Historien til planeten vår var veldig turbulent, og ikke alltid var det så koselig og gjestfritt som det er i dag. Planet Earth er en veldig aktiv verden som er i kontinuerlig utvikling. Konturene på kontinentene og oceanene endrer seg, om enn sakte, klimaet er annerledes. Enda mer dynamisk i utviklingen er biosfæren - det levende skallet på planeten vår. I de siste årtusener oppstod en annen faktor på jorden, kardinalt påvirket sitt utseende - menneske. Men dette er et eget emne, og før man går videre til det, skal man gi en generell beskrivelse av planeten og stedet den opptar i universet og i hvilken galakse den ligger.
Jorden i rommet eller vår astronomiske adresse
Vi er i en av de mange galakser som kalles Milky Way. Den har om lag 200 milliarder stjerner av ulike typer, den har formen av en spiral som roterer sakte rundt senteret.
Solen har ikke en sentral plassering. Den ligger i en av grener av den galaktiske spiralen - Orions belte. Avstanden fra stjernen til sentrum av Milky Way er 26 tusen lysår.
Solen er den eneste stjernen i vårt system. Ifølge astronomisk klassifisering refererer den til typen gule dverger, og består hovedsakelig av hydrogen og helium. I sammensetningen er det andre elementer, men de er få. Av kosmiske standarder er vår stjerne en ganske vanlig stjerne. Antallet deres selv i den synlige delen av universet er veldig stor. I dypets dyp oppstår termonukleære reaksjoner kontinuerlig, der hydrogen omdannes til helium og en stor mengde energi frigjøres, på grunn av hvilket liv på planeten Jorden er mulig.
Fremveksten av livet på planeten vår ble gjort mulig takket være den lykkelige sammentrekningen av en rekke omstendigheter. Blant dem: En betydelig masse som er tilstrekkelig til å holde det beskyttende lag av atmosfæren, tilstedeværelsen av et magnetfelt som beskytter ulike livsformer fra destruktiv kosmisk stråling og tilstedeværelsen av store mengder vann på planeten Jorden. Imidlertid er den viktigste uniktheten til planeten vår bane. Det er den "vellykkede" avstanden til Solen som skaper gunstige forhold for livet på planeten Jorden. Hvis det var noen få prosent mer eller mindre, ville det trolig ikke leve organismer på den ikke ha dukket opp. I tillegg er Jorden den eneste planeten i solsystemet med så store vannreserver, uten som fremveksten av livet ville være umulig. Forskere argumenterer hvor det kom fra, og hvorfor det ikke skjedde på Mars og Venus - de nærmeste planetene til jorden.
Bevegelsen av planeter foregår nesten i sirkulære baner, som danner en nesten flat disk som kalles ekliptisk planet. Funksjoner av jordens rotasjon og tilt av sin akse bestemmer endringen av årstidspunktet.
Naboene på planeten Jorden er Venus og Mars. Enheter som er opprettet av en mann, som allerede er landet på disse romorganisasjonene, er for tiden under aktiv studie av Mars. Flere land planlegger å sende astronauter til planeten. Plassen nærmest Jorden er Venus, det er en livløs ball, hvor overflatetemperaturen kan nå smeltepunktet til bly.
Jorden har en naturlig satellitt - månen. Til nå - det eneste himmellegemet, hvor den menneskelige foten har gått. Dette er en steinete ball, dekket med kratere i overflod, som beveger seg rundt jorden i en elliptisk bane. Lunarrotasjon bestemmer vekslingen av tidevann i havene på planeten vår. På månen ble det funnet spor av vann, det er mulig, som jorden var bebodd.
Nylig er månen og mars til stede i nyheten om astronautikk. Det antas at menneskeheten vil kunne bygge en permanent stasjon på vår naturlige satellitt og sende en ekspedisjon til Mars. Dette vil skje i det neste tiåret. Forskere håper å finne minst spor av organisk liv på Mars.
Generell beskrivelse av planeten Jorden
Så, vår planet er en liten steinete ball, delvis dekket av vann, som ligger på tredje plass fra solen. Hva er de ekte dimensjonene på planeten Jorden?
Den gjennomsnittlige radiusen er 6 371 km, og arealet er 510 072 millioner km², hvorav vann er 361 132 m2 km² og land - 148 940 millioner km². Diameteren av planeten Jorden er 12.742 km.
Faktisk er Jorden ikke en ball. Så lett å anta. Den virkelige formen på planeten er en sfæroid, noe "flatet" på polene og "langstrakt" nær ekvator.
Den totale vekten av planeten Jorden er 5.9726 · 1024 kg., Som er 81,3 massen av månen, 0,0583 masse Neptun og 0.00315 massen av gigantjenta Jupiter. Den gjennomsnittlige tettheten av stoffet på vår planet er 5.5153 g / cm³. Jordens rotasjonshastighet ved ekvator er 1674,4 km / t.
Vår planet består hovedsakelig av flere elementer: jern (32,1%), oksygen (30,1%), silisium (15,1%) og magnesium (13,9%). Samtidig er den overveldende delen av jernet i jordens kjerne (88%). I jordskorpen er det mest oksygen - 47%.
Akselerasjonen på grunn av tyngdekraften er 9.780327 m / s². For å nå jordens bane må objektet nå en hastighet på 7,91 km / s, og for å overvinne attraksjonen - 11.186 km / s.
Geografere deler jordens overflate i flere halvkule. Grensen til den nordlige og sørlige halvkule er ekvator, og øst og vest - den 180. og Greenwich meridianene.
Forskere skiller flere skjell eller geospheres på planeten vår:
- atmosfæren;
- hydrosfæren;
- litosfæren;
- biosfæren.
Noen ganger, bortsett fra litosfæren eller det harde skallet på planeten, blir pyrosfæren utsendt, som ligger under jordskorpenes nivå, utmerker seg ved betydelige temperaturer og smeltet innhold. Jordens kjerne, som ligger i selve senteret av planeten og har en unik sammensetning og karakteristikker, betraktes som et eget skall.
Jordens historie eller hvordan vårt store hus ble dannet
Solsystemet ble dannet for rundt 4,5 milliarder år siden fra en stor sky av interstellær støvgass. Den besto av hydrogen og helium, dannet som følge av Big Bang, og tyngre elementer som oppstår i dybden av supernovaer.
Under virkningen av treghetskrefter og tyngdekraft begynte denne skyen å krympe, danner de første planetene i vårt system, inkludert jorden. Forskere mener at prosessen med primærformasjon av planeten Jorden tok flere titalls millioner år. De tror at månen dukket opp noe senere, som følge av en tangentiell kollisjon av planeten med en annen massiv himmellegeme.
Virkningen av en stor kraft rev av en del av sin mantel fra Jorden og presset dette stykket i bane, hvor senere den moderne form av satellitten ble dannet under påvirkning av tyngdekraften.
På den tiden var det ytre rommet rundt vår planet fylt med et stort antall små himmellegemer som konstant bombarderte overflaten, oppvarmet den, og økte også størrelsen på protoplanetet. Temperaturen på den unge jorden var høy nok til å smelte metaller og mineraler, jo tyngre av dem kom ned, noe som førte til dannelsen av lysskare og en tett jordkjerne. Jordens overflate var opprinnelig et hav av smeltet magma, flere kilometer dyp. Den høye overflatetemperaturen har lenge støttet nedbryting av radioaktive elementer som uran og thorium.
Vulkanske gasser dannet den første atmosfæren til den nyfødte planeten, og overflaten begynte å avkjøles gradvis. Om lag 4,4 milliarder år siden var det meste av planets overflate allerede en hard skorpe og vann dukket opp på det. Jorden ble gradvis blitt en vannverden: for fire milliarder år siden var opptil 90% av overflaten dekket av primærhavet. Imidlertid kan denne verden knapt kalles koselig og gjestfri: atmosfærens luft var nesten helt karbondioksid, og temperaturen nådde 200 ° C, og atmosfæretrykket var så flott at det bare ville knuse en person.
Vi elsker å gjenta: "Vår blå planet Jorden", men det er fortsatt ikke klart hvor slike store mengder vann kom fra på planeten. Dette er en av de mange mysteriene på planeten Jorden. Dette spørsmålet er grunnleggende for fremveksten av livet, men kontroversen rundt den ikke avtar. Det er flere teorier om hvordan vann ble dannet på vår planet. Ifølge en av dem ble vann bragt til jorden av asteroider og meteoritter, som falt på overflaten i overflod for millioner av år siden. Geofysikere antar at den oppsto på vår planet som et resultat av kjemiske prosesser i sin dybde. Disse to hypotesene motsier ikke hverandre. Det er mulig at en del av vannet kom til oss fra rommet sammen med asteroiderne, og den andre ble dannet på stedet.
3 milliarder 400 millioner år siden begynte de første kontinentene å stige fra havet. Vulkanutbrudd har dannet en ny berggranitt som ble grunnlaget for den kontinentale skorstenen. Ereen av havdominasjon har kommet til en slutt, det er tid for land.
Sammen med de første havene dukket opp varme og solfylte grunner, som ble livets vugge på planeten Jorden. For tiden er det flere teorier om hvordan akkurat dette skjedde, og forskere kan fortsatt ikke komme til en felles mening. Livets opprinnelse er en annen av planetens jordas mysterier.
Felles forfedre av alle livsformer på vår planet var primitive prokaryoter, som først var i stand til fotosyntese. Så dukket opp de første fotosyntetikkene på kysten - cyanobakterier, som gradvis begynte å mette atmosfæren med oksygen. Forskere mener at livet på planeten Jorden stammer fra 3,5-3,9 milliarder år siden. Samtidig "kjøpte planeten" et magnetfelt som beskyttet atmosfæren fra den destruktive virkningen av kosmisk stråling.
I to milliard år har bakterier mettet havet med oksygen, som først ble brukt på oksidasjon av millioner av tonn jern oppløst i vann. Etter det begynte denne gassen å strømme inn i atmosfæren, og planeten vår ble forvandlet: de grønne havene, som mistet jern, ble blå og himmelen blå. Dette skjedde for rundt 1,5 milliarder år siden.
For 1,1 milliard år siden ble det første jordiske superkontinentet, Rodinia, dannet. Overflaten sannsynligvis lignet den moderne Sahara - et kjedelig og tomt sted uten vegetasjon eller andre tegn på liv. Dannelsen av dette kontinentet førte til den første og største istiden i historien til vår planet. Rodinia blokkerte varme strømmer til polene, og hele verden var dekket med is i millioner av år. Temperaturen falt til -40 ° C, og isdekkene til havene nådde kilometertykkelse. Denne katastrofen skjedde for rundt 750 millioner år siden. Det var en virkelig død av planeten Jorden.
Vulkanske prosesser klarte å splitte Rodinia og gradvis varme opp planeten. Det antas at jorden endelig våknet opp fra dvalemodus bare 580-560 millioner år siden. Unicellular levende organismer var i stand til å overleve vanskelige tider, og nå fortsatte deres videre utvikling ikke tilbake. Den såkalte kamburske eksplosjonen begynte.
Denne termen kalles en kraftig økning i livets mangfold, som skjedde rundt 550-540 millioner år siden. Kambrium har generelt et spesielt sted i livets historie på vår planet. I løpet av denne perioden oppsto mange moderne typer organismer, dyrene utviklet et slitesterkt skall, de kjøpte organer av syn og tenner. Metning av atmosfæren med oksygen førte til dannelsen av et nytt lag i det - ozonet, pålitelig beskyttelse av alt liv fra det mordiske solfibre. Nå kan man begynne å mestre landet.
I Ordovician kom livet på planeten jorden først til land. Disse var primitive lav, og noen av leddene la egg på bankene. I den siluriske perioden ble vertebrater endelig dannet, tilstedeværelsen av en hard ås gav umiddelbart dem betydelige evolusjonære fordeler.
Aktiv erobring av land skjedde i neste, Devonian-perioden. Det begynte 417 millioner år siden. På dette tidspunktet oppstod de første skogene på overflaten av planeten, bestående av primitive bregner og horsetails. Arthropoder spunnet av en kraftig evolusjonær gren - insekter som spredes veldig raskt over hele planeten. I Devon gjorde vertebrater - amfibier sitt første skritt på land. På slutten av denne perioden oppstod den første bony fisken i reservoarene.
Carboniferous perioden (354-290 millioner år) er rike av insekter, amfibier og store horsetails og bregner. På denne tiden på jorden var det veldig varmt og fuktig, og konsentrasjonen av oksygen i luften overgikk langt den nåværende. På grunn av slike forhold hadde noen insekter av den tiden hatt gigantiske størrelser. Det antas at det var kullperioden som ga menneskeheten de viktigste reserver av kull og andre fossile hydrokarboner. Men denne geologiske perioden endte med en annen global isbrekking, som begynte for 290 millioner år siden.
I permermalen (290-248 millioner år siden) ble klimaet på planeten tørrere og kjøligere. Stedet for amfibier på land ble tatt av reptiler, de første barneplanter viste seg. Imidlertid er Perm ikke kjent for dette: i sin ende oppstod den største og mest katastrofale utryddelsen av levende organismer i hele planeten av planeten. Omtrent 95% av artene som bodde på land og i havene døde. Mest sannsynlig forårsaket apokalypsen av en planetskala et stort utbrudd av feller på territoriet til det moderne Sibirien. Nesten alt det ble til en innsjø med rød-varm magma. Dessuten var disse vulkanske prosessene i ca 1 million år, og en stor mengde gasser ble utstrålet i atmosfæren, noe som førte til starten av en vulkansk vinter.
Vi vet ikke hvorfor den kolossale perma utbrudd skjedde. Det kan kalles en av de mange mysterier på planeten Jorden. Men dette arrangementet forvandlet helt utseende. En ny superkontinent Pangea ble dannet, atmosfærens gassammensetning endret seg dramatisk, klimaet ble annerledes.
Vesener som kunne overleve en forferdelig katastrofe, utviklet seg til fantastiske dyr - dinosaurer. Disse skapningene dominert planeten vår i 160 millioner år, de mestrer ikke bare land, men også vann og luft. Vekten av noen dinosaurer nådde 150 tonn, og lengden - 50 meter. Dinosaurer regjerte på planeten gjennom hele den mesozoiske perioden (248 - 64 millioner år siden), men de gigantiske dimensjonene kunne ikke redde dem fra en ny global katastrofe som kom til jorden fra rommet.
Tvister om årsakene til utryddelse av gigantiske reptiler fortsetter i dag, men det viktigste er at forskere vurderer høsten til en gigantisk meteoritt i området av den moderne Mexicogolfen. Denne katastrofen plungte planeten til en vulkansk vinter i mange år og førte til at 70% av levende organismer forsvunnet.
For 65 millioner år siden begynte den cenozoiske epoken, der vi bor i dag. I løpet av denne perioden fortsatte driften av litosfæriske plater, og gradvis tok kart over verden ut til kjente konturer. I dyrsverdenen var stedene for dinosaurer okkupert av pattedyr, som hadde betydelige evolusjonære fordeler sammenlignet med øgler. Blomst eller angiospermer har blitt den dominerende klassen av planter. De viktigste hendelsene i den cenozoiske perioden er en annen isbrekking og fremkomsten av en rasjonell mann.
Atmosfære - jordens jordskjell
Atmosfæren er en av planetens geospheres, et skall som består av gasser som omgir jorden. Det er i direkte kontakt med ytre rom. Atmosfæren bestemmer klimaet og været på planeten vår. Det er atmosfæren som i mange henseender gir gunstige forhold for livet på planeten Jorden.
Det skal forstås at det er ganske vanskelig å tegne en tydelig grense av atmosfæren: den beveger seg gradvis inn i det ytre rommet, i en høyde av 500 til 1 000 km. Samtidig vurderer International Aviation Federation den øvre grensen til atmosfæren til å være 100 km, og den amerikanske NASA-byrået - 122 km.
Jordens atmosfære består av gasser, samt ulike urenheter, for eksempel støv, forbrenningsprodukter, vanndråper og iskrystaller. Konsentrasjonen av gasser er nesten konstant. Imidlertid er det unntak: for eksempel medførte begynnelsen av den industrielle revolusjonen en kontinuerlig økning i karbondioksid i luften.
Hoveddelen av luften (mer enn 78%) er nitrogen, 20% består av oksygen, nesten 1% er argon, en annen prosent er karbondioksid, metan, helium, xenon, hydrogen, krypton. Крайне важна концентрация диоксида углерода (CO2), потому что этот вещество - как и метан - относится к парниковым газам, увеличение содержание которых вызывает разогрев атмосферы. Глобальное потепление - это серьезнейшая проблема, стоящая перед современным человечеством.
Следует отметить, что Земля является единственной планетой с таким большим содержанием кислорода в атмосфере. С одной стороны, этот газ - продукт жизнедеятельности живых организмов, а с другой, жизнь на планете Земля без кислорода была бы невозможна.
Земная атмосфера состоит из следующих слоев:
- тропосфера;
- стратосфера;
- мезосфера;
- термосфера;
- экзосфера.
Между этими слоями расположены переходные зоны с переходными свойствами.
Все растения и животные, а также население планеты обитает на дне самого нижнего слоя атмосферы - тропосфере. Она простирается до высоты 16-18 км в южных широтах. В этом слое сосредоточена бо́льшая часть воздуха и водяного пара.
Стратосфера начинается на уровне 16-20 км и продолжается до высоты 50 км. В ней летает большинство авиалайнеров, также именно в стратосфере находится уникальный озоновый слой, защищающий все живое на планете от солнечного ультрафиолета.
На высоте 50 км начинается мезосфера, она простирается до высоты 80 км.
Между 80 и 700 км расположена термосфера, в которой проходит линия Кармана - официальная граница между атмосферой и космосом. Она находится на уровне 100 км.
На высоте 700 км уже экзосфера, доходящая до высоты 1 тыс. км. Воздух здесь сильно разряжен, его молекулы постепенно утекают в космическое пространство. В этом слое вращаются метеорологические спутники.
Гидросфера - жидкая оболочка планеты
Гидросферой называют водную оболочку Земли, в которую входит Мировой океан, реки, озера и водохранилища, подземные воды, а также вода, находящаяся в замороженном состоянии в составе ледников.
Земля является единственной известной планетой с таким огромным количеством воды на поверхности. Ее общий объем составляет 1,39 млрд км3. Подавляющая часть воды (более 96%) находится в морях и океанах, которые покрывают 71% поверхности нашей планеты. Средняя глубина Мирового океана составляет 3,8 тыс. метров. Самой глубокой его точкой считается Марианская впадина - 10 994 метров.
Любопытно, но пресная вода на поверхности суши - всего лишь 0,02% от общих запасов гидросферы, поэтому ее нехватка - это одна из самых острых мировых проблем современности.
Вода осуществляет сложный круговорот из одной части гидросферы в другую. В нем принимают участие другие геооболочки нашей планеты - атмосфера, литосфера и биосфера.
Твердая оболочка планеты Земля
Недра планеты имеют сложную структуру, состоящую из твердой коры, вязкой и жидкой мантии и очень плотного ядра. Кроме того, геологи выделяют у нее нескольких слоев:
- литосферу;
- астеносферу;
- мезосферу;
- внешнее и внутреннее ядро.
Литосфера - это твердая оболочка Земли, в состав которой входит земная кора и верхняя часть мантии до астеносферы. Существует два типа литосферы: континентальная и океаническая. Последняя имеет незначительную толщину, всего 5-10 км, кора континентальная типа простирается ниже поверхности на 80-100 км.
Литосфера разделена на литосферные плиты, которые подходят друг другу, как части головоломки. Они постоянно движутся, благодаря чему и происходит дрейф континентов. Подобным процессом вызвана тектоническая активность, которая проявляется в виде извержений вулканов, землетрясений, горообразования.
Астеносфера (100-700 км) находится на самой границе мантии и литосферы. Эта оболочка пластична, что позволяет литосферным плитам "ездить" по ней. Астеносфера, как и мезосфера, образуют мантию нашей планеты. Высокие температуры и колоссальное давление мантии делает горные породы пластичными и поддерживает постоянные конвенционные потоки от ядра к коре.
К сожалению, у нас мало точных данных относительно процессов, происходящих в земных недрах. Самая глубокая из пробуренных человеком скважин едва достигает 15 км - ничтожная величина по сравнению с тысячами километрами земной окружности. По понятным причинам мы не можем отправить вглубь Земли исследовательские аппараты и технику, поэтому ученым приходится довольствоваться косвенной информацией.
В центре нашей планеты находится плотное и раскаленное ядро, состоящее из никеля, железа и других тяжелых элементов. В настоящее время ученые различают внешнее жидкое ядро и внутреннее твердое. Температура в его центре достигает 6000 °С, что немногим меньше, чем на поверхности Солнца.
Ядро выполняет еще одну важнейшую функцию - его вращение создает магнитное поле Земли, которое защищает нас от убийственной солнечной радиации. По сути, планета - это огромный двухполюсный магнит. На Марсе, например, магнитного поля нет, и солнечный ветер за миллионы лет постепенно "выбил" атмосферу этой планеты, сделав ее абсолютно бесплодной. Ученые считают, что это одна из главных причин отсутствия жизни на красной планете.
Биосфера - живая оболочка Земли
Биосфера - оболочка планеты, заселенная живыми организмами, под этим термином подразумевается глобальная экосистема нашей планеты. Это часть Земли, на которой обитают различные формы жизни, и происходит воздействие их продуктов метаболизма.
Биосферу еще называют "пленкой жизни", данное определение, как нельзя лучше, иллюстрирует распределение и масштаб биосферы. Это действительно тонкая пленочка, покрывающая стык атмосферы, гидросферы и литосферы. Несмотря на скромные размеры, значение биосферы для нашей планеты огромно: живые организмы начали преобразовывать Землю практически сразу после своего появления. Биосфера - это могучий геологический фактор.
В настоящее время на Земле насчитывается более 3 млн. видов растений, животных, микроорганизмов, грибов и водорослей. Человека также принято считать частью живой оболочки, но его хозяйственная деятельность - вернее, ее масштаб - уже давно вышла за ее рамки. Население Земли сейчас составляет около 7,5 млрд. человек.
Верхней границей биосферы считается высота 15-20 км. Выше в атмосфере организмы практически не живут: мешает низкая температура, разреженный воздух и высокий уровень ультрафиолетового излучения. В литосфере нижняя граница распространения жизни проходит примерно на глубине 5-7 км. Здесь ограничивающими факторами являются высокая температура и давление. Да и то на подобных глубинах живут немногочисленные "экстремалы", большинство форм жизни предпочитают верхний слой почвы. В гидросфере жизнь распространилась до самых мрачных глубин Мирового океана. Но подавляющая часть биомассы моря приходится на его верхние слои с большим количеством солнечного света и кислорода.
Биосфера активно участвует в круговороте веществ и энергетических потоках в природе. Энергия Солнца, попадая на Землю, частично аккумулируется растениями и другими фотосинтезирующими организмами. В дальнейшем часть ее запасается в торфе, угле и нефти, идет на выветривание горных пород, на создание пород осадочного происхождения. Живые организмы также участвуют в круговороте СО2, Н2О, О2, многих других химических элементов. Типичным примером воздействия живых организмов на неживую материю является образование почвы. В создании этого слоя принимают участие микроорганизмы, животные, растения, грибы.
Деятельность человека оказывает огромное влияние на биосферу. С каждым годом население увеличивается, что требует еще больше ресурсов и новых площадей под проживание, посевы, предприятия. Это приводит к уничтожению лесов, распахиванию степей, осушению болот. Наступление человека на природу стремительно уменьшает видовое многообразие, отходы нашей хозяйственной деятельности загрязняют воздух, почвы и воду. Такая ситуация приводит не только к разрушению экосистем, но и вызывает климатические изменения, последствия которых могут быть катастрофическими.
Наши предки считали планету живым организмом, называли "Мать-Сыра Земля", "Земля-матушка" и обожествляли ее. Согласно священным книгам, из земли было создано тело первого человека. И пускай подобные представления в высокотехнологичном XXI веке кажутся смешными и нелепыми, но человечество уже в ближайшие годы ожидают серьезные проблемы, если мы хотя бы не попытаемся думать схожим образом. В последние годы мы являемся свидетелями кардинального переворота в научных представлениях о строении, составе и жизни планеты, еще более удивительные открытия ожидают нас в будущем. Земля - это сложнейшая и высокоорганизованная система, требующая к себе бережного и рачительного отношения. Без понимания этого мы рискуем повторить печальную судьбу динозавров.
