После Венеры следует планета Земля. Диаметр Земли составляет 12 800 километров, немного больше, чем Венера.Земля является самой большой планетой во внутренней солнечной системе. Она вращается вокруг Солнца и её путь составляет 150 миллионов километров в год.Это расстояние служит определением для астрономической единицы расстояния, используемой для измерения расстояний в Солнечной системе. Плоскость орбиты Земли вокруг Солнца называется плоскостью эклиптики и также служит ориентиром в Солнечной системе.
Времена года
Земля делает один оборот вокруг своей оси менее чем за 24 часа, что вызывает чередование дней и ночей.Её ось вращения наклонена на 23 градуса относительно направления, перпендикулярного плоскости эклиптики. Эта ось сохраняет направление, более или менее фиксированно относительно звезд, но на орбите Земли ее направление относительно Солнца изменяется. Именно эта особенность порождает времена года.
Таким образом, в конце июня северное полушарие нашей планеты слегка наклоняется к Солнцу и получает больше тепла, дни становятся длиннее, а температура выше. Лето начинается в северном полушарии.Напротив, в конце декабря южное полушарие склоняется к Солнцу. В северном полушарии дни становятся короче, а температура ниже, начинается зима.
В переходные периоды ни одно из полушарий не является благоприятным, температура в обоих полушариях средняя, так же как и продолжительность дней, это либо весна, либо осень.
Атмосфера Земли
Одной из характеристик, которая отличает нашу планету, является состав ее атмосферы. Она содержит 78 процентов азота, 21 процент кислорода, остальной объём занимают такие газы, как аргон, углекислый газ, водяной пар, а также другие компоненты.Для сравнения: планеты Венера и Марс имеют атмосферу, в которой преобладает углекислый газ, с небольшим количеством азота, кислорода там практически нет.
Наличие большого количества кислорода является прямым следствием самого замечательного земного явления: жизни. Развитие живых организмов, медленно трансформируют нашу атмосферу, вводя кислород.Пределы атмосферы не очень хорошо определены. Плотность постепенно уменьшается с высотой, но атмосфера сохраняется ещё и на высоте нескольких тысяч километров.
Чем дальше атмосфера от земли, тем больше изменяется её температура, что позволило определить несколько слоев в атмосфере.На высоте около 10 километров от Земли температура понижается до минимума -55 градусов по Цельсию. Этот слой называется тропосферой и содержит три четверти общей массы атмосферы. Это тот слой, в котором формируются все погодные явления, такие как облака или дождь.
Над тропосферой, на высоте 50 километров от Земли, температура поднимается до нуля градусов по Цельсию. Это стратосфера. Здесь есть молекулы озона, которые играют жизненно важную роль в поглощении ультрафиолетовых лучей солнца, предотвращая попадание их на землю. Именно это поглощение вызывает повышение температуры в стратосфере.На высоте 85 километров температура снова начинает понижаться, это мезосфера. Затем следует термосфера, слой, в котором наблюдаются небольшие тела солнечной системы, порождающие метеоры или падающие звезды.
За пределами примерно 500 километров мы говорим об экзосфере. На этом уровне основными составляющими атмосферы являются водород и гелий. Этот слой уже не связан с Землёй и не подвержен ее гравитации и переходит непосредственно в межпланетную среду.
Магнетизм Земли
Другим не менее важным элементом Земли является магнитное поле. Наличие этого явления мы можем проверить самостоятельно с помощью компаса. Это явление происходит от наличия электрического поля, которое циркулирует в ядре нашей планеты.Ось магнитного поля не находится в одной плоскости с осью вращения, а наклонена примерно на 11 градусов. Это объясняет то, почему магнитный северный полюс расположен в Канаде, относительно далеко от географического северного полюса, определяемого осью вращения.
Действие магнитного поля порождает область пространства, называемую магнитосферой, в которой движение частиц диктуется магнитным полем Земли.Форма магнитосферы определяется взаимодействием частиц солнечного ветра с нашим магнитным полем и, таким образом, зависит от активности Солнца. В направлении Солнца магнитосфера простирается в среднем до 60000 километров, но в противоположном направлении она растягивается, образуя хвост, который может простираться до миллионов километров.
Когда частицы солнечного ветра достигают нашей планеты, большинство из них отклоняются магнитным полем и обходят магнитосферу. Немногие частицы, которым удается проникнуть, захватываются и закручиваются вокруг силовых линий и перемещаются попеременно от одного магнитного полюса к другому.Это движение порождает две области, богатые частицами - радиационные пояса Ван Аллена, названные в честь их первооткрывателя. Каждая из этих областей имеет форму кольца, которое окружает Землю. Первое находится на высоте около 5000 километров над уровнем моря и содержит в основном энергичные протоны. Второе находится на расстоянии 25 000 километров и содержит электроны и протоны меньшей энергии. Обратите внимание, что пояса Ван Аллена являются первым крупным открытием, сделанным искусственными спутниками.Время от времени, особенно после солнечного извержения, электроны и энергичные протоны могут проникать в верхние слои атмосферы в полярных областях. Затем они ионизируют присутствующие атомы и молекулы и вызывают светящийся феномен, называемый северным сиянием или южным, в зависимости от рассматриваемого полюса.
Внутренняя структура Земли
Наблюдение землетрясений и сейсмических волн, которые они производят, позволяет нам изучать внутреннюю структуру нашей планеты. Наблюдая за вибрациями, вызванными землетрясением в разных частях земного шара, можно восстановить траекторию движения сейсмических волн по земному шару. Поскольку эта траектория зависит от природы встречаемых материалов, она позволяет нам изучить внутреннюю структуру нашей планеты.Другим способом изучения является анализ пород, выбрасываемых вулканами, который определяет химический состав глубоких слоев.Этот тип исследования показал, что наша планета состоит из трех слоев, которые существенно различаются по своему химическому составу.
Первый слой земного шара составляет его кора. Толщина этого слоя составляет около десяти километров под океанами и около сорока под континентами. Этот слой состоит из осадочных пород, гранита и базальта, причем эти компоненты были более или менее смешаны под воздействием интенсивной геологической деятельности Земли.Далее находится мантия - сплошной слой глубиной около 3000 километров, образованный из силикатов, богатых железом и магнием.Наконец, в центре находится ядро, состоящее в основном из железа и небольшого количества никеля. Ядро фактически состоит из двух слоев: внешнего ядра, жидкости и внутреннего ядра, которое также является твердым телом. В центре ядра температура составляет около 5000 градусов по Цельсию, а давление в несколько миллионов раз выше, чем у поверхности.
Тектоника плит
Одной из характеристик, которая делает Землю совершенно особенной планетой, является наличие тектоники плит.Кора и внешняя часть мантии образуют слой в несколько десятков километров, называемый литосферой, который отличается своей жесткостью. Ниже находится астеносфера - менее жесткий слой, по которому литосфера может медленно двигаться.Литосфера не состоит из одного блока, а разделена на несколько плит, которые могут слегка перемещаться относительно друг друга, скользя по астеносфере.Эти пластины движутся под действием конвекции в мантии. Действительно, энергия, создаваемая распадом радиоактивных ядер в центре Земли, поступает наружу с помощью такого явления как конвекция, теплые камни поднимаются к поверхности, охлажденные камни погружаются в глубину.
Эти движения вещества в астеносфере вызывают смещение плит литосферы,порождают явление, известное как тектоника плит. Например, плита, несущая Южную Америку, отделяется от той, что несет Африку со скоростью около трех сантиметров в год.Тектоника плит ответственна за большинство геологических образований на Земле. Таким образом, при столкновении двух плит может возникнуть горная цепь. Например, столкновение плит, несущих Индию и Китай, породило Гималаи. Также бывает, что одна плита заходит под другую - возникает субдукция, что приводит к тому же результату. Например, так образовались Анды.
Последствия геологической деятельности
Одним из наиболее важных последствий тектоники плит является обновление поверхности Земли, что позволяет расплавленным мантийным породам подниматься на поверхность.Противоположное явление происходит в зонах субдукции, где плита опускается вглубь.Таким образом, благодаря взаимодействию этих двух явлений материал мантии постоянно поднимается на поверхность, а затем возвращается назад через сотни миллионов лет. Следствием этого является постоянное обновление поверхности Земли, не имеющее аналогов в Солнечной системе.Это, в частности, объясняет то, что, несмотря на то, что Земля подверглась интенсивной бомбардировке метеоритами в раннем возрасте, все следы уже очень давно стерты и метеоритные кратеры отсутствуют на поверхности нашей планеты.
Одним из последствий этих явлений является поступление углекислого газа в атмосферу. Двуокись углерода в атмосфере легко растворяется в дождевой воде и быстро впитывается в почву или растворяется в океанах. Если бы этого не происходило, то, парниковый эффект на нашей планете уменьшился и температура бы на планете упала, как это произошло на Марсе.Инжекция в атмосферу газа, позволяет стабилизировать уровень углекислого газа и обеспечивает умеренную температуру для нашей атмосферы.
