Ziemia planeta wyjątkowa

Nazwa "Earth" (Ziemia) jako jedyna nie wywodzi się z Grecko/Rzymskiej Mitologii. Pochodzi ona ze Staro angielskiego i Germańskiego. Istnieje oczywiście mnóstwo innych nazw tej planety w innych językach. W Układzie Słonecznym znajduje się 9 planet. Bliżej Słońca planety ziemskie - skaliste i mniejsze - Merkury, Wenus, Ziemia, Mars, a w większej od niego odległości cztery "gazowe olbrzymy" - Jowisz, Saturn, Uran, Neptun. Najbardziej odległy Pluton nie należy do żadnej z tych grup. Ziemia jest najlepiej poznaną planetą Układu Słonecznego. Oznacza się ją symbolem Ĺ. Najważniejszą cechą, która wyróżnia ją od innych planet, jest fakt, że jest ona zamieszkana. Astronomowie podejrzewają, że pod tym względem Ziemia może być wyjątkowa tzn. że w całym wszechświecie może nie istnieć inna planeta, na której występowałoby życie. To, że właśnie na Ziemi rozwinęło się życie możemy zawdzięczać optymalnej odległości od Słońca – ok. 149.59 mln km. Średnia temperatura powierzchni wynosi około 15oC a ciśnienie atmosferyczne 1014 hPa. Atmosfera Ziemi składa się w 77% z azotu i 21% tlenu, ze śladami argonu, dwutlenku węgla i wody. Prawdopodobnie było dużo więcej dwutlenku węgla w atmosferze kiedy Ziemia została stworzona, ale został on przeobrażony w skały węglowe pomniejsza część zawędrowała do oceanów lub została zużyta przez roślinność. Płyty tektoniczne i procesy biologiczne zajmują się ściąganiem dwutlenku węgla z atmosfery do powyższych miejsc. Mała ilość dwutlenku węgla jest niezwykle ważna do kontrolowania temperatury na powierzchni Ziemi a także procesu cieplarnianego. Efekt cieplarniany podnosi średnią temperaturę powierzchni o około 35 stopni C (od -21 C do +14 C); bez tego oceany mogłyby zamarznąć i życie mogłoby być niemożliwe. Powierzchnia Ziemi wynosi 510 mln km2 . 361 mln km2 (71%) pokrywa woda, a pozostałe 149 mln km2 (29%) to lądy. Ziemia to jedyna planeta na której woda istnieje jako płyn na powierzchni. Płynna woda wedle naszego rozumowania jest oczywiście esencją życia.. Pojemność cieplna oceanów jest bardzo ważna do utrzymania stabilnej temperatury Ziemi. Płynna woda jest również odpowiedzialna za erozję czy zmiany pogodowe nad kontynentami Ziemi, jest to unikalny proces w systemie słonecznym (choć mogło mieć to miejsce na Marsie). Powierzchnia Ziemi jest bardzo młoda. W dość krótkim okresie czasu (w rozumieniu astronomicznym) 500 mln lat lub więcej erozja i procesy tektoniczne zniszczyły i odbudowały większość powierzchni Ziemi, przy tym eliminując wszelkie ślady wcześniejszej historii geologicznej (takiej jak kratery po uderzeniowe). Wobec czego wczesna historia Ziemi została wymazana. Ziemia ma od 4.5 do 4.6 biliona lat, jednak najstarsze ze znanych nam skał mają około 4 bilionów lat, zaś skały starsze niż 3 biliony lat to rzadkość. Około 3,6 mld lat temu pojawiły się pierwsze formy życia. Jednokomórkowce zaczęły pobierać dwutlenek węgla i światło i w wyniku fotosyntezy emitować do atmosfery tlen. Mniej więcej 2,5 mld. lat temu tlenu było wystarczająco, żeby mogły powstać nowe i bardziej rozwinięte formy życia. Obecności atmosfery zawdzięczamy też utrzymywanie się w miarę stałej temperatury. Masa Ziemi wynosi 5.97×1024 kg, gęstość 5,52 g/cm3 Średnica równika 12756 km., obwód na równiku 40077 km, a na biegunach 40009 km (spłaszczenie wynosi 0,0033536). Przyspieszenie grawitacyjne na równiku (na poziomie morza) 9,7805 m/s2. Dzięki dość dużej sile grawitacji nikt ani nic, nie mając odpowiednich środków, nie może odlecieć z Ziemi w nieznaną przestrzeń kosmiczną. Ziemia posiada najskromniejsze pole magnetyczne wytwarzane przez energię elektryczną zewnętrznego jądra Interakcja z wiatrem słonecznym, sprawia że że w polu magnetycznym i w wyższej warstwie atmosfery powstają zorze polarne. Nieregularności tych czynników powodują że pola magnetyczne przemieszczają się a nawet odwracają odwrotnie do powierzchni; biegun północny jest obecnie zlokalizowany w północnej Kanadzie. ( "północny biegun geomagnetyczny" jest pozycją na powierzchni Ziemi bezpośrednio nad biegunem południowym.) Pole magnetyczne Ziemi i jego interakcje z wiatrem słonecznym również produkują promieniujące pasy Van Allen , para pierścieni zjonizowanego gazu (lub plazmy) uwięziona w orbicie około ziemskiej. Zewnętrzny pierścień rozciąga się od wysokości 19,000 km do 41,000 km; wewnętrzny pierścień leży pomiędzy 13,000 km 7,600 km wysokości. Grubość skorupy jest różna, cieńsza pod oceanami, grubsza pod kontynentami. Wewnętrzne jądro i skorupa są bardzo stabilne; zewnętrzne jądro i osłony są plastyczne i lub częściowo płynne. Warstwy są oddzielone luk o dużych wahaniach sejsmicznych; najbardziej znana z nich jest luka Mohorovicic znajdująca się pomiędzy skorupą a górną osłoną.
Jądro prawdopodobnie głównie zbudowane jest żelaza (lub niklu i żelaza) choć możliwe jest iż mogą występować lżejsze elementy. Jego temperatura w punkcie centralnym może wynosić aż 7500oK, czyli więcej niż temperatura powierzchni Słońca. Dolna osłona to prawdopodobnie krzem, magnez i tlen z pewną domieszką żelaza, wapnia i aluminium. Górna to głównie żelazo/magnez krzem, wapń i aluminium. Większość naszej wiedzy pochodzi z badań sejsmicznych; próbki z górnej osłony przybywają na powierzchnię jako lawa wulkaniczna, ale większość Ziemi jest niedostępna. Skorupa zbudowana jest z kwarcu (dwutlenek krzemu) i innych krzemowców jak skaleń. Brana jako całość Ziemia to kompozycja chemiczna (masa) zbudowana w taki rozkładzie:
34.6% Żelazo
29.5% Tlen
15.2% Krzem
12.7% Magnez
2.4% Nikiel
1.9% Siarka
0.05% Tytan
Ziemia obraca się wokół własnej osi w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Zajmuje jej to 24h (tzw. doba słoneczna), a dokładnie 23 godziny 56 minut i 4 sekundy (tzw. doba gwiazdowa). Interakcja Ziemi i Księżyca zwalnia rotację o 2 milisekundy na stulecie. Obecne badania pokazują iż 900 mln lat temu było 481 dni kalendarzowych po 18 godzin każdy. Ziemia porusza się z prędkością 29,8 km/s. Jedno okrążenie naszej Gwiazdy zajmuje Ziemi dokładnie 365dni 6 godzin 14 minut i 24 sekundy. Nasz kalendarz roczny ma 365 dni. W każdym roku zostaje zatem ćwierć dnia. W związku z tym, aby nie tracić tego czasu, dodaje się w kalendarzu co cztery lata jeden dodatkowy dzień w roku (29 lutego). Taki rok, w którym jest 366 dni nazywamy rokiem przestępnym. Orbita ziemska nie jest idealnie okręgiem. Dlatego odległość Ziemi od Słońca zmienia się w zależności od tego, w którym miejscu orbity jesteśmy. Najbliżej słońca jesteśmy 3 stycznia. Odległość od Słońca wynosi wówczas około 147.09 mln km, a 4 lipca jesteśmy najdalej od naszej Gwiazdy i odległość wynosi wtedy około 152.10 mln km. Oś Ziemi nie jest ustawiona dokładnie prostopadle do płaszczyzny wyznaczonej przez orbitę, jej kąt nachylenia wynosi 23o 27’ 00”. W wyniku czego półkula północna w czerwcowe dni jest pochylona ku Słońcu, a w grudniu w przeciwną stronę. Różnice w kącie padania światła są przyczyną podziału roku na cztery pory. O klimacie na danym obszarze decyduje wiele czynników, wśród nich ogólna cyrkulacja atmosfery, czyli wielkie ruchy powietrza nad kulą ziemską (szczególnie w obrębie troposfery, czyli do wysokości około 10 km), promieniowanie słoneczne i obieg wody, a także warunki geograficzne i działalność człowieka. Na Ziemi bardzo gwałtownie zmienia się pogoda, czyli stan warunków atmosferycznych w danym miejscu i czasie, na który składają się takie czynniki jak temperatur, wilgotność ciśnienie, opady czy burze. Burze i sztormy to szczególnie gwałtowne zjawiska pogodowe, w czasie których wieją silne wiatry i mają miejsce wyładowania atmosferyczne, obserwowane przez nas jako błyskawice. Ziemia nie jest tylko wielką powierzchnią. Jej wnętrze wypełnione jest magmą i różnymi gazami. Odwrotnie do innych planet typu ziemskiego, skorupa ziemska jest podzielona na kilka stabilnych płyt które krążą niezależnie ponad gorącą osłoną Teoria opisująca te ruchy nazywana jest tektoniką płyt. Jest to scharakteryzowane dwoma głównymi procesami: rozpowszechnianie i schodzenie w dół. Rozpowszechnienie miejsce gdy dwie płyty oddalają się od siebie i z wznoszącej się magmy tworzy się nowa skorupa Schodzenie w dół zachodzi gdy dwie płyty kolidują ze sobą a koniec jednej znajduje się poniżej drugiej, powoduje to że jedna z płyt wsuwa się pod nią i zostaje zniszczona w osłonie. Istnieje także ruch poprzeczny w przypadku pewnych uskoków płyt czy kolizje pomiędzy płytami kontynentalnymi. Istnieje (na dzień dzisiejszy) osiem głównych płyt:
*Północno-Amerykańska- Ameryka Północna, Północno-Zachodni Atlantyk i Grenlandia
*Południowo-Amerykańska- Ameryka Południowa i Południowo-Zachodni Atlantyk
*Płyta Antarktydy - Antarktyda i "Ocean Południowy"
*Płyta Eurazji- południowo-wschodni Atlantyk, Europa i Azja prócz Indii
*Płyta Afrykańska- Afryka, Południowo-Wschodni Atlantyk i Zachodni Ocean Indyjski
*Płyta Indyjsko-Australijska- Indie, Australia, Nowa Zealandia i większość Oceanu *Indyjskiego
*Płyta Nazca - Wschodni Ocean Pacyfik
*Płyta Pacyfiku -większość Oceanu Pacyfik (i południowy brzeg Kalifornii!)
Istnieje także dwadzieścia lub więcej małych płyt takich jak Arabska czy Płyty Filipińskie. Trzęsienia Ziemia są bardziej prawdopodobne na krańcach płyt. Znajdując ich lokacje jest łatwiej znaleźć ich krańce (prawa). Ogromne napięcia, jakie występują we wnętrzu Ziemi, są przyczyną tak gwałtownych zjawisk, jak trzęsienia ziemi i erupcje wulkanów. Drżenie powierzchni, jakie towarzyszy trzęsieniu, jest rezultatem rozchodzenia się fal sejsmicznych z punktu we wnętrzu Ziemi, gdzie nastąpiło nagłe zaburzenie równowagi- tzw. Hipocentrum. Skutkami ubocznymi tego zjawiska mogą być ogromne fale i lawiny. W czasie erupcji wulkanów, występujących zwykle w strefach ruchów górotwórczych, na powierzchnie wydobywa się gorąca lawa wraz z popiołem, gazami i parami. Odkładanie się materiału wulkanicznego prowadzi do powstania charakterystycznych stożków lub wysp wulkanicznych w przypadku erupcji podmorskich. Z tego wynika że siły natury mogą tworzyć jak i niszczyć. Ziemia posiada jednego naturalnego satelitę- Księżyc, który ze względu na swoje rozmiary ma istotny wpływ na panujące na niej warunki takie jak przypływy mórz i stabilizacja nachylenia osi ziemskiej. Od niedawna Ziemia posiada także kilkanaście tysięcy satelitów sztucznych. Ziemia może być badana bez użycia pojazdów kosmicznych. Niemniej jednak do dwudziestego wieku nie było to możliwe gdyż nie posiadaliśmy map całej planety. Zdjęcia planety zrobione z kosmosu posiadają pewną wartość; dla przykładu są bezcenne w prognozowaniu pogody, śledzeniu huraganów. Są przy tym niezwykle piękne. Ziemia nie różniła by się od pozostałych ziemskich planet gdyby nie fakt że istnieje na niej życie. To dzięki organizmom żywym planeta wyróżnia się od innych planet Układu Słonecznego. Ziemia podzielona jest na kilka warstw różniących się pod względem chemicznym i sejsmicznym (głębokość w km):
0- 40km skorupa
40- 400km górna osłona
400- 650km region przejściowy
650-2700km dolna osłona
2700-2890km D'' warstwa
2890-5150km Zewnętrzne jądro
5150-6378km Wewnętrzne jądro
Konsekwencją rozwoju na planecie życia organicznego jest wytworzenie się skomplikowanego ekosystemu, który całkowicie zmienił panujące na niej warunki środowiskowe w porównaniu z okresem przed pojawieniem się życia. Środowisko naturalne Ziemi ulega także częstym przekształceniom pod wpływem innych czynników, zarówno wewnętrznych (głównie ruchów płyt litosferycznych), jak i zewnętrznych, związanych z ruchem planety w przestrzeni kosmicznej (głównie zmiany nachylenia osi ziemskiej i cykliczne zmiany aktywności Słońca, lecz także zderzenia z innymi ciałami niebieskimi). W ciągu ostatnich około 10 tysięcy lat na Ziemi rozwinęła się cywilizacja techniczna, która ma coraz większy wpływ na oblicze planety. Chociaż Ziemia tak długo już utrzymuje tak licznych swoich mieszkańców, jej zasoby nie są niewyczerpalne. Konsekwencją wszystkich tych czynników są częste zmiany klimatu i warunków środowiska, niejednokrotnie mające charakter katastrofalny, prowadzący do masowych wymierań organizmów żywych. Dlatego też nie jest to najlepsza planeta do przyszłego osadnictwa. Pomijając fakt, że generalnie jest już zajęta, to nawet wychowana na jej powierzchni cywilizacja wkrótce też będzie musiała poszukać sobie innych, pozaziemskich siedlisk, na początku w Układzie Słonecznym. Moim zdaniem Ziemia jest bardzo ciekawą planetą. Wszyscy którzy rozpoczynają przygodę z astronomią powinni najpierw poznać bardzo dokładnie planetę na której żyją-Ziemię.