Planéta Zem: Fakty o našej domovskej planéte

Obraz Zeme vo vesmíre ako modrý mramor zvýrazňuje planétu

Obraz Zeme vo vesmíre ako modrý mramor zdôrazňuje krehkosť planéty a krásu Zeme. (Obrazový kredit: NASA)





Skoč do:

Zem, náš domov, je treťou planétou od Slnka. Zatiaľ čo vedci naďalej hľadajú stopy života mimo Zem, naša domovská planéta zostáva jediným miestom vo vesmíre, kde sme kedy identifikovali živé organizmy.

Zem je piata najväčšia planéta v slnečnej sústave. Je menší ako štyria plynní obri - Jupiter , Saturn, Urán a Neptún - ale väčšie ako tri ďalšie skalnaté planéty, Merkúr, Mars a Venuša .

Zem má priemer zhruba 13 000 kilometrov a je väčšinou guľatá, pretože gravitácia spravidla vťahuje hmotu do gule. Otáčanie našej domovskej planéty však spôsobuje, že je stlačená na svojich póloch a opuchnutá na rovníku, čo robí skutočný tvar Zeme „splošteným sféroidom“.



Súvisiace: Ako veľká je Zem?

Naša planéta je jedinečná z mnohých dôvodov, ale jej dostupná voda a kyslík sú dve určujúce vlastnosti. Voda pokrýva zhruba 71 percent povrchu Zeme, pričom väčšina tejto vody sa nachádza v oceánoch našej planéty. Asi pätina z Zemská atmosféra pozostáva z kyslíka, produkovaného rastlinami.

Súvisiace: Pozrite sa na úžasné obrázky Zeme z vesmíru



Obežná dráha planéty Zem okolo Slnka

Kým Zem obieha okolo Slnka, planéta sa súčasne otáča okolo imaginárnej čiary nazývanej os, ktorá prechádza jadrom, od severného pólu k južnému pólu. Zem potrebuje 23,934 hodiny na dokončenie rotácie na svojej osi a 365,26 dní na dokončenie obežnej dráhy okolo Slnka - naše dni a roky na Zemi sú definované týmito výkyvmi.

Zemská os rotácie je naklonená vzhľadom na ekliptickú rovinu, imaginárny povrch obežnou dráhou planéty okolo Slnka. To znamená, že severná a južná pologuľa niekedy smeruje k slnku alebo od neho v závislosti od ročného obdobia, a to mení množstvo svetla, ktoré hemisféry prijímajú, čo má za následok zmenu ročné obdobia .

Zem obieha okolo Slnka v takzvanej „zóne Zlatovláska“, kde sú teploty správne na udržanie tekutej vody na povrchu našej planéty. Obežná dráha Zeme nie je dokonalým kruhom, ale skôr mierne oválnou elipsou, podobnou obežným dráham všetkých ostatných planét našej slnečnej sústavy. Naša planéta je začiatkom januára o niečo bližšie k slnku a v júli ďalej, aj keď táto blízkosť má na teploty, ktoré na povrchu planéty zažívame, oveľa menší vplyv ako naklonenie zemskej osi.



Štatistiky o obežnej dráhe Zeme, podľa NASA :

  • Priemer vzdialenosť od slnka : 149 598 262 km (92 956 050 míľ)
  • Perihelion (najbližší prístup k slnku): 147 098 291 km (91 402 640 míľ)
  • Aphelion (najvzdialenejšia vzdialenosť od slnka): 152 098 233 km (94 509 460 míľ)
  • Dĺžka slnečného dňa (jedna rotácia okolo svojej osi): 23,934 hodiny
  • Dĺžka roka (jedna revolúcia okolo Slnka): 365,26 dní
  • Rovníkový sklon k obežnej dráhe: 23,4393 stupňa

Schéma Zeme

Schéma eliptickej obežnej dráhy Zeme okolo Slnka.(Obrazový kredit: NOAA)

Vznik a vývoj Zeme

Vedci sa domnievajú, že Zem bola vytvorená zhruba v rovnakom čase ako Slnko a ostatné planéty asi pred 4,6 miliardami rokov, keď sa slnečná sústava spojila z obrovského rotujúceho oblaku plynu a prachu známeho ako slnečná hmlovina. Keď sa hmlovina zrútila pod silou vlastnej gravitácie, otáčala sa rýchlejšie a sploštila sa na disk. Väčšina materiálu v tomto disku bola potom vytiahnutá do stredu, aby vytvorila slnko.

Ostatné častice na disku sa zrazili a držali spolu vytvárať stále väčšie telá vrátane Zeme. Vedci si myslia, že Zem začala ako bezvodá masa hornín .

'Myslelo sa, že kvôli týmto asteroidom a kométam lietajúcim okolo zrážky so Zemou mohli byť podmienky na ranej Zemi pekelné,' povedala predtým Simone Marchi, planetárna vedkyňa z Southwest Research Institute v Boulderi v štáte Colorado. povedal guesswhozoo.com .

V posledných rokoch však nové analýzy minerálov uväznených v starodávnych mikroskopických kryštáloch naznačujú, že na Zemi už počas prvých 500 miliónov rokov existovala kvapalná voda, povedal Marchi.

Rádioaktívne materiály v hornine a zvyšujúci sa tlak v hĺbke Zeme generovali dostatok tepla na roztavenie vnútra planéty, pričom niektoré chemikálie vystúpili na povrch a vytvorili vodu, zatiaľ čo iné sa stali plynmi atmosféry. Nedávne dôkazy tomu nasvedčujú zemská kôra a oceány sa mohli vytvoriť asi 200 miliónov rokov po tom, ako sa planéta formovala.

Umelec

Umelcova koncepcia prachu a plynu obklopujúcich novovytvorený planetárny systém. Väčšina hmotnosti tejto bývalej hmloviny sa stane hviezdou v strede systému. Planéty tvoria ďalšie zhluky a zrážky.(Obrazový kredit: NASA)

Vnútorná štruktúra Zeme

Zemské jadro je široké asi 7 100 km, je o niečo väčšie ako polovica priemeru Zeme a má rovnakú veľkosť ako Zem. Marca . Najvzdialenejších 1450 míľ (2250 km) jadra je tekutých, zatiaľ čo vnútorné jadro je pevné. Toto pevné jadro je zhruba štyri pätiny veľké ako zemský mesiac a má priemer asi 2 600 km. Jadro je zodpovedné za magnetické pole planéty, ktoré pomáha odvádzať škodlivé nabité častice vystrelené zo slnka.

Nad jadrom je plášť Zeme, ktorý je hrubý asi 1 900 míľ (2 900 km). Plášť nie je úplne tuhý, ale môže plynúť pomaly. Zemská kôra pláva na plášti podobne ako kus dreva na vode. Pomalý pohyb hornín v plášti mieša kontinenty a spôsobuje zemetrasenia, sopky a tvorbu pohorí.

Zem má nad plášťom dva druhy kôry. Suchá pevnina kontinentov pozostáva väčšinou zo žuly a ďalších ľahkých silikátových minerálov, zatiaľ čo dno oceánov tvorí väčšinou tmavá, hustá sopečná hornina nazývaná čadič. Priemerná hrúbka kontinentálnej kôry je asi 40 km, aj keď v niektorých oblastiach môže byť tenšia alebo hrubšia. Oceánska kôra je zvyčajne hrubá iba asi 8 km. Voda sa napĺňa v nízkych oblastiach čadičovej kôry a vytvára svetové oceány.

Zem sa smerom k svojmu jadru otepľuje. V spodnej časti kontinentálnej kôry dosahujú teploty asi 1 000 stupňov Celzia (1 800 stupňov Fahrenheita), pričom pod kôrou sa zvyšujú asi o 3 stupne F na míľu (1 stupeň C na km). Geológovia sa domnievajú, že teplota vonkajšieho jadra Zeme je asi 3 700 až 4 300 stupňov C (6 700 až 7 800 stupňov F) a že vnútorné jadro môže dosiahnuť 7 000 stupňov C (12 600 stupňov F) - teplejšie ako povrch Slnka.

Zem

Na obrázku upravenom z NASA umelec odhaľuje vnútornú štruktúru jadra, plášťa a kôry Zeme.(Obrazový kredit: Shutterstock)

Magnetické pole Zeme

Magnetické pole Zeme je generované prúdmi prúdiacimi vo vonkajšom jadre Zeme. Magnetické póly sú neustále v pohybe, spolu s magnetickými severný pól od začiatku sledovania v 30 -tych rokoch minulého storočia zrýchlil svoj pohyb na sever na 40 míľ ročne. V priebehu niekoľkých desaťročí pravdepodobne opustí Severnú Ameriku a dostane sa na Sibír.

Magnetické pole Zeme sa mení aj inými spôsobmi. Podľa údajov magnetického poľa sa globálne magnetické pole od 19. storočia oslabilo o 10 percent NASA .

Tieto zmeny sú však mierne v porovnaní s tým, čo v minulosti urobilo magnetické pole Zeme. Asi niekoľkokrát za každých milión rokov sa pole úplne prevráti a severný a južný pól si vymenia miesta. Magnetickému poľu môže dokončenie prevrátenia trvať 100 až 3 000 rokov.

Podľa Andrewa Robertsa, profesora Austrálskej národnej univerzity, sila magnetického poľa Zeme klesla asi o 90 percent, keď v dávnej minulosti došlo k obratu poľa. Vďaka tejto páde je planéta zraniteľnejšia voči slnečným búrkam a žiareniu, ktoré by mohlo výrazne poškodiť satelity, ako aj komunikačnú a elektrickú infraštruktúru.

'Našťastie je takáto udalosť dlhou cestou do budúcnosti a môžeme vyvinúť budúce technológie, aby sme predišli obrovským škodám,' povedal Roberts v vyhlásenie .

Keď sa nabité častice slnka zachytia v magnetickom poli Zeme, narazia do molekúl vzduchu nad magnetickými pólmi, čo spôsobí ich žiaru. Tento jav je známy ako polárna žiara, severná a južná žiara.

Zemská atmosféra

Zem je obklopená tenkou vrstvou atmosféry.

Zemská atmosféra obklopuje planétu, ale je čoraz tenšia a vzdialenejšia od povrchu.(Obrazový kredit: NASA)

Zemská atmosféra je zhruba 78 percent dusíka a 21 percent kyslíka, so stopovým množstvom vody, argónu, oxidu uhličitého a ďalších plynov. Žiadna iná planéta v slnečnej sústave nemá atmosféru nabitú voľným kyslíkom, ktorá je životne dôležitá pre jednu z ďalších jedinečných vlastností Zeme: život.

Súvisiace: Zemská atmosféra: Zloženie, podnebie a počasie

Vzduch obklopuje Zem a tenší ďalej od povrchu. Asi 160 kilometrov nad Zemou je vzduch taký riedky, že satelity môžu prechádzať atmosférou s malým odporom. Napriek tomu možno nájsť stopy atmosféry až 600 km nad povrchom planéty.

Najnižšia vrstva atmosféry je známa ako troposféra, ktorá je neustále v pohybe a prečo máme počasie. Slnečné svetlo ohrieva povrch planéty, čo spôsobuje, že teplý vzduch stúpa do troposféry. Tento vzduch expanduje a ochladzuje sa, keď tlak vzduchu klesá, a pretože tento chladný vzduch je hustejší ako jeho okolie, potom klesá a opäť sa ohrieva Zemou.

Nad troposférou, asi 30 kilometrov (48 km) nad zemským povrchom, sa nachádza stratosféra. Tichý vzduch stratosféry obsahuje ozónovú vrstvu, ktorá vznikla, keď ultrafialové svetlo spôsobilo, že sa tri atómy kyslíka spojili do molekúl ozónu. Ozón bráni tomu, aby sa väčšina škodlivého ultrafialového žiarenia slnka dostala na zemský povrch, kde môže poškodiť a zmutovať život.

Vodná para, oxid uhličitý a ďalšie plyny v atmosfére zachytávajú teplo zo Slnka a ohrievajú Zem. Bez tohto takzvaného skleníkový efekt „Zem by bola pravdepodobne príliš studená na to, aby existoval život, aj keď utečený skleníkový efekt viedol k pekelným podmienkam súčasného povrchu Venuše.

Satelity obiehajúce okolo Zeme ukázali, že horná atmosféra sa v priebehu dňa v skutočnosti rozpína ​​a v noci sa kvôli zahrievaniu a chladeniu sťahuje.

Chemické zloženie Zeme

Kyslík je najrozšírenejším prvkom v horninách v zemskej kôre a tvorí zhruba 47 percent hmotnosti všetkých hornín. Druhým najhojnejším prvkom je kremík , na 27 percent, za ktorým nasleduje hliníka , na 8 percent; železo , na 5 percent; vápnik , pri 4 percentách; a sodíka , draslík a horčík , asi po 2 percentá.

Jadro Zeme pozostáva väčšinou zo železa a nikel a potenciálne menšie množstvo ľahších prvkov, ako napr síra a kyslík. Plášť je vyrobený zo silikátových hornín bohatých na železo a horčík. (Kombinácia kremíka a kyslíka je známa ako oxid kremičitý a minerály, ktoré obsahujú oxid kremičitý, sú známe ako silikátové minerály.)

Zemský mesiac

Táto fotografia, ktorú zhotovila astrofotografka Chirag Upreti, ukazuje Kvetný mesiac 2020 vychádzajúci nad Times Square v New Yorku.

Táto fotografia, ktorú zhotovila astrofotografka Chirag Upreti, ukazuje Kvetný mesiac 2020 vychádzajúci nad Times Square v New Yorku.(Obrazový kredit: Chirag Upreti)

Zemské mesiac je 3 474 km široký a predstavuje jednu štvrtinu priemeru Zeme. Naša planéta má jeden mesiac, zatiaľ čo Merkúr a Venuša nemajú žiadne a všetky ostatné planéty v našej slnečnej sústave majú dve alebo viac.

Hlavným vysvetlením vzniku Mesiaca je, že obrovský náraz zhodil suroviny pre Mesiac z primitívnej roztavenej Zeme na obežnú dráhu. Vedci naznačili, že predmet, ktorý zasiahol planétu, mal zhruba 10 percent hmotnosti Zeme - zhruba ako Mars.

Život na Zemi

Zem je jedinou planétou vo vesmíre, o ktorej je známe, že vlastní život. Planéta sa môže pochváliť niekoľkými miliónmi opísaných druhov, ktoré žijú v biotopoch od dna najhlbšieho oceánu po niekoľko kilometrov až do atmosféry. Vedci si myslia, že zostáva oveľa viac druhov, ktoré ešte musia byť popísané vede.

Vedci predpokladajú, že ďalší kandidáti na usporiadanie života v našej slnečnej sústave - napríklad Saturnov mesiac Titan alebo Jupiterov mesiac Európa - by mohli ubytovať primitívne živé tvory. Vedci zatiaľ presne nezachytili presne to, ako sa naši primitívni predkovia prvýkrát objavili na Zemi, hoci väčšina verí, že a chemická polievka na planéte dala vznik stavebným kameňom živých organizmov. (Presný súbor okolností potrebných na vytvorenie života z planéty bez života je dosť nepravdepodobný, takže sa zdá, že sme mali veľké šťastie.)

Prečítajte si viac z Live Science: Ako vznikol život na Zemi?

Iná teória naznačuje, že život sa najskôr vyvinul na blízkej planéte Mars, ktorá kedysi mohla byť obývateľná, a potom cestovala na Zem na meteoritoch vrhaných z Červenej planéty nárazmi z iných vesmírnych hornín.

'Je šťastie, že sme tu skončili, napriek tomu, pretože Zem bola určite lepšou z týchto dvoch planét na udržanie života,' povedal pre guesswhozoo.com biochemik Steven Benner z Westheimerovho inštitútu pre vedu a technológiu na Floride. 'Ak by naši hypotetickí marťanskí predkovia zostali na Marse, možno by nebolo o čom rozprávať.'

Dodatočné zdroje

Tento príbeh aktualizoval 20. júla 2021 prispievateľ guesswhozoo.com Vicky Stein.