Планета Земля

Физические характеристики Земли

Размер	Диаметр 6,37×10³ км
Масса	5,92×10²⁴ кг
Среднее расстояние от Солнца	1 ае *ае=1,5×10⁸ км
Период вращения	23 часа 56 минут
Скорость вращения	29,78 км/с
Орбитальный период	365,256 суток
Радиус орбиты	1,5×10⁸ км
Количество спутников	1 (Луна)
Наименование на английском	The Earth

Характеристика Земли

Земля - единственная планета Солнечной системы с живыми организмами. К настоящему времени наблюдалось более 160 спутников, из которых Земля - единственный, на котором подтверждена жизнь. Состав атмосферы и обилие воды делают ее подходящей средой для живых организмов.

Поскольку Земля в процессе своего вращения наклонена примерно на 23 градуса, в одной и той же точке можно наблюдать различные условия, или времена года. В Японии существует четыре времени года, но в некоторых регионах день и ночь длятся круглые сутки, например полуночное солнце и полярная ночь.

Внутренняя структура Земли

Ниже приведены названия участков в соответствии с их удаленностью от поверхности. Разброс высот (глубин) границы обусловлен тем, что граница меняется с изменением положения или времени.

• 100 км: высота, с которой начинается космос, обозначенная линией Кермана.
• 80/90 км-10 радиусов Земли: экзосфера. Атмосфера Земли обычно находится ниже 500 км.
  • 80/90-1 000 км: верхняя атмосфера. Термосфера.
• 10-80/90 км: мезосфера.
  • 50-80/90 км: мезосфера.
  • 17-50 км: Стратосфера. Озоновый слой.
• 0-17 км: Нижняя атмосфера. Тропосфера.
• 0 км: поверхность Земли.
• 0-150 км: Литосфера.
  • 0-30,35 км: Земная кора.
• 6,35-2,891 км: Мантия.
  • 6,35-670 км: верхняя мантия
  • 670-2 891 км: нижняя мантия
• 2,891-6,371 км: ядро
  • 2,891-5,151 км: Внешнее ядро
  • 5,151-6,371 км: внутреннее ядро

О строении недр Земли можно судить только по наблюдениям на поверхности. Наилучшим методом является анализ сейсмических волн. Согласно сейсмическому волновому анализу, Землю снаружи можно разделить на следующие основные структуры: каменистую кору, каменистую вязкоупругую мантию, металлическое жидкое внешнее ядро и металлическое твердое внутреннее ядро. Несмотря на то, что кора и мантия являются каменистыми, их химический состав различен. Предполагается, что внешнее и внутреннее ядра также являются металлическими, но имеют несколько иной химический состав.

В верхней мантии на глубине около 100 км от поверхности существует слой, в котором сейсмические волны медленные (низкоскоростной слой, акеносфера). Считается, что этот слой частично расплавлен и физически отличается от расположенного выше относительно холодного и твердого слоя. Этот слой, находящийся над асеносферой и состоящий из части верхней мантии и коры, называется литосферой Литосфера разделена более чем на десяток пластин, называемых плитами.

Давление в центре Земли достигает 366 ГПа, тогда как в центре Меркурия оно составляет всего около 25-40 ГПа. Однако в корреляции между размером тела и средней плотностью Меркурий единственная планета, которая примерно на 60% отклоняется от тенденции, характерной для других земных планет, в сторону утяжеления. Средние плотности, рассчитанные без учета сжатия за счет собственного веса, составляют 5300 кг/м3 для Меркурия и 4000-4100 кг/м3 для Земли, причем на Меркурии они значительно выше.

Типы плит

Существует два типа плит. Континентальные плиты, на которых расположены континенты, и океанические плиты, на которых расположены только океанические области. Океанические плиты образуются в Центральном хребте и перемещаются от Центрального хребта за счет мантийной конвекции. При этом дно океана расширяется по мере того, как плиты одна за другой образуются в Центральном хребте.

Поскольку континентальные плиты относительно легче океанических, при столкновении океанических плит с континентальными они погружаются в мантию на границе, образуя зоны субдукции, такие как Японский желоб. Некоторые океанические плиты сопровождаются впадинами, а другие - нет. Считается, что это связано с различиями в периоде расширения дна океана. Те плиты, которые имеют впадины, существовали в течение многих лет с момента начала расширения океанического дна.

Как отмечалось выше, плиты перемещаются за счет мантийной конвекции. Океанические плиты, имеющие впадины, расширяются быстрее, чем те, которые их не имеют. Считается, что это связано с дополнительным эффектом притяжения со стороны субдуцирующих плит, помимо мантийной конвекции.

Возраст океанического дна по данным радиометрического датирования находится в пределах 200 млн. лет. Это объясняется тем, что через такой промежуток времени океанические плиты погружаются в недра Земли. Континентальные плиты, напротив, образовались в основном в период от наших дней до трех миллиардов лет назад и, как считается, формировались и росли на протяжении всей истории Земли. Особо старые из них, называемые также стабильными массивами суши, самая древняя часть которых сформировалась около 4,4 млрд. лет назад.

Луна

Большинство планет Солнечной системы сопровождаются спутниками. Однако у земной Луны отношение диаметра к планете составляет чуть более четверти, а отношение массы к массе - 1/81. Последнее может показаться небольшим, но рядом с ней для планет находится только 1/800 системы Нептун-Тритон и только 1/7 системы Плутон-Шарон, которая является карликовой планетой. Были предложены различные теории происхождения Луны, но наибольшую поддержку получила теория гигантского столкновения.

Орбита Луны примерно в 60 раз больше радиуса Земли, и каждый год она удаляется от Земли примерно на 3 см. Земля и Луна деформируются под действием приливного гравитационного влияния друг на друга и ориентируются в направлении своих длинных осей. По этой причине на протяжении длительного периода времени с момента своего рождения Луна всегда была направлена своей длинной осью в сторону Земли.

Однако, поскольку Земля имеет относительно большие размеры, для деформации требуется время, и теперь продольное направление вращения Земли направлено вперед по отношению к направлению движения Луны по орбите. Угловой момент вращения Земли переносится на орбиту Луны, и ускоренная Луна под действием центробежной силы уходит в сторону, а вращение Земли замедляется. Этот перенос продолжается до тех пор, пока вращение Земли и орбиты Луны не совпадут, что, как предполагается, произойдет примерно через 10 млрд. лет, когда радиус орбиты Луны будет примерно в 85 раз больше радиуса Земли, а Земля и Луна будут всегда находиться в одной плоскости.

Наличие крупного спутника относительно планеты стабилизирует ось вращения Земли. Связанные приливными силами, Земля и Луна представляют собой единую систему углового движения. В этом случае Земля может рассматриваться как большая одиночная орбита, включающая лунную орбиту, и ось вращения становится очень устойчивой. Колебания оси вращения на Земле ограничиваются примерно 3 градусами, в то время как на Венере и Марсе, как предполагается, они могут изменяться на несколько десятков градусов. Поскольку влияние на климат планеты возрастает с увеличением величины колебаний оси вращения, некоторые утверждают, что наличие такого крупного спутника, как Земля, является одним из необходимых условий для эволюции жизни, так как помогает регулировать планетарную среду.

Единственным постоянным естественным спутником Земли является Луна. Однако Земля может захватывать приближающиеся околоземные астероиды и использовать их в качестве временных спутников. По некоторым данным, в каждый момент времени существует около 50 таких астероидов. Примером реального наблюдения является 2006 RH120, который с сентября 2006 года по июнь 2007 года трижды обращался вокруг Земли, имея диаметр от 3 до 6 м.

Автор статьи Добриян Александр