додати матеріал

приховати рекламу

Земля

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

Земля
ЗЕМЛЯ, третя від Сонця велика планета Сонячної системи. Земля належить до групи земних планет, яка включає також Меркурій, Венеру і Марс. Земля часто порівнюється саме з цією групою, а також з Місяцем, оскільки їх походження, структура та еволюція однакові. Завдяки своїм унікальним, бути може, єдиним у Всесвіті природних умов (хоча це сумнівно), стала місцем, де виникла і отримала розвиток органічна життя.
За сучасними космогонічними уявленнями Земля утворилася приблизно 4,566 мільярда років (плюс-мінус кілька мільйонів) тому з газопилової хмари в якому зародилося Сонце. Проаналізувавши співвідношення ізотопів гафнію і вольфраму в уламках метеоритів, що утворилися з космічного пилу, з марсіанських метеоритів і земних каменів, учені прийшли до нових оцінок (за старим приблизно 60 млн. років), що відповідає комп'ютерними моделями. "Освіта ядра, а отже, і планет, схожих на Землю, закінчилося в перші 30 мільйонів років після народження Сонячної системи", - уклав 30.08.2002г Торстен Клайн з Мюнхена (Німеччина).
Приблизно 3,8 млрд. років тому виникли умови, сприятливі для виникнення життя. На думку американських дослідників, найраніше з відомих науці падінь великих метеоритів на Землю сталося 3 мільярд 470 мільйонів років тому (з похибкою не більше плюс-мінус 2-х мільйонів років за віком циркону - одного з найбільш стійких у природі мінералів). Згідно з підрахунками космічний прибулець мав діаметр близько 20-ти кілометрів і викликав на молодій планеті катастрофічні руйнування, включаючи, судячи з усього, навіть ті тріщини в земній корі, які по сьогодні ділять її на тектонічні плити. Вважається, що Земля в той період була майже повністю вкрита водою, а єдиною формою життя на ній були бактерії. На їхню подальшу еволюцію ця космічна катастрофа вплинула мало.
Для більш пізніше розвитий життя часткове зникнення (близько 380 (загинуло 40% всіх мешканців океану), 251, 214 - Канаді: удар припав на територію сучасного Квебека, де до цих пір зберігся кратер діаметром в 100 кілометрів і 65 мільйонів років назад-точніше останні дослідження дають вік кратера Чиксулуб (Chicxulub) в Мексиці діаметром 180 км у 65,5 плюс-мінус 0,6 млн. років) пояснюється тим, що на Землю впав метеорит (їх діаметри були порядку 6-12 км) і наслідки мали глобальний характер для Землі. В результаті другого катаклізму 90% мешканців моря і 70% тварин були буквально стерті з обличчя нашої планети, а останній знищив 75% всього живого і поклала кінець епосі динозаврів (правда може був подвійний удар по Землі, так як вік метеоритного кратера Болтиш на Україну, чий діаметр 24 км датований приблизно в 65,2 плюс-мінус 0,6 млн. років).
Правда є думка, що можливо появу життя на Землі після космічної катастрофи (падіння астероїда, комети), що сталася 200 мільйонів років тому в житті Землі. Багато вчених вважають, що Землі за всю її історію довелося пережити кілька зіткнень з астероїдами і після кожного катаклізму на нашій планеті починала розвиватися життя, а потім знову відбувалася майже повна "стерилізація" нашої планети. Особливо в ранній період її розвитку, доводилося стикатися з дуже великими небесними тілами. Однак інші "кам'яні гості" - приблизно в кілька кілометрів у діаметрі - сприяли нагріванню земної атмосфери до 100 градусів Цельсія. При цьому велика частина океанів після зіткнення з астероїдом випаровувалася, а решта вода була майже окропом. Єдиними організмами, що мали шанси вижити після катастрофи, були б так звані високотемпературні - тобто, "термостійкі" бактерії. Вони, ймовірно, закопували у землю, а після того, як планета трохи остигала, починали активно розмножуватися. Згодом такі мікроби мутували і давали початок новим формам життя.
Група вчених під керівництвом Ганса Кепплер з німецького університету міста Тюбінген вважає, що викид вуглецю в атмосферу у формі діоксиду вуглецю призводить до прояву в гігантських масштабах тепличного ефекту, який є причиною неконтрольованого потепління на планеті. Якщо вуглецеві сполуки піднімуться в земній мантії на глибину 40-60 км, відбудеться процес розкладання, що призведе до виходу діоксиду вуглецю, який через тріщини в земній поверхні проникне в атмосферу. Подібні явища, що супроводжувалися різкою зміною концентрації двоокису вуглецю в атмосфері, вже мали місце у різні епохи розвитку планети. Так, в кінці пермського періоду, 245 млн років тому, 96% мешканців океанів і три чверті живих істот на суші загинули. У більш пізній період, приблизно 208 млн років тому, в кінці тріасового періоду, знову несподівано загинула половина живих істот на планеті.
Ряд вчених вважають, що спалах близькою до Землі наднової могла призвести до знищення життя. Дослідження шарів з віком у 3 млн. років, а другого - в 4-6 млн. років, до яких відносяться два досі непояснених випадку масового зникнення морських форм життя, які, як відомо, з'явилися на землі раніше сухопутних, показало, що природне заліза-60 (радіоактивного ізотопу заліза) утворилося під впливом космічних променів незвичайно високої інтенсивності, що наводить на думку про спалах наднових в одній з відносно молодих і близьких до Сонця зоряних підгруп. У результаті міг бути значно пошкоджений озоновий шар, із-за чого нашої планети виявилася незахищеною від жорсткого ультрафіолетового випромінювання Сонця. Наприклад, за розрахунками фахівців, спалах наднової на відстані 130 світлових років від Землі могла призвести до зменшення товщини озонового шару на 60% (Але останні оцінки Нілу Герельс з Goddard Space Flight Center показують, що в цьому випадку наднова мала вибухнути на відстані не більше 25 Хаббл-тип). У результаті під дією УФ-променів загинула велика частина морського планктону, слідом за яким через порушення харчового ланцюга зникли і інші морські організми.
Не можна виключати можливості виникнення життя на Землі привнесеної з космосу за допомогою метеоритів (у них виявлені не тільки органічні речовини, але і цукор), як втім і води на Землі на думку Луїса Френка (Louis Frank) з Університету штату Айова, який стверджує, що їм знайдено новий доказ на підтримку його теорії появи на Землі води занесеної невеликими кометами, в достатку мільярди років тому падали на Землю.
В історії Землі було кілька періодів глобального потепління, найдавніший з яких мав місце 135 мільйонів років тому. Осадові породи свідчення колишніх в історії Землі раніше невідомих періодів глобального потепління. Одне з потеплінь, швидше за все викликаних викидами метану, відбулося приблизно 55 мільйонів років тому. Воно тривало близько 200 тисяч років і призвело до загибелі від 30% до 50% всіх форм глибинно-океанічної життя, але при цьому стимулювало появу нових видів, що мешкають у поверхні.
20 - 22,5 мільйона років Земля змінила свою орбіту і це викликало глобальне зміна клімату на нашій планеті. Після досить тривалого періоду потепління і танення снігів, прийшло тимчасове похолодання. Такої думки дотримуються фахівці Каліфорнійського університету на чолі з Джеймсом Зачосом (James Zachos). Гіпотеза про зв'язок між кліматом Землі і зміною параметрів її орбіти не нова [висунута в 20-х роках минулого століття астрофізиком Мілатіном Міланковичем (Milutin Milankovitch)]. Але американським фахівцям вдалося отримати ряд несподіваних результатів. Так виявилося, що близько 23 мільйонів років тому відбулося збіг мінімального значення ексцентриситету земної орбіти і періоду мінімальної зміни способу осі обертання Землі. Тривалість періоду склала близько 200 тисяч років. Саме в ці роки земне літо мало чим відрізнялося від земної зими, а різниця в літніх і зимових температур на полюсах становила всього декілька градусів. Антарктичні льоди за літо не встигали танути і відбулося помітне збільшення їх площі.
Астрономи з Університету Джонса Хопкінса-зібравши воєдино відомості з астрономії, геології та палеонтології, висловили гіпотезу, що близько 2 млн років тому озоновий шар Землі, що затримує ультрафіолетове випромінювання Сонця, буквально здуло, забравши в космос. Це призвело до екологічної катастрофи в земних океанах. Свідоцтва колишньої ліквідації озону були знайдені при буравленні океанського дна. Тоді був знайдений дуже незвичайний ізотоп заліза, який, можливо, є залишком тієї речовини, яка було закинуто на Землю в результаті вибуху наднової. Ну а палеонтологи виявили, що приблизно 2 мільйони років тому відбулося масове і ніяк на перший погляд не зрозуміле вимирання фітопланктону та інших морських організмів. Вибух наднової міг відбутися в результаті:
1) Близько від сонячної системи (на відстані 130 світлових років) близько 2 млн. років тому пролетіло зоряне скупчення Scorpius-Centaurus OB, що містить тисячі великих короткоживучих зірок. У цьому зоряному скупченні вибухи наднових відбувалися досить часто.
2) Другий кандидат у вбивці земного озону - це зірка Антарес, яка знаходиться на відстані 160 світлових років, але вона була істотно далі кластеру Scorpius-Centaurus OB.
. Homo sapiens («Людина розумна») як вид з'явився приблизно близько 2 млн. років тому, а формування сучасного типу людини відбулося близько 100 тис. років тому.
Земля - ​​єдина з головних планет, яка є геологічно активною. Великомасштабні деталі її поверхні виникли в процесі створення, відносного руху, взаємодії і руйнування невеликого числа (близько десяти) коркових плит, складових літосферу планети, які ковзають по лежить нижче менш жорсткою астеносфері. Зіткнення плит призводять до появи гір, а на межі плит лежать зони сейсмічної активності.
У Землі є єдиний супутник-Луна. Її орбіта близька до кола з радіусом близько 384400 км. Але крім того є ще один "компаньйон" - це астероїд 3753 (1986 ТО) зі складною орбітальної зв'язком із Землею.
Форма, розміри і рух Землі
За формою Земля близька до еліпсоїда, сплюснуте з полюсів і розтягнутому в екваторіальній зоні. Середній радіус Землі 6371,032 км.
Земля рухається навколо Сонця із середньою швидкістю 29,765 км / з по еліптичній, близькій до кругової орбіти на середньому відстань від Сонця 149,6 млн.км. Період одного звертання по орбіті 365, 24 сонячної доби.
Нерівномірність руху Сонця по екліптиці:
Апогей 1-5 січня, переміщення серед зірок 61 '/ добу.
Перигей початок липня, переміщення 57 '/ добу.
Обертання Землі навколо власної осі відбувається із середньою кутовою швидкістю 7,292115 · 10 -5 рад / с, що приблизно відповідає періоду в 23 ч 56 хв 4,1 с. Вісь обертання нахилена до площини екліптики під кутом 66 ° 33 '39''(близько 23 ° 26' нахил між екваторіальній площиною і екліптикою прийнятий з 1 січня 1983р, коли нахил зменшився до 23 ° 26 '29 ". Вплив прецесії і нутації призводить до його зміни в межах від 21 ° 55 'до 24 ° 18'). Цей нахил і річне звертання Землі навколо Сонця обумовлюють винятково важливу для клімату Землі зміну пір року, а власне її обертання-зміну дня і ночі. Обертання Землі через приливні впливів неухильно (хоча і дуже повільно-на 0,0015 із за сторіччя) сповільнюється. Є і невеликі нерегулярні варіації тривалості доби.
Положення географічних полюсів змінюється з періодом 434 діб з амплітудою 0,36''. Крім того, є й невеликі сезонні їх переміщення.
Поверхня Землі
Площа поверхні Землі 510,2 млн. км 2, з яких приблизно 70,8% припадає на Світовий океан. Його середня глибина близько 3,8 км, максимальна (Маріанська западина в Тихому океані) дорівнює 11,022 км; об'єм води 1370 млн. км 3, середня солоність 35 г / л. Суша становить відповідно 29,2% і утворює шістьох материків і острови. Вона піднімається над рівнем моря в середньому на 875 м; найбільша висота (вершина Джомолунгма в Гімалаях) 8848 м.
  Найнижча точка планети стає ще нижчим. За період з 1930 по 1999 роки Мертве моря опустилося з позначки 390 метрів до 414 метрів нижче рівня океану. Дані, отримані за допомогою радара на супутниках, які спостерігали за регіоном з 1992-го по 1999 рік показали, що в середньому суша йде вниз приблизно на 2 сантиметри на рік, хоча в деяких районах ця цифра становить 6 сантиметрів. Формулюючи коротко істота змін, що відбуваються, геологи та океанографи кажуть, що вода йде з Мертвого моря, через що пористі скельні породи висихають і просідають під вагою верхніх шарів.
Гори займають понад 1 / 3 поверхні суші. Пустелі покривають близько 20% поверхні суші, савани і рідколісся-близько 20%, ліси-близько 30%, льодовики-понад 10%. Понад 10% суші зайнято під сільськогосподарськими угіддями. Значна частина північних територій є вічну мерзлоту. За 20 років з початку докладних космічних досліджень з 1981р Північне півкуля нашої планети стало набагато зеленішим. Однією з можливих причин такого феномену фахівці називають глобальне потепління клімату. Якби лід і сніг на Землі розтанули, то рівень Світового океану піднявся більш ніж на 50м, що призвело б до затоплення гігантських територій.
Результати нового аналізу даних, отриманих супутниками НАСА до кінця 2002р, свідчать про те, що площа вічних льодів в Арктиці зменшується зі швидкістю, що набагато перевершує її ранні оцінки. У період з 1978 по 2000 рр.. площа крижаного покриву в Північному Льодовитому океані зменшилася на 1,2 млн. км2, що приблизно дорівнює площі Британії. Швидкість його танення становить близько 9% на десятиліття. Виміри, що проводилися у попередні роки, давали швидкість танення, що становила приблизно 3% на десятиліття. У 2002 році крижана шапка була найменшою за всю історію спостережень. Скорочення поверхні крижаного покриву Північного Льодовитого океану відзначається на фоні тенденції до підвищення середньої річної температури повітря в приполярних регіонах у середньому на 1,2 градуси за десятирічний період. Найбільша швидкість танення відзначалася в Чукотському морі і морі Бофорта, в північних районах Канади і на Алясці.
Останні дослідження за допомогою космічних супутників показали, що по екваторіальній лінії відбувається збільшення діаметра Землі з 1998 року, тобто планета стає трохи більше плескатої (розширюватися в зоні екватора). Вчені настільки спантеличені цим феноменом, що поки не можуть дати ясну відповідь, що відбувається з нашою планетою і чим це загрожує.
До липня 2002р фахівці NASA створили унікальну карту. Ця сама точна і детальна сучасна карта світу. У тривимірній графіці тут відзначені міста, річки, гори, пустелі і моря. Одним натисканням кнопки можна здійснити сходження на Еверест або побувати в пустелі Сахара. Причому показується не відразу кінцева точка, а весь маршрут руху. Над створенням цієї карти NASA працювала майже два роки, обробивши на комп'ютері дані, отримані топографічним шатлом - більше трильйона різних позначок земної поверхні.

Внутрішня будова Землі
ШАР
ТОВЩИНА
СКЛАД
Кора
0-40 км
Тверді кремнієві породи
Верхня мантія
40-400км
Напіврідкі кремнієві породи
Перехідна область
400-650км
Рідкі кремнієві породи
Нижня мантія
650-2890км
Рідкі кремнієві породи
Зовнішнє ядро
2890-5150км
Розплавлені залізо і нікель
Ядро внутрішнє
5150-6378км
Тверді залізо і нікель
Основну роль у дослідженні внутрішньої будови Землі грають сейсмічні методи, засновані на дослідженні поширення в її товщі пружних хвиль (як поздовжніх, так і поперечних), що виникають при сейсмічні події-прі природних землетрусах і в результаті вибухів. На підставі цих досліджень Землю умовно поділяють на три області: кору, мантію і ядро ​​(у центрі). Зовнішній шар-кора-має середню товщину близько 35 км. Основні типи земної кори-континентальний (материковий) і океанічний, у перехідній зоні від материка до океану розвинута кора проміжної типу. Товщина кори змінюється в досить широких межах: океанічна кора (з урахуванням шару води) має товщину близько 10 км, тоді як товщина материкової кори в десятки разів більше.
Поверхневі відклади займають шар товщиною близько 2 км. Під ними знаходиться гранітний шар (на континентах його товщина 20 км), а нижче-приблизно 14-кілометровий (і на континентах, і в океанах) базальтовий шар (нижня кора). Середні щільності складають: 2,6 г / см 3-у поверхні Землі, 2,67 г / см 3-У граніту, 2,85 г / см 3-у базальту.
На глибину приблизно від 35 до 2885 км простягається мантія Землі, яку називають також силікатною оболонкою. Вона відокремлюється від кори різкій кордоном (так звана межа Мохоровіча, або «Мохо»), глибше якої швидкості як поздовжніх, так і поперечних пружних сейсмічних хвиль, а також механічна щільність стрибкоподібно зростають. Щільності в мантії збільшуються в міру зростання глибини приблизно від 3,3 до 9,7 г / см 3.
Останні дослідження проведені в Гарварді на підставі відомості про понад 300 тисяч землетрусів, що відбулися в 1964-1994 роках, показали, що існує внутрішня частина внутрішнього ядра - діаметром близько 600 кілометрів з температурою в центрі Землі до 7500К.
У корі і (частково) в мантії розташовуються великі літосферні плити. Їх вікові переміщення не тільки визначають дрейф континентів, помітно впливає на вигляд Землі, але мають відношення і до розташування сейсмічних зон на планеті. За планетарним поняттям поверхню Землі дуже молода. Базальтові породи, що формують дно океанів, - одні з наймолодших. Докембрійські щити, які займають близько 10% поверхні, найстаріші і найбільш близькі до вкритої кратерами поверхні інших планет. Погодні процеси згладили на поверхні Землі всі сліди були на ній колись кратерів, за винятком лише кількох.
Ще одна виявлена ​​сейсмічними методами кордон (межа Гутенберга)-між мантією і зовнішнім ядром-розташовується на глибині 2775 км. На ній швидкість поздовжніх хвиль падає від 13,6 км / с (в мантії) до 8,1 км / с (у ядрі), а швидкість поперечних хвиль зменшується від 7,3 км / с до нуля. Останнє означає, що зовнішнє ядро ​​є рідким. За сучасними уявленнями зовнішнє ядро ​​складається з сірки (12%) і заліза (88%). Нарешті, на глибинах понад 5120 км сейсмічні методи виявляють наявність твердого внутрішнього ядра, на частку якого припадає 1,7% маси Землі. Імовірно, це залізо-нікелевий сплав (80% Fe, 20% Ni).
Хімічний склад у відсотках до маси Землі
Мантія
Ядро
SiO 2
31,16
CaO
2,16
Fe
23,6
Mg
25,86
Na 2 O
0,39
Si
4,0
Fe 2 O 3
5,55
FeO
0,31
Ni
3,6
Al 2 O 3
2,44
інші
1,16
У числі багатьох хімічних елементів, що входять до складу Землі, є і радіоактивні. Їх розпад, а також гравітаційна диференціація (переміщення більш щільних речовин у центральні, а менш щільних у периферичні області планети) призводять до виділення тепла. Температура в центральній частині Землі порядку 5000 ° С. Максимальна температура на поверхні наближається до 60 ° С (у тропічних пустелях Африки і Північної Америки), а мінімальна становить близько -90 ° С (у центральних районах Антарктиди).
Тиск монотонно зростає з глибиною від 0 до 3,61 ГП. Тепло із надр Землі передається до її поверхні завдяки теплопровідності і конвекції.
Щільність в центрі Землі близько 12,5 г / см 3.
Атмосфера Землі
АТМОСФЕРА ЗЕМЛІ (від грец. Atmos - пар і сфера), повітряне середовище навколо Землі, що обертається разом з нею; маса ок. 5,15 · 10 15 т. За щільністю атмосфери вона займає проміжне місце між Венерою і Марсом. Вона унікальна в тому відношенні, що володіє великими запасами рідкої води. Складна взаємодія між океаном, атмосферою і планетарної поверхнею визначає її енергетичний баланс і температурний режим. Хмарний покрив звичайно закриває близько 50% поверхні, і теплота, що залишається усередині атмосфери (парниковий ефект), піднімає середню температуру більше ніж на 30 градусів.
Склад її біля поверхні Землі: 78,1% азоту, 21% кисню, 0,9% аргону, в незначних частках відсотка вуглекислий газ, водень, гелій, неон та інші гази. У нижніх 20 км міститься водний пар (у земної поверхні - від 3% у тропіках до 2.10 -5% в Антарктиді), кількість якого з висотою швидко убуває. Вуглекислота - найбільш важлива слідова компонента атмосферного повітря. Висока концентрація кисню (виникла приблизно 2000 млн. років тому) є прямим результатом існування рослин. Присутність кисню дозволило сформуватися у верхніх шарах атмосфери озоновому шару (на висоті 20-25 км), який екранує поверхню планети від сонячного ультрафіолетового випромінювання, шкідливого для життя.
Вище 100 км росте частка легких газів, і на дуже великих висотах переважають гелій і водень; частина молекул розкладається на атоми і іони, утворюючи іоносферу. Тиск і щільність повітря в атмосфері Землі з висотою убувають. У залежності від розподілу температури атмосферу Землі підрозділяють на тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу, екзосферу. Нерівномірність її нагрівання сприяє загальної циркуляції атмосфери, яка впливає на погоду і клімат Землі. Атмосфера Землі має електричним полем.
Всі типи світіння, що виникають у верхній атмосфері Землі (нічний світіння атмосфери), виключаючи теплове випромінювання, полярні сяйва, блискавки і яскраві сліди метеорів. Спектр нічного світіння лежить в діапазоні від 100 нм до 22,5 мкм. Основна частина світіння виникає в шарі товщиною від 30 до 40 км на типових висотах в 100 км і являє собою випромінювання на довжині хвилі кисню 558 нм. З космічного простору світіння неба виглядає як зеленувате світле кільце навколо Землі.
ТРОПОСФЕРА (від грец. Tropos - поворот і сфера), нижній, основний шар атмосфери до висоти 8-10 км в полярних, 10-12 км у помірних і 16-18 км в тропічних широтах. У тропосфері зосереджено понад 1 / 5 всієї маси атмосферного повітря, сильно розвинені турбулентність і конвекція, зосереджена переважна частина водяної пари, виникають хмари, розвиваються циклони і антициклони - все що відбуваються тут процеси відіграють визначальну роль для формування погоди на планеті. Температура в тропосфері зменшується з збільшенням висоти. Тропосфера зверху обмежена тропопаузою, яка відповідає переходу до більш стійким умов лежить вище стратосфери.
СТРАТОСФЕРА (від лат. Stratum - шар і сфера), шар атмосфери, що лежить над тропосферою від 8-10 км у високих широтах і від 16-18 км поблизу екватора до 50-55 км. Стратосфера характеризується зростанням температури з висотою від -40 ° С (-80 ° С) до температур, близьких до 0 ° С, малої турбулентністю, нікчемним змістом водяної пари, підвищеним у порівнянні з нижче-та встановленими вище шарами змістом озону.
ОЗОН (від грец. Ozon - пахне), О 3, алотропна модифікація кисню. Газ синього кольору з різким запахом, t кип - 112 ° С, сильний окислювач. При великих концентраціях розкладається з вибухом. Утворюється з О 2 при електричному розряді (наприклад під час грози) і під дією ультрафіолетового випромінювання (у стратосфері під дією ультрафіолетового випромінювання Сонця). Основна маса О 3 в атмосфері розташована у вигляді шару - озоносфери - на висоті від 10 до 50 км із максимумом концентрації на висоті 20-25 км. Цей шар охороняє живі організми на Землі від шкідливого впливу короткохвильової ультрафіолетової радіації Сонця. Поглинає світло з довжиною хвилі від 240 до 270нм і сильно поглинає в інтервалі 200-320Нм, в той час як кисень в основному поглинає до 170нм. Основна причина появи озону на Землі - блискавки. У промисловості О 3 отримують дією на повітря електричного розряду. Використовують для знезараження води і повітря.
Іоносфери, верхні шари атмосфери, починаючи від 50 - 85 км до 600км, характеризуються значним вмістом атмосферних іонів і вільних електронів. Атоми і молекули в цьому шарі інтенсивно іонізуються під дією сонячної радіації, зокрема, ультрафіолетового випромінювання. Переміщення заряджених частинок за магнітним силовим лініям до полярних областях на широтах від 60 до 75 ° приводить до появи полярних сяйв. Верхня межа іоносфери - зовнішня частина магнітосфери Землі. Причина підвищення іонізації повітря в іоносфері - розкладання молекул атмосфери газів під дією ультрафіолетового й рентгенівської сонячної радіації і космічного випромінювання. Іоносфера має великий вплив на поширення радіохвиль. Складається іоносфера з мезосфери і термосфери.
ПОЛЯРНЕ СЯЙВО-швидко змінюються різнокольорові картини світіння, що спостерігаються час від часу на нічному або вечірньому небі, зазвичай в високоширотних областях Землі (як на півночі, так і на півдні). Зелений і червоний кольори відповідають емісійним лініям атомів кисню і молекул азоту, які збуджуються енергійними частками, що приходять від Сонця. Полярні сяйва відбуваються на висотах близько 100 км.
Під час полярних сяйв в іоносфері протікають численні процеси, такі як обурення геомагнітного поля, електричні іоносферні струми і рентгенівське випромінювання. У невидимих ​​частинах спектра випромінюється набагато більше енергії, ніж у видимому діапазоні. Поява полярних сяйв пов'язане з сонячним циклом, обертанням Сонця, сезонними змінами і магнітною активністю.
Полярні сяйва приймають кілька основних форм. Спокійні дуги або смуги завширшки кілька десятків кілометрів простягаються зі сходу на захід на відстані до 1000 км. Смуги можуть згортатися, приймаючи спіральну або S-подібну форму. Можна побачити і промені, що йдуть уздовж магнітного поля. Плями полярних сяйв - це окремі світяться області неба без утворення будь-яких форм. Зрідка зустрічаються великі полярні сяйва у формі драпрі.
Мезосфера знаходиться приблизно до 80-85 км, над якою спостерігаються (зазвичай на висоті близько 85 км) сріблясті хмари. Тут температура з висотою зменшується, досягаючи -90 ° C біля верхньої межі (мезопаузи).
Світлі блакитні хмари в літньому сутінковому небі. Вони виникають у верхній атмосфері на висотах близько 80 км і по структурі досить різноманітні.
Сріблясті хмари дуже тонкі і розсіюють лише малу частину падаючого на них сонячного світла, так що з Землі вдень або на початку сутінків їх не можна помітити. Так як вони з'являються тільки в літній час, їх неможливо спостерігати в самих високих широтах, де небо ніколи не стає досить темним. У той же час сріблясті хмари - явище високоширотні, тому що діапазон широт, в яких вони практично спостерігаються, досить вузький (від 50 ° до 65 °). Хмари утворюються в присутність ядер конденсації, на яких вода перетворюється на лід. Точно не відомо, які ці ядра (іони, що виникають під дією сонячного ультрафіолету, або мікрометеорітние частки). Головна умова виникнення сріблястих хмар - досить низька температура, яка на висотах 80-90 км повинна бути близько 120 K (-150 ° C). Хмари виникають в результаті повітряних течій від одного полюса до іншого і не залежать від рівня сонячної радіації. Є спостереження, що дозволяють припустити, що протягом останніх десятиліть сріблясті хмари виникають частіше. Це пов'язано зі зростанням концентрації водяної пари у верхній атмосфері через збільшення кількості метану. Частота виникнення сріблястих хмар змінюється з циклом сонячної активності по зворотному законом.
Термосфера, шар атмосфери над мезосферою від висот 80-90 км, температура в якому росте до висот 200-300 км, де досягає значень порядку 1500 К, після чого залишається майже постійної до великих висот.
Екзосфера (від екзо ... і сфера) (сфера розсіювання), зовнішній шар атмосфери, що починається з висоти близько 400-500 км, які межують з міжпланетної середовищем. У цих шарах щільність настільки низька, що між атомами відбувається дуже мало зіткнень і атоми, що рухаються з великою швидкістю, можуть вийти зі сфери гравітаційного тяжіння планети і відлітати (вислизати) в космічний простір.
Нарешті, на відстанях понад 1000 км шар холодної плазми високої щільності (плазмосфера). Плазмосфера простирається до відстаней у 3 - 7 земних радіусів. Її верхня межа (плазмопауза) відзначена різким падінням плазмової щільності. Більшість частинок в плазмосфере складають протони і електрони. газ настільки розріджене, що зіткнення між молекулами перестають відігравати істотну роль, а атоми іонізовані більш ніж наполовину. На висоті близько 1,6 і 3,7 радіусів Землі перебувають перший і другий радіаційні пояси.
Поля Землі
Гравітаційне поле Землі з високою точністю описується законом всесвітнього тяжіння Ньютона. Рух рідин, а також виникають у твердих об'єктах напруги, що викликаються циклічним зміною діючих на них гравітаційних сил. Так, океанські припливи на Землі, запізнюється щодня на 50 хвилин, виникають через зміну сумарного гравітаційної дії Сонця і Місяця, яке схильне до добовим, місячним і річним варіацій, обумовленим обертанням Землі, рухом Місяця по орбіті навколо Землі і рухом Землі навколо Сонця. Деформація за рахунок приливних сил Землі досягає 30см, Місяця 40 см, водна поверхня піднімається до 1 метра, а в затоці Фапті (Атлантичний океан) до 18 метрів.
Прискорення вільного падіння над поверхнею Землі визначається як гравітаційної, так і відцентровою силою, зумовленої обертанням Землі. Залежність прискорення вільного падіння від широти наближено описується формулою g = 9,78031 (1 +0,005302 sin2) m / c 2, де m-маса тіла.

Магнітне поле над поверхнею Землі складається з постійної (або мінливою досить повільно) «головною» і змінної частин; останню зазвичай відносять до варіацій магнітного поля. Наявність розплавленого металевого ядра призводить до появи магнітного поля і магнітосфери Землі. Магнітосфера Землі визначається магнітним полем і його взаємодією з потоками заряджених часток космічного походження (з сонячним вітром). Магнітосфера Землі з денної сторони тягнеться до 8-14 R, з нічний - витягнута, утворюючи магнітний хвіст Землі в кілька сотень R; в магнітосфері знаходяться радіаційні пояси. Вимірювання з супутників показали, що Земля є інтенсивним джерелом радіохвиль в кілометровому діапазоні, хоча такі хвилі генеруються високо і на рівні земної поверхні не виявлено. Магнітний дипольний момент Землі, рівний 7,98 · 10 25 одиниць СГСМ, спрямований приблизно протилежно механічному, хоча в даний час магнітні полюси кілька зміщені по відношенню до географічних. Їхнє становище, втім, змінюється з часом, і хоча ці зміни досить повільні, за геологічні проміжки часу, за палеомагнітним даними, виявляються навіть магнітні інверсії, тобто звернення полярності. Нинішню полярність Земля придбала 12 тисяч років (за іншими джерелами 750 тис. років) назад, а в середньому кожні 250 тис. років (500 тис. років за іншими джерелами) змінюється полярність, а іноді в 2-4 рази швидше. Деякі вчені стверджують, що можливо скоро полярність зміниться.
У першому наближенні магнітне поле Землі подібно полю намагніченого стрижня (диполя), який зміщений щодо центру Землі до Тихого океану і нахилений до земної осі. В даний час це зміщення становить 451 км, а нахил дорівнює 11 °. Сила і форма геомагнітного поля поступово змінюються, причому масштаб часу цих змін становить роки. Інтенсивність геомагнітного поля позначається векторною величиною F або B, а одиницями виміру є гаус (Гс), тесла (Т) або гамма (γ) (1 тесла = 10000 гаус, 1 гама = 1 нанотесла = 10 -5 гаус.) Напрямок поля в будь-якій точці земної поверхні може бути описано двома кутами: 1) нахилом I, тобто кутом між горизонтальною площиною і вектором поля (кут вважається позитивним, коли поле спрямоване вниз), 2) схилянням D, тобто азимутом - кутом, вимірюваним від напряму на північ на схід чи захід на горизонтальній площині.
Положення магнітних полюсів Землі на 1985р:
Північний магнітний полюс - 77 про 36 'с.ш.; 102 про 48' з.д.
Південний магнітний полюс - 65 о 06 'пд.ш.; 139 про 00' східної довготи
Положення геомагнітних полюсів на 1985р:
Північний полюс геомагнітний - 78 про 48 'пн.ш., 70 про 54' з.д.
Південний полюс геомагнітний - 78 про 48 'пд.ш.; 109 про 06' східної довготи
Напруженості магнітного поля на північному і південному магнітних полюсах рівні відповідно 0,58 і 0,68 Е, а на геомагнитном екваторі-близько 0,4 Е.
Прилади Центрального військово-технічного інституту Сухопутних військ (ЦНІВТІ СВ) зафіксували на початку 2002 року, що магнітний полюс Землі змістився на 200 км. На думку вчених, аналогічне зміщення магнітних полюсів відбулося і на інших планетах Сонячної системи по видимому з причини, що Сонячна система проходить "певну зону галактичного простору і зазнає впливу з боку інших космічних систем, що знаходяться поряд". "Переполюсовка" вплинула на ряд процесів, що відбуваються на Землі. Так, "Земля через свої розломи і так звані геомагнітні точки скидає в космос надлишок своєї енергії, що не може не позначитися як на погодні явища, так і на самопочутті людей". Крім того надлишкові хвильові процеси, що виникають при скиданні енергії Землі, впливають на швидкість обертання нашої планети. За даними Центрального військово-технічного інституту, "приблизно кожні два тижні ця швидкість трохи сповільнюється, а в наступні два тижні спостерігається певне прискорення її обертання, компенсаційна середньодобове час Землі". Зміщення магнітного полюса Землі не впливає на географічні полюси планети, тобто точки Північного і Південного полюсів залишилися на місці.
Радіаційний пояс - внутрішні області планетних магнітосфер, в яких власне магнітне поле планети утримує заряджені частинки (протони, електрони), що володіють великою кінетичною енергією. У радіаційних поясах частинки під дією магнітного поля рухаються по складних траєкторіях з Північної півкулі в Південну і назад. У Землі зазвичай виділяють внутрішній і зовнішній радіаційні пояси. Внутрішній радіаційний пояс Землі має максимальну щільність часток (переважно протонів) над екватором на висоті 3-4 тис. км, зовнішній електронний радіаційний пояс - на висоті бл. 22 тис. км. Радіаційний пояс - джерело радіаційної небезпеки при космічних польотах. Потужними радіаційними поясами володіють Юпітер і Сатурн.
Електричне поле над поверхнею Землі в середньому має напруженість близько 100 В / м і направлено вертикально вниз-це так зване «поле ясної погоди», але це поле відчуває значні (як періодичні, так і нерегулярні) варіації.

Дві кільцеподібні області навколо Землі з високою концентрацією високоенергічних електронів і протонів, які були захоплені магнітним полем планети. Пояси були виявлені першим американським штучним супутником Землі "Експлорер-1", запущеним 31 січня 1958 Пояси названі по імені Джеймса Ван Аллена - фізика, який керував експериментом на "Експлорер-1". Внутрішній пояс Ван Аллена лежить над екватором на висоті близько 0,8 земних радіусів. У зовнішньому поясі область найбільшої концентрації знаходиться на висоті від 2 до 3 земних радіусів над екватором, а велика область, що тягнеться від внутрішнього поясу до висоти 10 земних радіуса, містить протони і електрони більш низької енергії, які, мабуть, принесені в основному сонячним вітром. Оскільки магнітне поле Землі відхиляється від осі обертання планети, внутрішній пояс опускається вниз до поверхні в Південній частині Атлантичного океану, недалеко від узбережжя Бразилії. Ця южноатлантические аномалія представляє потенційну небезпеку для штучних супутників. У 1993 р. в межах внутрішнього поясу Ван Аллена була виявлена ​​область, яка містить частинки, які проникли туди з міжзоряного простору.
геомагнітна буря - суттєве зменшення горизонтальної компоненти магнітного поля Землі, що триває звичайно кілька годин. Причина - потрапляння в навколоземний простір електрично заряджених частинок, як правило, викидаються із Сонця при сонячних спалахах. Під час таких бур спостерігаються полярні сяйва і відбувається порушення радіозв'язку.

Історія досліджень
Початковий етап
Найбільш древні картографічні зображення Землі створені в Єгипті і Вавілонії у 3-1 тис. до н. е.. У 7 в. до н. е.. в Месопотамії карти виготовлялися на глиняних табличках. Чисто умоглядні уявлення про навколишній світ містяться в джерелах, залишених народами Давнього Сходу. Однак, в цей період подання про Землю в основному визначалися міфами і легендами.
Рання античність (6-1 ст. До н. Е..)
Найбільших досягнень у цей період досягли вчені Древньої Греції, які прагнули дати уявлення про Землю в цілому. Першу спробу створити карту всієї Землі здійснив Анаксимандр, на думку якого Земля являє собою циліндр (оточений небесною сферою), навколо морського басейну розташовується суша, у свою чергу, оперезана водним кільцем. Одна з перших географічних робіт - «Землеописание» Гекатея Мілетського супроводжувалася, очевидно, географічною картою, на якій крім Європи і Азії, були показані відомі давнім грекам моря: Середземне, Чорне, Азовське, Каспійське, Червоне. Гекатей уперше ввів поняття ойкумени. Між 350 і 320 до н. е.. Пітеас (Піфей) досяг берегів Західної Європи, відкривши Британські й Ірландські острови. Йому належить вірне спостереження про зв'язок припливів і відливів в океані з рухами Місяця.
Припущення про кулястість Землі вперше, мабуть, було зроблено Піфагором. Досвідчені мореплавці, древні греки, звернули увагу на те, що при наближенні корабля до спостерігача спочатку видні вітрила і тільки потім весь корабель, що свідчило про сферичності планети. У розвиток цих уявлень Гераклітом була висловлена ​​ідея про обертання Землі навколо своєї осі. У 340 до н. е.. у книзі «Про небо» Арістотель привів докази кулястості Землі: при місячних затемнення Земля завжди відкидає на Місяць круглу тінь, а Полярна зірка в північних районах розташовується вище над горизонтом, ніж у південних. Оцінивши різницю в уявній положенні Полярної зірки в Греції та в Єгипті Арістотель обчислив довжину екватора, яка, однак, виявилася приблизно вдвічі більше реальної.
Вперше досить точно діаметр земної кулі визначив Ератосфен на основі простого досвіду-за різницею висоти Сонця в містах Сієна і Олександрія, що лежать на одній полуденної лінії, і відстані між ними. Вимірювання виконувалося під час літнього сонцестояння, обчислена довжина діаметра відрізнялася від дійсної тільки на 75 км. Геометричні принципи, якими він користувався, лягли в основу градусних вимірювань Землі. Майже всі праці цього вченого не збереглися, про них відомо за працями більш пізніх грецьких авторів.
У 2 ст. до н. е.. давньогрецькими вченими були введені поняття географічної широти і довготи, розроблені перші картографічні проекції, на яких показувалася сітка паралелей і меридіанів, запропоновані методи визначення взаємного розташування точок на земній поверхні.
Античні вчені звернули увагу на зміну поверхні Землі з плином часу в результаті дії води і внутрішніх сил Землі, особливо вулканічних процесів. Ці ідеї пізніше лягли в основу геологічних концепцій нептунізма і плутонізму.
Пізня античність (1-2 ст.)
У перші десятиліття 1в утвердилася ідея про кулястість Землі. Рівень знань про навколишній світ цього періоду характеризує видатна праця Плінія Старшого «Природна історія» в 37 книгах, що містить відомості з географії, метеорології, ботаніки, мінералогії, а також історії та мистецтва.
Своєрідним підсумком географічних знань античності служить «Географія» Страбона у 17 книгах, де досить докладно описані Кавказ і Боспорське царство. Книга повинна була служити практичним посібником для полководців, мореплавців, торговців і тому містила численні побутові та історичні відомості. Страбон висловив думку про те, що в невідомому океані між західним краєм Європи і Східною Азією ймовірно лежать кілька континентів і островів. Не виключено, що це припущення було відомо Х. Колумбу.
У 2 ст. Птолемей у праці «Географія» дав зведення географічних відомостей, що включає карту світу і 16 областей Землі. Він вже висловив припущення про центральне положення Землі у Всесвіті (геоцентричної системі світу). У цей період поряд з правильними уявленнями, заснованими на винаходи вчених, мандрівників і купців, були поширені легенди про невідомих чи зниклих областях і країнах, наприклад Атлантиді.
Середні століття (кінець 8-14 ст.)
У 8-10 ст. вікінги, які здійснювали завойовницькі походи, відкрили Гренландію і першими з європейців досягли Північної Америки (так звану країну Вінланд, Маркланд, Хелуланд). У 9-11 ст. дослідження невідомих для європейців земель, виконані арабськими вченими і мандрівниками (Масуді, Мукаддаси, Якуби), стали важливим джерелом для вивчення Сходу. Біруні першим на Середньому Сході припустив, що Земля рухається навколо Сонця. Він навів багато цікавих для свого часу топографічних і географічних спостережень, а також геологічних і мінералогічних відомостей. У 12-13 ст. подорожі Плано Карпіні і Марко Поло дозволили скласти уявлення про Центральної, Східної та Південної Азії.
Великі географічні відкриття (15-середина 17 ст.)
Удосконалення приладів, що дозволяли орієнтуватися в океані (компас, лаг, астролябія), створення морських карт, а також потреба в нових торгових зв'язках, сприяли Великим географічним відкриттям. Результати цих відкриттів остаточно прояснили питання про кулястість землі, прямим доказом якої послужило кругосвітню подорож Ф. Магеллана на початку 16 ст. Плавання Х. Колумба, Васко да Гами, А. Веспуччі і інших мореплавців у Світовому океані, подорожі росіян землепроходцев в Північній Азії дозволили встановити контури материків, а також описати велику частину земної поверхні, тваринний і рослинний світ Землі. У цей же період запропонована польським ученим Н. Коперником геліоцентрична система світу ознаменувала початок нової епохи в природознавстві.
Науковий етап дослідження Землі
Перший період (17-середина 19 ст.)
Цей етап характеризується широким використанням фізичних, математичних і інструментальних методів. Відкриття І. Ньютоном закону всесвітнього тяжіння в другій половині 17 ст. призвело до виникнення ідеї про те, що земля є не ідеальний куля, а сплющений біля полюсів сфероїд. Виходячи з припущень про внутрішню будову Землі і грунтуючись на законі всесвітнього тяжіння, Ньютон і Х. Гюйгенс дали теоретичну оцінку величини стиску земної сфероида і отримали такі різні результати, що виникли сумніви в справедливості гіпотези про земне сфероїд. Щоб розвіяти їх, Паризька Академія наук у першій половині 18 ст. направила експедиції в приполярні області Землі-в Перу і Лапландію, де були виконані градусні вимірювання, що підтвердили вірність ідеї про сфероідічності Землі і закону всесвітнього тяжіння.
Р. Декарт і Г. Лейбніц вперше розглянули Землю як розвивається космічне тіло, яке спочатку було в розплавленому стані, а потім охолоджувалося, покриваючись твердою корою. Розплавлена ​​Земля була оповита парами, які потім згустилися і створили Світовий океан, його води частково пішли в підземні порожнечі, створивши сушу. Виникнення гір на Землі Р. Гук, Г. В. Ріхман та інші пов'язували із землетрусами, або з вулканічною діяльністю. М. В. Ломоносов також пояснював освіта гір «підземним жаром».
Відкриття, дослідження та ідеї 17-першої половини 19 ст. підготували грунт для виникнення комплексу наук про Землю. До найважливіших з них відноситься, зокрема, відкриття У. Гільберта, яке полягає в тому, що Земля в першому наближенні є елементарним магнітом. Ломоносов припустив, що значення сили тяжіння на земній поверхні визначається внутрішньою будовою планети. Він же одним з перших зробив спробу виміряти варіації прискорення сили тяжіння, а також спільно з Г. В. Ріхманом досліджував атмосферну електрику. У цей же період була розвинута теорія маятника, на основі якої стали проводитися досить точні визначення сили тяжіння, розроблені метеорологічні прилади для вимірювання швидкості вітру, кількості опадів, вологості повітря. А. Гумбольдт встановив, що напруженість земного магнетизму міняється із широтою, зменшуючись від полюса до екватора, розробив уявлення про закономірний розподіл рослинності на поверхні Землі (широтна і висотна зональність). Він одним з перших спостерігав магнітну бурю і узагальнив накопичилися до першої чверті 19 ст. дані про будову Землі. Для вивчення проходження в землі сейсмічних хвиль Малле в 1851 здійснив перше штучне землетрус (підриваючи порох і спостерігаючи поширення коливань на поверхні ртуті в посудині). У 1897 Е. Віхерт, грунтуючись на результатах вивчення складу метеоритів і розподілі щільності в надрах планети, виділив у Землі металеве ядро ​​Землі і кам'яну оболонку. У цей період установлена ​​можливість визначення відносного віку порід за збереженими в них залишками флори і фауни, що дозволило пізніше побудувати геохронологічної шкалу, здійснити палеореконструкції положення материків і океанів у різні геологічні епохи, вивчати історію геологічного розвитку Землі.
Другий період (середина-кінець 19 ст.)
У цей час відбувалося поглиблення знань про будову нашої планети на основі розвиваються магнітного, гравіметричного, сейсмічного, електричного і радіометричного методів геофізики. Серед геологів одержала широке поширення контракціонное гіпотеза. У 1855 англійський астроном Ейрі висловив припущення про рівноважний стан земної кори (ізостазії), подтвердившееся в 20 ст. при вивченні глибинної будови гір, коли було встановлено, що більш високі гори мають більш глибоке коріння.
Третій період (перша половина 20 ст.)
Початок століття був відзначений великими успіхами в дослідженні полярних областей Землі. У 1909 Р. Пірі досяг Північного полюса, в 1911 Р. Амундсен-Южного. Норвезькі, бельгійські, французькі і російські мандрівники обстежували приполярні області, склали їхні описи і карти. Пізніше розпочато планомірне вивчення цих областей за допомогою антарктичних наукових станцій і дрейфуючих обсерваторій «Північний полюс». У першій половині 20 ст., Завдяки подальшому удосконаленню геофізичних методів і, особливо, сейсмології, були отримані фундаментальні дані про глибинний будову Землі. У 1909 А. Мохоровіч виділив планетарну границю розділу, що є підошвою земної кори. У 1916 сейсмолог Б. Б. Голіцин зафіксував кордон верхньої мантії, а в 1926 Б. Гутенберг встановив у ній наявність сейсмічного хвилеводу (астеносфери). Цей же вчений визначив положення і глибину кордону між мантією Землі і ядром. У 1935 Ч. Ріхтер увів поняття магнітуди землетрусу, розробив разом з Гутенбергом у 1941-45 Ріхтера шкалу. Пізніше на основі сейсмологічних і гравіметричних даних була розроблена модель внутрішньої будови Землі, яка залишається практично незмінною до наших днів.
Початок 20 ст. ознаменувався появою гіпотези, якій надалі було призначено зіграти ключову роль в науках про Землю. Ф. Тейлор (1910), а слідом за ним А. Вегенер (1912) висловили ідею про горизонтальні переміщення материків на великі відстані (дрейфі материків), що підтвердилася в 1960-х рр.. після відкриття в океанах глобальної системи серединно-океанічних хребтів, що оперізують всю земну кулю і місцями виходять на сушу (див. рифтів світова система). З'ясувалося також, що земна кора під океанами принципово відрізняється від континентальної кори, а потужність опадів на дні збільшується від гребенів хребтів до їхньої периферії. Були закартовані аномалії магнітного поля океанського ложа, які мають дивовижну, симетричну щодо осей хребтів структуру. Всі ці та інші результати послужили підставою для повернення до ідей дрейфу континентів, але вже в новій формі-тектоніки плит, яка залишається провідною теорією в науках про Землю.
Значний обсяг нової інформації, особливо про будову атмосфери, був отриманий у результаті досліджень глобальних геофізичних процесів під час максимальної сонячної активності, що проводилися в рамках Міжнародного геофізичного року (1957-58) вченими 67 країн.
Четвертий період (друга половина 20 ст.)
Розвиток методів радіометричного датування гірських порід у 2-ій половині 20 ст. дозволило уточнити вік планети. Почався інтенсивний розвиток супутникової геофізики. На основі вимірів за допомогою супутників була вивчена структура магнітосфери, а також виявлено наявність радіаційних поясів навколо Землі. В кінці 1970-х рр.. за допомогою геодезичних супутників (GEOS-3), оснащених високоточними радарними альтиметрами, вдалося досягти суттєвого прогресу у вивченні геоїда. Поряд із супутниковою геодезією широкий розвиток отримали методи вивчення атмосферних процесів із супутників-супутникова метеорологія, що значно підвищило точність метеорологічних прогнозів.
З 1968 ведеться міжнародна програма глибоководного буріння в Світовому океані, пробурено близько 2000 свердловин, отримано більше 182 км керна. Це дозволило істотно просунутися в розумінні тектонічної будови, в палеоокеанографії і осадконаполненіі океанських басейнів. На континентах вивчення глибинної будови Землі ведеться за допомогою надглибокого буріння, що досяг в 1984 глибини понад 12 км (Кольська надглибока свердловина).
Для вивчення максимальних глибин океану стали використовуватися населені глибоководні апарати. У 1960 швейцарець Ж. Піккар і американець Д. Уолш у батискафі «Трієст» досягли дна Маріанського жолоби-найглибшого місця Світового океану (11022 м). З 1980-90-х рр.. підводні апарати з людиною на борту широко використовуються для виконання геологічних, гідрологічних і біологічних спостережень у глибинах океану.
З 1980-90-х рр.. розвивається геофізична томографія, за допомогою якої побудовані сейсмічні розрізи нижньої і верхньої мантії, що в сукупності з геотермічними та іншими геофізичними даними дозволило здійснити якісне і кількісне моделювання мантійної конвекції-циркуляційного переміщення речовини мантії.
Запуски міжпланетних космічних апаратів до Меркурія, Марса, Венери, а також до більш віддалених планет дозволили також поглибити знання про будову і еволюцію Землі на основі порівняльного вивчення планет (порівняльна планетологія). Отримані дані разом з відомостями про структуру земної кори і глибинних надр планети послужили основою для розробки моделей розвитку Землі, починаючи з моменту її утворення з протопланетного хмари.
Останні роки більш серйозну увагу стали приділяти можливості захисту Землі від зіткнення з астероїдом. Центр імені Еймса опублікував дані за 2001 рік про пошук навколоземних астероїдів. Станом на 28 січня 2002 загальна кількість пролітають повз Землю астероїдів становить 1743, у тому числі 587 з них мають розміри більше 1 км. У 2001 році було відкрито 433 навколоземні малі планети, причому 103 з них мають розміри більше 1 км. На початок жовтня 2002 року відкрито майже 850 астероїдів розміром більше 1 км, що відносяться до класу навколоземних. З них 436 малих планет включені до списку потенційно небезпечних для Землі (66 астероїдів включено в 2002р, а в 2001р було виявлено 79 - рекорд!).
До 1 лютого 2003р виявлено близько 2225 навколоземних об'єктів розміром від 10 м до 30 км у поперечнику. Проте дані про точні фізичні розміри й складі є тільки для 300 об'єктів. Загальне ж число об'єктів розміром не менше кілометра в діаметрі, які можуть зіткнутися із Землею, за різними оцінками становить від 900 до 1230 штук.
Відкритий 23 лютого 1950 астероїд діаметром 1,1 км, може за розрахунки траєкторії з ймовірністю (1:300) через 877 років і 11 місяців 16 березня 2880 зіткнутися з нашою планетою. Кінець світу навряд чи настане, але ось потрясе нашу планету неабияк і кількість загиблих буде обчислюватися мільйонами. Правда, у людства ще є час, щоб підготуватися до цього хвилюючого події.
Список небезпечних небесних об'єктів можна виявити на сайті Лабораторії реактивного руху (Jet Propulsion Laboratory, JPL) в Пасадені (neo.jpl.nasa .gov / risk /). Станом на 4 квітня 2003р в ньому 37 астероїдів, що несуть потенційну загрозу Землі. Найбільш небезпечним називається 2002 CU11, який 31 серпня 2049 пройде поблизу нашої планети на відстані до 6 тисяч кілометрів (у самому несприятливому випадку). Ступінь небезпеки оцінена в "1" за Туринської шкалою (до речі, це єдине небесне тіло, що має по Туринської шкалою ступінь небезпеки, відмінну від нуля).
Загальні відомості про Землю
Середня відстань від Землі до Сонця (млн. км)
149,6
Найбільша відстань (в афелії 1-6 липня) від Землі до Сонця (млн. км)
152,1
Найменша відстань (в перигелії 1-5 січня) від Землі до Сонця (млн. км)
147,1
Період обертання Землі навколо осі (щодо Сонця - середні сонячні добу)
24ч3м56, 555с
Період обертання Землі навколо осі (зоряні добу = 23,93 години)
23ч56м4, 091с
Період обертання Землі навколо Сонця (тропічний рік, діб)
365,24219
Період обертання Землі навколо Сонця (сидеричний рік, діб)
365,25636
Ексцентриситет
0,0167
Довжина земної орбіти (млн.км)
939,1
Середня швидкість руху Землі по орбіті (км / с)
29,765
Середня швидкість руху точки екватора (м / с)
465
Середня швидкість руху точки на широті внаслідок обертання Землі (м / с)
465 cosφ
Температура на поверхні (градуси Цельсія)
від -55 до +70
Середній нахил екліптики (площини орбіти) до екватора
23 про 26'28, 91 "
Екваторіальний радіус Землі (м)
6378,160
Полярний радіус Землі (м)
6356,777
Стиснення Землі
1:298,25
Довжина кола екватора (км)
400075,696
Декомпозиція екватора
1:30000
Маса Землі (кг)
5,976. Жовтень 1924
Середня щільність Землі (г / м 3)
5,518
Прискорення сили тяжіння (стандартне, м / с 2)
9,80665
Обсяг Землі (км 3)
1,083. Жовтень 1912
Поверхня Землі (км 2)
510,2. 10 червня
Поверхня суші (км 2)
149,1. 10 червня
Поверхня води (Світового океану) (км 2)
361,1. 10 червня
1 космічна швидкість (км / с, досягнута 4.10.1957г)
7,91
2 космічна швидкість (км / с, досягнута 2.01.1959г)
11,19
Кількість супутників
1
Період обертання Місяця навколо Землі (сидеричний місяць)
27,32166 доби
Інтервал часу між двома послідовними будь фази Місяця (синодичний місяць)
29,53059 доби

Пори року. Зміна пір року на Землі виникає через нахил екватора (під кутом 23,5 °) до екліптики - площини орбіти Землі навколо Сонця. Сонцестояння й рівнодення позначені на малюнку відповідно з порами року в північній півкулі. Зміна сезонів відбувається на всіх планетах, у яких нахил осі обертання до площини екліптики відрізняється від 90 °. Сезонні ефекти, що стосуються, наприклад, стану полярних крижаних шапок, особливо помітні на Землі та Марсі.
Традиційно виділяють чотири сезони - весну, літо, осінь і зиму, - але суворого поділу між ними немає, а сезонні умови від року до року можуть значно змінюватися.
Рух полюсів
Повільне і незначний рух географічних полюсів Землі відносно її поверхні (але не відносно зірок). Рух полюсів не змінює небесних координат зірок, хоча і змінює результати вимірювань, виконаних з земної поверхні (наприклад, за допомогою меридіанного кола). Рух полюсів відбувається в силу геофізичних причин, перш за все через неточний збіги осі симетрії Землі і її осі обертання. Зсув полюсів носить періодичний характер з максимальним зсувом близько 0,3 дугових секунди, причому спостерігаються два періоди - 434 діб і один рік. Крім того, є й набагато менші зміни (відбуваються на коротких інтервалах часу - від двох тижнів до трьох місяців), які викликаються зміною атмосферного тиску.
Процесія
Процесія змушує вісь обертання Землі описувати конус з кутовим радіусом близько 23 ° 27 'щодо перпендикуляра до площини земної орбіти (тобто до екліптики). Період повного обороту становить 25725 років. Головне джерело обертаючого моменту - дія гравітації Сонця і Місяця на екваторіальну "опуклість" Землі. (Якби Земля мала ідеально сферичну форму, то прецесії б не було. Обертання Землі, однак, призводить до того, що її екваторіальний радіус перевищує полярний приблизно на 0,3%). Іноді загальний вплив Сонця і Місяця на рух осі обертання Землі називають місячно-сонячній прецесією. Внесок Місяця в процесію (через невелику відстань до неї) приблизно вдвічі перевищує внесок Сонця.
Гравітаційна дія інших планет викликає невеликі зміни елементів орбіти Землі, що призводить до планетарної процесії. Сума планетарної і місячно-сонячної прецесії називається загальною процесією.
У результаті процесії полюса світу описують у небі коло з періодом 25725 років. Так, близько 13000 років тому найближчою до північного полюса світу яскравою зіркою була не Полярна, а Вега.
Відомо, що нульова точка відліку прямого сходження (одна з екваторіальних координат, використовуваних для визначення положення небесних об'єктів) прив'язана до "першої точки Овна", де небесний екватор перетинає екліптику. Але через прецесії екватор як би "ковзає" по екліптиці, так що точки його перетину з екліптикою постійно зміщуються. Строго кажучи, перша точка Овна в даний час лежить вже не в сузір'ї Овна, а пересунулася в сузір'я Риб і скоро опиниться в сузір'ї Водолія. Це явище відоме як прецесія рівнодень. При тій позиційної точності, яку мають багато сучасні телескопи, вплив прецесії на пряме сходження і схилення об'єктів позначається з року в рік. Тому величини прямого сходження і схилення в таблицях даються із згадкою конкретної епохи, в якій вони були абсолютно правильними.
Затемнення
Затемнення відноситься до таких явищ про які заздалегідь відомо і астрономи всього світу готуються до цього дня і в місця спостереження повного затемнення направляють експедиції.
Затемнення відбуваються в час, коли Земля, Місяць і Сонце при своєму русі виявляються в просторі на одній лінії. Причому в момент молодика (або у близькій точці до вузла орбіти) відбуваються сонячні затемнення, а в момент повного місяця - місячні. Залежно від віддаленості Місяця від Землі (кутових розмірів) затемнення бувають приватні, повні і для сонячних ще кільцеві.
Сонячне затемнення починається з збитку західного краю Сонця. Він повільно зростає й сонячний диск перетворюється на серп опуклість на схід. Сонячне світло поступово слабшає, стає прохолодніше.
У стародавньому Вавілоні зробивши велику кількість спостережень за затемненнями, встановили тривалість Малого Сарос в 6585 днів (точніше він становить 6585,32 дня або 18лет 11,32 дня або 10,32 добу якщо в сарос 5 високосних років). За цей час відбувається 70-71 затемнення, при цьому 42-43 сонячних (14 повних, 13-14 кільцеподібних і 15 приватних) і 28 місячних затемнень (15 приватних і 13 повних). Протягом року буває по крайней мере 2 сонячних з інтервалом у 6 місяців (буває максимум 5 затемнень - два в одному місяці, ще два через 6 місяців і ще через 6 місяців одне). Сонячне затемнення відбувається в молодика, коли Місяць знаходиться поблизу вузлів орбіти. Найбільше число затемнень в році було в 1916р (6), 1917р (7); останні 1991р (6), 1992р (5), 2000р (6) - прогноз чергового «кінця світу», 2001р (5), 2002р (5). Зазвичай в році буває 2-3 сонячних і місячних 1-2, а максимум відбувається 2-5 сонячних і місячних 0-3. 5 сонячних затемнень було в 1935р і тепер буде тільки в 2206г. 4 сонячних було у 1982р, у 2000р, буде в 2011р, 2019 р., 2047г.
Залежно від конфігурації Сонце-Земля-Місяць найбільше число затемнень в році сім в порядку:
1. На початку року і середині сонячне-місячне-сонячне. В кінці року сонячне. За рік 5 приватних сонячних і 2 повних місячних.
2. На початку року місячне-сонячне, в середині сонячне-місячне-сонячне і в кінці сонячне-місячне. ; Часткових сонячних і 3 повних місячних.
За останні 20 років повне сонячне затемнення відвідувало Росію тричі: 31 липня 1981р - смуга пройшла по півдню Сибіру, ​​22 липня 1990г - місячна тінь окреслила узбережжі Північного Льодовитого океану, захопивши Таймир і Чукотку і це 9 березня 1997. Наступне буде 1 серпня 2008 року - тінь пробіжить по Західному Сибіру.
Роки з найбільшим числом затемнень
Шляхи повної тіні при солнечнихзатменіях Максимальна кількість затемнень (місячних і сонячних разом), яке можливо протягом будь-якого календарного року, - сім. У минулому таким роком, коли сталося рівно сім затемнень, був 1917 р, а наступним таким роком буде 2094. У 1917р в період між 8 січня і 14 грудня було три тіньових (умбральних) затемнення Місяця і чотири приватні затемнення Сонця, хоча одне з сонячних затемнень була дуже невеликою. У 2094 р відбудеться напівтіньове (пенумбральное) затемнення Місяця (1 січня), тіньові місячні затемнення (28 червня та 21 грудня), приватні сонячні затемнення (13 червня, 12 липня і 7 грудня) і повне сонячне затемнення 16 січня.

Найдовше повне сонячне затемнення. Повне затемнення Сонця відбувається, коли Місяць проходить безпосередньо між Землею і Сонцем, цілком закриваючи диск Сонця. Завдяки щасливому випадку, видимі розміри Сонця і Місяця в нашому небі майже однакові, хоча вони злегка змінюються через непостійність відстаней від Землі до Сонця і від Землі до Місяця. Ці зміни впливають на тривалість повного затемнення. Теоретично повна фаза затемнення може займати весь час повного сонячного затемнення - 7 хвилин 31 секунду. Практично, однак, таких довгих затемнень не зареєстровано. Найдовшим повним затемненням в недавньому минулому було затемнення 20 червня 1955 Воно спостерігалося з Філіппінських островів, а повна фаза тривала 7 хвилин 8 секунд. Найдовше затемнення в майбутньому відбудеться 5 липня 2168 р, коли повна фаза триватиме 7 хвилин 28 секунд.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Астрономія | Реферат | 128.3кб. | скачати

Схожі роботи:
Як утворилася Земля
Планета Земля
Планета Земля 4
Земля предків
Земля як об`єкт інвестицій
Земля як об`єкт оподаткування
Еволюція планети Земля
Сонячна система і Земля
Земля і земельні правовідносини
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru