12.Общие сведения о планете Земля. Строение, основные параметры. Гипотезы формирования

Наша планета – Земля – движется вокруг Солнца по близкой к круговой орбите (эксцентриситет 0,017), радиус которой – 149,6 млн. км – принят за 1 астрономическую единицу. Период обращения по орбите составляет 365,256 земных суток или 1 год. Средняя скорость движения по орбите – 29,8 км/с. Период вращения вокруг оси – звездные сутки – 23ч56м4,099с. Наклон земного экватора к орбите составляет 23°27' и обеспечивает смену времен года. Масса Земли равна М = 5,974•1024 кг, средняя плотность 5,515 г/см3. Экваториальный радиус планеты составляет R = 6 378 км. Земля имеет грушевидную форму, называемую геоидом. Сжатие составляет 0,0034 (полярный радиус равен R = 6 356 км). Сплюснутость Земли с полюсов объясняется вращением. Ускорение свободного падения на поверхности составляет, в среднем, g = 9,78 м/с2: у полюсов больше, на экваторе меньше. Земная поверхность очень молода. В относительно короткий (по астрономическим стандартам) период в 500 миллионов лет эрозия и тектонические процессы разрушили и создали заново большую часть поверхности Земли, уничтожив тем самым почти все следы ранней геологической поверхности (типа кратеров, появившихся в результате столкновений). Возраст Земли - от 4.5 до 4.6 миллиардов лет, а возраст самых старых известных камней - приблизительно 4 миллиарда лет. Самые старые окаменелости живых организмов имеют возраст меньше чем 3.9 миллиардов лет. На 71% Земная поверхность покрыта водой. Земля - единственная планета, на которой вода может существовать в жидком виде на поверхности. Жидкая вода, как мы знаем, необходима для жизни. Способность океанов сохранять тепло также очень важна в поддержании относительно устойчивой температуры Земли. Жидкая вода также ответственна за эрозию и выветривание континентов Земли - процесс, уникальный в солнечной системе сегодня. Атмосферу Земли составляет азот - на 77 %, кислород - 21 % со следами аргона, двуокиси углерода и воды. Когда Земля только формировалась, в ее атмосфере, возможно, было очень большое количество двуокиси углерода, но к нынешнему времени большая его часть уже входит в состав карбонатных горных пород, немного меньший его объем содержится в растворенном виде в океанах и остальная часть использовалась и используется растениями для жизни. Очень малое количество присутствующей сейчас в атмосфере двуокиси углерода чрезвычайно важно для поддержания поверхностной температуры Земли через парниковый эффект. Парниковый эффект поднимает среднюю поверхностную температуру приблизительно на 35° C выше той температуры, которая была бы без него; океаны были бы заморожены и жизнь была бы невозможна. Присутствие свободного кислорода совершенно замечательно с химической точки зрения. Кислород в атмосфере Земли производится и поддерживается биологическими процессами. Без жизни не было бы в атмосфере и свободного кислорода. Взаимодействие Земли и Луны замедляет вращение Земли примерно на 2 миллисекунды в столетие. Исследования показывают, что 900 миллионов лет назад год состоял из 481 18-часового дня. У Земли умеренное магнитное поле, производимое электрическими токами в ядре. Взаимодействие солнечного ветра, магнитного поля Земли и верхних слоев атмосферы Земли вызывает полярные сияния. Нарушения в этих явлениях заставляют магнитные полюса перемещаться относительно поверхности Земли; северный магнитный полюс в настоящее время находится в северной Канаде. У Земли только один естественный спутник – Луна. По форме Земля близка к эллипсоиду, сплюснутому у полюсов и растянутому в экваториальной зоне. Средний радиус Земли 6371,032 км, полярный - 6356,777 км, экваториальный - 6378,160 км. Масса Земли 5,976·1024 кг, средняя плотность 5518 кг/м3. Земля движется вокруг Солнца со средней скоростью 29,765 км/с по эллиптической, близкой к круговой орбите (эксцентриситет 0,0167); среднее расстояние от Солнца 149,6 млн. км, период одного обращения по орбите 365,24 солнечных суток. Вращение Земли вокруг собственной оси происходит со средней угловой скоростью 7,292115·10-5 рад/с, что примерно соответствует периоду в 23 ч 56 мин 4,1 с. Линейная скорость поверхности Земли на экваторе — около 465 м/с. Ось вращения наклонена к плоскости эклиптики под углом 66° 33' 22''. Этот наклон и годовое обращение Земли вокруг Солнца обусловливают исключительно важную для климата Земли смену времен года, а собственное ее вращение - смену дня и ночи. Вращение Земли из-за приливных воздействий неуклонно (хотя и очень медленно - на 0,0015 с за столетие) замедляется. Имеются и небольшие нерегулярные вариации продолжительности суток. Положение географических полюсов меняется с периодом 434 суток с амплитудой 0,36''. Кроме того, имеются и небольшие сезонные их перемещения. Площадь поверхности Земли 510,2 млн. км2, из которых примерно 70,8% приходится на Мировой океан. Его средняя глубина около 3,8 км, максимальная (Марианская впадина в Тихом океане) равна 11,022 км; объем воды 1370 млн. км3, средняя соленость 35 г/л. Суша составляет соответственно 29,2% и образует шесть материков и острова. Она поднимается над уровнем моря в среднем на 875 м; наибольшая высота (вершина Джомолунгма в Гималаях) 8848 м. Горы занимают свыше 1/3 поверхности суши. Пустыни покрывают около 20% поверхности суши, саванны и редколесья - около 20%, леса - около 30%, ледники - свыше 10%. Свыше 10% суши занято под сельскохозяйственными угодьями. По современным космогоническим представлениям Земля образовалась примерно 4,6-4,7 млрд. лет назад из захваченного притяжением Солнца протопланетного облака. На образование первых, наиболее древних из изученных горных пород потребовалось 100-200 млн. лет. Примерно 3,5 млрд. лет назад возникли условия, благоприятные для возникновения жизни. Homo sapiens («Человек разумный») как вид появился примерно полмиллиона лет назад, а формирование современного типа человека относят ко времени отступления первого ледника, то есть около 40 тыс. лет назад. У Земли имеется единственный спутник - Луна. Ее орбита близка к окружности с радиусом около 384400 км.

Основную роль в исследовании внутреннего строения Земли играют сейсмические методы, основанные на исследовании распространения в ее толще упругих волн (как продольных, так и поперечных), возникающих при сейсмических событиях - при естественных землетрясениях и в результате взрывов. На основании этих исследований Землю условно разделяют на три области: кору, мантию и ядро (в центре). Внешний слой - кора - имеет среднюю толщину порядка 35 км. Основные типы земной коры - континентальный (материковый) и океанический; в переходной зоне от материка к океану развита кора промежуточного типа. Толщина коры меняется в довольно широких пределах: океаническая кора (с учетом слоя воды) имеет толщину порядка 10 км, тогда как толщина материковой коры в десятки раз больше.

Поверхностные отложения занимают слой толщиной около 2 км. Под ними находится гранитный слой (на континентах его толщина 20 км), а ниже - примерно 14-километровый (и на континентах, и в океанах) базальтовый слой (нижняя кора). Средние плотности составляют: 2,6 г/см3 - у поверхности Земли, 2,67 г/см3 - у гранита, 2,85 г/см3 - у базальта. На глубину примерно от 35 до 2885 км простирается мантия Земли, которую называют также силикатной оболочкой. Она отделяется от коры резкой границей (так называемая граница Мохоровича, или «Мохо»), глубже которой скорости как продольных, так и поперечных упругих сейсмических волн, а также механическая плотность скачкообразно возрастают. Плотности в мантии увеличиваются по мере возрастания глубины примерно от 3,3 до 9,7 г/см3. В коре и мантии располагаются обширные литосферные плиты. Их вековые перемещения не только определяют дрейф континентов, заметно влияющий на облик Земли, но имеют отношение и к расположению сейсмических зон на планете. Еще одна обнаруженная сейсмическими методами граница (граница Гуттенберга) - между мантией и внешним ядром - располагается на глубине 2775 км. На ней скорость продольных волн падает от 13,6 км/с (в мантии) до 8,1 км/с (в ядре), а скорость поперечных волн уменьшается от 7,3 км/с до нуля. Последнее означает, что внешнее ядро является жидким. По современным представлениям внешнее ядро состоит из серы (12%) и железа (88%). Наконец, на глубинах свыше 5120 км сейсмические методы обнаруживают наличие твердого внутреннего ядра, на долю которого приходится 1,7% массы Земли. Предположительно, это железо-никелевый сплав (80% Fe, 20% Ni). В числе многих химических элементов, входящих в состав Земли, имеются и радиоактивные. Их распад, а также гравитационная дифференциация приводят к выделению тепла. Температура в центральной части Земли порядка 5000 °С. Максимальная температура на поверхности приближается к 60°С (в тропических пустынях Африки и Северной Америки), а минимальная составляет около - 90°С (в центральных районах Антарктиды). Земля окружена атмосферой, нижний ее слой (тропосфера) простирается в среднем до высоты в 14 км; происходящие здесь процессы играют определяющую роль для формирования погоды на планете. Температура в тропосфере падает с увеличением высоты. Слой от 14 до 50-55 км называют стратосферой; здесь температура возрастает с увеличением высоты. Еще выше (примерно до 80-85 км) находится мезосфера, над которой наблюдаются (обычно на высоте около 85 км) серебристые облака. Для биологических процессов на Земле огромное значение имеет озоносфера - слой озона, находящийся на высоте от 12 до 50 км. Область выше 50-80 км называют ионосферой. Атомы и молекулы в этом слое интенсивно ионизируются под действием солнечной радиации, в частности, ультрафиолетового излучения. Если бы не озоновый слой, потоки излучения доходили бы до поверхности Земли, производя разрушения в имеющихся там живых организмах. Наконец, на расстояниях более 1000 км газ настолько разрежен, что столкновения между молекулами перестают играть существенную роль, а атомы ионизированы более чем наполовину. На высоте порядка 1,6 и 3,7 радиусов Земли находятся первый и второй радиационные пояса

Формирование планеты Земля.. . Планеты рождаются точно также как и звезды только масштабы другие. Образование звезды описано в предыдущей теме (Вселенная). В начале солнце имело свечение красное, оно не могло обогревать солнечную систему, а добавить сюда пыль в солнечной системе. Ито малое тепло, которое выделяло солнце, оно не могло достичь ни одной планеты. Температура на всех планетах солнечной системы была минусовая. Это можно судить по метану, который находится на дне океанов и морей. Для того, что бы метан осел на дно океанов, он должен превратиться в жидкое или кристаллическое состояние. А для этого необходима минусовая температура, Изначально на Земле была вода в кристаллическом состоянии и метан в том числе. Могут возразить, что метан на Земле происходит из органики, но тогда при разложении органики он превратился бы в газ и ушел бы в атмосферу. И потом откуда на других планетах и спутниках метан, ведь там органики нет. Значит, он существовал с начала образования Солнечной системы. Кора Земли была изначально, она никогда не была в расплавленном состоянии, лавы вырывались на поверхность Земли, это приводило к образованию тех или иных пород, этот вопрос мы рассмотрим ниже. После того как родилось Солнце, а этот процесс описан в предыдущей теме, Взрывом Солнце очистило свою орбиту и орбиты планет, тяжелые частицы попали в астероидный пояс, а более легкие, в том числе и лед попали в пояс Оорты. В Солнечной системе появился свет и тепло, начался разогрев планет и спутников, В начале температура на Солнце была на порядок выше сегодняшней, На ближних планетах к Солнцу началось быстрое таяние льдов. Часть метана азот и гелий ушли в атмосферу. А большая часть метана осела на дно океана. Поскольку взрывом смело всю атмосферу, начала рождаться новая атмосфера, Земля была покрыта сплошным океаном, вода испарялась и образовывала первые тучи. В это время под водой происходили извержения, рождался первый материк. Извержениями выбрасывалось в воду и атмосферу всю таблицу. Менделеева, это был бурлящий котел, а не океан. Оставим на время атмосферу и воду Земли, и посмотрим, что твориться в недрах Земли. Никогда не задавали себе вопрос, почему залегают так полезные ископаемые. Породообразованием в середине планеты занимается электромагнитное поле. В породообразующей толще происходили слияния атомов, а разные атомы реагируют на свою частоту электромагнитного поля. Породообразующая зона находится под корой Земли, а скапливаясь в локальных зонах электромагнитного поля, при извержениях их выносило лавой на поверхность коры. Так образовывались полезные ископаемые, олова, золота и т. д. Потихоньку рос материк, а что подымалось в атмосферу, выпадало с дождем, и образовывали осадочные породы. Так появился первый на Земле материк. Вначале Земля и другие планеты, по экватору были вытянуты, из за быстрого вращения вокруг своей оси. Но в результате того, как рос материк, в середине планеты топлива стало меньше. Давление упало, ядро стало расширяться, плотность ядра уменьшилась, а размер самой планеты вырос. Еще рассмотрим, как образовался природный магнит, и что образовало его. От первого слоя топлива и до коры Земли возвышаются горы они не обычной формы. По форме напоминают обкатанные речные валуны только огромных размеров. Вокруг этих гор движется Отрицательная Материя, она и формирует этот природный магнит. Изначально горы возвышались до самой коры Земли, по мере увеличения толщи коры, верхушки гор остались в ее толще. Но с увеличением толщи коры, лаве все сложней вырваться на поверхность. Наступил такой момент, когда под корой планеты, накопилось огромное количество энергии. Произошел взрыв, который расколол планету на несколько плит, этот взрыв оторвал верхушки этих гор. Так появился на поверхности Земли природный магнит. Отрицательная Материя играет огромную роль во всем, что происходит на земле и не только. Такие процессы как приливы и отливы, происходят, благодаря ядру планеты, которое состоит из Отрицательной Материи. Ядро планеты вращается в противоположную сторону от вращения Земли, а поскольку оно отрицательное, а вода состоит из положительных атомов. То происходит торможение атомов воды, поскольку они очень подвижны, вода подымается, накапливается это и будет отлив. Когда масса воды превысит силу ядра, произойдет сброс воды, это и будет прилив. Такой же прилив и отлив происходит под корой Земли, подвижная масса под корой также тормозится. И происходит накопление этой массы, поскольку ядра атомов будут также тормозиться. Они создают давление на кору Земли, и на пике поднятия массы воды, и давление на кору Земли, повысится сейсмичность этой зоны, При сбросе воды (отлив) произойдет стабилизация сейсмичности. Приливы и отливы под корой придают пластичность и подвижность плитам. Приливы и отливы на поверхности давят на платформы, благодаря этому движутся. Под корой Земли, плиты которые выступают, получают удар от колебания, на поверхности будет происходить сейсмичнная активность. В разломах коры скапливается много газа, и под плитами, поскольку поверхность там не ровная. Когда наступает критическое давление под корой, приливы являются катализатором выброса газа и лавы на поверхность. Эти газовые подушки под платформой, выполняют роль амортизаторов. Без газовых подушек, землетрясения будут жесткими и разрушительней. Когда в тихую волну появляется не откуда, большая волна, это тоже действие Отрицательной Материи. Такой выброс происходит постоянно, в разных точках Земли он приводит к разным бедствиям. В начале формирования материка, приливные волны были огромные, современные цунами это детская забава в сравнении с древними приливами. Приливы и отливы есть и на Солнце, они вызывают на поверхности огромные колебания. Поскольку на Солнце нет материков, которые гасили приливы и отливы, они переходят в огромные колебание. Это похоже на дыхание звезды. Разлом коры Земли на плиты, привело к балансу на планете, выбрасывая на поверхность свое топливо. Плиты, надвигаясь друг на друга, обламываются, и таким образом компенсируют потерю топлива. Сейчас на Земле наступил идеальный баланс между этими процессами. Примитивная жизнь на Земле могла появиться, еще пять миллиардов лет назад, потому что вода в жидком состоянии уже тогда была на Земле. Если хотите представить себе, какая была Земля в самом начале своего рождения. Посмотрите снимки спутника Европа, это копия Земли до рождения Солнца