Historien om vores planet var meget turbulent, og det var ikke altid så hyggeligt og gæstfrit som det er i dag. Planet Earth er en meget aktiv verden, der er i kontinuerlig udvikling. Konturerne og oceanerne skifter, om end langsomt, klimaet er anderledes. Endnu mere dynamisk i dens udvikling er biosfæren - den levende shell på vores planet. I de sidste årtusinder opstod en anden faktor på jorden, der kardinalt påvirker sit udseende - mand. Men dette er et særskilt emne, og før man går videre til det, skal man give en generel beskrivelse af planeten og det sted, den indtager i universet og i hvilken galakse den er placeret.
Jorden i rummet eller vores astronomiske adresse
Vi er i et af de mange galakser, der kaldes Mælkevejen. Den har omkring 200 milliarder stjerner af forskellige typer. Den har form af en spiral, som langsomt roterer rundt om centrum.
Solen indtager ikke en central position. Det er placeret i en af grenene af den galaktiske spiral - Orions bælte. Afstanden fra stjernen til midten af Mælkevejen er 26 tusind lysår.
Solen er den eneste stjerne i vores system. Ifølge astronomisk klassifikation refererer den til den type gule dværge, og består hovedsagelig af hydrogen og helium. I sammensætningen er der andre elementer, men de er få. Ved kosmiske standarder er vores stjerne ret en almindelig stjerne. Deres tal selv i den synlige del af universet er meget stort. I solens dybder forekommer termonukleære reaktioner kontinuerligt, hvorved hydrogen omdannes til helium og en stor mængde energi frigives, hvilket liv på planeten Jorden er mulig.
Fremkomsten af livet på vores planet blev gjort muligt takket være den glædelige samling af en række omstændigheder. Blandt dem: En betydelig masse, der er tilstrækkelig til at holde atmosfærens beskyttende lag, tilstedeværelsen af et magnetfelt, som beskytter forskellige livsformer mod destruktiv kosmisk stråling og tilstedeværelsen af store mængder vand på planeten Jorden. Imidlertid er vores planet's største unikke sin omgang. Det er den "succesfulde" afstand til solen, der skaber gunstige forhold for livet på planeten Jorden. Hvis det var et par procent mere eller mindre, ville sandsynligvis levende organismer på det ikke have dukket op. Derudover er Jorden den eneste planet i solsystemet med så store vandreserver, uden hvilken fremkomsten af livet ville være umuligt. Forskere argumenterer, hvor det kommer fra, og hvorfor det ikke skete på Mars og Venus - de nærmeste planeter til Jorden.
Planets bevægelse foregår næsten i cirkulære baner, som danner en næsten flad disk, der kaldes ekliptisk plan. Funktioner af Jordens rotation og hældningen af sin akse bestemmer årstidsændringen.
Naboerne på planeten Jorden er Venus og Mars. Enheder, der er skabt af mand, der allerede er landet på disse rumlegemer, er for øjeblikket under aktiv undersøgelse af Mars. Flere lande planlægger at sende astronauter til planeten. Planeten tættest på jorden er Venus, det er en livløs varmebold, hvor overflade temperaturen kan nå smeltepunktet af bly.
Jorden har en naturlig satellit - månen. Indtil nu - den eneste himmellegeme, hvor den menneskelige fod er gået. Dette er en stenbold, dækket af kratere i overflod, som bevæger sig rundt om jorden i en elliptisk bane. Månedrotation bestemmer veksling af tidevand i oceanerne på vores planet. På månen blev der fundet spor af vand, det er muligt, ligesom jorden var beboet.
For nylig er Månen og Mars til stede i nyheden om astronautik. Det antages, at menneskeheden vil kunne bygge en permanent station på vores naturlige satellit og sende en ekspedition til Mars. Dette vil ske i det næste årti. Forskere håber at finde i det mindste spor af organisk liv på Mars.
Generel beskrivelse af planeten Jorden
Så vores planet er en lille stenbold, delvist dækket af vand, der ligger på tredjepladsen fra Solen. Hvad er jordens egentlige dimensioner?
Dens gennemsnitlige radius er 6.371 km, og dens overflade er 510.072 million km², hvoraf vand er 361.132 million km² og land - 148.940 millioner km². Jordens diameter er 12.742 km.
Faktisk er Jorden ikke en bold. Så let at antage. Den reelle form af planeten er en sfæroid, noget "fladderet" ved polerne og "langstrakt" nær ækvator.
Jordens samlede vægt er 5.9726 · 1024 kg., Hvilket er 81,3 massen af Månen, 0,0583 masse Neptun og 0,00315 massen af gasjiganten Jupiter. Den gennemsnitlige tæthed af stoffet på vores planet er 5.5153 g / cm³. Jordens omdrejningshastighed ved ækvator er 1674,4 km / t.
Vores planet består hovedsagelig af flere elementer: jern (32,1%), oxygen (30,1%), silicium (15,1%) og magnesium (13,9%). Samtidig er den overvældende del af jernet placeret i Jordens kerne (88%). I jordens skorpe er den mest ilt - 47%.
Accelerationen på grund af tyngdekraften er 9.780327 m / s². For at nå Jordens kredsløb skal objektet nå en hastighed på 7,91 km / s og for at overvinde dens attraktion - 11.186 km / s.
Geografer deler Jordens overflade i flere halvkugler. Grænsen for de nordlige og sydlige halvkugler er ækvator og østlige og vestlige - de 180. og Greenwich meridianer.
Forskere adskiller flere skaller eller geospheres på vores planet:
- atmosfæren;
- hydrosfæren;
- lithosfæren;
- biosfæren.
Nogle gange udstråles pyrosfæren, bortset fra jordskorpenes niveau, ud fra planetens litosfære eller hårde skal, der skelnes af betydelige temperaturer og smeltede indhold. Jordens kerne, der ligger i centrum af planeten og har en unik sammensætning og karakteristika, betragtes som en separat skal.
Jordens historie eller hvordan vores store hus blev dannet
Solsystemet blev dannet omkring 4,5 milliarder år siden fra en enorm sky af interstellær støvgas. Den bestod af brint og helium, dannet som følge af Big Bang, og tungere elementer opstod i dybden af supernovaer.
Under virkningen af træghedskræfter og tyngdekraft begyndte denne sky at krympe og danner de første planeter i vores system, herunder jorden. Forskere mener, at processen med primær dannelse af planeten Jorden tog flere titusinder af år. De tror, at Månen syntes noget senere senere som følge af en tangential kollision af planeten med en anden massiv himmellegeme.
Virkningen af en stor kraft rev ned en del af sin kappe fra Jorden og skubbet dette stykke ind i kredsløb, hvor senere den moderne form for satellitten blev dannet under påvirkning af tyngdekraften.
På det tidspunkt var det ydre rum omkring vores planet fyldt med et stort antal små himmellegemer, som konstant bombarderede overfladen, opvarmede det og øgede også protoplanets størrelse. Temperaturen på den unge jord var høj nok til at smelte metaller og mineraler, jo tungere af dem faldt, hvilket førte til dannelsen af lysskorpen og en tæt jordkerne. Oprindelig var Jordens overflade et hav af smeltet magma, flere kilometer dyb. Den høje overfladetemperatur i lang tid understøttede nedbrydning af radioaktive elementer som uran og thorium.
Vulkaniske gasser dannede den første atmosfære af den nyfødte planet, overfladen begyndte at afkøle gradvist. Omkring 4,4 milliarder år siden var det meste af planets overflade allerede en hård skorpe, og der opstod vand på den. Jorden blev gradvist til en vandverden: for fire milliarder år siden var op til 90% af dens overflade dækket af det primære hav. Imidlertid kan denne verden næppe kaldes hyggeligt og gæstfri: atmosfærens luft var næsten fuldstændig kuldioxid, og temperaturen nåede 200 ° C, og atmosfæretrykket var så stort, at det blot ville knuse en person.
Vi elsker at gentage: "Vores blå planet Jorden", men det er stadig ikke klart hvor sådanne store mængder vand kom fra på planeten. Dette er en af de mange mysterier på planeten Jorden. Dette spørgsmål er afgørende for fremkomsten af livet, men kontroversen omkring det aftager ikke. Der er flere teorier om, hvordan vand blev dannet på vores planet. Ifølge en af dem blev vand bragt til jorden af asteroider og meteoritter, der faldt på overfladen i overflod for milliarder af år siden. Geofysikere antager, at det stammer fra vores planet som følge af kemiske processer i dets dybder. Disse to hypoteser er ikke i modstrid med hinanden. Det er muligt, at en del af vandet kom til os fra rummet sammen med asteroiderne, og den anden blev dannet på stedet.
3 milliarder 400 millioner år siden begyndte de første kontinenter at stige fra havet. Vulkanudbrud har dannet en ny sten - granit, som blev grundlaget for den kontinentale skorpe. Æra med havdominans er ophørt, det er tid til land.
Sammen med de første oceaner optrådte velopvarmede og solbelyste lavvandede, som blev livets vugge på planeten Jorden. I øjeblikket er der flere teorier om, hvordan netop dette skete, og forskere kan stadig ikke komme til en fælles mening. Livets oprindelse er en anden af planeternes jordarter.
Fælles forfædre af alle livsformer på vores planet var primitive prokaryoter, der oprindeligt ikke var i stand til fotosyntese. Derefter dukkede de første fotosyntika ud på kysten - cyanobakterier, som gradvist begyndte at mætte atmosfæren med ilt. Forskere mener, at livet på planet Jorden stammer fra 3,5-3,9 milliarder år siden. På samme tid planlade "planeten" et magnetfelt, der beskyttede atmosfæren mod den destruktive virkning af kosmisk stråling.
I to milliarder år har bakterier mættet havet med ilt, som først blev brugt på oxideringen af millioner af tons jern opløst i vand. Derefter begyndte denne gas at strømme ind i atmosfæren, og vores planet blev forvandlet: de grønne oceaner, der tabte jern, blev blå og himlen - blå. Dette skete for omkring 1,5 milliarder år siden.
For omkring 1,1 milliarder år siden blev det første terrestriske superkontinent, Rodinia, dannet. Overfladen lignede sandsynligvis den moderne Sahara - et kedeligt og tomt sted uden vegetation eller andre tegn på livet. Dannelsen af dette kontinent førte til den første og største istid i verdensplanens historie. Rodinia blokerede varme strømme til polerne, og hele verden blev dækket af is i millioner af år. Temperaturen faldt til -40 ° C, og isens dækning nåede kilometertykkelse. Denne katastrofe er sket omkring 750 millioner år siden. Der var en reel død af planeten Jorden.
Vulkaniske processer kunne splitte Rodinia og gradvis varme op på planeten. Det antages, at Jorden endelig vågnede op fra dvale kun for 580-560 millioner år siden. Unicellular levende organismer kunne overleve vanskelige tider, og nu var deres videre udvikling ikke tilbage. Den såkaldte Cambrian eksplosion begyndte.
Dette udtryk kaldes en kraftig stigning i livets mangfoldighed, der opstod for 550-540 millioner år siden. Cambrian har generelt et særligt sted i livets historie på vores planet. I løbet af denne periode optrådte mange moderne typer organismer, dyrene udviklede en holdbar skal, de erhvervede organer af syne og tænder. Mætning af atmosfæren med ilt førte til dannelsen af et nyt lag i det - ozonet, pålidelig beskyttelse af alt liv fra det mordiske sol ultraviolet. Nu kunne man begynde at mestre landet.
I Ordovician kom livet på planet Jorden først til land. Disse var primitive lav, og nogle af leddyrene lagde æg på bankerne. I den siluriske periode blev hvirveldyr endelig dannet, og tilstedeværelsen af en hård højderyg gav straks dem betydelige evolutionære fordele.
Aktiv erobring af jord skete i den næste, Devonian-perioden. Det begyndte for 417 millioner år siden. På dette tidspunkt optrådte de første skove på overfladen af planeten, der bestod af primitive bregner og horsetails. Arthropoder spundet af en stærk evolutionær gren - insekter, der spredte sig meget hurtigt i hele planeten. I Devon gjorde hvirveldyr - amfibier deres første skridt på land. I slutningen af denne periode optrådte den første knoglede fisk i reservoirerne.
Carboniferous perioden (354-290 millioner år) er rige for insekter, amfibier og store horsetails og bregner. På dette tidspunkt på Jorden var det meget varmt og fugtigt, og koncentrationen af ilt i luften overskred langt den nuværende. På grund af sådanne forhold havde nogle insekter af den tid gigantiske størrelser. Det antages, at det var kulperioden, der gav menneskeheden de vigtigste reserver af kul og andre fossile kulbrinter. Men denne geologiske periode sluttede med en anden global glaciering, som begyndte for omkring 290 millioner år siden.
I pertermeperioden (290-248 millioner år siden) blev planetens klima tørrere og køligere. Stedet for amfibier på land blev taget af krybdyr, de første nåletræsplanter optrådte. Perm er imidlertid ikke berømt for dette: i sin ende opstod den største og mest katastrofale udryddelse af levende organismer i hele verdensplanen. Ca. 95% af de arter, der boede på land og i oceanerne, døde. Mest sandsynligt forårsagede apokalypsen af en planetskala et enormt udbrud af fælder på det moderne Sibiriens område. Næsten hele det blev til en sø med rød-hot magma. Desuden var disse vulkanske processer i ca. 1 million år, og der blev udsendt en stor mængde gasser i atmosfæren, hvilket førte til starten af en vulkansk vinter.
Vi ved ikke, hvorfor den kolossale permerudbrud er sket. Det kan kaldes en af de mange mysterier på planeten Jorden. Denne begivenhed forvandlede dog hendes udseende fuldstændigt. En ny superkontinent Pangea blev dannet, atmosfærens gassammensætning ændrede sig dramatisk, klimaet blev anderledes.
Væsner, der kunne overleve en frygtelig katastrofe, udviklet sig til fantastiske dyr - dinosaurer. Disse skabninger dominerede vores planet i 160 millioner år, de mestrede ikke kun jord, men også vand og luft. Vægten af nogle dinosaurer nåede 150 tons, og længden - 50 meter. Dinosaurer regerede på planeten i hele den mesozoiske æra (248 - 64 millioner år siden), men de gigantiske dimensioner kunne ikke redde dem fra en ny global katastrofe, der kom til jorden fra rummet.
Tvister over årsagerne til udryddelse af kæmpe reptiler fortsætter til i dag, men det vigtigste er, at forskere anser en giant meteorits fald i området omkring den moderne Mexicanske Golf. Denne katastrofe plungede planeten i en vulkansk vinter i mange år og førte til forsvinden af 70% af levende organismer.
For 65 millioner år siden begyndte den cenozoiske æra, hvor vi bor i dag. I løbet af denne periode fortsatte driften af litospheriske plader, og verdenskortet overtog gradvist kendte konturer. I dyrsverdenen var dinosaurs sted besat af pattedyr, som havde betydelige evolutionære fordele i forhold til firben. Blomst eller angiospermer er blevet den dominerende klasse af planter. De vigtigste begivenheder i den cenozoiske æra er en anden gletsjelse og fremkomsten af en rationel mand.
Atmosfære - Jordens luftskal
Atmosfæren er en af planetens geospheres, en shell bestående af gasser, der omgiver jorden. Det er i direkte kontakt med det ydre rum. Atmosfæren bestemmer klimaet og vejret på vores planet. Det er atmosfæren, der i mange henseender giver gunstige betingelser for livet på planeten Jorden.
Det skal forstås, at det er ret vanskeligt at tegne en klar grænse for atmosfæren: den bevæger sig gradvist ind i det ydre rum i en højde på 500 til 1 000 km. Samtidig betragter International Aviation Federation den øvre grænse for atmosfæren til 100 km, og den amerikanske NASA-agentur - 122 km.
Jordens atmosfære består af gasser, såvel som forskellige urenheder, såsom støv, forbrændingsprodukter, vanddråber og iskrystaller. Gaskoncentrationen er næsten konstant. Der er dog undtagelser: For eksempel førte den industrielle revolutiones begyndelse til en kontinuerlig stigning i kuldioxid i luften.
Hoveddelen af luften (mere end 78%) er nitrogen, 20% består af ilt, næsten 1% er argon, en anden procent er carbondioxid, methan, 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.
