|
Основні дані про землю:
Дані про землю: Земля бере участь у двох рухах у просторі: обертається навколо осі та рухається навколо Сонця з середньою швидкістю 30 км/с на середній віддалі 149,6 млн км. Завдяки рухові Землі по орбіті з періодом 365 діб 5 год 48 хв 46 с Сонце, відображаючи цей рух, переміщується небом серед зір з тим же періодом у напрямку, протилежному добовому обертанню неба, із заходу на схід. У першому наближенні Землю можна вважати кулею. Але через обертання, яке спричиняє появу відцентрової сили, вона дещо сплюснута біля полюсів і опукла біля екватора. Тому ближчим до справжньої форми Землі буде еліпсоїд обертання, одержаний обертанням еліпса навколо малої осі. При цьому велику піввісь еліпсоїда приймають рівною а = 6 378 160 м, а малу b = 6 376 778 м. Земля обертається навколо осі, причому швидкість руху точок земної поверхні різна у різних широтах: максимальна на екваторі - 465 м/с - і нульова на полюсах. Відповідно і прискорення сили земного тяжіння в різних широтах різне: мінімальне на екваторі - 9,78 м/с2, максимальне на полюсах - 9,83 м/с2. Вивчаючи нашу планету, вчені вже давно виділили ряд притаманних їй оболонок. Найвіддаленішою і найпротяжнішою оболонкою Землі є магнітосфера - ділянка навколоземного простору, фізичні властивості якої визначаються магнітним полем Землі та його взаємодією з потоками заряджених частинок. Магнітне поле Землі близьке до поля магнітного диполя, і його напруженість становить біля 40 А/м. Через дію потоку частинок з боку Сонця (сонячного вітру) на денному боці магнітні силові лінії дещо притиснуті до Землі. З протилежного, нічного боку вони відхиляються сонячним вітром, утворюючи «шлейф» протяжністю до 5 млн км. В області замкнутих ліній геомагнітного поля існує пастка для заряджених частинок. Геомагнітне поле захоплює і утримує всередині магнітосфери величезну кількість протонів і електронів, які утворюють радіаційні пояси . Виділяють внутрішній і зовнішній радіаційні пояси на середній відстані від поверхні Землі відповідно 1 000-1 100 км ї 35 000-50 000 км. Земля оточена повітряною оболонкою - атмосферою яка не має чітких меж і за своїми фізичними властивостями на різних висотах поділяється на тропосферу (висота 9-17 км від полюса до екватора, температура зменшується з висотою до -55), стратосферу (до 55 км, температура зростає до 0"), мезосферу (до 85 км, температура зменшується до -85 ) і термосферу (від 90 км і вище, температура знову зростає). З урахуванням електричних властивостей атмосфери на висоті 70-400 км виділяють іоносферу, де повітря сильно іонізоване. Головні складові (за масою) повітря: азот - 78 %, кисень - 21 %, аргон - 0,93 %, вуглекислий газ -0,03 % , озон і водяна пара. Інші гази наявні в кількості, меншій 0,01 % . Під атмосферою лежать гідросфера і літосфера - оболонки, на яких існує практично все живе на Землі. Під гідросферою розуміють сукупність усієї води на Землі в твердому, рідкому і газоподібному стані. Найбільше води у рідкому стані. Вона утворює Світовий океан, що вміщує 97 % усієї поверхневої води і покриває 71 % земної поверхні, 2,5 % води припадає на лід, а на озера, річки і атмосферну вологу - лише 0,5 % . Літосфера - це верхня тверда оболонка Землі. Вона повністю покриває надра планети. Проте за допомогою сейсмічних хвиль, що поширюються в тілі планети під час землетрусів, було з'ясовано внутрішню будову Землі. Виходячи зі швидкості поширення сейсмічних хвиль, земні надра поділяють на такі шари: кора товщиною від 5 км під океанами до 70-80 км під найвищими горами; мантії верхня і нижня загальною товщиною до 2 900 км; зовнішнє ядро до 2 100 км завтовшки; внутрішнє ядро радіусом до 1 300 км. Є думка, що на відміну від кори і мантії, які загалом перебувають у твердому стані, зовнішнє ядро рідке. З ним пов'язують наявність геомагнітного поля. Вважається, що у рідкому зовнішньому ядрі Землі можуть відбуватися досить складні інтенсивні рухи речовини, яка має високу електропровідність. При цьому виникають сильні електричні струми, які і генерують магнітне поле нашої планети. Тверде внутрішнє ядро за температури до 7 000 К і тиску до 3,5 млн атмосфер перебуває у незвичайному стані. За таких фізичних умов електронні оболонки атомів руйнуються і утворюється щільна плазма, насичена вільними електронами. При цьому речовина, як і метал, починає добре проводити струм, отже, за аналогією, такий її стан називається металічною фазою. Земля має багатий хімічний склад. 90 % її маси припадає на залізо, кисень, магній і кремній. Земна кора майже наполовину складається з кисню, що входить до складу різних окислів, і на чверть - з кремнію. Значний відсоток припадає також на алюміній. Кисень, кремній і алюміній утворюють найпоширеніші у природі сполуки - кремнезем (8і02) та глинозем (А1203). Найпоширенішим компонентом мантії є кремнезем у складі силікатів. Щодо ядра, то воно, імовірно, складається із заліза з домішками нікелю і сірки чи нікелю і кремнію.
Рухи та зміни в земних оболонках . Всі оболонки Землі -і зовнішні, і внутрішні - постійно рухаються і змінюються. Магнітосфера Землі залежно від активності Сонця змінює форму, змінюється кількість частинок у радіаційних поясах і їхня висота над Землею. Магнітне поле планети змінює свою напрямленість і напруженість, а магнітні полюси «сповзають» зі своїх місць. З'ясовано, що в давнину напрямленість геомагнітного поля була іншою, ніж тепер, що магнітні полюси дрейфують по поверхні, і північний магнітний полюс колись знаходився поблизу екватора. А час від часу взагалі відбувається переорієнтація (інверсія) геомагнітного поля: північний магнітний полюс стає південним і навпаки. Атмосфера Землі постійно розсіюється у космічному просторі, але вона поповнюється за рахунок вулканічної діяльності та випаровування води з поверхні морів і океанів. Час від часу змінюється співвідношення кількості газів в атмосфері (передусім водяної пари, озону О3 та двоокису вуглецю СО2). Істотно змінює свій вигляд і тверда поверхня Землі через дію Сонця, вітру та води на гірські породи, а також через тектонічні процеси, що відбуваються в надрах. Та зміни, пов'язані з планетою Земля, відбуваються не тільки в її оболонках. Змінюються в астрономічних масштабах геометричні зв'язки між Землею і Сонцем. Через вплив притягання з боку планет, Місяця та Сонця відбувається збурення поступального руху Землі навколо Сонця та обертального руху наколо осі. З періодом у 100 тис. років, пересуваючись уздовж екліптики, але в тому ж напрямку, що і Земля по орбіті, повертається до попереднього положення серед зір точка перигелію земної орбіти. З періодом у 90-100 тис. років у межах 0,0163-0,066 змінюється ексцентриситет земної орбіти. З періодом у 41 тис. років у межах 22-24,5° змінюється кут нахилу площини екватора до площини екліптики. Вплив рухів і змін в оболонках Землі на її клімат. Відомо, що впродовж геологічної історії Землі її клімат неодноразово змінювався (хоча в цілому ці зміни не виходили за межі умов, при яких можливе існування життя). Геологічні дані вказують на чергування холодних періодів, коли великі ділянки суші вкривалися льодовиками, а рівень Світового океану знижувався, з періодами значного потепління, коли за північним полярним колом буяла рослинність. Такі зміни пов'язують з певними змінами та рухами в земних оболонках, а також з астрономічними факторами, які визначають кількість сонячної енергії, що надходить на Землю. Зараз достовірно встановлено, що різкі зміни орієнтації геомагнітного поля пов'язані з різкими коливаннями клімату - появою великих льодових масивів (заледенінь) і їхнього наступного танення, та похолоданнями і потепліннями, які охоплювали Землю в цілому. Проте механізм цього взаємозв'язку поки що не розкрито. Активне горотворення і переміщення земної кори внаслідок глобальних тектонічних процесів, які відбувалися впродовж геологічної історії Землі, впливають на перерозподіл морських течій та на загальну атмосферну циркуляцію, що, у свою чергу, також призводить до кліматичних змін на планеті. Великий вплив на клімат має стан атмосфери, зокрема кількість водяної пари та вуглекислого газу, які в ній містяться. Значне підвищення вмісту водяної пари викликає збільшення хмарності, а отже зменшення кількості сонячного тепла, що надходить на поверхню. А зміна вмісту вуглекислого газу СО2 спричиняє послаблення чи посилення парникового ефекту, при якому вуглекислий газ частково поглинає тепло, випромінюване Землею в космос, затримує його в атмосфері й підвищує тим самим температуру поверхні та нижніх шарів атмосфери. Відомо, що явище парникового ефекту відіграє вирішальну роль у пом'якшенні клімату Землі, За його відсутності середня температура планети була б на 30С - 40С нижчою, ніж є насправді, і становила б не +15 С, а -15С, а то і -25С. За таких середніх значень температури океани дуже швидко вкрилися б льодом, перетворившись у величезні морозильники, і життя на планеті стало б неможливим, Отже, зменшення у повітрі вмісту С02 послаблює парниковий ефект і сприяє похолоданню. Впливають на кількість вуглекислого газу багато причин, серед них найважливішими є вулканічна діяльність і життєдіяльність земних організмів. Природній спутник Землі - Місяць: |
© monk1217 |