föld | ||||
---|---|---|---|---|
Bolygó | ||||
Fénykép a Földről 2015. július 29-én a Deep Space Climate Observatory -ból | ||||
Orbitális jellemzők | ||||
Korszak : J2000.0 | ||||
Napközel |
147 098 290 km 0,98329134 AU [comm. egy] |
|||
Aphelion |
152 098 232 km 1,01671388 AU [comm. egy] |
|||
főtengely ( a ) |
149 598 261 km 1,00000261 AU [egy] |
|||
Orbitális excentricitás ( e ) | 0,01671123 [1] [2] | |||
sziderikus időszak |
365,256363004 nap 365 nap 6 óra 9 perc 10 mp [3] |
|||
Keringési sebesség ( v ) |
29.783 km/s 107.218 km /h [2] |
|||
Átlagos anomália ( M o ) | 357,51716° [2] | |||
dőlés ( i ) | 7,155° (a napegyenlítőhöz képest ) [4] , 1,57869° (az invariáns síkhoz képest) [4] | |||
Növekvő csomópont hosszúság ( Ω ) | 348,73936° [2] | |||
Periapszis argumentum ( ω ) | 114,20783° [2] | |||
Kinek a műholdja | Nap | |||
műholdak | Hold és több mint 8300 mesterséges műhold [5] | |||
fizikai jellemzők | ||||
poláris összehúzódás | 0,0033528 [2] | |||
Egyenlítői sugár | 6378,1 km [2] | |||
Poláris sugár | 6356,8 km [2] | |||
Közepes sugár | 6371,0 km [2] | |||
Nagy kör kerülete |
40 075,017 km ( Egyenlítő ) 40 007 863 km ( Meridián ) [6] |
|||
Felületi terület ( S ) |
510 072 000 km² [7] [8] 148 940 000 km² terület (29,2%) [7] 361 132 000 km² víz (70,8%) [7] |
|||
kötet ( V ) | 1,08321⋅10 12 km³ [2] | |||
Tömeg ( m ) | 5,9726⋅10 24 kg (3⋅10 -6 M ☉ ) [2] | |||
Átlagsűrűség ( ρ ) _ | 5,5153 g/cm³ [2] | |||
Gravitációs gyorsulás az egyenlítőn ( g ) | 9,780327 m/s² (0,99732 g) [2] | |||
Első menekülési sebesség ( v 1 ) | 7,91 km/s [komm. 2] | |||
Második menekülési sebesség ( v 2 ) | 11,186 km/s [2] | |||
Egyenlítői forgási sebesség | 1674,4 km/h (465,1 m/s) [9] | |||
Forgási periódus ( T ) |
0,99726968 nap (23 óra 56 m 4,100 s ) a sziderális forgási periódus [10] , 24 óra az átlagos szoláris nap időtartama |
|||
Tengelydőlés | 23°26ʹ21ʺ,4119 [3] | |||
Albedo |
0,306 (kötés) [2] 0,434 (geometriai) [2] |
|||
Hőfok | ||||
|
||||
Celsius |
|
|||
Kelvin |
|
|||
Légkör [2] | ||||
Összetett: 78,08% - nitrogén (N 2 ) 20,95% - oxigén (O 2 ) 0,93% - argon (Ar) 0,04% - szén-dioxid (CO 2 ) [15] A vízgőz körülbelül 1% -a (az éghajlattól függően) |
||||
Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon | ||||
Információ a Wikidatában ? |
A Föld a Naptól számított harmadik bolygó a Naprendszerben . A legsűrűbb , átmérőben és tömegben az ötödik a Naprendszer összes bolygója között, és a legnagyobb a földi bolygók között , amely magában foglalja a Merkúrt , a Vénuszt és a Marsot is . Az egyetlen ember által jelenleg ismert test a világegyetemben , amelyben élő szervezetek élnek .
Az újságírásban és a népszerű tudományos irodalomban szinonim kifejezések használhatók - világ , kék bolygó [16] [17] [18] , Terra (a latin Terra szóból ).
Tudományos bizonyítékok azt mutatják, hogy a Föld körülbelül 4,54 milliárd évvel ezelőtt [19] keletkezett a napködből , és röviddel ezután megszerezte egyetlen természetes műholdját , a Holdat . Az élet feltehetően körülbelül 4,25 milliárd évvel ezelőtt jelent meg a Földön [20] , vagyis röviddel az előfordulása után . Azóta a Föld bioszférája jelentősen megváltoztatta a légkört és más abiotikus tényezőket , ami az aerob szervezetek mennyiségi növekedését, valamint az ózonréteg kialakulását idézte elő , amely a Föld mágneses mezőjével együtt gyengíti az életre káros napsugárzást . 21] , ezzel megőrizve a földi élet létfeltételeit. A sugárzás – magának a földkéregnek köszönhetően – jelentősen csökkent kialakulása óta a benne lévő radionuklidok fokozatos bomlása miatt. A földkéreg több szegmensre vagy tektonikus lemezekre oszlik , amelyek évente néhány centiméteres sebességgel mozognak a felszínen. A geológia tudománya a Föld összetételének, szerkezetének és fejlődési mintáinak tanulmányozásával foglalkozik .
A bolygó felszínének megközelítőleg 70,8%-át a Világóceán [ 22] foglalja el, a felszín többi részét kontinensek és szigetek foglalják el . A kontinenseken folyók , tavak , talajvíz és jég található, amelyek a világóceánnal együtt alkotják a hidroszférát . Az összes ismert életforma számára nélkülözhetetlen folyékony víz a Naprendszerben a Földön kívül egyetlen ismert bolygó és planetoid felszínén sem létezik . A Föld sarkait jégréteg borítja, amely magában foglalja a sarkvidéki tengeri jeget és az antarktiszi jégtakarót is .
A Föld belső részei meglehetősen aktívak, és egy vastag, nagyon viszkózus, köpenynek nevezett rétegből állnak , amely egy folyékony külső magot takar, amely a Föld mágneses mezőjének forrása, és egy belső szilárd magból , amely feltehetően vasból és nikkel [23] . A Föld fizikai jellemzői és keringési mozgása lehetővé tették az élet fennmaradását az elmúlt 3,5 milliárd évben. Különböző becslések szerint a Föld még 0,5-2,3 milliárd évig megőrzi az élő szervezetek létezésének feltételeit [24] [25] [26] .
A Föld kölcsönhatásba lép ( a gravitációs erők vonzzák ) más űrbeli objektumokkal , beleértve a Napot és a Holdat . A Föld a Nap körül kering, és körülbelül 365,26 napnap alatt tesz körül egy teljes körforgást – ez egy sziderikus év . A Föld forgástengelye 23,44°-kal meg van dőlve a keringési síkjára merőlegeshez képest, ami szezonális változásokat okoz a bolygó felszínén egy trópusi év - 365,24 napnap - periódusával. Egy nap most körülbelül 24 órából áll [2] [27] . A Hold körülbelül 4,53 milliárd évvel ezelőtt kezdte meg a Föld körüli keringését. A Hold gravitációs hatása a Földre az óceánok árapályának oka . A Hold stabilizálja a Föld tengelyének dőlését is, és fokozatosan lassítja a Föld forgását [28] [29] [30] . Egyes elméletek szerint az aszteroida - becsapódások jelentős változásokat idéztek elő a környezetben és a Föld felszínén, különösen különböző élőlényfajok tömeges kihalásához [31] .
A bolygó megközelítőleg 8,7 millió élőlényfajnak ad otthont, beleértve az embert is [32] . A Föld területét az emberiség 193 független ENSZ - tagállamra és a Vatikán államra osztja , amelyet az ENSZ valamennyi tagállama elismer, emellett 13 el nem ismert és részben elismert állam irányítja a földfelszín különböző részeit [33] . Az emberi kultúra számos elképzelést alakított ki az univerzum felépítéséről – ilyen például a lapos Föld fogalma , a világ geocentrikus rendszere és a Gaia-hipotézis , amely szerint a Föld egyetlen szuperorganizmus [34] .
A Föld és a Naprendszer más bolygóinak kialakulásának modern tudományos hipotézise a napköd-hipotézis , amely szerint a Naprendszer egy nagy csillagközi por- és gázfelhőből jött létre [35] . A felhő főként az Ősrobbanás után keletkezett hidrogénből és héliumból , valamint a szupernóva-robbanások következtében visszamaradt nehezebb elemekből állt . Körülbelül 4,5 milliárd évvel ezelőtt a felhő zsugorodni kezdett, ami valószínűleg egy több fényév távolságból kitört szupernóva lökéshullámának hatására következett be [36] . Ahogy a felhő összehúzódni kezdett, szögimpulzusa , gravitációja és tehetetlensége a forgástengelyére merőleges protoplanetáris koronggá lapította. Ezt követően a protoplanetáris korongban lévő töredékek a gravitáció hatására ütközni kezdtek , és összeolvadva létrehozták az első planetoidokat [37] .
Az akkréció folyamata során a Naprendszer kialakulása után visszamaradt planetoidok, por, gáz és törmelék egyre nagyobb objektumokká kezdtek egyesülni, és bolygókat alkottak [37] . A Föld keletkezésének hozzávetőleges időpontja 4,54 ± 0,04 milliárd évvel ezelőtt [19] . A bolygó kialakulásának teljes folyamata hozzávetőleg 10-20 millió évig tartott [38] .
A Hold később, hozzávetőleg 4,527 ± 0,01 milliárd évvel ezelőtt keletkezett [39] , bár eredetét még nem állapították meg pontosan. A fő hipotézis szerint a Föld tangenciális ütközése [40] és a Marshoz hasonló méretű tárggyal [41] , amelynek tömege a Föld tömegének 10-12%-a [42] tangenciális ütközése után visszamaradt anyag akkréciójával jött létre [42]. (néha ezt az objektumot " Theia "-nak hívják) [43] . Ez az ütközés körülbelül 100 milliószor több energiát szabadított fel, mint az, amely állítólag a dinoszauruszok kihalását okozta [44] . Ez elég volt ahhoz, hogy a Föld külső rétegeit elpárologtassa, és mindkét test megolvadjon [45] [46] . A köpeny egy része kilökődött a Föld pályájára, ami megjósolja, hogy a Hold miért nincs fémes anyagtól [47] , és megmagyarázza szokatlan összetételét [48] . Saját gravitációja hatására a kilökődő anyag gömb alakú formát öltött, és kialakult a Hold [49] .
A proto-Föld akkrécióval tágul, és elég forró volt ahhoz, hogy fémeket és ásványokat olvasztson. A vas , valamint a vele geokémiailag rokon sziderofil elemek , amelyek sűrűsége nagyobb, mint a szilikátok és az alumínium- szilikátok , leszálltak a Föld közepe felé [50] . Ez ahhoz vezetett, hogy a Föld belső rétegei csak 10 millió évvel azután, hogy a Föld elkezdett kialakulni, a Föld belső rétegei köpenyre és fémmagra váltak szét, ami a Föld réteges szerkezetét hozta létre, és létrehozta a Föld mágneses terét [51] .
A kéregből felszabaduló gázok és a vulkáni tevékenység az elsődleges légkör kialakulásához vezetett. A vízgőz kondenzációja , amelyet az üstökösök és aszteroidák által hozott jég fokoz , óceánok kialakulásához vezetett [52] . A Föld légköre akkor könnyű atmofil elemekből állt: hidrogénből és héliumból [53] , de sokkal több szén-dioxidot tartalmazott, mint most, és ez megmentette az óceánokat a befagyástól, hiszen a Nap fényessége akkor még nem haladta meg a jelenlegi szint 70%-át. [54] . Körülbelül 3,5 milliárd évvel ezelőtt alakult ki a Föld mágneses tere , amely megakadályozta, hogy a napszél pusztítsa a légkört [55] .
A bolygó felszíne évszázmilliók óta folyamatosan változik: kontinensek jelentek meg és omlottak össze, mozogtak a felszín mentén, időnként szuperkontinenssé gyűltek össze , majd elszigetelt kontinensekre váltak szét. Tehát körülbelül 750 millió évvel ezelőtt egyetlen Rodinia kettévált , majd részei egyesültek Pannotiává (600-540 millió évvel ezelőtt), majd - az utolsó szuperkontinenssé - a Pangea -ba , amely 180 millió éve szakadt fel [56] .
Geológiai idővonal - a Föld történetének geológiai időskálája; a geológiában és a paleontológiában használatos , egyfajta naptár több százezer és millió éves időintervallumokhoz. A fanerozoos geokronológiai léptéket először A. Holmes angol geológus javasolta 1938-ban [57] . A faunamaradványok hiánya miatt a prekambriumi geokronológiai skála elsősorban a kőzetek abszolút korának meghatározásai alapján készült [57] .
A Föld története különböző időszakokra oszlik. Határuk az akkori legfontosabb eseményeken halad át.
A fanerozoikum korszakai közötti határt a legnagyobb evolúciós események - a globális kihalások - alapján húzzák meg. A paleozoikum korszakát a Föld történetének legnagyobb tömeges permi kihalása választja el a mezozoikumtól . A mezozoikum korszakot a kainozoikumtól a kréta-paleogén kihalás választja el [comm. 3] .
A kainozoikum korszaka három korszakra oszlik: a paleogén , a neogén és a negyedidőszakra (antropogén). Ezek az időszakok pedig geológiai korszakokra (részlegekre) oszlanak : paleogén - paleocénre , eocénre és oligocénre ; Neogén - a miocén és a pliocén . Az antropogén magában foglalja a pleisztocént és a holocént .
Számos elmélet létezik a földi élet eredetéről . Körülbelül 3,5-3,9 milliárd évvel ezelőtt jelent meg az " utolsó univerzális közös ős ", amelyből később az összes többi élő szervezet leszármazott [58] [59] [60] .
A fotoszintézis fejlődése lehetővé tette az élő szervezetek számára a napenergia közvetlen felhasználását. Ez a légkör oxigénnel való feltöltéséhez vezetett, ami körülbelül 2,5 milliárd évvel ezelőtt kezdődött [61] , a felső rétegekben pedig az ózonréteg kialakulásához . A kis sejtek szimbiózisa a nagyobbakkal komplex sejtek – eukarióták – kialakulásához vezetett [62] . Körülbelül 2,1 milliárd évvel ezelőtt megjelentek a többsejtű szervezetek, amelyek folyamatosan alkalmazkodtak a környezeti feltételekhez [63] . A káros ultraibolya sugárzás ózonréteg általi elnyelésének köszönhetően az élet megkezdhette a Föld felszínének fejlődését [64] .
1960-ban felterjesztették a Snowball Earth hipotézist , amely szerint 750 és 580 millió évvel ezelőtt a Földet teljesen jég borította. Ez a hipotézis megmagyarázza a kambriumi robbanást – a többsejtű életformák diverzitásának meredek növekedését mintegy 542 millió évvel ezelőtt [65] . Ez a hipotézis most beigazolódott [66] [67] :
Francis A. Macdonald , a Harvard Egyetem kutatója szerint ez az első alkalom, hogy a jég elérte a trópusi szélességi fokokat a sturtiai jégkorszakban, ami közvetlen bizonyítéka annak, hogy a "hógolyó-föld" létezett az eljegesedés során . „Adataink azt is mutatják, hogy ez az eljegesedés legalább 5 millió évig tartott.
A vizsgált gleccser üledékek kora közel van egy nagy, 930 mérföldes [1500 km-es] magmás tartomány korához Kanada északkeleti részén [67] , ami közvetve megerősíti a vulkanizmus nagy szerepét a bolygó jégfogságból való kiszabadításában [66]. [68] .
Körülbelül 1200 millió évvel ezelőtt jelentek meg az első algák , és körülbelül 450 millió évvel ezelőtt az első magasabb rendű növények [69] . A gerinctelenek az ediacari időszakban [70] , a gerincesek pedig a kambriumi robbanás során , körülbelül 525 millió évvel ezelőtt [71] .
A kambriumi robbanás óta öt tömeges kihalás történt [72] . A perm korszak végén bekövetkezett kihalás , amely a földi élet történetében a legnagyobb tömegű [73] , a bolygó élőlényeinek több mint 90%-ának halálához vezetett [74] . A permi katasztrófa után az arkosauruszok [75] váltak a leggyakoribb szárazföldi gerincesekké , amelyek közül a dinoszauruszok a triász időszak végén származtak . Ők uralták a bolygót a jura és a kréta időszakban [76] . A kréta-paleogén kihalási esemény 66 millió hónapban következett be , valószínűleg meteorit becsapódás miatt ; a nem madár dinoszauruszok és más nagy hüllők kipusztulásához vezetett, de megkerült sok kis állatot, például az emlősöket [77] , amelyek akkoriban kis rovarevő állatok voltak, és a madarakat, a dinoszauruszok evolúciós ágát [78] . Az elmúlt 65 millió év során az emlősfajok hatalmas változatossága fejlődött ki, és több millió évvel ezelőtt a majomszerű állatok képesek voltak felegyenesedni [79] . Ez lehetővé tette az eszközök használatát és elősegítette a kommunikációt, ami elősegítette a táplálékkeresést, és serkentette a nagy agy szükségességét. A mezőgazdaság, majd a civilizáció fejlődése rövid időn belül lehetővé tette az emberek számára, hogy úgy befolyásolják a Földet, mint semmi más életforma [80] , más fajok természetét és bőségét.
Az utolsó jégkorszak körülbelül 40 millió évvel ezelőtt kezdődött, és körülbelül 3 millió évvel ezelőtt a pleisztocénben tetőzött. A Föld felszínének átlaghőmérsékletének hosszan tartó és jelentős változásai miatt, amelyek összefüggésbe hozhatók a Naprendszer Galaxis közepe körüli forradalmi időszakával (kb. 200 millió év), kisebb lehűlési ciklusok is léteznek. valamint 40-100 ezer évenként fellépő amplitúdójú és időtartamú felmelegedés (lásd Milankovitch-ciklusok ), amelyek egyértelműen önoszcilláló jellegűek, valószínűleg az egész bioszféra egészének reakciójából származó visszacsatolás hatására, amely stabilizálódni kíván. a Föld klímája (lásd James Lovelock Gaia-hipotézisét ) .
Az északi féltekén az eljegesedés utolsó ciklusa körülbelül 10 ezer éve ért véget [81] .
A Föld a földi bolygókhoz tartozik, és a gázóriásoktól , például a Jupitertől eltérően szilárd felületű. Méretét és tömegét tekintve is a legnagyobb a Naprendszer négy földi bolygója közül. Ezen túlmenően e négy bolygó közül a Föld rendelkezik a legnagyobb sűrűséggel, felszíni gravitációval és mágneses mezővel [82] . Ez az egyetlen ismert bolygó, amelynek aktív lemeztektonikája van [83] .
A Föld belei kémiai és fizikai ( reológiai ) tulajdonságok szerint rétegekre oszlanak , de a többi földi bolygóval ellentétben a Földnek van egy hangsúlyos külső és belső magja . A Föld külső rétege kemény héj, főleg szilikátokból áll. A köpenytől egy határvonal választja el , ahol a hosszanti szeizmikus hullámok sebessége élesen megnövekszik - a Mohorovich-felszín [84] .
A kemény kéreg és a köpeny viszkózus felső része alkotja a litoszférát [85] . A litoszféra alatt található az asztenoszféra , egy viszonylag alacsony viszkozitású , keménységű és szilárdságú réteg a felső köpenyben [86] .
A köpeny kristályszerkezetében jelentős változások következnek be a felszín alatti 410-660 km mélységben, lefedve ( átmeneti zóna ), amely elválasztja a felső és alsó köpenyt. A köpeny alatt egy folyékony réteg van, amely olvadt vasból áll , nikkel- , kén- és szilícium -szennyeződésekkel - a Föld magja [87] . Szeizmikus mérések azt mutatják, hogy két részből áll: egy szilárd belső magból (sugár ~ 1220 km) és egy folyékony külső magból (sugár ~ 2250 km) [88] [89] .
A Föld alakja ( geoid ) közel van egy lapos ellipszoidhoz . A geoid és az azt közelítő ellipszoid közötti eltérés eléri a 100 métert [91] . A bolygó átlagos átmérője hozzávetőlegesen 12 742 km, kerülete pedig 40 000 km , mivel a mérőt a múltban az Egyenlítőtől az Északi-sarkig Párizson keresztül mért távolság 1/10 000 000-eként határozták meg [92] (a helytelen elszámolás miatt ). A Föld pólusösszenyomódásánál a standard mérő 1795 év, ami körülbelül 0,2 mm-rel rövidebbnek bizonyult, innen ered a pontatlanság).
A Föld forgása egyenlítői dudort hoz létre , így az egyenlítői átmérő 43 km-rel nagyobb, mint a polárisé [93] . A Föld felszínének legmagasabb pontja a Mount Everest (8848 m tengerszint feletti magasságban ), a legmélyebb pedig a Mariana-árok ( 10 994 m tengerszint feletti magasságban) [94] . Az Egyenlítő domborulata miatt a felszín legtávolabbi pontjai a Föld középpontjától az ecuadori Chimborazo vulkán csúcsa és a perui Huascaran- hegy [ 95 ] [96] [97] .
Összetett | Képlet | százalék _ |
---|---|---|
Szilícium(IV)-oxid | SiO2_ _ | 59,71% |
Alumínium-oxid | Al2O3 _ _ _ | 15,41% |
kalcium-oxid | CaO | 4,90% |
magnézium-oxid | MgO | 4,36% |
nátrium-oxid | Na2O _ _ | 3,55% |
Vas(II)-oxid | Haderő műszaki főtiszt | 3,52% |
kálium-oxid | K2O _ _ | 2,80% |
Vas(III)-oxid | Fe2O3 _ _ _ | 2,63% |
Víz | H2O _ _ | 1,52% |
Titán(IV)-oxid | TiO2_ _ | 0,60% |
Foszfor(V)-oxid | P2O5 _ _ _ | 0,22% |
Teljes | 99,22% |
A Föld tömege körülbelül 5,9736⋅1024 kg . A Földet alkotó atomok teljes száma ≈ 1,3-1,4⋅10 50 , beleértve az oxigént ≈ 6,8⋅10 49 (51%), a vasat ≈ 2,3⋅10 49 (17%), a magnéziumot és a szilíciumot ≈ 1,9⋅10 49 (15%) [99] . A Föld tömegét tekintve főleg vasból (32,1%), oxigénből (30,1%), szilíciumból (15,1%), magnéziumból (13,9%), kénből (2,9%), nikkelből (1,8%), kalciumból (1,5% ) áll. ) és alumínium (1,4%); a fennmaradó elemek 1,2%-ot tesznek ki. A tömeges szegregáció miatt a magrégió vélhetően vasból (88,8%), kis mennyiségű nikkelből (5,8%), kénből (4,5%) és körülbelül 1% egyéb elemekből áll [100] . Figyelemre méltó, hogy a szén, amely az élet alapja, mindössze 0,1% a földkéregben.
Frank Clark geokémikus számításai szerint a földkéreg alig több mint 47%-a oxigénből áll. A földkéreg leggyakoribb kőzetképző ásványai szinte teljes egészében oxidok ; a kőzetek összes klór-, kén- és fluortartalma általában kevesebb, mint 1%. A fő oxidok a szilícium-dioxid (SiO 2 ), az alumínium-oxid (Al 2 O 3 ), a vas-oxid (FeO), a kalcium-oxid (CaO), a magnézium-oxid (MgO), a kálium-oxid (K 2 O) és a nátrium-oxid (Na 2 O ) ) . A szilícium-dioxid elsősorban savas közegként szolgál, és szilikátokat képez; az összes jelentősebb vulkáni kőzet természete összefügg vele. Clark 1672 kőzettípus elemzésén alapuló számításokból arra a következtetésre jutott, hogy ezek 99,22%-a 11 oxidot tartalmaz (a táblázat a jobb oldalon). Az összes többi komponens nagyon kis mennyiségben található.
Az alábbiakban részletesebb információk találhatók a Föld kémiai összetételéről (az inert gázok esetében az adatok 10-8 cm³/g-ban, a többi elem esetében százalékban vannak megadva) [100] .
A Földnek, akárcsak a többi földi bolygónak , réteges belső szerkezete van. Szilárd szilikát héjakból ( kéreg , rendkívül viszkózus köpeny ) és fémes magból áll . A mag külső része folyékony (sokkal kevésbé viszkózus, mint a köpeny), míg a belső része szilárd.
belső melegségA bolygó belső hőjét a Föld kialakulásának kezdeti szakaszában bekövetkezett anyagfelhalmozódásból visszamaradt maradékhő (kb. 20%) [101] és az instabil izotópok radioaktív bomlásának kombinációja biztosítja: kálium-40 , urán-238 , urán-235 és tórium-232 [102] . Ezen izotópok közül három felezési ideje több mint egymilliárd év [102] . A bolygó közepén a hőmérséklet 6000 °C-ra emelkedhet (több, mint a Nap felszínén), a nyomás pedig elérheti a 360 GPa - t (3,6 millió atm ) [103] . A mag hőenergiájának egy része csóvákon keresztül jut el a földkéregbe . A tollak forró pontokat és csapdákat eredményeznek [104] . Mivel a Föld által termelt hő nagy részét radioaktív bomlás adja, a Föld történelmének kezdetén, amikor még nem fogytak ki a rövid élettartamú izotópkészletek , bolygónk energiafelszabadulása sokkal nagyobb volt, mint most [23] .
Fő tüzelőanyag-izotópok (jelenleg) [105]Izotóp | Hőleadás, W /kg izotóp |
Felezési idő , év |
Átlagos koncentráció a köpenyben, kg izotóp/kg köpeny |
Hőleadás, W/kg köpeny |
---|---|---|---|---|
238 U | 9,46⋅10 −5 | 4,47⋅10 9 | 30,8⋅10 −9 | 2,91⋅10 −12 |
235 U | 5,69⋅10 −4 | 7,04⋅108 _ | 0,22⋅10 −9 | 1,25⋅10 −13 |
232. _ | 2,64⋅10 −5 | 1,40⋅10 10 | 124⋅10 −9 | 3,27⋅10 −12 |
40K_ _ | 2,92⋅10 −5 | 1,25⋅10 9 | 36,9⋅10 −9 | 1,08⋅10 −12 |
A Föld hőenergiájának átlagos vesztesége 87 mW/m², vagyis 4,42⋅10 13 W (globális hőveszteség) [106] . A mag hőenergiájának egy része csóvákba – forró köpenyáramokba – kerül. Ezek a csóvák csapdákat [104] , szakadásokat és forró pontokat okozhatnak . Az energia nagy részét a Föld elveszíti a lemeztektonikán keresztül , a köpenyanyagnak az óceánközépi gerincekre való felemelkedése révén . A hőveszteség utolsó fő típusa a litoszférán keresztüli hőveszteség, és ily módon több hőveszteség következik be az óceánban, mivel ott a földkéreg sokkal vékonyabb, mint a kontinensek alatt [107] .
LitoszféraA litoszféra ( más görög λίθος "kő" és σφαῖρα "golyó, gömb" szóból) a Föld szilárd héja. A földkéregből és a felső köpenyből áll . A litoszféra szerkezetében mobil területek (összecsukott övek) és viszonylag stabil platformok különböztethetők meg. A litoszféra tömbjei - litoszféra lemezei - a viszonylag képlékeny asztenoszféra mentén mozognak . A geológia lemeztektonikáról szóló fejezete ezen mozgások tanulmányozásának és leírásának szentelt .
A litoszféra alatt található az asztenoszféra , amely a köpeny külső részét alkotja. Az asztenoszféra túlhevült és rendkívül viszkózus folyadékként viselkedik [108] , ahol a szeizmikus hullámok sebességének csökkenése következik be, ami a kőzetek plaszticitásának megváltozását jelzi [85] .
A litoszféra külső héjának megjelölésére a ma már elavult sial kifejezést használták, amely a Si ( lat. Szilícium - szilícium ) és az Al ( lat. Alumínium - alumínium ) kőzetek fő elemeinek nevéből származik.
földkéregA földkéreg a szilárd föld felső része. A köpenytől egy határvonal választja el , amelyben a szeizmikus hullámsebesség élesen megnövekszik - a Mohorovichich-határ . Kétféle kéreg létezik - kontinentális és óceáni. A kéreg vastagsága az óceán alatti 6 km-től a kontinenseken 30-70 km-ig terjed [88] [109] . A kontinentális kéregben három réteg különböztethető meg: üledéktakaró , gránit és bazalt . Az óceáni kéreg főként mafikus kőzetekből , valamint üledéktakaróból áll. A földkéreg különböző méretű litoszférikus lemezekre oszlik, amelyek egymáshoz képest mozognak. E mozgások kinematikáját a lemeztektonika írja le .
Az óceánok és a kontinensek alatti földkéreg jelentősen eltér egymástól.
A földkéreg vastagsága a kontinensek alatt általában 35-45 km vastag, a hegyvidéki területeken a kéreg vastagsága elérheti a 70 km-t is [109] . A mélység növekedésével a földkéreg összetételének magnézium- és vas-oxid -tartalma növekszik , a szilícium-dioxid-tartalom csökken, és ez a tendencia a felső köpenyre (szubsztrátumra) kerülve még hangsúlyosabb [109] .
A kontinentális kéreg felső része üledékes és vulkáni kőzetekből álló nem folytonos réteg. A rétegek redőkbe gyűrhetők, a rés mentén eltolhatók [109] . A pajzsokon nincs üledékes héj. Az alábbiakban gneiszekből és gránitokból álló gránitréteg látható (a hosszanti hullámok sebessége ebben a rétegben akár 6,4 km/s) [109] . Még alacsonyabb a bazaltréteg (6,4-7,6 km/s), amely metamorf kőzetekből , bazaltokból és gabbróból áll. E két réteg között van egy feltételes határ, az úgynevezett Conrad-felület . A hosszanti szeizmikus hullámok sebessége ezen a felületen áthaladva hirtelen 6-ról 6,5 km/s-ra nő [110] .
Az óceánok alatti kéreg 5-10 km vastag. Több rétegre van osztva. Először is a felső réteg található, amely egy kilométernél kisebb vastagságú fenéküledékekből áll [109] . Alul található a második réteg, amely főleg szerpentinitből , bazaltból és valószínűleg az üledékek közbenső rétegeiből áll [109] . A hosszanti szeizmikus hullámok sebessége ebben a rétegben eléri a 4-6 km/s-ot, vastagsága pedig 1-2,5 km [109] . Az alsó, "óceáni" réteg gabbroból áll . Ennek a rétegnek átlagos vastagsága körülbelül 5 km, szeizmikus hullámsebessége pedig 6,4-7 km/s [109] .
A Föld bolygó általános szerkezete [111]Mélység, km | Réteg | Sűrűség, g/cm³ [112] | |
---|---|---|---|
0-60 | Litoszféra (helyileg 5 és 200 km között változik) | — | |
0-35 | Kora (helyileg 5 és 70 km között változik) | 2,2-2,9 | |
35-60 | A köpeny legfelső része | 3,4-4,4 | |
35-2890 | Palást | 3,4-5,6 | |
100-700 | Asztenoszféra | — | |
2890-5100 | külső mag | 9,9-12,2 | |
5100-6378 | belső mag | 12,8—13,1 |
A köpeny a Föld szilikáthéja , amely a földkéreg és a Föld magja között helyezkedik el [113] .
A köpeny a Föld tömegének 67%-át, térfogatának pedig körülbelül 83%-át teszi ki (leszámítva a légkört). A földkéreg határától (5-70 kilométer mélységben) a maggal körülbelül 2900 km mélységben lévő határig terjed [113] . A földkéregtől a Mohorovichich felszíne választja el , ahol a földkéregből a köpenybe történő átmenet során a szeizmikus hullámok sebessége gyorsan 6,7-7,6-ról 7,9-8,2 km/s-ra nő. A köpeny hatalmas mélységtartományt foglal el, és az anyagban lévő nyomás növekedésével fázisátalakulások következnek be, amelyekben az ásványok egyre sűrűbb szerkezetet kapnak. A Föld köpenyét a felső és az alsó köpenyre osztják. A felső réteg pedig a szubsztrátumra, a Gutenberg-rétegre és a Golitsyn-rétegre (középköpeny) oszlik [113] .
A modern tudományos elképzelések szerint a földköpeny összetétele hasonló a köves meteoritok, különösen a kondritok összetételéhez.
A köpeny összetétele főként olyan kémiai elemeket tartalmaz, amelyek szilárd állapotban vagy szilárd kémiai vegyületekben voltak a Föld kialakulása során: szilícium , vas , oxigén , magnézium stb. Ezek az elemek szilikátokat képeznek a szilícium-dioxiddal. A felső köpenyben (szubsztrátumban) valószínűleg több a forszterit MgSiO 4 , míg a fayalit Fe 2 SiO 4 tartalma mélyebben valamivel megnő . Az alsó köpenyben nagyon nagy nyomás hatására ezek az ásványok oxidokká bomlottak (SiO 2 , MgO, FeO) [114] .
A köpeny aggregált állapotát a hőmérséklet és a szupermagas nyomás hatása határozza meg. A nyomás hatására szinte a teljes köpeny anyaga a magas hőmérséklet ellenére szilárd kristályos állapotban van. Az egyetlen kivétel az asztenoszféra, ahol a nyomás hatása gyengébb, mint az anyag olvadáspontjához közeli hőmérséklet. Emiatt a hatás miatt az anyag láthatóan amorf vagy félolvadt állapotban van [114] .
A Föld magjaA mag a Föld középső, legmélyebb része, egy gömb a köpeny alatt , és feltehetően vas - nikkel ötvözetből és egyéb sziderofil elemek keverékéből áll . Mélység - 2900 km. A gömb átlagos sugara 3485 km. Egy körülbelül 1300 km sugarú szilárd belső magra és egy körülbelül 2200 km vastagságú folyékony külső magra oszlik , amelyek között néha átmeneti zónát különböztetnek meg. A Föld magjának középpontjában a hőmérséklet eléri a 6000 °C-ot [115] , a sűrűség körülbelül 12,5 t/m³, a nyomás eléri a 360 GPa-t (3,55 millió atmoszférát) [103] [115] . A mag tömege 1,9354⋅1024 kg .
A mag kémiai összetételeForrás | Si , tömeg% | Fe , tömeg% | Ni , tömeg% | S , tömeg% | O , tömeg% | Mn , ppm | Cr , ppm | Co , ppm | P , ppm |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Allegre et al., 1995, 2. táblázat , 522. oldal | 7.35 | 79,39±2 | 4,87±0,3 | 2,30±0,2 | 4,10±0,5 | 5820 | 7790 | 2530 | 3690 |
Mc Donough, 2003, 4. táblázat (hivatkozás nem érhető el) . Archiválva az eredetiből 2013. október 8-án. 556. o | 6.0 | 85.5 | 5.20 | 1.90 | ~0 | 300 | 9000 | 2500 | 2000 |
Födém név | Terület 10 6 km² |
Lefedettség |
---|---|---|
afrikai tányér | 61.3 | Afrika |
Antarktiszi lemez | 60.9 | Antarktisz |
ausztrál lemez | 47.2 | Ausztrália |
eurázsiai lemez | 67.8 | Ázsia és Európa |
Észak-amerikai lemez | 75.9 | Észak-Amerika és Északkelet- Szibéria |
Dél-amerikai lemez | 43.6 | Dél Amerika |
Csendes-óceáni lemez | 103.3 | Csendes-óceán |
A tektonikus lemezek elmélete szerint a földkéreg viszonylag integrált blokkokból - litoszférikus lemezekből áll, amelyek egymáshoz képest állandó mozgásban vannak. A lemezek merev szegmensek, amelyek egymáshoz képest mozognak. Kölcsönös mozgásuknak három típusa van: konvergencia (konvergencia), divergencia (divergencia) és nyírómozgás a transzformációs hibák mentén . A tektonikus lemezek közötti töréseken földrengések , vulkáni tevékenység, hegyek felépítése és óceáni mélyedések kialakulása fordulhat elő [117] .
A legnagyobb tektonikus lemezek listája méretekkel a jobb oldali táblázatban található. A kisebb táblák közül kiemelendő a hindusztáni , arab , karibi , nazcai és skóciai tábla . Az ausztrál lemez valójában 50 és 55 millió évvel ezelőtt egyesült a Hindusztánnal. Az óceáni lemezek mozognak a leggyorsabban; így a Cocos-lemez évi 75 mm-es [118] , a Pacific-lemez pedig 52-69 mm-es sebességgel mozog évente. A legalacsonyabb sebesség az eurázsiai lemeznél – 21 mm/év [119] .
A bolygó felszínközeli részeit (felső litoszféra, hidroszféra, alsó atmoszféra) általában földrajzi buroknak nevezik, és a földrajz vizsgálja őket .
A Föld domborzata igen változatos. A bolygó felszínének körülbelül 70,8%-át [121] borítja víz (beleértve a kontinentális talapzatokat is ). A víz alatti felszín hegyvidéki, magában foglal egy óceánközépi gerincrendszert , valamint víz alatti vulkánokat [93] , óceáni árkokat , tengeralattjáró kanyonokat , óceáni fennsíkokat és mélységi síkságokat . A fennmaradó 29,2%, amelyet nem borít víz, hegyek , sivatagok , síkságok , fennsíkok stb.
A geológiai időszakokban a bolygó felszíne folyamatosan változik a tektonikus folyamatok és az erózió miatt . Kisebb mértékben a földfelszín domborzata az időjárás hatására alakul ki , amelyet csapadék , hőmérséklet-ingadozás és kémiai hatások okoznak. A földfelszín és a gleccserek megváltoztatása , a part menti erózió , a korallzátonyok kialakulása , a nagy meteoritokkal való ütközések [122] .
Ahogy a kontinentális lemezek áthaladnak a bolygón, az óceán feneke lesüllyed előrehaladó széleik alá. Ugyanakkor a mélyből felszálló köpenyanyag divergens határvonalat hoz létre az óceán közepén . Ez a két folyamat együttesen az óceáni lemez anyagának folyamatos megújulásához vezet. Az óceán fenekének nagy része kevesebb, mint 100 millió éves. A legrégebbi óceáni kéreg a Csendes-óceán nyugati részén található, kora megközelítőleg 200 millió év. Összehasonlításképpen: a szárazföldön talált legrégebbi kövületek kora eléri a 3 milliárd évet [123] [124] .
A kontinentális lemezek alacsony sűrűségű anyagokból, például vulkáni gránitból és andezitből állnak . Kevésbé elterjedt a bazalt , egy sűrű vulkanikus kőzet, amely az óceán fenekének fő alkotóeleme [125] . A kontinensek felszínének megközelítőleg 75%-át üledékes kőzetek borítják , bár ezek a kőzetek a földkéreg hozzávetőleg 5%-át teszik ki [126] . A Föld harmadik leggyakoribb kőzetei a metamorf kőzetek , amelyek üledékes vagy magmás kőzetek változása (metamorfózisa) eredményeként keletkeznek nagy nyomás, magas hőmérséklet vagy mindkettő egyidejű hatására. A Föld felszínén leggyakrabban előforduló szilikátok a kvarc , a földpát , az amfibol , a csillám , a piroxén és az olivin [127] ; karbonátok - kalcit ( mészkőben ), aragonit és dolomit [128] .
A pedoszféra , a litoszféra legfelső rétege magában foglalja a talajt . A litoszféra , atmoszféra , hidroszféra határán helyezkedik el . A megművelt földterület teljes (ember által művelt) területe a földterület 13,31%-a, amelynek csak 4,71%-át foglalják el állandóan a növények [8] . A Föld földterületének ma körülbelül 40%-a szántó és legelő, ami körülbelül 1,3⋅10 7 km² szántó és 3,4⋅10 7 km² legelő [129] .
A hidroszféra (a görög ὕδωρ "víz" és σφαῖρα "labda" szóból) a Föld összes vízkészletének összessége .
A folyékony víz jelenléte a Föld felszínén egyedülálló tulajdonság, amely megkülönbözteti bolygónkat a Naprendszer többi objektumától . A víz nagy része az óceánokban és a tengerekben koncentrálódik , sokkal kevésbé a folyóhálózatokban , tavakban, mocsarakban és a talajvízben . A légkörben nagy vízkészletek is vannak felhők és vízgőz formájában .
A víz egy része szilárd halmazállapotú, gleccserek , hótakaró és permafrost formájában , amelyek a krioszférát alkotják .
A világóceán teljes víztömege körülbelül 1,35⋅1018 tonna , vagyis a Föld teljes tömegének körülbelül 1/4400-a . Az óceánok területe körülbelül 3,618⋅10 8 km², átlagos mélysége 3682 m, ami lehetővé teszi a bennük lévő víz teljes térfogatának kiszámítását: 1,332⋅10 9 km³ [130] . Ha mindezt a vizet egyenletesen elosztanák a felszínen, akkor több mint 2,7 km vastagságú réteget kapnánk [comm. 4] . A Földön található összes víznek csak 2,5%-a friss , a többi sós. Az édesvíz nagy része, mintegy 68,7%-a jelenleg a gleccserekben található [131] . A folyékony víz valószínűleg körülbelül négymilliárd éve jelent meg a Földön [132] .
A Föld óceánjainak átlagos sótartalma körülbelül 35 gramm só/kg tengervíz (35 ‰) [133] . Ennek a sónak nagy része vulkánkitörések során szabadult fel, vagy az óceán fenekét alkotó, lehűlt magmás kőzetekből vonták ki [132] .
Az óceánok oldott légköri gázokat tartalmaznak, amelyek számos vízi életforma túléléséhez szükségesek [134] . A tengervíz jelentős hatással van a világ éghajlatára , nyáron hűvösebb , télen pedig melegebb [135] . Az óceánok vízhőmérsékletének ingadozása jelentős éghajlati változásokhoz vezethet, mint például az El Niño [136] .
Az atmoszféra ( más görög ἀτμός „gőz” és σφαῖρα „labda” szóból) a Föld bolygót körülvevő gáznemű burok; Nitrogénből és oxigénből áll, nyomokban vízgőzből, szén-dioxidból és egyéb gázokból. Megalakulása óta jelentősen megváltozott a bioszféra hatására . Az oxigénes fotoszintézis 2,4–2,5 milliárd évvel ezelőtti megjelenése hozzájárult az aerob organizmusok fejlődéséhez , valamint a légkör oxigéntelítettségéhez és az ózonréteg kialakulásához, amely megvéd minden élőlényt a káros ultraibolya sugaraktól [61] . A légkör határozza meg az időjárást a Föld felszínén, védi a bolygót a kozmikus sugaraktól, részben a meteoritbombázástól [ 137] . Szabályozza a fő klímaképző folyamatokat is: a víz körforgását a természetben , a légtömegek keringését és a hőátadást [114] . A légköri gázmolekulák csapdába ejthetik a hőenergiát, megakadályozva, hogy az a világűrbe kerüljön , és ezáltal megemelkedik a bolygó hőmérséklete. Ezt a jelenséget üvegházhatásnak nevezik . A vízgőz , a szén-dioxid, a metán és az ózon a fő üvegházhatású gázok . E hőszigetelő hatás nélkül a Föld átlagos felszíni hőmérséklete -18 és -23°C között lenne (bár a valóságban 14,8°C), és nagy valószínűséggel nem létezne élet [121] .
A Föld földrajzi burkában lezajló kémiai, fizikai és biológiai folyamatok fő energiaforrása, a Nap elektromágneses sugárzása a légkörön keresztül jut a földfelszínre [114] .
A Föld légköre különböző hőmérsékletű , sűrűségű , kémiai összetételű stb. rétegekre oszlik . A földi légkört alkotó gázok össztömege körülbelül 5,15⋅10 18 kg. Tengerszinten a légkör 1 atm (101,325 kPa) nyomást fejt ki a Föld felszínére [2] . Az átlagos levegősűrűség a felszínen 1,22 g / l , és a magasság növekedésével gyorsan csökken: például 10 km-es tengerszint feletti magasságban 0,41 g / l, 100 km magasságban pedig - 10 - 7 g / l l [114] .
A légkör alsó része a teljes tömegének körülbelül 80%-át és az összes vízgőz 99%-át (1,3-1,5⋅10 13 tonna) tartalmazza, ezt a réteget troposzférának nevezik [138] . Vastagsága változó és függ az éghajlat típusától és az évszakos tényezőktől: például a sarkvidékeken 8-10 km, a mérsékelt övben akár 10-12 km, a trópusi vagy egyenlítői régiókban pedig eléri a 16-18 km-t. km [139] . A légkör ezen rétegében a hőmérséklet átlagosan 6 °C-kal csökken kilométerenként, ahogy felfelé halad [114] . Fent van egy átmeneti réteg - tropopauza , amely elválasztja a troposzférát a sztratoszférától. A hőmérséklet itt 190–220 K (−73–83 °C) tartományba esik.
Sztratoszféra - a légkör egy rétege, amely 10-12 és 55 km közötti magasságban helyezkedik el (időjárási körülményektől és évszakoktól függően). A légkör teljes tömegének legfeljebb 20% -át teszi ki. Ezt a réteget a hőmérséklet ~25 km magasságig történő csökkenése, majd a mezoszféra határán közel 0 °C-ra történő emelkedés követi [140] . Ezt a határt sztratopausának nevezik , és 47-52 km magasságban található [141] . A sztratoszférában található a legmagasabb ózonkoncentráció a légkörben, amely megvédi a Föld összes élő szervezetét a nap káros ultraibolya sugárzásától . A napsugárzás ózonréteg általi intenzív elnyelése a légkör ezen részében gyors hőmérséklet-emelkedést okoz [114] .
A mezoszféra a Föld felszíne felett 50-80 km-es magasságban, a sztratoszféra és a termoszféra között helyezkedik el. Ezektől a rétegektől a mezopauza (80-90 km) választja el [142] . Ez a Föld leghidegebb helye, a hőmérséklet itt -100 °C-ra csökken [143] . Ezen a hőmérsékleten a levegőben lévő víz gyorsan megfagy, és olykor noktilucens felhőket képez [143] . Közvetlenül napnyugta után megfigyelhetők, de a legjobb láthatóság akkor jön létre, ha 4-16°-kal a horizont alatt van [143] . A Föld légkörébe kerülő meteoritok nagy része a mezoszférában ég el. A Föld felszínéről hullócsillagként figyelik meg őket [143] .
100 km-es tengerszint feletti magasságban feltételes határvonal van a föld légköre és a világűr között - a Kármán-vonal [144] .
A termoszférában a hőmérséklet gyorsan 1000 K-re (727 °C) emelkedik, ez a benne lévő rövidhullámú napsugárzás elnyelésének köszönhető. Ez a légkör legkiterjedtebb rétege (80-1000 km). Körülbelül 800 km-es magasságban a hőmérséklet-emelkedés megáll, mivel itt a levegő nagyon ritka és gyengén nyeli el a napsugárzást [114] .
Az ionoszféra az utolsó két réteget tartalmazza. A molekulák itt ionizálódnak a napszél hatására, és megjelennek az aurórák [145] .
Az exoszféra a Föld légkörének legkülső és nagyon ritka része. Ebben a rétegben a részecskék képesek leküzdeni a Föld második kozmikus sebességét , és kijutnak a világűrbe. Ez lassú, de állandó folyamatot okoz, amelyet a légkör disszipációjának (szórásának) neveznek. Főleg könnyű gázok részecskéi jutnak ki az űrbe: hidrogén és hélium [146] . A legkisebb molekulatömegű hidrogénmolekulák könnyebben érik el a szökési sebességet , és gyorsabban jutnak ki a világűrbe, mint más gázok [147] . Úgy gondolják, hogy a redukálószerek , például a hidrogén elvesztése szükséges feltétele volt az oxigén légkörben való stabil felhalmozódásának [148] . Ezért a hidrogén azon képessége, hogy elhagyja a Föld légkörét, befolyásolhatta a bolygó életének fejlődését [149] . Jelenleg a légkörbe kerülő hidrogén nagy része vízzé alakul anélkül, hogy elhagyná a Földet, és a hidrogénvesztés főként a felső légkörben lévő metán pusztulásából ered [150] .
A légkör kémiai összetételeA Föld felszínén a szárított levegő körülbelül 78,08% nitrogént (térfogat szerint), 20,95% oxigént , 0,93% argont és körülbelül 0,03% szén-dioxidot tartalmaz . A komponensek térfogat-koncentrációja a levegő páratartalmától függ - a benne lévő vízgőz -tartalomtól , amely az éghajlattól, évszaktól, terepviszonyoktól függően 0,1-1,5% között mozog. Például 20°C-on és 60%-os relatív páratartalom mellett (a helyiség levegőjének átlagos páratartalma nyáron) a levegő oxigénkoncentrációja 20,64%. A fennmaradó komponensek aránya nem haladja meg a 0,1%-ot: ezek a hidrogén, metán , szén-monoxid , kén -oxidok és nitrogén-oxidok és egyéb inert gázok , kivéve az argont [151] . Ezenkívül szilárd részecskék mindig jelen vannak a levegőben (a por szerves anyagok részecskéi, hamu, korom , pollen stb., alacsony hőmérsékleten - jégkristályok) és vízcseppek (felhők, köd) - aeroszolok . A részecskék koncentrációja a magassággal csökken. Az évszaktól, éghajlattól és terepviszonyoktól függően az aeroszol részecskék koncentrációja a légkör összetételében változik. 200 km felett a légkör fő összetevője a nitrogén. 600 km felett a hélium dominál , 2000 km-től pedig a hidrogén („hidrogénkorona”) [114] .
Időjárás és éghajlatA Föld légkörének nincsenek határozott határai, fokozatosan elvékonyodik és ritkul, és kikerül a világűrbe . A légkör tömegének háromnegyede a bolygó felszínétől számított első 11 kilométeren (a troposzférán ) található. A napenergia felmelegíti ezt a réteget a felszín közelében, ami a levegő kitágulását és sűrűségének csökkenését okozza. A felmelegített levegő ekkor felemelkedik, és hidegebb, sűrűbb levegő váltja fel. Így jön létre a légkör keringése - a légtömegek zárt áramlásának rendszere a hőenergia újraelosztása révén [152] .
A légköri cirkuláció az egyenlítői zónában (30° szélességi fok alatt) és a mérsékelt nyugati szeleken ( 30° és 60° közötti szélességi körökben) [153] alapul . A tengeráramlatok is fontos tényezők az éghajlat kialakulásában, valamint a termohalin keringés , amely az egyenlítői régiókból a sarki régiókba osztja el a hőenergiát [154] .
A felszínről felszálló vízgőz felhőket képez a légkörben. Amikor a légköri viszonyok lehetővé teszik a meleg, nedves levegő felemelkedését, ez a víz lecsapódik és esőként , hóként vagy jégesőként a felszínre hullik [152] . A szárazföldre hulló csapadék nagy része folyókban köt ki, és végül visszatér az óceánokba , vagy a tavakban marad , majd ismét elpárolog, megismételve a ciklust. Ez a víz körforgása a természetben a szárazföldi élet létfontosságú tényezője. Az évente lehulló csapadék mennyisége a régió földrajzi elhelyezkedésétől függően változó, néhány métertől néhány milliméterig terjed. A légköri cirkuláció , a domborzat topológiai adottságai és a hőmérséklet-különbségek határozzák meg az egyes régiókban lehulló átlagos csapadékmennyiséget [155] .
A Föld felszínét elérő napenergia mennyisége a szélesség növekedésével csökken . Magasabb szélességeken a napfény élesebb szögben éri a felszínt, mint alacsonyabb szélességeken; és hosszabb utat kell megtennie a földi légkörben. Ennek eredményeként az évi átlagos levegőhőmérséklet (tengerszinten) körülbelül 0,4 °C-kal csökken, ha az Egyenlítő mindkét oldalán 1 fokot elmozdulunk [156] . A Föld éghajlati zónákra oszlik - természetes zónákra , amelyek megközelítőleg egyenletes éghajlatúak. Az éghajlati típusokat a hőmérsékleti rezsim, a téli és a nyári csapadék mennyisége szerint osztályozhatjuk. A legelterjedtebb éghajlati osztályozási rendszer a Köppen-osztályozás , amely szerint az éghajlat típusának meghatározására a legjobb kritérium az, hogy az adott területen természetes körülmények között milyen növények nőnek [157] . A rendszer öt fő éghajlati zónát foglal magában ( trópusi esőerdők , sivatagok , mérsékelt éghajlat , kontinentális éghajlat és poláris típus ), amelyek viszont specifikusabb altípusokra oszlanak [153] .
A bioszféra (a görög βιος "élet" és σφαῖρα "gömb, labda" szóból) a földhéjak részeinek halmaza ( lito- , hidro- és atmoszféra), amelyet élő szervezetek laknak, befolyásuk alatt állnak és létfontosságú tevékenységük termékei foglalják el . A "bioszféra" kifejezést először Eduard Suess osztrák geológus és paleontológus javasolta 1875 - ben [158] .
A bioszféra a Föld héja, amelyben élő szervezetek élnek, és amelyet azok alakítanak át. Legkorábban 3,8 milliárd évvel ezelőtt kezdett kialakulni, amikor az első organizmusok megjelentek bolygónkon. Magában foglalja a teljes hidroszférát , a litoszféra felső részét és a légkör alsó részét , vagyis az ökoszférát lakja . A bioszféra az összes élő szervezet összessége. Több millió növény- , állat- , gomba- és mikroorganizmusfaj otthona .
A bioszféra ökoszisztémákból áll , amelyek magukban foglalják az élőlények közösségeit ( biocenosis ), azok élőhelyeit ( biotóp ), a köztük lévő anyag- és energiacserét végző kapcsolatrendszereket. A szárazföldön főként földrajzi szélesség, tengerszint feletti magasság és csapadékkülönbségek választják el őket. Az Északi- sarkvidéken vagy az Antarktiszon , nagy magasságban vagy rendkívül száraz területeken található szárazföldi ökoszisztémák viszonylag szegények növény- és állatvilágban; a fajdiverzitás csúcspontja az egyenlítői esőerdőkben [159] .
A Föld mágneses tere az első közelítésben egy dipólus , amelynek pólusai a bolygó földrajzi pólusai közelében helyezkednek el. A mező magnetoszférát alkot, amely eltéríti a napszél részecskéit . Felhalmozódnak a sugárzási övekben - két koncentrikus tórusz alakú régióban a Föld körül. A mágneses pólusok közelében ezek a részecskék "kieshetnek" a légkörbe, és aurorákhoz vezethetnek . Az Egyenlítőnél a Föld mágneses mezejének indukciója 3,05⋅10 -5 T , mágneses momentuma 7,91⋅10 15 T m³ [160] .
A " mágneses dinamó " elmélet szerint a mező a Föld középső régiójában jön létre, ahol a hő elektromos áramot hoz létre a folyékony fémmagban. Ez viszont mágneses mezőt hoz létre a Föld közelében. A magban a konvekciós mozgások kaotikusak; a mágneses pólusok sodródnak, és időszakonként megváltoztatják a polaritásukat. Ez megfordulást okoz a Föld mágneses terén , ami átlagosan néhány millió évente többször előfordul. Az utolsó fordulat körülbelül 700 000 éve történt [161] [162] .
A magnetoszféra a Föld körüli térrész, amely akkor jön létre, amikor a napszél töltött részecskéinek áramlása mágneses tér hatására eltér eredeti pályájától. A Nap felőli oldalon az orrlökés vastagsága körülbelül 17 km [163] , és körülbelül 90 000 km távolságra található a Földtől [164] . A bolygó éjszakai oldalán a magnetoszféra hosszú henger alakúra nyúlik ki.
Amikor nagy energiájú töltött részecskék ütköznek a Föld magnetoszférájával, sugárzási övek (Van Allen övek) jelennek meg. Az aurórák akkor keletkeznek, amikor a napplazma a mágneses pólusok közelében eléri a Föld légkörét [165] .
A Földnek átlagosan 23 óra 56 perc és 4,091 másodperc ( sziderikus nap ) kell ahhoz, hogy egy fordulatot tegyen a tengelye körül [166] [167] . A bolygó forgása nyugatról keletre körülbelül 15°/óra (1°/4 perc, 15′/perc). Ez megegyezik a Nap vagy a Hold szögátmérőjével , körülbelül 0,5°, 2 percenként (a Nap és a Hold látszólagos mérete körülbelül azonos) [168] [169] .
A Föld forgása instabil: az égi szférához viszonyított forgási sebessége változik (áprilisban és novemberben a nap hossza 0,001 s-kal tér el a referenciaértéktől), a forgástengely precesszen ( évente 20,1"-el) és ingadozik (a pillanatnyi pólus távolsága az átlagtól nem haladja meg a 15'-ot) [170] . Nagy időskálán lelassul A Föld egy fordulatának időtartama az elmúlt 2000 évben átlagosan nőtt 0,0023 másodperc évszázadonként (az elmúlt 250 év megfigyelései szerint ez a növekedés kevesebb - körülbelül 0,0014 másodperc 100 évenként) [171] Az árapály gyorsulása miatt minden következő nap átlagosan 29 nanoszekundummal hosszabb, mint az előző [172] .
A Föld forgási periódusa az állócsillagokhoz képest a Nemzetközi Földforgási Szolgálat (IERS) szerint 86164,098903691 másodperc UT1 vagy 23 óra 56 perc 4,098903691 s [3] [173] .
A Föld elliptikus pályán kering a Nap körül , körülbelül 150 millió km távolságra, 29,765 km/s átlagsebességgel. A sebesség 30,27 km/s ( perihéliumban ) és 29,27 km/s (afelionban) között mozog [ 114 ] [174] . Keringési pályán mozogva a Föld teljes forradalmat hajt végre 365,2564 átlagos szoláris nap (egy sziderális év ) alatt. A Nap éves mozgása a Földről megfigyelt csillagokhoz viszonyítva körülbelül napi 1° keleti irányban. A Nap és az egész Naprendszer a Tejút- galaxis közepe körül egy szinte kör alakú pályán kering, körülbelül 220 km/s sebességgel. A Tejútrendszer legközelebbi csillagaihoz viszonyítva a Naprendszer körülbelül 20 km/s sebességgel mozog egy pont ( csúcs ) felé, amely a Lyra és a Herkules csillagképek határán található .
A Hold a Földdel a csillagokhoz képest 27,32 naponként egy közös tömegközéppont körül kering. A hold két azonos fázisa ( szinódikus hónap ) közötti időintervallum 29,53059 nap. Az északi égi pólusról nézve a Hold az óramutató járásával ellentétes irányban mozog a Föld körül . Ugyanebben az irányban az összes bolygó keringése a Nap körül, valamint a Nap, a Föld és a Hold forgása a tengelyük körül. A Föld forgástengelye 23,4°-kal eltér a keringési síkjára merőlegestől (a Nap látszólagos magassága az évszaktól függ ); a Hold pályája 5°-kal hajlik a Föld pályájához képest (enélkül az eltérés nélkül minden hónapban egy nap- és egy holdfogyatkozás következne be ) [175] .
A Föld tengelyének dőléséből adódóan a Nap horizont feletti magassága egész évben változik. Az északi szélességeken nyáron, amikor az Északi-sark a Nap felé dől, a nappali órák tovább tartanak, és a Nap magasabban van az égen. Ez magasabb átlagos levegőhőmérséklethez vezet. Télen, amikor az Északi-sark el van döntve a Naptól, a helyzet megfordul, és az átlaghőmérséklet alacsonyabb lesz. Az Északi- sarkkörön túl ilyenkor sarki éjszaka van , amely az északi sarkkör szélességi fokán közel két napig tart (a nap a téli napforduló napján nem kel fel), az Északi-sarkon eléri a fél évet.
A Föld tengelyének dőléséből adódó időjárási viszonyok változása az évszakok változásához vezet . A négy évszakot két napforduló – azok a pillanatok, amikor a Föld tengelye maximálisan a Nap felé vagy a Naptól távolodva – és két napéjegyenlőség határozza meg . A téli napforduló december 21 -e, a nyári napforduló június 21 -e, a tavaszi napéjegyenlőség március 20 -a körül, az őszi napéjegyenlőség pedig szeptember 23- a körül van . Amikor az Északi-sark a Nap felé billen, a Déli-sark ennek megfelelően elhajlik tőle. Így amikor az északi féltekén nyár van, akkor a déli féltekén tél van, és fordítva (bár a hónapok neve ugyanaz, vagyis pl. a február téli hónap az északi féltekén, de a nyár a déli féltekén).
A Föld tengelyének dőlésszöge hosszú ideig viszonylag állandó. Azonban 18,6 éves időközönként kisebb elmozdulásokon (ún. nutation ) megy keresztül. Vannak hosszú távú ingadozások is (kb . 41 000 év ). A Föld tengelyének tájolása is idővel változik, a precessziós periódus időtartama 25 000 év . A sziderikus év és a trópusi év közötti különbség oka a precesszió . Mindkét mozgást a Nap és a Hold által a Föld egyenlítői dudorára gyakorolt változó vonzás okozza . A Föld pólusai több méterrel elmozdulnak a felszínéhez képest. A pólusok ezen mozgásának számos ciklikus összetevője van, amelyeket együttesen kváziperiodikus mozgásnak nevezünk . Ennek a mozgásnak az éves összetevői mellett létezik egy 14 hónapos ciklus, amelyet a Föld pólusainak Chandler-mozgásának neveznek. A Föld forgási sebessége sem állandó, ami a nap hosszának változásában is megmutatkozik [176] .
A Föld jelenleg január 3-a körül perihéliumon, július 4-e körül az aphelionon megy keresztül. A perihéliumban a Földet érő napenergia mennyisége 6,9%-kal több, mint az aphelionban, mivel a Föld és a Nap távolsága az aphelionban 3,4%-kal nagyobb. Ezt a fordított négyzettörvény magyarázza . Mivel a déli félteke körülbelül ugyanabban az időben dől a Nap felé, amikor a Föld a legközelebb van a Naphoz, az év során valamivel több napenergiát kap, mint az északi félteke. Ez a hatás azonban sokkal kisebb jelentőségű, mint a Föld tengelyének dőléséből adódó összenergia-változás, ráadásul a többletenergia nagy részét a déli féltekén nagy mennyiségű víz nyeli el [177] .
A Föld esetében a Domb -gömb (a Föld gravitációs hatásszférája ) sugara körülbelül 1,5 millió km [178] [comm. 5] . Ez az a maximális távolság, amelyen a Föld gravitációja nagyobb, mint a többi bolygó és a Nap gravitációja.
A Földet először 1959-ben fényképezte le az űrből az Explorer-6 készülék [179] . Az első ember, aki meglátta a Földet az űrből, Jurij Gagarin volt 1961-ben . Az Apollo 8 legénysége 1968-ban figyelte meg elsőként a Föld felemelkedését a Hold körül. 1972-ben az Apollo 17 legénysége elkészítette a Föld híres képét, a " Kék márványt ".
A világűrből és a "külső" bolygókról (amelyek a Föld pályáján túl vannak) megfigyelhető a Föld áthaladása a Hold fázisaihoz hasonló fázisokon , ugyanúgy, ahogy a földi megfigyelő láthatja a Vénusz fázisait (amit Galilei fedezett fel) Galilei ).
A Hold egy viszonylag nagy bolygószerű műhold, amelynek átmérője megegyezik a Föld negyedével. Bolygójának méretéhez képest ez a legnagyobb műhold a Naprendszerben. A Föld holdjának neve után más bolygók természetes műholdait is „holdoknak” nevezik.
A Föld és a Hold közötti gravitációs vonzás a Föld árapályának oka . A Holdra gyakorolt hasonló hatás abban nyilvánul meg, hogy állandóan ugyanazzal az oldallal néz a Föld felé (a Hold tengelye körüli forgási periódusa megegyezik a Föld körüli keringésének periódusával; lásd még: a Hold dagálygyorsulása Hold ). Ezt árapály-szinkronizálásnak nevezik . A Hold Föld körüli keringése során a Nap megvilágítja a műhold felületének különböző részeit, ami a holdfázisok jelenségében nyilvánul meg : a felszín sötét része elválik a fényzárótól .
Az árapály-szinkronizáció miatt a Hold évente körülbelül 38 mm-rel távolodik el a Földtől. Évmilliókon belül ez az apró változás, valamint a Föld napszámának évi 23 mikromásodperccel történő növekedése jelentős változásokhoz vezet [180] . Így például a devonban (kb. 410 millió évvel ezelőtt) 400 nap volt egy évben, és egy nap 21,8 óráig tartott [181] .
A Hold jelentősen befolyásolhatja az élet fejlődését a bolygó éghajlatának megváltoztatásával. Őslénytani leletek és számítógépes modellek azt mutatják, hogy a Föld tengelyének dőlését a Föld és a Hold árapály-szinkronizálása stabilizálja [182] . Ha a Föld forgástengelye megközelítené az ekliptika síkját , akkor a bolygó éghajlata rendkívül súlyossá válna. Az egyik pólus közvetlenül a Napra mutatna, a másik pedig az ellenkező irányba, és ahogy a Föld a Nap körül kering, helyet cserélnének. A pólusok nyáron és télen közvetlenül a Nap felé mutatnak. Az ilyen helyzeteket tanulmányozó planetológusok azzal érvelnek, hogy ebben az esetben minden nagy állat és magasabb rendű növény kihalna a Földön [183] .
A Hold szögmérete a Földről nézve nagyon közel áll a Nap látszólagos méretéhez. A két égitest szögméretei (és térszöge ) hasonlóak, mert bár a Nap átmérője 400-szor nagyobb, mint a Holdé, 400-szor távolabb van a Földtől. Ennek a körülménynek és a Hold keringésének jelentős excentricitásának köszönhetően teljes és gyűrűs fogyatkozások is megfigyelhetők a Földön .
A Hold keletkezésére vonatkozó leggyakoribb hipotézis , az óriás becsapódási hipotézis azt állítja, hogy a Hold a (körülbelül Mars méretű) Thei protobolygó és a protoföld közötti ütközés eredményeként jött létre . Többek között ez magyarázza a Hold és a Föld talajának hasonlóságának és összetételének eltérő okait [184] .
Jelenleg a Földnek nincs más természetes műholdja, kivéve a Holdat , azonban legalább két természetes korbitális műhold létezik - a 3753 Cruitney aszteroidák , 2002 AA 29 [185] [186] és sok mesterséges .
Nagyméretű (több ezer km átmérőjű) aszteroidák lezuhanása a Földre annak megsemmisülésének veszélyét hordozza magában, azonban a modern korban megfigyelt összes hasonló test túl kicsi ehhez, és lezuhanásuk csak a bioszférára veszélyes. A népszerű hipotézisek szerint az ilyen esések több tömeges kihalást is okozhattak [187] [188] , de határozott válasz még nem érkezett.
Az 1,3 csillagászati egységnél kisebb vagy azzal egyenlő perihélium távolságú aszteroidákat [189] földközelinek tekintjük. Kisbolygók, amelyek a belátható jövőben 0,05 AU vagy annál kisebb távolságra közelíthetik meg a Földet. és amelyek abszolút csillagmagassága nem haladja meg a 22 m -t, potenciálisan veszélyes objektumnak minősülnek. Ha az aszteroidák átlagos albedóját 0,13-nak vesszük, akkor ez az érték azoknak a testeknek felel meg, amelyek átmérője meghaladja a 150 métert [189] . A kisebb méretű testek, amikor áthaladnak a légkörön, többnyire megsemmisülnek és elégnek, anélkül, hogy jelentős veszélyt jelentenének a Földre [189] . Az ilyen tárgyak csak helyi károkat okozhatnak. A Föld-közeli kisbolygók mindössze 20%-a potenciálisan veszélyes [189] .
Négyzet
Partvonal hossza: 356 000 km [8]
2011-es adatok [8]
Öntözött földterület: 3 096 621,45 km² (2011-ben) [8]
2011. október 31-én a világ népessége elérte a 7 milliárd főt [190] . Az ENSZ becslései szerint a világ népessége 2050 -ben eléri a 9,2 milliárd főt [191] . 2018. január 1-jén a világ népessége elérte a 7,5915 milliárd főt [192] . Várhatóan a népességnövekedés nagy része a fejlődő országokban fog bekövetkezni . Az átlagos népsűrűség a szárazföldön körülbelül 47 fő/km², a Föld különböző helyein nagymértékben változik, és Ázsiában a legmagasabb . Az előrejelzések szerint 2030-ra a lakosság urbanizációs szintje eléri a 60%-ot [193] , míg jelenleg a világ átlagában 49% [193] .
2017. december 17- ig 553 ember utazott a Földön kívül [194] , ebből 12 a Holdon .
A főbb földrajzi jellemzők térképe:
Antarktisz Óceánia Afrika Ázsia Európa Észak-Az orosz "föld" szó Praslavra nyúlik vissza . *zemja azonos jelentéssel, ami viszont folytatja a Proto-I.e. *dʰeĝʰōm "föld" [197] [198] [199] .
Magyarul a Föld az Föld . Ez a szó az óangol eorthe és a középangol erthe [200] folytatása . A Föld bolygó neveként először 1400 körül használták [201] . Ez a bolygó egyetlen neve, amelyet nem a görög-római mitológiából vettek át.
A Föld szabványos csillagászati jele egy körrel körvonalazott kereszt: . Ezt a szimbólumot különböző kultúrákban különböző célokra használták. A szimbólum másik változata egy kör tetején lévő kereszt ( ), egy stilizált gömb ; a Föld bolygó korai csillagászati szimbólumaként használták [202] .
Sok kultúrában a Földet istenítették. Kapcsolatban áll az istennővel, az anyaistennővel , akit Földanyának hívnak, és gyakran a termékenység istennőjeként ábrázolják.
Az aztékok a Földet Tonantzinnak nevezték – „anyánk”. A kínaiaknál ez a Hou-Tu (后土) [203] istennő , hasonló a Föld görög istennőjéhez - Gaia . A skandináv mitológiában Jord földistennő Thor anyja és Annar lánya volt . Az ókori egyiptomi mitológiában sok más kultúrával ellentétben a Földet egy férfival - Geb istennel , az eget pedig egy nővel - Nut istennővel azonosítják .
Sok vallásban léteznek mítoszok a világ keletkezéséről , amelyek arról szólnak, hogy a Földet egy vagy több istenség teremtette meg .
Sok ókori kultúrában a Földet laposnak tekintették , így Mezopotámia kultúrájában a világot az óceán felszínén lebegő lapos korongként ábrázolták. A Föld gömbalakjára vonatkozó feltételezéseket az ókori görög filozófusok fogalmazták meg ; ezt a nézetet vallotta Pythagoras . A középkorban a legtöbb európai azt hitte, hogy a Föld gömb alakú, amint azt olyan gondolkodók is bizonyítják, mint Aquinói Tamás [204] . Az űrrepülések megjelenése előtt a Föld gömbalakjával kapcsolatos ítéletek másodlagos jelek megfigyelésén és más bolygók hasonló alakján alapultak [205] .
A 20. század második felében bekövetkezett technológiai fejlődés megváltoztatta a Föld általános megítélését. Az űrrepülések kezdete előtt a Földet gyakran zöld világként ábrázolták. Frank Paul sci-fi író lehetett az első, aki egy felhőtlen kék bolygót (világosan meghatározott szárazfölddel) ábrázolt az Amazing Stories [206] 1940. júliusi számának hátoldalán .
1972- ben az Apollo 17 legénysége elkészítette a Föld híres fényképét, „ Kék márvány ” („Blue Marble”) néven. A Földről 1990-ben a Voyager 1 nagy távolságból készített fényképe arra késztette Carl Sagant , hogy a bolygót egy halványkék ponthoz hasonlítsa [207 ] . A Földet egy nagy űrhajóval is összehasonlították , amelynek életfenntartó rendszere karbantartandó [208] . A Föld bioszféráját néha egyetlen nagy organizmusnak tekintették [209] .
Az elmúlt két évszázadban egy növekvő környezetvédelmi mozgalom foglalkozott az emberi tevékenységeknek a Föld természetére gyakorolt növekvő hatásával. Ennek a társadalmi-politikai mozgalomnak a legfontosabb feladatai a természeti erőforrások védelme, a szennyezés felszámolása . A természetvédők a bolygó erőforrásainak fenntartható felhasználását és a környezetgazdálkodást támogatják. Ezt véleményük szerint úgy lehet elérni, ha változtatásokat hajtanak végre a közrendben, és megváltoztatják az egyes személyek egyéni hozzáállását. Ez különösen igaz a nem megújuló erőforrások nagyarányú felhasználására . A termelés környezetre gyakorolt hatásának figyelembevétele többletköltségeket ró, ami konfliktushoz vezet a kereskedelmi érdekek és a környezetvédelmi mozgalmak elképzelései között [210] .
A bolygó jövője szorosan összefügg a Nap jövőjével. A Nap magjában „ elhasznált ” hélium felhalmozódása következtében a csillag fényereje lassan növekedni kezd. A következő 1,1 milliárd év során 10%-kal fog növekedni [211] , és ennek eredményeként a Naprendszer lakható zónája a jelenlegi földi pályán túlra tolódik. Egyes éghajlati modellek szerint a Föld felszínére eső napsugárzás mennyiségének növekedése katasztrofális következményekkel jár, beleértve az összes óceán teljes elpárolgásának lehetőségét [212] .
A Föld felszínének hőmérsékletének emelkedése felgyorsítja a CO2 szervetlen keringését, koncentrációja a növények számára halálos szintre csökken (10 ppm C4 fotoszintézis esetén) 500-900 Ma [24] . A növényzet eltűnése a légkör oxigéntartalmának csökkenéséhez vezet , és néhány millió éven belül lehetetlenné válik az élet a Földön [213] . Újabb milliárd év múlva a víz teljesen eltűnik a bolygó felszínéről, és a felszíni átlaghőmérséklet eléri a 70 °C-ot [214] . A szárazföld nagy része alkalmatlanná válik az élet létére [25] [213] , és mindenekelőtt az óceánban kell maradnia [215] . De még ha a Nap örök és változatlan lenne is, a Föld folyamatos belső lehűlése a légkör és az óceánok nagy részének elvesztéséhez vezethet (a vulkáni aktivitás csökkenése miatt) [216] . Addigra az egyetlen élőlény a Földön az extremofilek lesznek , olyan szervezetek, amelyek ellenállnak a magas hőmérsékletnek és a vízhiánynak [214] .
A jelen időtől számított 3,5 milliárd év elteltével a Nap fényessége 40%-kal nő a jelenlegi szinthez képest [217] . A Föld felszínén addigra a körülmények hasonlóak lesznek a modern Vénusz felszíni viszonyaihoz [217] : az óceánok teljesen elpárolognak és kiszöknek az űrbe [217] , a felszín kopár forró sivataggá válik [217] . Ez a katasztrófa lehetetlenné teszi bármely életforma létezését a Földön [217] .
7,05 [217] milliárd év múlva a napmagból kifogy a hidrogén. Ez azt eredményezi, hogy a Nap kilép a fő sorozatból , és belép a vörös óriás színpadra [218] . A modell azt mutatja, hogy sugara a Föld keringési sugarának körülbelül 120%-ára (1,2 AU ) fog növekedni, fényessége pedig 2350-2730-szorosára nő [219] . Addigra azonban a Föld pályája 1,4 AU-ra nőhet, mivel a Nap vonzása gyengül amiatt, hogy a napszél növekedése miatt tömegének 28-33%-át elveszíti [217] [ 219] [220] . A 2008-as tanulmányok azonban azt mutatják, hogy a Földet még mindig elnyelheti a Nap a külső héjával való árapály-kölcsönhatások miatt [219] .
Addigra a Föld felszíne megolvad [221] [222] , mivel a hőmérséklet eléri az 1370 °C-ot [223] . A Föld légkörét valószínűleg a vörös óriás által kibocsátott legerősebb napszél repíti a világűrbe [224] . A Föld felszínéről a Nap egy hatalmas vörös körnek fog kinézni, amelynek szöge ≈160°, így az égbolt nagy részét elfoglalja [comm. 6] . A Nap vörös óriás fázisába lépésétől számított 10 millió év elteltével a napmag hőmérséklete eléri a 100 millió K-t, héliumvillanás következik be [217] , és egy termonukleáris reakció megkezdi a szén és oxigén szintetizálását a héliumból [ 218] , a Nap sugara 9,5 modernig csökken [217] . Az "égő hélium" szakasza (Hélium Burning Phase) 100-110 millió évig fog tartani, ezután a csillag külső héjának gyors tágulása megismétlődik, és ismét vörös óriássá válik. Az aszimptotikus óriáságat elérve a Nap átmérője 213-szorosára nő jelenlegi méretéhez képest [217] . 20 millió év elteltével a csillag felszínén instabil lüktetések periódusa kezdődik [217] . A Nap létezésének ezt a fázisát erőteljes kitörések kísérik, fényereje időnként 5000-szeresen haladja meg a jelenlegi szintet [218] . Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a korábban nem érintett héliummaradékok termonukleáris reakcióba lépnek [218] .
Körülbelül 75 000 év [218] (más források szerint - 400 000 [217] ) elteltével a Nap ledobja héjait, és végül csak kis központi magja marad meg a vörös óriásból - egy fehér törpe , egy kicsi, forró, de nagyon sűrű objektum, tömege az eredeti napenergia körülbelül 54,1%-a [225] . Ha a Föld elkerülheti a Nap külső héjai általi elnyelését a vörös óriás fázisban, akkor még sok milliárd (sőt trillió) évig fog létezni, amíg a Világegyetem létezik , de az újbóli megjelenés feltételei élet (legalábbis jelenlegi formájában) nem lesz a Földön. Amikor a Nap belép a fehér törpe fázisába, a Föld felszíne fokozatosan lehűl és sötétségbe borul [214] . Ha a Nap méretét a jövő Földjének felszínéről képzeljük el, akkor nem korongnak fog kinézni, hanem fényes pontnak, amelynek szögmérete kb. 0°0'9" [7. közlemény] .
![]() |
| |||
---|---|---|---|---|
Szótárak és enciklopédiák |
| |||
|
föld | ||
---|---|---|
A Föld története | ![]() | |
A Föld fizikai tulajdonságai | ||
A Föld héjai | ||
Földrajz és geológia | ||
Környezet | ||
Lásd még | ||
|
A Föld héjai | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Külső | ![]() | ||||||
Belső |
|
világűrben | A Föld elhelyezkedése a|
---|---|
Föld → Naprendszer → Helyi csillagközi felhő → Helyi buborék → Gould-öv → Orion Arm → Tejút → Tejút alcsoport → Helyi csoport → Helyi levél → Galaxisok helyi szuperhalmaza → Laniakea → Halak-Cetus szuperhalmaz komplex → Hubble-térfogat → Metagalaxis → Univerzum → ? multiverzum | |
A " → " jel azt jelenti, hogy "benne van" vagy "része" |
Naprendszer | |
---|---|
![]() | |
Központi csillag és bolygók | |
törpebolygók | Ceres Plútó Haumea Makemake Eris Jelöltek Sedna Orc Quaoar Gun-gun 2002 MS 4 |
Nagy műholdak | |
Műholdak / gyűrűk | Föld / ∅ Mars Jupiter / ∅ Szaturnusz / ∅ Uránusz / ∅ Neptunusz / ∅ Plútó / ∅ Haumea Makemake Eris Jelöltek kardszárnyú delfin quawara |
Elsőként felfedezett aszteroidák | |
Kis testek | |
mesterséges tárgyak | |
Hipotetikus tárgyak |
|