Ziemia

Ziemia, symbol ,

trzecia według oddalenia od Słońca planeta Układu Słonecznego, której powierzchnia jest jedynym znanym miejscem we Wszechświecie, gdzie rozwinęło się życie;

Symbol:

Odległość od Słońca: 147,1 mln km (0,983289 AU); 152,1 mln km (1,016711 AU); 149,6 mln km (1,000000 AU)

Okres obiegu wokół Słońca (w latach): 1

Okres obrotu (w godzinach): 24 (dokładnie 23 godziny 56 minut i 4 sekundy)

Masa planety: 5,974·10²⁴ kg (1,000000·masa Ziemi)

Średnia gęstość: 5,51 g/cm³

Jądro planety: żelazo — z domieszką tlenu lub siarki

Atmosfera planetarna: argon (1%), tlen (21%), azot (78%); temperatura na powierzchni: od 185 K do 331 K — od -88°C do 58°C; masa: 5,29·10¹⁸ kg; ciśnienie: 1·ciśnienie Ziemi

Satelity naturalne: 1 ważniejsze satelity naturalne: Księżyc

Odkrycie: znana od starożytności

jest także jedyną planetą Układu Słonecznego, której powierzchnia w ponad 70% jest pokryta wodą.

Ziemia okrąża Słońce po prawie kołowej orbicie (mimośród 0,017), w średniej odległości 149,6 mln km (przyjętej jako astronomiczna jednostka długości, AU), w okresie 365,2564 doby (przyjętym jako rok gwiazdowy); średnia prędkość ruchu orbitalnego wynosi 29,8 km/s. Płaszczyzna ruchu Ziemi wokół Słońca definiuje tzw. płaszczyznę ekliptyki, względem której określa się położenia płaszczyzn ruchu ciał Układu Słonecznego. Nachylenie płaszczyzny równika do płaszczyzny ekliptyki 23°27′, promień równikowy 6378,245 km, promień biegunowy 6356,863 km, spłaszczenie 0,003353, albedo 0,34. Kierunek osi obrotu Ziemi ulega powolnym zmianom (precesja) w okresie ok. 26 tysięcy lat i krótkookresowym wahaniom (nutacja). Masa globu wynosi 5,975 · 10²⁴ kg, średnia gęstość 5,51 g/cm³ (największa wśród wszystkich planet Układu Słonecznego), przyspieszenie na powierzchni 9,7805 (1 + 0,00529 sin²φ) m/s² (gdzie φ — szerokość geograficzna miejsca pomiaru). Dokładne wyznaczenie masy Ziemi stanowi podstawę oceny mas ciał niebieskich, ponieważ metody astronomii pozwalają jedynie na wyznaczenie stosunków mas tych ciał do masy Ziemi; np. stosunek masy Słońca do masy Ziemi wynosi 332,958. Okres obrotu Ziemi do niedawna stanowił wzorzec jednostki czasu (doba); okres ten wynosi obecnie 23 h 56 min 4,09 s i prawdopodobnie ulega wydłużeniu o ok. 1/1000 s na stulecie. Obrót Ziemi powoduje powtarzające się cykliczne zjawisko dnia i nocy, a obieg Ziemi wokół Słońca w powiązaniu z nachyleniem osi Ziemi w stosunku do ekliptyki warunkuje występowanie pór roku. O rozkładzie na Ziemi stref klimatycznych decyduje w dużej mierze kąt nachylenia osi Ziemi do płaszczyzny ekliptyki. Ziemia ma atmosferę o masie 5,29 · 10¹⁸ kg, której głównymi składnikami są azot (ok. 78% objętościowych), tlen (ok. 21% objętościowych) i argon (ok. 1% objętościowego). Od przestrzeni międzyplanetarnej oddziela ją obszar oddziaływania pola magnetycznego Ziemi, zwany magnetosferą, wewnątrz tego obszaru znajdują się pasy radiacji (Van Allena pasy). Zarówno atmosfera, jak i pole magnetyczne ochraniają powierzchnię Ziemi: atmosfera — osłabiając wpadające doń promieniowanie kosmiczne i krótkofalowe promieniowanie słoneczne (spalają się w niej także drobne okruchy materii międzyplanetarnej), pole magnetyczne — rozbijając wiatr słoneczny i więziąc naładowane elektrycznie wysokoenergetyczne cząstki promieniowania kosmicznego w pasach radiacyjnych.

Informacje o budowie Ziemi uzyskuje się głównie pośrednio, obserwacjom bezpośrednim dostępna jest bowiem tylko warstwa zewnętrzna (grubość kilku km). Najwięcej danych o budowie Ziemi dostarczają badania rozchodzenia się w jej wnętrzu fal sejsmicznych (sejsmologia), także badania ziemskiego pola magnetycznego i pola grawitacyjnego. Ponieważ prędkość fal sejsmicznych jest funkcją takich parametrów, jak gęstość, ściśliwość i sztywność ośrodka, znajomość rozkładu prędkości fal sejsmicznych we wnętrzu Ziemi umożliwia określenie zmian tych parametrów wraz ze zmianą głębokości, co z kolei pozwala na wysuwanie hipotez dotyczących budowy Ziemi. Na podstawie badań sejsmologicznych przyjęto sferyczny model wnętrza Ziemi; wyróżniono 3 główne sfery: skorupę ziemską, płaszcz Ziemi i jądro Ziemi. Sfery te mają zróżnicowane właściwości fizyczne; na granicach między poszczególnymi sferami, zwanych nieciągłościami: Golicyna, Gutenberga i Mohorovičicia, obserwuje się skokową zmianę prędkości fal sejsmicznych związaną z różnym składem chemicznym poszczególnych sfer lub ze zmianą stanu fazowego ośrodka. Badania pola grawitacyjnego Ziemi i jej kształtu informują o rozkładzie gęstości skał. Z obserwacji zmian pola geomagnetycznego wnioskuje się o przewodnictwie elektrycznym Ziemi, a badania ruchów skorupy ziemskiej, zarówno wskutek powolnych procesów tektonicznych, jak i szybkich deformacji skał zachodzących przy trzęsieniach ziemi, dostarczają danych o właściwościach reologicznych skał. O składzie chemicznym i mineralogicznym Ziemi można sądzić na podstawie badań zarówno Ziemi, jak i innych ciał Układu Słonecznego; badania meteorytów, a także atmosfery Słońca dostarczają informacji o średnim składzie chemicznym materii, z której powstała Ziemia. Badania składu izotopowego skał pozwalają m.in. na określenie wieku zarówno całych geosfer, jak i poszczególnych skał. Pojedyncze metody badań pośrednich nie dostarczają jednoznacznych informacji o budowie wnętrza Ziemi, dlatego zasadnicze znaczenie ma kompleksowa, interdyscyplinarna interpretacja wyników badań. Budowa wnętrza Ziemi i jej atmosfery oraz zjawiska fizyczne w nich zachodzące są przedmiotem badań geofizycznych, a powłokę Ziemi i jej przestrzenne zróżnicowanie pod względem przyrodniczym bada geografia. Inne ważniejsze nauki o Ziemi to: geodezja oraz geologia. Ziemia, podobnie jak pozostałe planety Układu Słonecznego, powstała ok. 4,5 mld lat temu w wyniku kondensacji materii dysku protoplanetarnego otaczającego tworzące się Słońce. Ziemia ma jednego naturalnego satelitę — Księżyc; od 1957 Ziemię obiegają satelity sztuczne.

Idea kulistości Ziemi zrodziła się w starożytności. Pierwszych dokładniejszych pomiarów promienia Ziemi dokonał ok. 250 p.n.e. Eratostenes z Cyreny, który otrzymał wartość prawdopodobnie ok. 6300 km. W starożytności i średniowieczu Ziemię uważano za centralne ciało Wszechświata. Stwierdzenie, że Ziemia jest jedną z planet obiegających Słońce było odkryciem M. Kopernika. W latach późniejszych zarówno ruch, jak i kształt Ziemi były wyznaczane na podstawie pomiarów astrometrycznych. Od 1957 do badań geodezyjnych są wykorzystywane także loty sztucznych satelitów.

Ziemia (zdjęcie satelitarne)

Ziemia, schemat budowy

Księżyc, fazy