Ziemia
 
Encyklopedia
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 Ziemijądro 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.
Ilustracje
Ziemia (zdjęcie satelitarne) fot. NASA
Ziemia, schemat budowy rys. J. Babicki/Archiwum Ilustracji WN PWN SA © Wydawnictwo Naukowe PWN
Księżyc, fazy rys. W. Sankowski/Archiwum Ilustracji WN PWN SA © Wydawnictwo Naukowe PWN
Przeglądaj encyklopedię
Przeglądaj tabele i zestawienia
Przeglądaj ilustracje i multimedia