Země - Earth

Země Astronomický symbol Země
Fotografie Země z modrého mramoru pořízená misí Apollo 17.  Arabský poloostrov, Afrika a Madagaskar leží v horní polovině disku, zatímco Antarktida je ve spodní části.
Modrý mramor , nejpoužívanější fotografie Země, pořízenámisí Apollo 17 v roce 1972
Označení
Gaia , Terra , Tellus , svět , zeměkoule
Přídavná jména Pozemský, pozemský, terranský, telurský
Orbitální charakteristiky
Epocha J2000
Aphelion 152 100 000  km ( 94 500 000  mi)
Přísluní 147 095 000  km ( 91 401 000  mi)
149 598 023  km ( 92 955 902  mi)
Excentricita 0,016 7086
365,256 363 004  d
( 31 558,149 7635  ks )
29,78 km / s
( 107 200  km / h, 66 600  mph)
358,617 °
Sklon
−11,260 64 ° až J2000 ekliptický
2022-leden-04
114,207 83 °
Satelity
Fyzikální vlastnosti
Střední poloměr
6 371,0  km ( 3 958,8  mil)
Rovníkový poloměr
6 378,137  km ( 3 963,191  mi)
Polární poloměr
6 356,752  km ( 3 949,903  mi)
Zploštění 1/298,257 222 101 ( ETRS89 )
Obvod
Objem 1,083 21 × 10 12  km 3 (2,598 76 × 10 11  cu mi )
Hmotnost 5,972 37 × 10 24  kg (1,316 68 × 10 25  lb )
(3,0 × 10 −6  M )
Střední hustota
5,514 g/cm 3 (0,1992 lb/cu v)
9,806 65  m/s 2 (g ; 32,1740 ft/s 2 )
0,3307
11,186 km / s ( 40 270  km / h, 25 020  mph)
1,0 d
(24h 00m 00s) průměrná doba synodické rotace (sluneční den)
Období hvězdné rotace
0,997 269 68  d
(23 h 56 m 4,100 s)
Rovníková rychlost otáčení
0,4651 km / s
( 1 674,4  km / h, 1 040,4  mph)
23,439 2811 °
Albedo
Povrchová teplota min znamenat max
Celsia -89,2 ° C 14 ° C (1961–90) 56,7 ° C
Fahrenheita -128,5 ° F 57,2 ° F (1961-1990) 134,0 ° F
Atmosféra
Povrchový tlak
101,325  kPa (při MSL )
Složení podle objemu

Země je třetí planetou od Slunce a jediným astronomickým objektem, o kterém je známo, že ukrývá a podporuje život . Asi 29,2% zemského povrchu tvoří země sestávající z kontinentů a ostrovů. Zbývajících 70,8% je pokryto vodou , většinou z oceánů, moří, zálivů a dalších útvarů slané vody, ale také z jezer, řek a dalších sladkých vod, které dohromady tvoří hydrosféru . Většina polárních oblastí Země je pokryta ledem. Vnější vrstva Země je rozdělena na několik pevných tektonických desek, které migrují po povrchu po mnoho milionů let, zatímco její vnitřek zůstává aktivní s pevným vnitřním jádrem ze železa , vnějším tekutým jádrem, které generuje magnetické pole Země , a s konvekčním pláštěm, který pohání desku tektonika.

Atmosféra Země se skládá převážně z dusíku a kyslíku . Tropické oblasti přijímají více sluneční energie než polární oblasti a jsou přerozdělovány atmosférickou a oceánskou cirkulací . Skleníkové plyny také hrají důležitou roli při regulaci povrchové teploty. Klima regionu není určeno pouze zeměpisnou šířkou, ale také mimo jiné nadmořskou výškou a blízkostí ke zmírnění oceánů. Těžké počasí, jako jsou tropické cyklóny, bouřky a horké vlny, se vyskytuje ve většině oblastí a výrazně ovlivňuje život.

Zemská gravitace interaguje s jinými objekty ve vesmíru, zejména s Měsícem , který je jediným přirozeným satelitem Země . Země obíhá kolem Slunce zhruba za 365,25 dne. Osa otáčení Země je nakloněna vzhledem k její orbitální rovině, což na Zemi vytváří roční období. Gravitační interakce mezi Zemí a Měsícem způsobí přílivy, stabilizuje orientaci Země kolem své osy a postupně zpomaluje její rotaci . Země je nejhustší planetou sluneční soustavy a největší a nejhmotnější ze čtyř kamenných planet .

Podle odhadu radiometrického datování a dalších důkazů se Země vytvořila před více než 4,5 miliardami let . Během prvních miliardách let historie zemského , život se objevil v oceánech a začal ovlivňovat zemské atmosféry a povrchu, což vede k množení anaerobních , a později , aerobních organismů . Některé geologické důkazy naznačují, že život mohl vzniknout již před 4,1 miliardami let. Od té doby umožnila kombinace vzdálenosti Země od Slunce, fyzikálních vlastností a geologické historie životu vývoj a prosperitu. V historii života na Zemi , biodiverzita prošel dlouhým obdobím expanze, občas přerušovaný masové vymírání . Více než 99% všech druhů, které kdy žily na Zemi, zaniklo. Na Zemi žije téměř 8 miliard lidí, kteří jsou závislí na její biosféře a přírodních zdrojích, aby přežili. Lidé stále více ovlivňují zemský povrch, hydrologii, atmosférické procesy a další život.

Etymologie

Moderní anglické slovo Země se vyvinula prostřednictvím střední angličtiny ze staroanglického podstatného jména nejčastěji hláskovaného eorðe . Má příbuzné v každém germánském jazyce a jejich rodový kořen byl rekonstruován jako * erþō . Ve své nejbližší atestace, slovo eorðe byl již použit k překladu mnoho smysly latinského terra a řečtiny γῆ GE : na zem, jeho půdě , suché zemi, v lidském světě, na povrchu světa (včetně moře), a samotná zeměkoule. Stejně jako v případě Roman Terra /Tellūs a řecké Gaie mohla být Země v německém pohanství zosobněnou bohyní : součástí pozdní severské mytologie byla Jörð („Země“), obryně často uváděná jako matka Thora .

Historicky byla Země psána malými písmeny. Od raného angličtině , její definitivní smysl jako „světa“ byl vyjádřen jako na Zemi. V raně moderní angličtině byla mnoho podstatných jmen psáno velkými písmeny a na Zemi byla také napsána Země , zvláště když byla odkazována spolu s jinými nebeskými tělesy. Více nedávno, jméno je někdy prostě dána jako Země , analogicky s názvy jiných planet , ačkoli země a formy s zůstanou obyčejné. Domácí styly se nyní různí: Oxfordský pravopis uznává jako nejběžnější malou formu, přijatelnou variantou je velká písmena. Další konvence těžící „Zemi“, kdy se objevují jako jméno (například „zemské atmosféry“), ale píše se malými písmeny, pokud předchází se (například „atmosféry Země“). Téměř vždy se objevuje malými písmeny v hovorových výrazech typu „co to proboha děláš?“

Občas název Terra / t ɛr ə / se používá při psaní odborného textu a zvláště v sci-fi rozlišovat lidstva obydlená planeta od ostatních, zatímco v poezii Tellus / t ɛ l ə s / byl použitý naznačovat personifikace Země . Terra je také název planety v některých románských jazycích (jazyky, které se vyvinuly z latiny ), jako je italština a portugalština , zatímco v jiných románských jazycích toto slovo dalo vzniknout jménům s mírně pozměněným hláskováním (jako španělská Tierra a francouzská Terre ). Latinate forma Gaea nebo Gaea ( anglicky: / I ə / ) řeckého poetickým názvem Gaia ( Γαῖα ; starořečtina[ɡâi̯.a] nebo[ɡâj.ja] ) je vzácný, ačkoli alternativní hláskování Gaia stalo běžným vzhledem k Gaia hypotézu , v takovém případě jeho výslovnost je / ɡ ə / spíše než klasický anglický / ɡ ə / .

Pro planetu Zemi existuje řada přídavných jmen. Ze samotné Země pochází pozemská . Z latinského Terra je terran / t ɛr ə n / , pozemní / t ə r ɛ s t r i ə l / , a (přes francouzštině) zemský / t ə r jsem n / , a z latinského Tellus přichází tellurian / t ɛ l ʊər i ə n / a telurové .

Chronologie

Formace

Umělcův dojem z raného planetárního disku Sluneční soustavy

Datován je nejstarší materiál nalezený ve sluneční soustavě 4,5682+0,0002 -
0,0004
Ga (miliarda let). Podle4,54 ± 0,04 Ga se vytvořila prvotní Země. Těla ve sluneční soustavě se formovala a vyvíjela se Sluncem. Sluneční mlhovina teoreticky rozdělí objem z molekulárního mraku gravitačním kolapsem, který se začne otáčet a zplošťovat do cirkumstelárního disku , a pak planety vyrostou z tohoto disku se Sluncem. Mlhovina obsahuje plyn, ledová zrna a prach (včetně prvotních nuklidů ). Podle mlhovinové teorie se planetesimály vytvářejí akrecí , přičemž prvotní Země se odhaduje jako pravděpodobné, že její vznik trvá 70 až 100 milionů let.

Odhady stáří Měsíce se pohybují od 4,5 Ga po výrazně mladší. Přední hypotéza je, že byl vytvořen narůstáním z materiálu uvolnil ze Země poté, co Mars -sized objekt s asi 10% hmotnosti Země, pojmenované Theia , srazila se Zemí. Zasáhla Zemi letmým úderem a část její hmoty se spojila se Zemí. Mezi přibližně 4,1 a3,8 Ga , četné dopady asteroidů během Pozdního těžkého bombardování způsobily významné změny ve větším povrchovém prostředí Měsíce a podle toho i na Zemi.

Geologická historie

Karbonské horniny, které byly skládány , zvedány a erodovány během orogeneze, která dokončila tvorbu superkontinentu Pangea , před uložením překrývajících se triasových vrstev v Algarveské pánvi , což znamenalo začátek jejího rozpadu

Zemská atmosféra a oceány byly vytvořeny sopečnou činností a odplyněním . Vodní pára z těchto zdrojů kondenzovala do oceánů, zesílená vodou a ledem z asteroidů, protoplanet a komet . Od doby, kdy vznikla, mohlo být na Zemi dostatek vody k naplnění oceánů. V tomto modelu atmosférické skleníkové plyny udržovaly oceány před zamrzáním, když nově vznikající Slunce mělo pouze 70% své aktuální svítivosti . Podle3,5 Ga , bylo vytvořeno magnetické pole Země , což pomohlo zabránit odtržení atmosféry slunečním větrem .

Když se roztavená vnější vrstva Země ochladila, vytvořila první pevnou kůru , o které se předpokládá, že byla ve složení mafická . První kontinentální kůra , jejíž složení bylo více felsické , vznikla částečným roztavením této mafické kůry. Přítomnost zrn minerálního zirkonu hadeanského věku v eoarchských sedimentárních horninách naznačuje, že alespoň nějaká felsická kůra existovala již v r.4,4 Ga , pouze140  Ma po vzniku Země. Existují dva hlavní modely toho, jak se tento počáteční malý objem kontinentální kůry vyvinul, aby dosáhl své současné hojnosti: (1) relativně stálý růst až do dnešních dnů, který je podpořen radiometrickým datováním kontinentální kůry globálně a (2) počáteční rychlý růst objemu kontinentální kůry během archeanu , tvořící většinu kontinentální kůry, která nyní existuje, což je podpořeno izotopickými důkazy z hafnia v zirkonech a neodymu v sedimentárních horninách. Tyto dva modely a data, která je podporují, lze sladit pomocí rozsáhlé recyklace kontinentální kůry , zejména v raných fázích historie Země.

Nová kontinentální kůra se tvoří v důsledku deskové tektoniky , což je proces, který je nakonec řízen nepřetržitou ztrátou tepla z nitra Země. V průběhu období stovek milionů let, tektonické síly způsobené oblastech kontinentální kůry do skupiny dohromady tvoří supercontinents které následně rozpadlo. Přibližně v750 Ma , jedna z prvních známých superkontinentů, Rodinia , se začala rozpadat. Kontinenty později recombined tvořit Pannotie na600–540 Ma , nakonec Pangea , která se také začala rozpadat v180 Ma .

Nejnovější model doby ledové začal asi40 Ma , a poté zesílil během pleistocénu o3 Ma . Oblasti s vysokou a střední šířkou od té doby prošly opakovanými cykly zalednění a tání, které se opakují přibližně každých 21 000, 41 000 a 100 000 let. Poslední doby ledové , hovorově nazývá „poslední doba ledová“, se vztahuje velké části kontinentů, a to až do středních zeměpisných šířkách, v ledu a skončila asi před 11.700 roky.

Původ života a evoluce

Chemické reakce vedly k prvním samoreplikujícím se molekulám zhruba před čtyřmi miliardami let. O půl miliardy let později vznikl poslední společný předek veškerého současného života . Evoluce fotosyntézy umožnila získávání sluneční energie přímo formami života. Výsledný molekulární kyslík ( O
2
) nahromaděné v atmosféře a v důsledku interakce s ultrafialovým slunečním zářením vytvořily ochrannou ozónovou vrstvu ( O
3
) v horních vrstvách atmosféry. Začlenění menších buněk do větších vedlo k vývoji komplexních buněk nazývaných eukaryoty . Skutečné mnohobuněčné organismy vytvořené jako buňky v koloniích se stále více specializovaly. S pomocí absorpce škodlivého ultrafialového záření ozonovou vrstvou život kolonizoval zemský povrch. Mezi nejranější fosilní důkazy života patří zkameněliny mikrobiálních rohoží nalezené v 3,48 miliardy let starém pískovci v západní Austrálii , biogenní grafit nalezený v 3,7 miliardy let starých metasedimentárních horninách v západním Grónsku a zbytky biotického materiálu nalezené v 4,1 miliardách- rok staré skály v západní Austrálii. Nejdříve přímý důkaz života na Zemi je obsaženo v 3,45 miliardy let starých australských skal vykazujících fosilie mikroorganismů .

Během neoproterozoika ,1000 až 541 Ma , velká část Země mohla být pokryta ledem. Tato hypotéza byla nazvána „ Sněhová koule Země “ a je obzvláště zajímavá, protože předcházela kambrijskému výbuchu , kdy mnohobuněčné formy života výrazně narostly ve složitosti. Po kambrijské explozi535 Ma , došlo nejméně k pěti velkým hromadným vymíráním a mnoha menším. Kromě navrhované současné události vyhynutí holocénu byla poslední66 Ma , když náraz asteroidů vyvolal vyhynutí neptačích dinosaurů a dalších velkých plazů, ale do značné míry ušetřil malá zvířata, jako je hmyz , savci , ještěrky a ptáci . Život savců se v minulosti diverzifikoval66 Mys a před několika miliony lety získala africká lidoop schopnost stát vzpřímeně. To usnadnilo používání nástrojů a povzbudilo komunikaci, která poskytovala výživu a stimulaci potřebnou pro větší mozek, což vedlo k evoluci lidí . Rozvoj zemědělství a civilizace , vedl k lidem, které mají vliv na Zemi a povahy a množství jiných forem života, který pokračuje k tomuto dni.

Budoucnost

Protože oxid uhličitý ( CO
2
) má v atmosféře dlouhou životnost, mírný lidský CO
2
emise mohou odložit další ledovcový počátek o 100 000 let.

Očekávaná dlouhodobá budoucnost Země je spojena s budoucností Slunce. Přes další1,1 miliardy let , sluneční svítivost se zvýší o 10%a v dalších letech3,5 miliardy let o 40%. Rostoucí povrchová teplota Země zrychlí anorganický uhlíkový cyklus a sníží CO
2
koncentrace na úrovně smrtelně nízké pro rostliny (10  ppm pro fotosyntézu C4 ) přibližně100–900 milionů let . Nedostatek vegetace bude mít za následek ztrátu kyslíku v atmosféře, což znemožní život zvířat. Kvůli zvýšené svítivosti může průměrná teplota Země dosáhnout 100 ° C (212 ° F) za 1,5 miliardy let a veškerá voda z oceánu se odpaří a ztratí do vesmíru, což může spustit odhadovaný skleníkový efekt v odhadovaných 1,6 až 3 miliard let. I kdyby bylo Slunce stabilní, zlomek vody v moderních oceánech sestoupí do pláště díky snížené páře, která proudí ze středooceánských hřebenů.

Slunce se bude vyvíjet, aby se stalo rudým obrem v okolí5 miliard let . Modely předpovídají, že se Slunce rozšíří zhruba na 1  AU (150 milionů km; 93 milionů mi), což je asi 250násobek jeho současného poloměru. Osud Země je méně jasný. Slunce jako červený obr ztratí zhruba 30% své hmotnosti, takže bez přílivových efektů se Země přesune na oběžnou dráhu 1,7 AU (250 milionů km; 160 milionů mi) od Slunce, když hvězda dosáhne svého maximálního poloměru, jinak může s přílivovými efekty vstoupit do sluneční atmosféry a odpařit se.

Fyzikální vlastnosti

Velikost a tvar

Chimborazo , jehož vrchol je bodem na zemském povrchu, který je nejvzdálenější od středu Země

Tvar Země je téměř sférický. V důsledku rotace Země dochází k malému zploštění na pólech a vyboulení kolem rovníku . Proto je lepší aproximace tvaru zemského je zploštělého elipsoidu , jehož rovníkový průměr je 43 kilometrů (27 mi) větší než pólu -to-pólový průměru.

Průměrný průměr referenčního sféroidu je 12 742 kilometrů (7 918 mi). Místní topografie se od tohoto idealizovaného sféroidu odchyluje, ačkoli v globálním měřítku jsou tyto odchylky ve srovnání s poloměrem Země malé: maximální odchylka pouze 0,17% je v Mariánském příkopu (10 925 metrů nebo 35 843 stop pod místní hladinou moře), zatímco Mount Everest ( 8 848 metrů nebo 29 029 stop nad místní hladinou moře) představuje odchylku 0,14%. Bod na povrchu nejdále od těžiště Země je vrcholem rovníkové sopky Chimborazo v Ekvádoru (6 384,4 km nebo 3 967,1 mil).

V geodézii se přesný tvar, který by oceány Země získaly bez pevniny a poruch, jako jsou příliv a odliv, nazývá geoid . Přesněji řečeno, geoid je povrch gravitačního ekvipotenciálu na střední hladině moře (MSL). Topografie povrchu moře jsou odchylky vody od MSL, analogické topografii pevniny.

Chemické složení

Chemické složení kůry
Sloučenina Vzorec Složení
Kontinentální Oceánský
oxid křemičitý SiO
2
60,6% 50,1%
oxid hlinitý Al
2
Ó
3
15,9% 15,7%
Limetka CaO 6,41% 11,8%
magnézie MgO 4,66% 10,3%
oxid železa FeO T 6,71% 8,3%
oxid sodný Na
2
Ó
3,07% 2,21%
oxid draselný K
2
Ó
1,81% 0,11%
oxid titaničitý TiO
2
0,72% 1,1%
oxid fosforečný P
2
Ó
5
0,13% 0,1%
oxid manganatý MnO 0,10% 0,11%
Celkový 100% 99,8%

Hmotnost Země je přibližně5,97 × 10 24  kg (5 970 Yg ). Skládá se převážně ze železa (32,1%), kyslíku (30,1%), křemíku (15,1%), hořčíku (13,9%), síry (2,9%), niklu (1,8%), vápníku (1,5%) a hliníku ( 1,4%), přičemž zbývajících 1,2% tvoří stopová množství dalších prvků. Vzhledem k masové segregaci se odhaduje, že oblast jádra je primárně složena ze železa (88,8%), s menším množstvím niklu (5,8%), síry (4,5%) a méně než 1%stopových prvků.

Nejběžnějšími horninovými složkami kůry jsou téměř všechny oxidy : chlór, síra a fluor jsou důležitými výjimkami a jejich celkové množství v jakékoli hornině je obvykle mnohem nižší než 1%. Více než 99% kůry se skládá z 11 oxidů, především oxidu křemičitého, oxidu hlinitého, oxidů železa, vápna, magnézie, potaše a sody.

Vnitřní struktura

Geologické vrstvy Země
Earth-cutaway-schematic-english.svg

Odříznutí Země od jádra k exosféře. Ne v měřítku.
Hloubka
km
Komponentní vrstva Hustota
g / cm 3
0–60 Litosféra -
0–35 Kůra 2.2–2.9
35–660 Svrchní plášť 3,4–4,4
  660–2890 Dolní plášť 3,4–5,6
100–700 Astenosféra -
2890–5100 Vnější jádro 9.9–12.2
5100–6378 Vnitřní jádro 12.8–13.1

Vnitřek Země, stejně jako ostatní pozemské planety, je svými chemickými nebo fyzikálními ( reologickými ) vlastnostmi rozdělen na vrstvy . Vnější vrstva je chemicky odlišná silikátová pevná kůra, která je podložena vysoce viskózním pevným pláštěm. Kůra je od pláště oddělena Mohorovičićovou diskontinuitou . Tloušťka kůry se pohybuje od asi 6 kilometrů (3,7 mil) pod oceány po 30–50 km (19–31 mi) pro kontinenty. Kůra a studený, tuhý vrchol horního pláště jsou souhrnně označovány jako litosféra, která je rozdělena na nezávisle se pohybující tektonické desky.

Pod litosférou je astenosféra , vrstva s relativně nízkou viskozitou, na které litosféra jezdí. K důležitým změnám krystalové struktury v plášti dochází ve vzdálenosti 410 a 660 km (250 a 410 mi) pod povrchem, překlenující přechodovou zónu, která odděluje horní a dolní plášť. Pod pláštěm leží kapalné vnější jádro s extrémně nízkou viskozitou nad pevným vnitřním jádrem . Vnitřní jádro Země se může otáčet o něco vyšší úhlovou rychlostí než zbývající část planety a postupovat o 0,1–0,5 ° za rok, i když byly také navrženy poněkud vyšší a mnohem nižší rychlosti. Poloměr vnitřního jádra je asi pětina průměru Země. Hustota se zvyšuje s hloubkou, jak je popsáno v tabulce vpravo.

Teplo

Hlavními izotopy produkujícími teplo na Zemi jsou draslík-40 , uran-238 a thorium-232 . Ve středu může být teplota až 6 000 ° C (10 830 ° F) a tlak může dosáhnout 360  GPa (52 milionů  psi ). Protože velká část tepla je poskytována radioaktivním rozpadem, vědci předpokládají, že na počátku historie Země, než byly vyčerpány izotopy s krátkými poločasy rozpadu, byla produkce tepla Země mnohem vyšší. Přibližně vGyr , vzniklo by dvojnásobek současného tepla, což by zvýšilo rychlost proudění v plášti a deskové tektoniky a umožnilo produkci neobvyklých vyvřelých hornin, jako jsou komatiity, které se dnes tvoří jen zřídka.

Současné hlavní izotopy produkující teplo
Izotop Uvolňování tepla
W/kg izotopu
Half-life
let
Střední koncentrace pláště
kg izotopu/kg pláště
Uvolňování tepla
W/kg pláště
238 U 94,6 × 10 −6 4,47 × 10 9 30,8 × 10 −9 2,91 × 10 −12
235 U 569 × 10 −6 0,704 × 10 9 0,22 × 10 −9 0,125 × 10 −12
232 tis 26,4 × 10 −6 14,0 × 10 9 124 × 10 −9 3,27 × 10 −12
40 K. 29,2 × 10 −6 1,25 × 10 9 36,9 × 10 −9 1,08 × 10 −12

Průměrné tepelné ztráty ze Země jsou 87 mW m −2 , pro globální tepelné ztráty4,42 × 10 13  W . Část tepelné energie jádra je transportována směrem ke kůře pomocí chocholů pláště , což je forma konvekce sestávající z upwellingu hornin s vyšší teplotou. Tyto oblaky mohou vytvářet horké skvrny a zaplavovat čediče . Více tepla na Zemi se ztrácí deskovou tektonikou, a to pláštěm, které je spojeno se středooceánskými hřebeny . Konečným hlavním způsobem tepelných ztrát je vedení litosférou, z nichž většina se vyskytuje pod oceány, protože tam je kůra mnohem tenčí než na kontinentech.

Tektonické desky

Hlavní desky Země
Ukazuje rozsah a hranice tektonických desek se superponovanými obrysy kontinentů, které podporují
Název desky Rozloha
10 6  km 2
103,3
78,0
75,9
67,8
60,9
47.2
43,6

Mechanicky tuhá vnější vrstva Země, litosféra, je rozdělena na tektonické desky. Tyto desky jsou tuhé segmenty, které se vůči sobě pohybují na jednom ze tří typů hranic: na konvergentních hranicích se dvě desky spojí; na rozdílných hranicích jsou dvě desky od sebe odtrženy; a na hranicích transformace se dvě desky navzájem klouzají laterálně. Podél těchto deskových hranic, zemětřesení , sopečná činnost , horotvorných a oceánský příkop formace může dojít. Tektonické desky jezdí na vrcholu astenosféry, pevné, ale méně viskózní části horního pláště, která může proudit a pohybovat se spolu s deskami.

Jak migrují tektonické desky, oceánská kůra je subdukována pod náběžnými hranami desek na konvergentních hranicích. Současně vzestup materiálu pláště na odlišných hranicích vytváří středooceánské hřebeny. Kombinace těchto procesů recykluje oceánskou kůru zpět do pláště. Díky této recyklaci je většina oceánského dna menší než100 ma stará. Nejstarší oceánská kůra se nachází v západním Pacifiku a odhaduje se, že je200 ma starý. Pro srovnání, nejstarší datovaná kontinentální kůra je4030 Ma , přestože byly nalezeny zirkony zachované jako klasty v eoarchských sedimentárních horninách, které dávají věk až4 400 Ma , což naznačuje, že v té době existovala alespoň nějaká kontinentální kůra.

Sedm hlavních desek je Pacifik , Severoamerický , Euroasijský , Africký , Antarktický , Indoaustralský a Jihoamerický . Mezi další pozoruhodné desky patří Arabian Plate , Caribbean Plate , Nazca Plate u západního pobřeží Jižní Ameriky a Scotia Plate v jižním Atlantském oceánu. Australská deska se spojila s indickou deskou mezi nimi50 a 55 Ma . Nejrychleji se pohybujícími deskami jsou oceánské desky, přičemž Cocos Plate postupuje rychlostí 75 mm/a (3,0 palce/rok) a Pacific Plate se pohybuje 52–69 mm/a (2,0–2,7 palce/rok). Na druhé straně je nejpomaleji se pohybující deska jihoamerická deska, která postupuje typickým tempem 10,6 mm/a (0,42 palce/rok).

Povrch

Současná Země bez vody, nadmořská výška značně přehnaná (kliknutím/zvětšením „roztočíte“ 3D zeměkouli).

Celková plocha Země je asi 510 milionů km 2 (197 milionů čtverečních mil). Z toho 70,8%, neboli 361,13 milionu km 2 (139,43 milionu čtverečních mil), je pod hladinou moře a je pokryto oceánskou vodou. Pod hladinou oceánu je velká část kontinentálního šelfu , hory, sopky, oceánské příkopy, podmořské kaňony , oceánské plošiny , propastné pláně a soustava středooceánských hřebenů. Zbývajících 29,2%, neboli 148,94 milionu km 2 (57,51 milionu čtverečních mil), nepokrytých vodou, má terén, který se velmi liší místo od místa a skládá se z hor, pouští, plání, náhorních plošin a dalších reliéfů . Nadmořská výška povrchu pevniny se pohybuje od nejnižšího bodu –418 m (–1,371 ft) u Mrtvého moře až po maximální výšku 8,848 m (29,029 ft) na vrcholu Mount Everestu. Průměrná výška pevniny nad hladinou moře je asi 797 m (2615 stop).

Kontinentální kůra se skládá z materiálu s nižší hustotou, jako jsou žuly a andezity vyvřelých hornin . Méně častý je čedič , hustší sopečná hornina, která je primární složkou oceánských dna. Sedimentární hornina vzniká akumulací sedimentu, který se pohřbí a zhutní dohromady . Téměř 75% kontinentálních povrchů je pokryto sedimentárními horninami, ačkoli tvoří asi 5% kůry. Třetí formou horninového materiálu nacházejícího se na Zemi je metamorfovaná hornina , která vzniká transformací již existujících typů hornin prostřednictvím vysokých tlaků, vysokých teplot nebo obojího. K nejhojnějším silikátovým minerálům na zemském povrchu patří křemen , živce , amfibol , slída , pyroxen a olivín . Mezi běžné uhličitanové minerály patří kalcit (nacházející se ve vápenci ) a dolomit .

Eroze a tektonika , sopečné erupce , záplavy , zvětrávání , zalednění , růst korálových útesů a dopady meteoritů patří mezi procesy, které v průběhu geologického času neustále přetvářejí povrch Země .

Pedosféra je vnější vrstva pevninského povrchu zemského a skládá se z půdy a je vázán na procesy tvorby půdy . Celková orná půda je 10,9% povrchu země, přičemž 1,3% tvoří trvalá orná půda. Téměř 40% zemského povrchu je využíváno k zemědělství, neboli odhadem 16,7 milionů km 2 (6,4 milionu čtverečních mil) orné půdy a 33,5 milionu km 2 (12,9 milionů čtverečních mil) pastvin.

Gravitační pole

Zemská gravitace měřená misí NASA GRACE , ukazující odchylky od teoretické gravitace . Červená ukazuje, kde je gravitace silnější než hladká, standardní hodnota, a modrá ukazuje, kde je slabší.

Gravitace Země je zrychlení , který je předán na objekty vzhledem k rozložení hmoty uvnitř Země. V blízkosti zemského povrchu je gravitační zrychlení přibližně 9,8 m/s 2 (32 ft/s 2 ). Místní rozdíly v topografii, geologii a hlubší tektonické struktuře způsobují místní a široké regionální rozdíly v gravitačním poli Země, známé jako gravitační anomálie .

Magnetické pole

Hlavní část magnetického pole Země je generována v jádru, místě dynamického procesu, který převádí kinetickou energii tepelně a kompozičně řízené konvekce na energii elektrického a magnetického pole. Pole se táhne ven z jádra, skrz plášť a až na zemský povrch, kde je přibližně dipól . Póly dipólu se nacházejí v blízkosti geografických pólů Země. Na rovníku magnetického pole, magnetické pole síla na povrchu je 3,05 x 10 -5 T , s magnetický dipólový moment z 7,79 x 10 22 Am 2 v epoše 2000, snížení téměř 6% za století. Konvekční pohyby v jádru jsou chaotické; magnetické póly se unášejí a pravidelně mění zarovnání. To způsobuje sekulární variace hlavního pole a zvraty polí v nepravidelných intervalech, zprůměrující několikrát za milion let. K poslednímu zvratu došlo přibližně před 700 000 lety.

Magnetosféra

Diagram znázorňující linie magnetického pole zemské magnetosféry.  Čáry jsou pod vlivem slunečního větru smeteny zpět ve směru proti slunci.
Schéma magnetosféry Země. Sluneční vítr proudí zleva doprava

Rozsah magnetického pole Země v prostoru definuje magnetosféru . Magnetosféra vychyluje ionty a elektrony slunečního větru; sluneční tlak větru stlačuje denní stranu magnetosféry na přibližně 10 poloměrů Země a rozšiřuje magnetosféru noční strany do dlouhého ocasu. Vzhledem k tomu, že rychlost slunečního větru je větší než rychlost šíření vln slunečním větrem, předchází magnetosféře ve slunečním větru nadzvukový luk . Nabité částice jsou obsaženy v magnetosféře; plazmasféra je definována částicemi s nízkou energií, které při otáčení Země v podstatě sledují linie magnetického pole. Prstencový proud je definován částicemi střední energie, které se unášejí vzhledem ke geomagnetickému poli, ale s cestami, kterým stále dominuje magnetické pole, a Van Allenovy radiační pásy jsou tvořeny vysokoenergetickými částicemi, jejichž pohyb je v podstatě náhodný, ale obsažené v magnetosféře.

Během magnetických bouří a pod bouří mohou být nabité částice vychýleny z vnější magnetosféry a zejména magnetotailu, směrovány podél siločar do ionosféry Země, kde mohou být atomy atmosféry buzeny a ionizovány, což způsobuje polární záři .

Oběžná dráha a rotace

Otáčení

Rotace Země zobrazená pomocí DSCOVR EPIC dne 29. května 2016, několik týdnů před slunovratem .

Doba rotace Země vzhledem ke Slunci - její průměrný sluneční den - je 86 400 sekund průměrného slunečního času ( 86 400,0025 SI sekund ). Protože sluneční den Země je nyní kvůli přílivovému zpomalení o něco delší než v 19. století , každý den se pohybuje o 0 až 2 ms déle než průměrný sluneční den.

Doba rotace Země vzhledem k fixním hvězdám , kterou Mezinárodní služba pro rotaci a referenční systémy Země (IERS) nazývá její hvězdný den , je 86 164,0989 sekund průměrného slunečního času ( UT1 ), neboli 23 h 56 m 4,0989 s . Doba rotace Země vzhledem k precesní nebo klouzavé střední březnové rovnodennosti (když je Slunce na rovníku 90 °) je 86 164,0905 sekund průměrného slunečního času (UT1) (23 h 56 m 4,0905 s ) . Hvězdný den je tedy kratší než hvězdný den asi o 8,4 ms.

Kromě meteorů v atmosféře a satelitů s nízkými oběžnými dráhami je hlavní zjevný pohyb nebeských těles na obloze Země na západ rychlostí 15 °/h = 15 '/min. U těles v blízkosti nebeského rovníku se to rovná zdánlivému průměru Slunce nebo Měsíce každé dvě minuty; z povrchu Země jsou zdánlivé velikosti Slunce a Měsíce přibližně stejné.

Obíhat

Fotografie Pale Blue Dot, pořízená v roce 1990 kosmickou lodí Voyager 1, zobrazující Zemi (vpravo uprostřed) ze vzdálenosti téměř 6,0 miliard km (3,7 miliardy mi), asi 5,6 hodiny rychlostí světla .

Země obíhá kolem Slunce v průměrné vzdálenosti asi 150 milionů km (93 milionů mi) každých 365,2564 průměrných slunečních dnů nebo jednoho hvězdného roku . To dává zjevný pohyb Slunce na východ vzhledem ke hvězdám rychlostí přibližně 1 °/den, což je jeden zjevný průměr Slunce nebo Měsíce každých 12 hodin. Díky tomuto pohybu trvá Zemi v průměru 24 hodin - sluneční den - úplné otočení Země kolem své osy, aby se Slunce vrátilo na poledník . Průměrná rychlost oběžné dráhy Země je 29,78 km/s (107 200 km/h; 66 600 mph), což je rychlost dostatečně dlouhá na to, aby urazila vzdálenost rovnající se průměru Země, přibližně 12 742 km (7 918 mi), za sedm minut a vzdálenost Měsíc, 384 000 km (239 000 mi), přibližně za 3,5 hodiny.

Měsíc a Země obíhají kolem barycentra každých 27,32 dnů vzhledem k hvězdám pozadí. V kombinaci se společnou oběžnou dráhou systému Země-Měsíc kolem Slunce je období synodického měsíce od novoluní po novoluní 29,53 dne. Při pohledu z nebeského severního pólu je pohyb Země, Měsíce a jejich axiální rotace proti směru hodinových ručiček . Při pohledu z nadhledu nad Sluncem a severními póly Země obíhá Země kolem Slunce proti směru hodinových ručiček. Orbitální a axiální roviny nejsou přesně zarovnány: Zemská osa je nakloněna o 23,44 stupňů od kolmice na rovinu Země-Slunce ( ekliptika ) a rovina Země-Měsíc je nakloněna až o ± 5,1 stupňů proti rovině Země-Slunce . Bez tohoto náklonu by došlo k zatmění každé dva týdny, střídavě mezi zatměním Měsíce a zatměním Slunce .

Hill koule nebo koule z gravitačního vlivu Země je asi 1,5 milionů kilometrů (930,000 mi) poloměru. Toto je maximální vzdálenost, na kterou je gravitační vliv Země silnější než vzdálenější Slunce a planety. Objekty musí obíhat Zemi v tomto poloměru, nebo se mohou stát nevázanými gravitační poruchou Slunce.

Země spolu se sluneční soustavou se nachází v Mléčné dráze a obíhá asi 28 000  světelných let od jejího středu. Je to asi 20 světelných let nad galaktickou rovinou v Orionském rameni .

Axiální náklon a roční období

Axiální náklon (nebo šikmost ) Země a její vztah k ose rotace a rovině oběžné dráhy

Axiální náklon Země je přibližně 23,439281 ° s osou její roviny oběžné dráhy, vždy směřující k nebeským pólům . Vzhledem k axiálnímu náklonu Země se množství slunečního světla, které dosáhne daného bodu na povrchu, v průběhu roku mění. To způsobuje sezónní změnu klimatu, kdy léto na severní polokouli nastává, když je obratník Raka obrácen ke Slunci, a na jižní polokouli, když je obratník Kozoroha obrácen ke Slunci. V každém případě se zima vyskytuje současně na opačné polokouli. V létě den trvá déle a Slunce stoupá výše na oblohu. V zimě se klima ochladí a dny se zkrátí. Nad polárním kruhem a pod antarktickým kruhem není část roku denní světlo, což způsobuje polární noc , a tato noc se na samotných pólech prodlužuje o několik měsíců. Tyto stejné zeměpisné šířky také zažívají půlnoční slunce , kde slunce zůstává viditelné po celý den.

Podle astronomické konvence lze čtyři roční období určit slunovraty - body na oběžné dráze maximálního axiálního náklonu směrem ke Slunci nebo od něj - a rovnodenností , když je rotační osa Země zarovnána s její orbitální osou. Na severní polokouli se zimní slunovrat v současné době vyskytuje kolem 21. prosince; letní slunovrat je blízko 21. června, jarní rovnodennost je kolem 20. března a podzimní rovnodennost je asi 22. nebo 23. září. Na jižní polokouli je situace obrácená, vyměňují se letní a zimní slunovraty a prohodí se data jarní a podzimní rovnodennosti.

Úhel axiálního náklonu Země je relativně stabilní po dlouhou dobu. Jeho axiální náklon prochází nutací ; mírný, nepravidelný pohyb s hlavním obdobím 18,6 roku. Orientace (spíše než úhel) osy zemské také mění v průběhu času, konající precesní kolem v kompletním kruhu nad každým 25800-letý cyklus; tato precese je důvodem rozdílu mezi hvězdným rokem a tropickým rokem . Oba tyto pohyby jsou způsobeny různou přitažlivostí Slunce a Měsíce v rovníkové výduti Země. Póly také migrují několik metrů po zemském povrchu. Tento polární pohyb má několik cyklických složek, které se souhrnně nazývají kvaziodiodický pohyb . Kromě roční složky tohoto pohybu existuje ještě 14měsíční cyklus zvaný Chandlerovo kolísání . Rychlost otáčení Země se také mění v jevu známém jako kolísání délky dne.

V moderní době se perihelion Země vyskytuje kolem 3. ledna a jeho aphelion kolem 4. července. Tato data se v průběhu času mění v důsledku precese a dalších orbitálních faktorů, které následují cyklické vzorce známé jako Milankovitchovy cykly . Měnící se vzdálenost Země-Slunce způsobuje nárůst sluneční energie o 6,8% na Zemi v perihelionu ve srovnání s aphelionem. Protože je jižní polokoule nakloněna ke Slunci přibližně ve stejnou dobu, kdy Země dosáhne nejbližšího přiblížení ke Slunci, dostává jižní polokoule od Slunce o něco více energie než severní v průběhu roku. Tento efekt je mnohem méně významný než celková změna energie v důsledku osového náklonu a většina přebytečné energie je absorbována vyšším podílem vody na jižní polokouli.

Systém Země-Měsíc

Měsíc

Charakteristika
Úplněk při pohledu ze severní polokoule Země
Průměr 3 474,8 km
Hmotnost 7,349 × 10 22  kg
Poloviční hlavní osa 384 400 km
Oběžná doba 27 d 7 h 43,7 m

Měsíc je relativně velký, pozemský , planetě podobný přirozený satelit , jehož průměr je přibližně čtvrtina průměru Země. Je to největší měsíc ve sluneční soustavě v poměru k velikosti její planety, i když Charon je ve srovnání s trpasličí planetou Pluto větší . Přirozené satelity jiných planet jsou také označovány jako „měsíce“, tedy po Zemi. Nejvíce široce přijímaná teorie původu Měsíce, hypotéza obřího nárazu , uvádí, že vznikla ze srážky protoplanety o velikosti Marsu zvané Theia s ranou Zemí. Tato hypotéza vysvětluje (mimo jiné) relativní nedostatek Měsíce v železe a těkavých prvcích a skutečnost, že jeho složení je téměř totožné se zemskou kůrou.

Gravitační přitažlivost mezi Zemí a Měsícem způsobuje na Zemi příliv a odliv . Stejný účinek na Měsíc vedl k jeho přílivovému zablokování : doba jeho rotace je stejná jako doba potřebná k obletu Země. Výsledkem je, že planetě vždy představuje stejnou tvář. Když Měsíc obíhá Zemi, různé části jeho tváře jsou osvětleny Sluncem, což vede k měsíčním fázím . Kvůli jejich přílivové interakci se Měsíc vzdaluje od Země rychlostí přibližně 38 mm/a (1,5 palce/rok). Po miliony let tyto drobné úpravy - a prodloužení dne Země o zhruba 23  µs /rok - přispívají k významným změnám. Během Ediacaran období, například (cca620 Ma ) bylo 400 ± 7 dní v roce, přičemž každý den trval 21,9 ± 0,4 hodiny.

Měsíc mohl dramaticky ovlivnit vývoj života zmírněním klimatu planety. Paleontologické důkazy a počítačové simulace ukazují, že axiální náklon Země je stabilizován přílivovými interakcemi s Měsícem. Někteří teoretici se domnívají, že bez této stabilizace proti momentům aplikovaným Sluncem a planetami na zemskou rovníkovou bouli by rotační osa mohla být chaoticky nestabilní a vykazovala velké změny v průběhu milionů let, jako je tomu v případě Marsu, i když je to sporné.

Při pohledu ze Země je Měsíc dostatečně daleko na to, aby měl téměř stejný disk zdánlivé velikosti jako Slunce. Velikost úhlu (nebo prostorový úhel ) těchto dvou těles odpovídaly, protože, i když průměr Slunce je asi 400 krát větší než Moon je, že je také 400 krát větší vzdálenosti. To umožňuje úplné a prstencové zatmění Slunce na Zemi.

Asteroidy a umělé satelity

Tracy Caldwell Dyson prohlíží Zemi z kopule ISS , 2010

Populace koorbitálních asteroidů Země se skládá z kvazi-satelitů , předmětů s oběžnou dráhou podkovy a trojských koní . Existuje nejméně pět kvazi-satelitů, včetně 469219 Kamo'oalewa . Trojan asteroid společník, 2010 TK 7 , je librating kolem vedoucí Lagrange trojúhelníkové bod , L4, do oběžné dráhy Země kolem Slunce Malý asteroid poblíž Země 2006 RH 120 se přibližuje k systému Země-Měsíc zhruba každých dvacet let. Během těchto přístupů může na krátkou dobu obíhat Zemi.

V dubnu 2020 obíhá kolem Země 2666 operačních satelitů vyrobených lidmi . Existují také nefunkční satelity, včetně Vanguard 1 , nejstaršího satelitu, který je v současné době na oběžné dráze, a více než 16 000 kusů sledovaných vesmírných odpadků . Největší umělou družicí Země je Mezinárodní vesmírná stanice .

Hydrosféra

Voda se typicky odpařuje na vodních plochách, jako jsou oceány, a je transportována na pevninu atmosférou.  Srážky - například déšť a sníh - je pak dostanou zpět na povrch.  Systém řek přivádí vodu zpět do oceánů a moří.
Voda je transportována do různých částí hydrosféry pomocí vodního cyklu .

Hojnost vody na zemském povrchu je jedinečnou vlastností, která odlišuje „modrou planetu“ od ostatních planet sluneční soustavy. Zemská hydrosféra se skládá převážně z oceánů, ale technicky zahrnuje všechny vodní plochy na světě, včetně vnitrozemských moří, jezer, řek a podzemních vod až do hloubky 2 000 m (6 600 ft). Hmotnost oceánů je přibližně 1,35 × 10 18  metrických tun nebo přibližně 1/4400 celkové hmotnosti Země. Oceány pokrývají oblast 361,8 milionu km 2 (139,7 milionu čtverečních mil) se střední hloubkou 3682 m (12080 stop), což má za následek odhadovaný objem 1,332 miliardy km 3 (320 milionů cu mi). Pokud by byl celý povrch zemské kůry ve stejné výšce jako hladká koule, hloubka výsledného světového oceánu by byla 2,7 až 2,8 km (1,68 až 1,74 mi). Asi 97,5% vody je fyziologický roztok ; zbývajících 2,5% je sladká voda . Většina sladké vody, asi 68,7%, je přítomna jako led v ledových čepičkách a ledovcích .

V nejchladnějších oblastech Země sníh v létě přežívá a mění se v led . Tento nahromaděný sníh a led se nakonec formují v ledovce , ledová tělesa, která proudí pod vlivem vlastní gravitace. V horských oblastech se tvoří alpské ledovce , zatímco v polárních oblastech se nad pevninou tvoří obrovské ledové příkrovy . Tok ledovců eroduje povrch a dramaticky jej mění, přičemž se vytvářejí údolí ve tvaru písmene U a další tvary reliéfu. Mořský led v Arktidě pokrývá oblast zhruba stejně velkou jako Spojené státy, přestože v důsledku změny klimatu rychle ustupuje.

Průměrná salinita oceánů Země je asi 35 gramů soli na kilogram mořské vody (3,5% soli). Většina této soli byla uvolněna ze sopečné činnosti nebo extrahována z chladných vyvřelých hornin. Oceány jsou také zásobárnou rozpuštěných atmosférických plynů, které jsou nezbytné pro přežití mnoha forem vodního života. Mořská voda má významný vliv na klima světa, přičemž oceány fungují jako velká zásobárna tepla . Posuny v rozložení oceánské teploty mohou způsobit významné posuny počasí, jako je El Niño – jižní oscilace .

Atmosféra

Satelitní snímek Země oblačnosti pomocí NASA ‚s Středně-Resolution Imaging Spectroradiometer

Atmosférický tlak na Zemi mořem průměry 101.325 kPa (14,696 psi), s výškou stupnice asi 8,5 km (5,3 mi). Suchá atmosféra se skládá ze 78,084% dusíku , 20,946% kyslíku, 0,934% argonu a stopových množství oxidu uhličitého a dalších plynných molekul. Obsah vodní páry se pohybuje mezi 0,01% a 4%, ale v průměru asi 1%. Výška troposféry se mění podle zeměpisné šířky, v rozmezí od 8 km (5 mi) na pólech do 17 km (11 mi) na rovníku, s určitými změnami vyplývajícími z počasí a sezónních faktorů.

Zemská biosféra výrazně změnila svou atmosféru . Vyvinula se kyslíková fotosyntéza2,7 Gya , tvořící primárně atmosféru dusíku a kyslíku dneška. Tato změna umožnila množení aerobních organismů a nepřímo i tvorbu ozonové vrstvy v důsledku následné přeměny atmosférického O
2
do O
3
. Ozónová vrstva blokuje ultrafialové sluneční záření a umožňuje život na souši. Mezi další pro život důležité atmosférické funkce patří transport vodní páry, poskytování užitečných plynů, způsobování hoření malých meteorů před dopadem na povrch a zmírňování teploty. Tento poslední jev je znám jako skleníkový efekt : stopové molekuly v atmosféře slouží k zachycování tepelné energie vyzařované ze země, čímž se zvyšuje průměrná teplota. Vodní pára, oxid uhličitý, metan , oxid dusný a ozon jsou primární skleníkové plyny v atmosféře. Bez tohoto efektu udržování tepla by průměrná povrchová teplota byla −18 ° C (0 ° F), na rozdíl od současných +15 ° C (59 ° F), a život na Zemi by ve své současné podobě pravděpodobně neexistoval .

Počasí a podnebí

Zemská atmosféra nemá žádnou konkrétní hranici, postupně se ztenčuje a mizí ve vesmíru. Tři čtvrtiny hmotnosti atmosféry jsou obsaženy v prvních 11 km (6,8 mil) povrchu. Tato nejnižší vrstva se nazývá troposféra. Energie ze Slunce ohřívá tuto vrstvu a povrch pod ní, což způsobuje expanzi vzduchu. Tento vzduch s nižší hustotou pak stoupá a je nahrazen chladnějším vzduchem s vyšší hustotou. Výsledkem je atmosférická cirkulace, která pohání počasí a klima prostřednictvím přerozdělování tepelné energie.

Hurikán Felix viděný z nízké oběžné dráhy Země, září 2007
Obrovské mraky nad Mohavskou pouští , únor 2016

Pásma primární cirkulace atmosféry tvoří pasáty v rovníkové oblasti pod 30 ° zeměpisné šířky a západní oblasti ve středních zeměpisných šířkách mezi 30 ° a 60 °. Mořské proudy jsou také důležitými faktory při určování klimatu, zejména termohalinní cirkulace, která distribuuje tepelnou energii z rovníkových oceánů do polárních oblastí.

Množství sluneční energie dopadající na zemský povrch klesá s rostoucí zeměpisnou šířkou. Ve vyšších zeměpisných šířkách se sluneční světlo dostává na povrch v nižších úhlech a musí procházet silnějšími sloupci atmosféry. Výsledkem je, že průměrná roční teplota vzduchu na úrovni hladiny moře klesá přibližně o 0,4 ° C (0,7 ° F) na stupeň zeměpisné šířky od rovníku. Zemský povrch lze rozdělit na specifické zeměpisné šířky přibližně homogenního podnebí. Od rovníku k polárním oblastem se jedná o tropické (nebo rovníkové), subtropické , mírné a polární podnebí.

Dalšími faktory, které ovlivňují podnebí dané lokality, je její blízkost k oceánům , oceánská a atmosférická cirkulace a topologie. Místa poblíž oceánů mají obvykle chladnější léta a teplejší zimy, protože oceány mohou ukládat velké množství tepla. Vítr přenáší chlad nebo teplo oceánu do země. Atmosférický oběh také hraje důležitou roli: San Francisco a Washington DC jsou obě pobřežní města na přibližně stejné zeměpisné šířce. Klima v San Francisku je výrazně mírnější, protože převládá směr větru od moře k zemi. Nakonec teploty s výškou klesají, což způsobuje, že horské oblasti jsou chladnější než níže položené oblasti.

Vodní pára generovaná povrchovým odpařováním je transportována cirkulačními vzory v atmosféře. Pokud atmosférické podmínky dovolují vzestup teplého a vlhkého vzduchu, tato voda kondenzuje a padá na povrch jako srážka. Většina vody je pak říčními systémy transportována do nižších poloh a obvykle se vrací do oceánů nebo se ukládá do jezer. Tento vodní cyklus je životně důležitým mechanismem pro podporu života na souši a je hlavním faktorem eroze povrchových prvků v geologických obdobích. Srážkové vzorce se velmi liší, od několika metrů vody za rok až po méně než milimetr. Atmosférická cirkulace, topografické vlastnosti a teplotní rozdíly určují průměrné srážky, které v každé oblasti spadnou.

Běžně používaný systém klasifikace klimatu Köppen má pět širokých skupin ( vlhké tropy , suché , vlhké střední zeměpisné šířky , kontinentální a studené polární ), které se dále dělí na konkrétnější podtypy. Systém Köppen hodnotí regiony na základě pozorované teploty a srážek. Teplota povrchového vzduchu může v horkých pouštích , jako je Údolí smrti , stoupnout až na zhruba 55 ° C (131 ° F) a v Antarktidě může klesnout až na −89 ° C (−128 ° F) .

Horní atmosféra

Tento pohled z oběžné dráhy ukazuje úplněk částečně zakrytý zemskou atmosférou.

Nad troposférou je atmosféra obvykle rozdělena na stratosféru , mezosféru a termosféru . Každá vrstva má jinou rychlost odezvy, definující rychlost změny teploty s výškou. Kromě toho se exosféra zmenšuje do magnetosféry, kde geomagnetická pole interagují se slunečním větrem. Ve stratosféře je ozónová vrstva, součást, která částečně chrání povrch před ultrafialovým světlem, a proto je důležitá pro život na Zemi. Kármánova hranice , definována jako 100 km (62 mi) nad zemským povrchem, je pracovní definice pro hranici mezi atmosférou a vnějším prostorem .

Tepelná energie způsobuje, že některé molekuly na vnějším okraji atmosféry zvyšují svoji rychlost až do bodu, kdy mohou uniknout ze zemské gravitace. To způsobuje pomalý, ale stálý únik atmosféry do vesmíru . Protože nefixovaný vodík má nízkou molekulovou hmotnost , může rychleji dosáhnout únikové rychlosti a uniká do vesmíru větší rychlostí než jiné plyny. Únik vodíku do vesmíru přispívá k přesunu zemské atmosféry a povrchu z původně redukujícího stavu do současného oxidačního. Fotosyntéza poskytla zdroj volného kyslíku, ale ztráta redukčních činidel, jako je vodík, je považována za nezbytný předpoklad pro rozsáhlou akumulaci kyslíku v atmosféře. Schopnost vodíku uniknout z atmosféry proto mohla ovlivnit povahu života, který se vyvinul na Zemi. V současné atmosféře bohaté na kyslík se většina vodíku přemění na vodu, než bude mít příležitost uniknout. Místo toho většina ztráty vodíku pochází ze zničení metanu v horních vrstvách atmosféry.

Život na Zemi

Houby jsou jedním z království života na Zemi.

Formy života planety obývají ekosystémy , jejichž součet tvoří biosféru . Biosféra je rozdělena na řadu biomů , obývaných široce podobnými rostlinami a živočichy. Na souši jsou biomy odděleny především rozdíly v zeměpisné šířce, výšce nad hladinou moře a vlhkostí . Pozemské biomy ležící v arktických nebo antarktických kruzích, ve vysokých nadmořských výškách nebo v extrémně suchých oblastech jsou relativně neplodné z rostlinného a živočišného života; druhová rozmanitost dosahuje vrcholu ve vlhkých nížinách v rovníkových šířkách . Odhady počtu druhů na Zemi se dnes liší; většina druhů nebyla popsána . Více než 99% všech druhů, které kdy žily na Zemi, zaniklo .

Planeta, která dokáže udržet život, se nazývá obyvatelná , i když život tam nevznikl. Vzdálenost Země od Slunce, stejně jako její orbitální excentricita, rychlost rotace, axiální náklon, geologická historie, udržující atmosféra a magnetické pole, to vše přispívá k aktuálním klimatickým podmínkám na povrchu. Země poskytuje tekutou vodu - prostředí, kde se složité organické molekuly mohou shromažďovat a vzájemně ovlivňovat, a dostatek energie k udržení metabolismu . Rostliny mohou přijímat živiny z atmosféry, půdy a vody. Tyto živiny jsou neustále recyklovány mezi různými druhy.

Extrémní počasí, jako jsou tropické cyklóny (včetně hurikánů a tajfunů ), se vyskytuje na většině zemského povrchu a má velký dopad na život v těchto oblastech. Od roku 1980 do roku 2000 tyto události způsobily v průměru 11 800 lidských úmrtí ročně. Mnoho míst je vystaveno zemětřesení, sesuvům půdy , tsunami , sopečným výbuchům, tornádům , váním , záplavám, suchu, požárům a dalším kalamitám a katastrofám. Lidský vliv se projevuje v mnoha oblastech v důsledku znečištění ovzduší a vody, kyselé deště , ztráta vegetace ( overgrazing , odlesňování , desertifikace ), ztráta volně žijících živočichů, druhů zániku , degradace půdy , vyčerpání půdy a eroze . Lidské činnosti uvolňují do atmosféry skleníkové plyny, které způsobují globální oteplování . To je hybnou silou změn , jako je tání ledovců a ledových příkrovů , celosvětový nárůst průměrné hladiny moře , zvýšené riziko sucha a lesních požárů a migrace druhů do chladnějších oblastí.

Lidská geografie

Sedm kontinentů Země :

Lidská populace Země na začátku roku 2010 překročila sedm miliard a předpokládá se, že dosáhne vrcholu kolem deseti miliard ve druhé polovině 21. století. Očekává se, že většina růstu proběhne v subsaharské Africe . Hustota lidské populace se po celém světě velmi liší, ale většina žije v Asii . Očekává se, že do roku 2050 bude 68% světové populace žít v městských, nikoli venkovských oblastech. Severní polokoule obsahuje 68% světové pevniny. Částečně kvůli převaze pevniny žije 90% lidí na severní polokouli.

Odhaduje se, že jedna osmina zemského povrchu je vhodná pro život lidí-tři čtvrtiny zemského povrchu pokrývají oceány, přičemž jednu čtvrtinu tvoří pevnina. Polovinu této pevniny tvoří poušť (14%), vysoké hory (27%) nebo jiné nevhodné terény. Státy si nárokují celý zemský povrch planety, kromě částí Antarktidy a několika dalších nevyzvednutých oblastí . Země nikdy neměla celostátní vládu, ale OSN je přední celosvětovou mezivládní organizací .

Prvním člověkem na oběžné dráze Země byl Yuri Gagarin dne 12. dubna 1961. Celkem navštívilo vesmír a dosáhlo oběžné dráhy v listopadu 2018 asi 550 lidí, z nichž dvanáct kráčelo po Měsíci. Obvykle jsou ve vesmíru jedinými lidmi na Mezinárodní vesmírné stanici. Posádka stanice , kterou tvoří šest lidí, je obvykle vyměňována každých šest měsíců. Nejvzdálenější vzdálenost, ze které lidé cestovali ze Země, je 400 171 km (248 655 mi), dosažených během mise Apollo 13 v roce 1970.

Přírodní zdroje a využití půdy

Využití půdy v roce 2015 jako procento povrchu země bez ledu
Využívání půdy Procento
Orná půda 12–14%
Pastviny 30–47%
Lidem využívané lesy 16–27%
Infrastruktura 1%
Nevyužitá země 24–31%

Země má zdroje, které využívali lidé. Ty, které se nazývají neobnovitelné zdroje , jako jsou fosilní paliva , se doplňují pouze v geologických časových intervalech. Velká ložiska fosilních paliv se získávají ze zemské kůry, skládající se z uhlí , ropy a zemního plynu . Tato ložiska jsou lidmi využívána jak pro výrobu energie, tak jako surovina pro chemickou výrobu. Těla minerální rudy byla také vytvořena v kůře procesem zrodu rudy , který je výsledkem působení magmatismu , eroze a deskové tektoniky. Tyto kovy a další prvky se získávají těžbou , což je proces, který často přináší škody na životním prostředí a zdraví.

Zemská biosféra produkuje pro člověka mnoho užitečných biologických produktů, včetně potravin, dřeva , léčiv , kyslíku a recyklace organického odpadu. Pozemní ekosystém závisí na ornici a sladké vodě a oceánský ekosystém závisí na rozpuštěných živinách vyplavených z půdy. V roce 2019 se 39 milionů km 2 (15 milionů čtverečních mil) zemského povrchu skládalo z lesů a lesů, 12 milionů km 2 (4,6 milionu čtverečních mil) tvořily keře a pastviny, bylo použito 40 milionů km 2 (15 milionů čtverečních mil) na produkci a pastvu zvířat a 11 milionů km 2 (4,2 milionu čtverečních mil) bylo pěstováno jako orná půda. Z 12–14% půdy bez ledu, která se využívá pro ornou půdu, byly v roce 2015 zavlažovány 2 procentní body . Lidé používají ke stavbě úkrytů stavební materiály .

Lidé a klima

Lidské činnosti, jako je spalování fosilních paliv, uvolňují do atmosféry Země skleníkové plyny a mění její klima . Odhaduje se, že globální teploty v roce 2020 byly o 1,2 ° C (2,2 ° F) teplejší než předindustriální základní linie. Toto zvýšení teploty, známé jako globální oteplování , přispělo k tání ledovců , zvyšování hladiny moří , zvýšenému riziku sucha a lesních požárů a migraci druhů do chladnějších oblastí.

Kulturní a historické hledisko

Earthrise , pořízený v roce 1968 Williamem Andersem , astronautem na palubě Apolla 8

Lidské kultury si vyvinuly mnoho pohledů na planetu. Standardní astronomický symbol Země se skládá z křížového opsanou kružnicí , Symbol země. Svgzastupující čtyři koutů světa . (Viz také symbol Země .) Země je někdy zosobněna jako božstvo . V mnoha kulturách je to bohyně matky, která je také hlavním božstvem plodnosti . Mýty o stvoření v mnoha náboženstvích zahrnují vytvoření Země nadpřirozeným božstvem nebo božstvy. Gaia hypotéza , který byl vypracován v polovině 20. století, ve srovnání prostředí a život na Zemi má jako jediný samoregulačního organizmu vedoucí k širokému stabilizaci podmínek obyvatelnosti. Snímky Země pořízené z vesmíru, zejména během programu Apollo, byly připsány za to, že změnily způsob, jakým lidé vnímají planetu, na které žili, a zdůrazňovaly její krásu, jedinečnost a zjevnou křehkost.

Vědecké zkoumání vyústilo v několik kulturně transformačních posunů v pohledu lidí na planetu. Počáteční víra v plochou Zemi byla ve starověkém Řecku postupně vytlačována představou sférické Země , která byla přisuzována jak filozofům Pythagorasovi, tak Parmenidesovi . Země byla obecně považována za střed vesmíru až do 16. století, kdy vědci poprvé dospěli k závěru, že se jedná o pohybující se objekt , srovnatelný s ostatními planetami sluneční soustavy.

Teprve v 19. století si geologové uvědomili, že věk Země je přinejmenším mnoho milionů let. Lord Kelvin použil termodynamiku k odhadu stáří Země na 20 až 400 milionů let v roce 1864, což vyvolalo energickou debatu na toto téma; teprve když byla na konci 19. a na počátku 20. století objevena radioaktivita a radioaktivní datování, byl vytvořen spolehlivý mechanismus pro určování stáří Země, který dokázal, že planeta je stará miliardy let.

Viz také

Poznámky

Reference

externí odkazy

Poslechněte si tento článek ( 1 hodina a 10 minut )
Mluvená ikona Wikipedie
Tento zvukový soubor byl vytvořen z revize tohoto článku ze dne 22. dubna 2021 a neodráží následné úpravy. ( 2021-04-22 )