaudz lielāks par pusi no Zemes diametra un aptuveni tāds pats izmērs kā Marts . Tālākās 1450 jūdzes (2250 km) no serdes ir šķidras, bet iekšējais kodols ir ciets. Šis cietais kodols ir aptuveni četras piektdaļas tik liels kā Zemes mēness, tā diametrs ir aptuveni 1600 jūdzes (2600 km). Kodols ir atbildīgs par planētas magnētisko lauku, kas palīdz novirzīt no saules izšautās kaitīgās lādētās daļiņas.

Virs kodola atrodas Zemes apvalks, kura biezums ir aptuveni 1800 jūdzes (2900 km). Apvalks nav pilnīgi stīvs, bet var plūst lēni. Zemes garoza peld uz mantijas līdzīgi kā koka gabals peld virs ūdens. Akmens lēnā kustība apmetnī sajauc kontinentus un izraisa zemestrīces, vulkānus un kalnu grēdu veidošanos.

Virs apvalka Zemei ir divu veidu garoza. Kontinentu sausā zeme lielākoties sastāv no granīta un citiem viegliem silikāta minerāliem, savukārt okeāna dibenu pārsvarā veido tumšs, blīvs vulkānisks iezis, ko sauc par bazaltu. Kontinentālā garoza ir vidēji apmēram 25 jūdzes (40 km) bieza, lai gan dažos apgabalos tā var būt plānāka vai biezāka. Okeāna garoza parasti ir tikai aptuveni 5 jūdzes (8 km) bieza. Ūdens piepildās zemās bazalta garozas vietās, veidojot pasaules okeānus.

Zeme kļūst siltāka pret savu kodolu. Kontinentālās garozas apakšā temperatūra sasniedz aptuveni 1800 grādus pēc Fārenheita (1000 grādu pēc Celsija), palielinoties aptuveni par 3 grādiem F uz jūdzi (1 grādu uz km) zem garozas. Ģeologi uzskata, ka Zemes ārējā kodola temperatūra ir aptuveni no 6700 līdz 7800 grādiem F (3700 līdz 4300 grādiem C) un ka iekšējais kodols var sasniegt 12 600 grādus F (7000 grādus pēc Celsija) - karstāks nekā saules virsma.

Zeme

Attēlā, kas modificēts no NASA, mākslinieks atklāj Zemes iekšējo kodola, apvalka un garozas struktūru.(Attēla kredīts: Shutterstock)

Zemes magnētiskais lauks

Zemes magnētisko lauku rada straumes, kas plūst Zemes ārējā kodolā. Magnētiskie stabi vienmēr ir kustībā ar magnētiskajiem Ziemeļpols paātrinot kustību ziemeļu virzienā līdz 24 jūdzēm (40 km) gadā kopš izsekošanas sākuma 1830. gados. Tas, iespējams, izies no Ziemeļamerikas un sasniegs Sibīriju dažu desmitgažu laikā.

Zemes magnētiskais lauks mainās arī citos veidos. Pasaules mērogā magnētiskais lauks kopš 19. gadsimta ir vājinājies par 10 procentiem NASA .

Bet šīs izmaiņas ir vieglas, salīdzinot ar to, ko Zemes magnētiskais lauks ir paveicis agrāk. Dažas reizes ik pēc miljoniem gadu lauks pilnībā apgāžas, ziemeļu un dienvidu poliem samainoties vietām. Magnētiskā lauka pagriešana var ilgt no 100 līdz 3000 gadiem.

Saskaņā ar Austrālijas Nacionālās universitātes profesoru Endrjū Robertsu, Zemes magnētiskā lauka stiprums samazinājās par aptuveni 90 procentiem, kad lauks tika mainīts senā pagātnē. Kritums padara planētu neaizsargātāku pret saules vētrām un starojumu, kas var ievērojami sabojāt satelītus, kā arī sakaru un elektrisko infrastruktūru.

'Cerams, ka šāds notikums ir tālu nākotnē, un mēs varam attīstīt nākotnes tehnoloģijas, lai izvairītos no milzīgiem postījumiem,' sacīja Roberts. paziņojums, apgalvojums .

Kad uzlādētas saules daļiņas iesprūst Zemes magnētiskajā laukā, tās saplīst gaisa molekulās virs magnētiskajiem poliem, izraisot to spīdēšanu. Šī parādība ir pazīstama kā aurorae, ziemeļu un dienvidu gaismas.

Zemes atmosfēra

Zemi ieskauj plāns atmosfēras slānis.

Zemes atmosfēra ieskauj planētu, bet kļūst arvien plānāka tālāk no virsmas.(Attēla kredīts: NASA)

Zemes atmosfērā ir aptuveni 78 procenti slāpekļa un 21 procents skābekļa, nelielā daudzumā ūdens, argons, oglekļa dioksīds un citas gāzes. Nevienai citai Saules sistēmas planētai nav atmosfēras, kas ir piepildīta ar brīvu skābekli, kas ir vitāli svarīgs vienai no citām Zemes unikālajām iezīmēm: dzīvībai.

Saistīts: Zemes atmosfēra: sastāvs, klimats un laika apstākļi

Gaiss ieskauj Zemi un kļūst plānāks tālāk no virsmas. Aptuveni 100 jūdzes (160 km) virs Zemes gaiss ir tik plāns, ka satelīti ar nelielu pretestību var izplūst atmosfērā. Tomēr atmosfēras pēdas var atrast pat 600 km augstumā virs planētas virsmas.

Atmosfēras zemākais slānis ir pazīstams kā troposfēra, kas pastāvīgi kustas un kāpēc mums ir laika apstākļi. Saules gaisma silda planētas virsmu, izraisot silta gaisa pacelšanos troposfērā. Šis gaiss izplešas un atdziest, samazinoties gaisa spiedienam, un, tā kā šis vēsais gaiss ir blīvāks par apkārtni, tas pēc tam grimst un Zeme atkal sasilst.

Virs troposfēras, apmēram 30 jūdzes (48 km) virs Zemes virsmas, atrodas stratosfēra. Stratosfēras klusais gaiss satur ozona slāni, kas radās, ultravioletajai gaismai liekot skābekļa atomu trijotnēm saistīties ozona molekulās. Ozons neļauj lielākajai daļai saules kaitīgā ultravioletā starojuma nokļūt Zemes virsmā, kur tas var sabojāt un mutēt dzīvību.

Ūdens tvaiki, oglekļa dioksīds un citas gāzes atmosfērā uztver saules siltumu, sasildot Zemi. Bez šī t.s. siltumnīcas efekts , “Zeme, iespējams, būtu pārāk auksta, lai dzīvība pastāvētu, lai gan aizbēgušais siltumnīcas efekts izraisīja ellišķīgos Veneras pašreizējās virsmas apstākļus.

Zemes orbītā esošie pavadoņi ir parādījuši, ka atmosfēras augšdaļa faktiski izplešas dienas laikā un saraujas naktī apkures un dzesēšanas dēļ.

Zemes ķīmiskais sastāvs

Skābeklis ir visizplatītākais iezis Zemes garozā, veidojot aptuveni 47 procentus no visas iežu masas. Otrs bagātīgākais elements ir silīcijs , 27 procenti, kam seko alumīnijs , pie 8 procentiem; dzelzs , pie 5 procentiem; kalcijs , pie 4 procentiem; un nātrijs , kālijs un magnijs , apmēram 2 procenti katrs.

Zemes kodols sastāv galvenokārt no dzelzs un niķelis un, iespējams, mazāks daudzums vieglāku elementu, piemēram sērs un skābekli. Mantija ir izgatavota no dzelzs un magnija bagātīgiem silikāta iežiem. (Silīcija un skābekļa kombinācija ir pazīstama kā silīcija dioksīds, un minerālvielas, kas satur silīcija dioksīdu, ir pazīstamas kā silikāta minerāli.)

Zemes mēness

Šajā astrofotogrāfa Chirag Upreti uzņemtajā fotoattēlā redzams, kā 2020. gada ziedu mēness paceļas virs Taimskvēra Ņujorkā.

Šajā astrofotogrāfa Chirag Upreti uzņemtajā fotoattēlā redzams, kā 2020. gada ziedu mēness paceļas virs Taimskvēra Ņujorkā.(Attēla kredīts: Chirag Upreti)

Zemes mēness ir 2159 jūdzes (3474 km) plata, aptuveni ceturtā daļa no Zemes diametra. Mūsu planētai ir viens mēness, bet Merkuram un Venērai nav neviena, un visām pārējām mūsu Saules sistēmas planētām ir divas vai vairāk.

Galvenais Zemes Mēness veidošanās skaidrojums ir tāds, ka milzīgs trieciens izsita Mēness izejvielas no primitīvās, izkusušās Zemes un orbītā. Zinātnieki ir ierosinājuši, ka objektam, kas skāra planētu, bija aptuveni 10 procenti Zemes masas - aptuveni Marsa lielumā.

Dzīve uz Zemes

Zeme ir vienīgā planēta Visumā, kurai ir dzīvība. Planēta lepojas ar vairākiem miljoniem aprakstīto sugu, kas dzīvo dzīvotnēs, sākot no dziļākā okeāna dibena līdz dažām jūdzēm līdz atmosfērai. Pētnieki domā, ka ir palikušas vēl daudzas sugas, kuras vēl nav jāapraksta zinātnei.

Pētniekiem ir aizdomas, ka citi kandidāti dzīvības uzņemšanai mūsu Saules sistēmā - piemēram, Saturna mēness Titāns vai Jupitera mēness Eiropa - varētu izmitināt primitīvas dzīvās radības. Zinātnieki vēl nav precīzi noskaidrojuši, kā mūsu primitīvie senči parādījās uz Zemes, lai gan lielākā daļa uzskata, ka ķīmiskā zupa uz planētas radīja dzīvu organismu celtniecības blokus. (Precīzs apstākļu kopums, kas nepieciešams dzīvības radīšanai no nedzīvas planētas, ir diezgan maz ticams, tāpēc šķiet, ka mums ir ļoti paveicies.)

Lasiet vairāk no Live Science: Kā uz Zemes radās dzīvība?

Cita teorija liek domāt, ka dzīvība vispirms attīstījās uz tuvējās planētas Marsa, kas kādreiz varēja būt apdzīvojama, un pēc tam uz Zemi devās uz meteorītiem, kurus no Sarkanās planētas izgāza citu kosmosa iežu ietekme.

'Ir paveicies, ka mēs šeit nokļuvām, tomēr Zeme noteikti ir bijusi labāka no abām planētām dzīvības uzturēšanai,' bioķīmiķis Stīvens Beners no Vestheimeras Zinātnes un tehnoloģiju institūta Floridā sacīja demokratija.eu. 'Ja mūsu hipotētiskie Marsa senči būtu palikuši uz Marsa, iespējams, nebūtu bijis stāsta.'

Papildu resursi

Šo stāstu 2021. gada 20. jūlijā atjaunināja demokratija.eu līdzstrādnieks Vikijs Šteins.