Земля

Земля — третья от Солнца планета Солнечной системы, крупнейшая по диаметру, массе и плотности среди планет земной группы. Единственное известное на данный момент небесное тело, населённое живыми организмами. Относится к классм тел с твёрдой поверхностью, обладает гидросферой и плотной атмосферой, содержащей свободный кислород. Земля является объектом изучения множества наук, включая геологию, географию, астрономию, метеорологию, биологию и экологию.

Физические характеристики

Земля имеет форму геоида — фигуры, близкой к сплюснутому у полюсов сфероиду. Средний радиус планеты составляет около 6371 км, экваториальный радиус — 6378 км, полярный — 6357 км. Площадь поверхности — примерно 510,1 млн км², из которых около 361,1 млн км² (70,8 %) занято Мировым океаном. Масса Земли оценивается в 5,97 × 10²⁴ кг. Плотность — 5,515 г/см³, что выше плотности любой другой планеты Солнечной системы.

Внутреннее строение

Земля имеет слоистое строение. Выделяют три основных оболочки (в порядке увеличения глубины):

• Земная кора — самая верхняя твёрдая оболочка. Её толщина колеблется от 5–10 км под океанами до 30–70 км под материками. Состоит в основном из оксидов кремния, алюминия, кальция, железа и магния. Различают континентальную (гранитную) и океаническую (базальтовую) кору.
• Мантия — располагается под корой до глубины около 2900 км. Занимает около 83 % объёма и 67 % массы планеты. Состоит из плотных силикатных пород, в основном перовскита. Мантия находится в твёрдом состоянии, однако из-за высоких температуры (до 2000 °C) и давления породы могут медленно течь (астеносфера).
• Ядро — центральная часть Земли, расположенная под мантией. Подразделяется на внешнее ядро (жидкое, толщина около 2200 км) и внутреннее ядро (твёрдое, радиус около 1220 км). Состоит в основном из железа (около 85 %) и никеля (до 10 %), с примесью более лёгких элементов (кислород, сера, водород). Температура в центре ядра достигает приблизительно 5400 °C.

Атмосфера

Земля окружена газовой оболочкой — атмосферой. Её масса составляет около 5,15 × 10¹⁸ кг. Сухой воздух у поверхности состоит примерно из 78 % азота, 21 % кислорода, 0,9 % аргона и 0,04 % углекислого газа, а также других газов в малых концентрациях.

Слои и их характеристики

Атмосфера делится на слои по изменению температуры с высотой:

• Тропосфера (0–12 км от поверхности) — нижний, наиболее плотный слой. В нём формируется погода, сосредоточено около 80 % массы атмосферы и почти весь водяной пар. Температура убывает с высотой.
• Стратосфера (12–50 км) — содержит озоновый слой (на высоте 15–35 км), поглощающий большую часть ультрафиолетового излучения Солнца. Температура в стратосфере сначала медленно растёт с высотой.
• Мезосфера (50–85 км) — температура снова падает, достигая минимума (около −90 °C) на высоте 80 км. В этом слое сгорает большинство метеоров.
• Термосфера (85–600 км) — температура резко возрастает до 1500–2000 °C из-за поглощения коротковолнового излучения. Разрежённый газ не может передавать тепло телу, находящемуся в этом слое.
• Экзосфера (выше 600 км) — внешний слой, постепенно переходящий в космический вакуум. Состоит из атомов и молекул, которые могут покидать планету.

Гидросфера

Гидросфера — прерывистая водная оболочка Земли, включающая все воды планеты: Мировой океан, моря, реки, озёра, ледники, подземные воды и водяной пар в атмосфере. Общий объём гидросферы — около 1,46 млрд км³. Мировой океан занимает примерно 71 % поверхности Земли. Средняя глубина океана — около 3700 м, максимальная (Марианская впадина) — более 11 000 м. Пресная вода составляет лишь около 2,5 % общего объёма, причём большая её часть законсервирована в ледниках и подземных водах. Гидросфера играет ключевую роль в глобальном климате и круговороте воды и является средой обитания для множества видов живых организмов.

Движение Земли

Земля совершает два основных типа движения:

• Вращение вокруг оси — полный оборот происходит примерно за 23 часа 56 минут 4,09 секунды (звёздные сутки) или за 24 часа (солнечные сутки, которые используются для повседневного исчисления времени). Вращение происходит с запада на восток (против часовой стрелки, если смотреть со стороны Северного полюса). Ось вращения Земли наклонена к плоскости орбиты на угол около 23,44°. Этот наклон является причиной смены времён года.
• Орбитальное движение — Земля движется вокруг Солнца по эллиптической орбите со средней скоростью около 29,8 км/с. Полный оборот совершает за 365,256 суток (тропический год). В январе Земля находится в перигелии (ближайшая к Солнцу точка орбиты), в июле — в афелии (наиболее удалённая точка).

Спутник и составные части

Луна

Единственный естественный спутник Земли — Луна. Она является пятым по величине спутником в Солнечной системе. Луна обращается вокруг Земли на среднем расстоянии около 384 400 км. Её диаметр примерно в 4 раза меньше земного (около 3474 км). Луна не имеет атмосферы и гидросферы. Наиболее популярная гипотеза происхождения Луны — гипотеза гигантского столкновения, согласно которой Луна образовалась из выброшенного в результате столкновения Земли с крупным небесным телом (Тейей) вещества.

Составные части

В широком смысле к системе Земля—Луна относят также искусственные спутники (спутники связи, метеоспутники, станции GPS/ГЛОНАСС, космические телескопы, такие как «Хаббл», и другие). Тысячи функционирующих спутников и космического мусора движутся по околоземным орбитам. Система Земля—Луна также иногда рассматривается как двойная планета.

История и происхождение

Согласно современным научным представлениям, Земля образовалась около 4,54 миллиардов лет назад из газопылевого облака, вращавшегося вокруг молодого Солнца. Первоначально планета представляла собой расплавленный шар. Постепенно, при остывании, из лёгких элементов сформировалась кора, а из тяжёлых — ядро. Ранняя атмосфера была сильно разрежена и состояла из углекислого газа, водяного пара, азота, метана и аммиака.

Примерно 4,4–3,8 миллиарда лет назад, после завершения метеоритной бомбардировки, на поверхности Земли появилась жидкая вода. Около 3,5–4 миллиардов лет назад возникла жизнь. В результате фотосинтеза цианобактерий (строматолитов) началось накопление свободного кислорода в атмосфере (кислородная катастрофа, около 2,4 миллиарда лет назад). Это привело к появлению многоклеточной жизни, а затем — к формированию современных экосистем.

Биосфера

Биосфера — оболочка Земли, заселённая живыми организмами. Она включает все экосистемы планеты: от океанических глубин до горных вершин. Выделяют несколько уровней организации биосферы: биогеоценотический (экосистемный), популяционно-видовой, организменный и клеточный. Биосфера является мощной геологической силой, изменяющей лик планеты (почвообразование, круговорот углерода, влияние на климат). На начало XXI века учёные описали более 1,7 миллиона видов живых организмов, но общее число видов оценивается в 5–10 миллионов.

Человек и Земля

Человек разумный (Homo sapiens) появился на Земле около 300–200 тысяч лет назад. С развитием цивилизации люди начали активно воздействовать на планету: вырубать леса, добывать полезные ископаемые, загрязнять гидросферу и атмосферу, изменять ландшафты. В XX веке с началом промышленной революции и ядерной эпохи воздействие человека на Землю приобрело глобальный характер.

Среди ключевых антропогенных проблем выделяют:

• Глобальное потепление — повышение средней температуры поверхности планеты в результате накопления парниковых газов (CO₂, CH₄) в атмосфере.
• Утрата биоразнообразия — сокращение популяций и вымирание видов из-за разрушения мест обитания, загрязнения и изменения климата.
• Истощение природных ресурсов — невосполнимое потребление полезных ископаемых, воды и почвы.
• Загрязнение окружающей среды — химическое, радиоактивное, пластиковое загрязнение океана и суши.

Проблемы антропогенного воздействия на Землю являются предметом международных соглашений (Парижское соглашение по климату, Рамочная конвенция ООН об изменении климата) и научных исследований.

Интересные факты

• Земля — единственная планета, названная в честь не древнегреческого или римского божества, а древнегерманского слова «ertho», означающего «почва», «грунт».
• Магнитное поле Земли защищает планету от солнечного ветра и космического излучения. Оно формируется благодаря жидкому внешнему ядру.
• Смена времён года происходит из-за наклона оси вращения, а не из-за изменения расстояния до Солнца.
• Самое глубокое озеро на Земле — Байкал (максимальная глубина — 1642 м). Самая длинная река — Нил (около 6850 км). Самый высокий действующий вулкан — Охос-дель-Саладо (6893 м в Андах).

Источники

• Планета Земля // Большая российская энциклопедия.
• Земля // Астрономия. Энциклопедия для детей.
• Геология Земли. Учебник для вузов.
• The Cambridge Encyclopedia of Earth Sciences.
• Данные NASA, ESA и Роскосмоса (открытые отчёты).