Как устроена планета земля: Земля — уникальная планета — урок. География, 5 класс.

Загадка земного ядра: откуда у нашей планеты магнитное поле

https://ria.ru/20190613/1555493880.html

Загадка земного ядра: откуда у нашей планеты магнитное поле

Загадка земного ядра: откуда у нашей планеты магнитное поле — РИА Новости, 13.06.2019

Загадка земного ядра: откуда у нашей планеты магнитное поле

Северный магнитный полюс продолжает смещаться с территории Канады в сторону архипелага Северная Земля со скоростью 55 километров в год. Ученые предполагают:… РИА Новости, 13.06.2019

2019-06-13T08:00

2019-06-13T08:00

2019-06-13T08:04

наука

наса

венера

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/154760/95/1547609587_0:103:3276:1946_1920x0_80_0_0_1802942d2e807a433ba5a2a21ef79391.jpg

МОСКВА, 13 июн — РИА Новости, Татьяна Пичугина. Северный магнитный полюс продолжает смещаться с территории Канады в сторону архипелага Северная Земля со скоростью 55 километров в год. Ученые предполагают: готовится смена полюсов из-за волнений в жидкой части ядра планеты, недоступной прямым наблюдениям. Что именно там происходит, понять трудно, но есть много гипотез. Миссия к «железному миру»В 2022 году NASA собирается отправить аппарат к астероиду Психея, находящемуся между Марсом и Юпитером. Его называют железным миром. По отражению лучей с поверхности, по тому, как быстро она нагревается и остывает, ученые поняли, что это если не полностью, то по большей части металл. Не исключено, что именно оттуда к нам прилетают железные метеориты. Это происходит очень редко, всего известно не более двух сотен таких событий. Предполагается, что Психея — ядро планеты земной группы, которая лишилась внешних оболочек. Вместе с Землей и Венерой эта планета формировалась вблизи Солнца, но затем что-то случилось. Может, катастрофа, а может, всему виной повторные разогревы планетоземали — сгустков материи, из которых образуются планеты. Ученые непременно хотят попасть в «железный мир», и не только ради геологической разведки месторождений в интересах наших потомков. В первую очередь — чтобы вплотную исследовать аналог ядра Земли. Почему ядро железноеЯдро Земли — интереснейший объект. Его состав и температура отражаются на вышележащих слоях и атмосфере. Ядро — источник магнитного поля, благодаря которому возникла жизнь. Там же — ключ к тайне образования планет земной группы. Недра Земли исследуют с помощью сейсмических волн и моделирования. Грубо говоря, планета состоит из верхней оболочки — коры, мантии и ядра. О том, что ядро — железное, свидетельствует несколько фактов. У Земли собственное магнитное поле, словно диполь вставлен по оси вращения. Мантия не может генерировать такое поле, она слишком слабо проводит электрический ток. Согласно модели геодинамо на это способна только проводящая жидкость. Значит, часть ядра — жидкая. Железо — один из самых распространенных элементов в Солнечной системе. Это подтверждается его обилием в метеоритах. Во внешней части ядра не проходят упругие S-волны, значит, она жидкая. Внутренняя часть ядра радиусом примерно 1221 километр слабо распространяет S-волны — соответственно, она либо твердая, либо в состоянии, симулирующем твердость. Граница двух слоев в ядре довольно четкая, как и между ядром и нижней мантией. Считается, что ядро железное, с небольшими примесями никеля (на это указывает состав железных метеоритов), кремния, сульфидов и кислорода. Некоторые особенности прохождения сейсмоволн говорят о том, что внутреннее твердое ядро вращается слегка быстрее, чем мантия и кора, примерно на 0,15 градуса в год. Когда и как образовалось ядро Земли? Каково в нем соотношение химических элементов? Почему оно не однородное? Какая там температура? Где источник энергии? И главное, почему ядро вообще сформировалось внутри планеты? По каждому из этих и множеству других вопросов есть немало гипотез.Кому из близнецов повезлоВенеру считают близнецом Земли — она лишь немного меньше по массе и размерам. Но нынешние условия на ее поверхности совершенно другие. У Земли есть собственное магнитное поле, атмосфера и биосфера.У Венеры из этого списка — только ядовитая атмосфера с облаками из серной кислоты. Следов магнитного поля нет и в геологическом прошлом, хотя они могли и исчезнуть. Вероятно, все дело в происхождении близнецов. Венера и Земля образовались в одной части газопылевой туманности, окружавшей Солнце. Зародыши планет увеличивались, притягивая к себе все больше материала. Когда масса стала критической, начались разогрев, плавление. Вещество разделялось на фракции: тяжелые элементы оседали внутри, легкие поднимались наверх. Как полагают ученые из Германии, Японии и Франции, расслоение таких тел, как Земля, идет равномерно и стабильно, каждый слой — однородный. Чтобы ядро получилось двухслойное и неоднородное, где-то ближе к концу процесса планета должна была испытать очень сильный удар другого массивного тела. Часть вещества «пришельца» осталась в недрах Земли, часть была выбита на орбиту, где затем образовалась Луна. От удара внутренности планеты перемешались, и это привело к частичному плавлению ядра.А вот эволюция Венеры прошла гладко, без ЧП космического масштаба. Расслоение благополучно завершилось с образованием твердого железного ядра, неспособного генерировать магнитное поле. Есть и другая гипотеза: спонтанная кристаллизация железного расплава. Однако для этого ему нужно остыть до тысячи Кельвинов, что невозможно. Значит, зародыши кристаллизации проникли извне, сделали вывод ученые из США. Например, из нижней мантии. Это крупные куски железа размером десятки и сотни метров. Откуда им там взяться — большой вопрос.Один из ответов лежит на поверхности Земли в виде древних железистых кварцитов. Возможно, более трех миллиардов лет назад из этих пород сложилось дно океанов. Из-за движения плит оно погрузилось в мантию и оттуда — в ядро.Создание магнитного щитаСоотношение радиоактивных изотопов свинца указывает на возраст ядра: порядка четырех с половиной миллиардов лет. Когда возникло магнитное поле, неизвестно. Его следы встречаются уже в самых древних горных породах Земли возрастом 3,5 миллиарда лет. В соответствии с моделью геодинамо для магнитного поля Земли нужна проводящая жидкость, вращение которой сопровождается перемешиванием. Проблема в том, что магнитное поле у быстро вращающихся жидкостей рано или поздно затухает. Судя по геологическим данным, на видимом нам отрезке времени интенсивность магнитного поля Земли не менялась. Должен быть какой-то постоянный мощный источник энергии.На эту роль есть два кандидата. Температурная конвекция, возможная, если внутреннее ядро горячее внешнего, и композиционная конвекция, то есть перемещение элементов из одной части в другую. Это означает, что твердая часть ядра увеличивается. Но бояться полного застывания не стоит. На это понадобится не один миллиард лет.

https://ria.ru/20180820/1526749995.html

https://ria.ru/20190415/1552557085.html

https://ria.ru/20180322/1516957617.html

https://ria.ru/20190129/1550035242.html

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2019

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og. xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

1920

1080

true

1920

1440

true

https://cdnn21.img.ria.ru/images/154760/95/1547609587_273:0:3004:2048_1920x0_80_0_0_9f56f605b2d18ef61f2b25095694cb36.jpg

1920

1920

true

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

наса, венера

Наука, НАСА, Венера

МОСКВА, 13 июн — РИА Новости, Татьяна Пичугина. Северный магнитный полюс продолжает смещаться с территории Канады в сторону архипелага Северная Земля со скоростью 55 километров в год. Ученые предполагают: готовится смена полюсов из-за волнений в жидкой части ядра планеты, недоступной прямым наблюдениям. Что именно там происходит, понять трудно, но есть много гипотез.

Миссия к «железному миру»

В 2022 году NASA собирается отправить аппарат к астероиду Психея, находящемуся между Марсом и Юпитером. Его называют железным миром.

По отражению лучей с поверхности, по тому, как быстро она нагревается и остывает, ученые поняли, что это если не полностью, то по большей части металл. Не исключено, что именно оттуда к нам прилетают железные метеориты. Это происходит очень редко, всего известно не более двух сотен таких событий.

Предполагается, что Психея — ядро планеты земной группы, которая лишилась внешних оболочек. Вместе с Землей и Венерой эта планета формировалась вблизи Солнца, но затем что-то случилось. Может, катастрофа, а может, всему виной повторные разогревы планетоземали — сгустков материи, из которых образуются планеты.

Ученые непременно хотят попасть в «железный мир», и не только ради геологической разведки месторождений в интересах наших потомков. В первую очередь — чтобы вплотную исследовать аналог ядра Земли.

Почему ядро железное

Ядро Земли — интереснейший объект. Его состав и температура отражаются на вышележащих слоях и атмосфере. Ядро — источник магнитного поля, благодаря которому возникла жизнь. Там же — ключ к тайне образования планет земной группы.

Недра Земли исследуют с помощью сейсмических волн и моделирования. Грубо говоря, планета состоит из верхней оболочки — коры, мантии и ядра.

О том, что ядро — железное, свидетельствует несколько фактов. У Земли собственное магнитное поле, словно диполь вставлен по оси вращения. Мантия не может генерировать такое поле, она слишком слабо проводит электрический ток. Согласно модели геодинамо на это способна только проводящая жидкость. Значит, часть ядра — жидкая. Железо — один из самых распространенных элементов в Солнечной системе. Это подтверждается его обилием в метеоритах.

Во внешней части ядра не проходят упругие S-волны, значит, она жидкая. Внутренняя часть ядра радиусом примерно 1221 километр слабо распространяет S-волны — соответственно, она либо твердая, либо в состоянии, симулирующем твердость. Граница двух слоев в ядре довольно четкая, как и между ядром и нижней мантией.

Считается, что ядро железное, с небольшими примесями никеля (на это указывает состав железных метеоритов), кремния, сульфидов и кислорода.

Некоторые особенности прохождения сейсмоволн говорят о том, что внутреннее твердое ядро вращается слегка быстрее, чем мантия и кора, примерно на 0,15 градуса в год.

Когда и как образовалось ядро Земли? Каково в нем соотношение химических элементов? Почему оно не однородное? Какая там температура? Где источник энергии? И главное, почему ядро вообще сформировалось внутри планеты? По каждому из этих и множеству других вопросов есть немало гипотез.

Кому из близнецов повезло

Венеру считают близнецом Земли — она лишь немного меньше по массе и размерам. Но нынешние условия на ее поверхности совершенно другие. У Земли есть собственное магнитное поле, атмосфера и биосфера.

У Венеры из этого списка — только ядовитая атмосфера с облаками из серной кислоты. Следов магнитного поля нет и в геологическом прошлом, хотя они могли и исчезнуть. Вероятно, все дело в происхождении близнецов.

Венера и Земля образовались в одной части газопылевой туманности, окружавшей Солнце. Зародыши планет увеличивались, притягивая к себе все больше материала. Когда масса стала критической, начались разогрев, плавление. Вещество разделялось на фракции: тяжелые элементы оседали внутри, легкие поднимались наверх.

Как полагают ученые из Германии, Японии и Франции, расслоение таких тел, как Земля, идет равномерно и стабильно, каждый слой — однородный. Чтобы ядро получилось двухслойное и неоднородное, где-то ближе к концу процесса планета должна была испытать очень сильный удар другого массивного тела. Часть вещества «пришельца» осталась в недрах Земли, часть была выбита на орбиту, где затем образовалась Луна. От удара внутренности планеты перемешались, и это привело к частичному плавлению ядра.

А вот эволюция Венеры прошла гладко, без ЧП космического масштаба. Расслоение благополучно завершилось с образованием твердого железного ядра, неспособного генерировать магнитное поле.

Есть и другая гипотеза: спонтанная кристаллизация железного расплава. Однако для этого ему нужно остыть до тысячи Кельвинов, что невозможно.

Значит, зародыши кристаллизации проникли извне, сделали вывод ученые из США. Например, из нижней мантии. Это крупные куски железа размером десятки и сотни метров. Откуда им там взяться — большой вопрос.

Один из ответов лежит на поверхности Земли в виде древних железистых кварцитов. Возможно, более трех миллиардов лет назад из этих пород сложилось дно океанов. Из-за движения плит оно погрузилось в мантию и оттуда — в ядро.

© Иллюстрация РИА Новости . Алина Полянина, NASAБолее четырех миллиардов лет назад Земля столкнулась с массивным космическим телом. В результате удара ее формирующееся ядро перемешалось, в нем выделилась жидкая внешняя часть, и это привело к возникновению магнитного поля. Ударом выбило часть вещества Земли, из которого возникла Луна

© Иллюстрация РИА Новости . Алина Полянина, NASA

Более четырех миллиардов лет назад Земля столкнулась с массивным космическим телом. В результате удара ее формирующееся ядро перемешалось, в нем выделилась жидкая внешняя часть, и это привело к возникновению магнитного поля. Ударом выбило часть вещества Земли, из которого возникла Луна

Создание магнитного щита

Соотношение радиоактивных изотопов свинца указывает на возраст ядра: порядка четырех с половиной миллиардов лет. Когда возникло магнитное поле, неизвестно. Его следы встречаются уже в самых древних горных породах Земли возрастом 3,5 миллиарда лет.

В соответствии с моделью геодинамо для магнитного поля Земли нужна проводящая жидкость, вращение которой сопровождается перемешиванием.

Проблема в том, что магнитное поле у быстро вращающихся жидкостей рано или поздно затухает. Судя по геологическим данным, на видимом нам отрезке времени интенсивность магнитного поля Земли не менялась. Должен быть какой-то постоянный мощный источник энергии.

На эту роль есть два кандидата. Температурная конвекция, возможная, если внутреннее ядро горячее внешнего, и композиционная конвекция, то есть перемещение элементов из одной части в другую. Это означает, что твердая часть ядра увеличивается. Но бояться полного застывания не стоит. На это понадобится не один миллиард лет.

Читайте также:

Физическая география: во что одета Земля

1. А – это Антарктида
2. Вулканы. Научный комикс
3. Что скрыто под асфальтом?
4. Планета Земля
5. Как устроена Земля
6. Большое путешествие по планете Земля

Давид Бём
«А – это Антарктида»
Художник Иржи Франта
Перевод с чешского Ксении Тименчик
Издательский проект «А+А», 2022

Как представить себе то, что никогда не видел? Вот Антарктида в разрезе: на макете стекло обозначает поверхность моря (а там надводная и коварная подводная части айсбергов), показаны фирн (замерзший снег), нунатак (скалистый выступ над ледяным покровом) и вечная мерзлота (по-научному многолетняя). А вот коллаж с документальными фотографиями моря: «Море дышит. Волны как вдохи и выдохи. Иногда море словно задерживает дыхание, а иногда – заходится, едва переводит дух». Зимой море замерзает: добраться на континент или покинуть его невозможно.
Это книга – об Антарктиде, о том, как устроен этот ледяной край и какие животные там обитают. Но прежде всего это книга художников. Как-то раз Давид Бём и Иржи Франта взяли сыновей Давида и отправились в экспедицию в Антарктиду, а потом соединили свои впечатления с научными знаниями и создали эту завораживающую книгу.

Подробнее о книге читайте в статье «Непознанный край».

Джон Чад
«Вулканы. Научный комикс»
Художник Софи Голдштейн
Перевод с английского Марии Скаф
Издательство «Манн, Иванов и Фербер», 2018

События в книге происходят на постапокалиптической Земле: планета остыла, а выжившие люди вынуждены собирать вещи, оставшиеся от старого мира, чтобы сжигать их и получать тепло. В центре истории отряд «топливных ищеек»: во время одной из вылазок они попадают в библиотеку, где девочка Аврора находит книгу о вулканах. Она понимает, что именно в них может крыться решение проблемы топлива и обогрева. Аврора пересказывает содержание книги своим друзьям, и вместе с ними мы узнаем, как устроена Земля внутри и как появляются и живут вулканы, какими они бывают, чем они могут быть опасны и полезны. Книга не избегает сложных идей и слов, но формат комикса позволяет подробно проиллюстрировать каждый факт, поэтому для понимания достаточно самых базовых знаний о Земле. Кроме того, в конце книги есть словарик, который дополнительно поясняет использованные в тексте термины.
Эта книга – отличная находка для тех младших школьников, которых больше привлекают захватывающие художественные истории, а не традиционные научно-познавательные книги.

Шарлотта Гийен
«Что скрыто под асфальтом?»
Художник Юваль Зоммер
Издательство «Контэнт», 2019

У этой книги очень необычный формат: она раскладывается в полосу-гармошку длиной 2,5 метра. Переходя со страницы на страницу, читатель движется вглубь Земли, от самых верхних слоев почвы до земного ядра. В подробностях можно рассмотреть и трубы водопровода, проложенные под городской улицей, и верхние слои лесной почвы, в которой обитают и строят свои жилища разные живые существа, и археологические и палеонтологические остатки. Каждая иллюстрация снабжена короткими поясняющими подписями: что такое магма, как обустраивают гнезда животные, насколько важны дождевые черви. Благодаря формату книга заинтересует почти любого ребенка, но при этом она вполне содержательна и довольно много рассказывает об устройстве Земли, а главное, наглядно показывает, как земные слои переходят один в другой и как они связаны друг с другом.

Подробнее о книге читайте в статье «Путешествие сквозь Землю с книгой-путеводителем».

Елена Качур
«Планета Земля»
Художник Анастасия Балатенышева и Анастасия Холодилова
Издательство «Манн, Иванов и Фербер», 2020

В этой книге из серии «Детские энциклопедии с Чевостиком» об устройстве Земли рассказывается просто и понятно, в очень подходящей для старших дошкольников и младших школьников форме игры-путешествия. Герои книги, профессор дядя Кузя и маленький любопытный Чевостик, с помощью аппарата «лётоплавоныра» то погружаются вглубь океанов или самой Земли, то взмывают над ней, постоянно обсуждая между собой, что они видят и слышат и почему это происходит. Для объяснения сложных абстрактных понятий маленьким читателям предлагаются доступные образы: например, в качестве модели Земли выступает апельсин с дольками-меридианами. Рассказ поясняется и закрепляется на рисунках: это могут быть и развернутые схемы с подписями, и картинки-образы, и сюжетные иллюстрации о приключениях Чевостика.

Подробнее о книге читайте в статье «Планета-апельсин, дождик «вверх ногами» и другие интересные вещи».

Юлия Смирнова
«Как устроена Земля»
Художник Ляйсан Сафина
Издательство «Качели», 2019

В этой небольшой книге рассказывается о том, что такое земная кора и что находится под ней, почему извергаются вулканы и отчего на вершинах самых больших гор всегда холодно, как образуются полезные ископаемые и откуда в земле берутся останки древних животных. Каждой теме посвящен один разворот с несколькими абзацами текста. Книга написана ясным языком, все слова, которые могут быть новыми для ребенка («геолог», «магма», «окаменелости»), поясняются в самом тексте. В первую очередь это именно книга для чтения, и подойдет она детям начиная лет с 5‒6, но некоторые иллюстрации дополнительно поясняют текст: на них Земля изображена в разрезе и наглядно показано, как устроена земная кора и другие, более глубокие земные слои.

Джон Фарндон
«Большое путешествие по планете Земля»
Художник Тим Хатчинсон
Перевод с английского Анны Хелемендик
Издательство «Лабиринт Пресс», 2020

Эта книга не только о физической географии ‒ есть в ней и развороты, посвященные движению Земли в космосе, Луне, зарождению жизни, экологии. Однако большая часть книги рассказывает о внешних и внутренних земных оболочках. Каждый разворот предваряется вопросом. Например: как движутся литосферные плиты? Из чего сделана почва? Как появляются горы? Ответы даются в коротких блоках текста и подробных иллюстрациях. Изучать книгу могут читатели разных возрастов. На иллюстрациях много деталей, поэтому детям помладше будет интересно ее рассматривать, особенно в сопровождении объяснений взрослых. А дети постарше, которые уже немного знают об устройстве Земли, могут читать книгу самостоятельно. Хотя в ней иногда встречаются довольно сложные слова, в конце есть словарик, который их все разъясняет.

Все главное на Папмамбуке

Подпишитесь на материалы «Папмамбука» – и каждую неделю вы будете узнавать интересное
о книгах, их создателях и читающих детях.

Презентация по окружающему миру на тему Голубая планета Земля. Как устроена Земля доклад, проект

• Главная
• Разное
• Образование
• Спорт
• Естествознание
• Природоведение
• Религиоведение
• Французский язык
• Черчение
• Английский язык
• Астрономия
• Алгебра
• Биология
• География
• Геометрия
• Детские презентации
• Информатика
• История
• Литература
• Математика
• Музыка
• МХК
• Немецкий язык
• ОБЖ
• Обществознание
• Окружающий мир
• Педагогика
• Русский язык
• Технология
• Физика
• Философия
• Химия
• Шаблоны, фоны, картинки для презентаций
• Экология
• Экономика

Презентация на тему Презентация по окружающему миру на тему Голубая планета Земля. Как устроена Земля, предмет презентации: Окружающий мир . Этот материал в формате pptx (PowerPoint) содержит 21 слайдов, для просмотра воспользуйтесь проигрывателем. Презентацию на заданную тему можно скачать внизу страницы, поделившись ссылкой в социальных сетях! Презентации взяты из открытого доступа или загружены их авторами, администрация сайта не отвечает за достоверность информации в них, все права принадлежат авторам презентаций и могут быть удалены по их требованию.

ГОЛУБАЯ ПЛАНЕТА ЗЕМЛЯ.
КАК УСТРОЕНА ЗЕМЛЯ.

КРОССВОРД

КРОССВОРД

КРОССВОРД

КРОССВОРД

КРОССВОРД

КРОССВОРД

Планеты Солнечной системы

Проект: информационный.
Цель проекта: собрать информацию по данной теме.
Гипотеза: похожи ли планеты Солнечной системы друг на друга?
Результат: макет, презентация.

Меркурий

Венера

Земля

Марс

Юпитер

Сатурн

Уран

Нептун

Плутон

Солнце

Физминутка

По порядку все планеты
Назовёт любой из нас.
Раз – Меркурий,
Два – Венера,
Три – Земля,
Четыре – Марс,
Пять – Юпитер,
Шесть – Сатурн,
Семь – Уран,
За ним Нептун,
Он восьмой идёт по счёту,
А за ним уже, потом,
И девятая планета
Под названием Плутон.

Внутреннее строение Земли

ТЕСТ

1. КАКУЮ ФОРМУ ИМЕЕТ ЗЕМЛЯ?
А) треугольника;
Б) квадрата;
П) шара;
2. ПОЧЕМУ ЗЕМЛЮ НАЗЫВАЮТ ГОЛУБОЙ ПЛАНЕТОЙ?
Я)поверхность покрыта водой морей и океанов;
Б)покрашена синей краской;
Ж)покрыта льдами.
3.КАКАЯ ПО СЧЁТУ ЗЕМЛЯ ОТ СОЛНЦА?
А) 7
Т) 3
В) 5
4.НАЙДИТЕ ПРАВИЛЬНЫЙ ПОРЯДОК СТРОЕНИЯ ЗЕМЛИ.
Ь) ядро, мантия, земная кора;
Н) мантия, ядро, земная кора;
В) земная кора, ядро, мантия.

ТЕСТ

1.КАКУЮ ФОРМУ ИМЕЕТ ЗЕМЛЯ?
А) треугольника;
Б) квадрата;
П) шара;
2. ПОЧЕМУ ЗЕМЛЮ НАЗЫВАЮТ ГОЛУБОЙ ПЛАНЕТОЙ?
Я)поверхность покрыта водой морей и океанов;
Б)покрашена синей краской;
Ж)покрыта льдами.
3.КАКАЯ ПО СЧЁТУ ЗЕМЛЯ ОТ СОЛНЦА?
А) 7
Т) 3
В) 5
4.НАЙДИТЕ ПРАВИЛЬНЫЙ ПОРЯДОК СТРОЕНИЯ ЗЕМЛИ.
Ь) ядро, мантия, земная кора;
Н) мантия, ядро, земная кора;
В) земная кора, ядро, мантия.

ТЕСТ

1. КАКУЮ ФОРМУ ИМЕЕТ ЗЕМЛЯ?
А) треугольника;
Б) квадрата;
П) шара;
2. ПОЧЕМУ ЗЕМЛЮ НАЗЫВАЮТ ГОЛУБОЙ ПЛАНЕТОЙ?
Я)поверхность покрыта водой морей и океанов;
Б)покрашена синей краской;
Ж)покрыта льдами.
3.КАКАЯ ПО СЧЁТУ ЗЕМЛЯ ОТ СОЛНЦА?
А) 7
Т) 3
В) 5
4.НАЙДИТЕ ПРАВИЛЬНЫЙ ПОРЯДОК СТРОЕНИЯ ЗЕМЛИ.
Ь) ядро, мантия, земная кора;
Н) мантия, ядро, земная кора;
В) земная кора, ядро, мантия.

ТЕСТ

1.КАКУЮ ФОРМУ ИМЕЕТ ЗЕМЛЯ?
А) треугольника;
Б) квадрата;
П) шара;
2. ПОЧЕМУ ЗЕМЛЮ НАЗЫВАЮТ ГОЛУБОЙ ПЛАНЕТОЙ?
Я)поверхность покрыта водой морей и океанов;
Б)покрашена синей краской;
Ж)покрыта льдами.
3.КАКАЯ ПО СЧЁТУ ЗЕМЛЯ ОТ СОЛНЦА?
А) 7
Т) 3
В) 5
4.НАЙДИТЕ ПРАВИЛЬНЫЙ ПОРЯДОК СТРОЕНИЯ ЗЕМЛИ.
Ь) ядро, мантия, земная кора;
Н) мантия, ядро, земная кора;
В) земная кора, ядро, мантия.

ТЕСТ

1. КАКУЮ ФОРМУ ИМЕЕТ ЗЕМЛЯ?
А) треугольника;
Б) квадрата;
П) шара;
2. ПОЧЕМУ ЗЕМЛЮ НАЗЫВАЮТ ГОЛУБОЙ ПЛАНЕТОЙ?
Я)поверхность покрыта водой морей и океанов;
Б)покрашена синей краской;
Ж)покрыта льдами.
3.КАКАЯ ПО СЧЁТУ ЗЕМЛЯ ОТ СОЛНЦА?
А) 7
Т) 3
В) 5
4.НАЙДИТЕ ПРАВИЛЬНЫЙ ПОРЯДОК СТРОЕНИЯ ЗЕМЛИ.
Ь) ядро, мантия, земная кора;
Н) мантия, ядро, земная кора;
В) земная кора, ядро, мантия.

ТЕСТ

1.КАКУЮ ФОРМУ ИМЕЕТ ЗЕМЛЯ?
А) треугольника;
Б) квадрата;
П) шара;
2. ПОЧЕМУ ЗЕМЛЮ НАЗЫВАЮТ ГОЛУБОЙ ПЛАНЕТОЙ?
Я)поверхность покрыта водой морей и океанов;
Б)покрашена синей краской;
Ж)покрыта льдами.
3.КАКАЯ ПО СЧЁТУ ЗЕМЛЯ ОТ СОЛНЦА?
А) 7
Т) 3
В) 5
4.НАЙДИТЕ ПРАВИЛЬНЫЙ ПОРЯДОК СТРОЕНИЯ ЗЕМЛИ.
Ь) ядро, мантия, земная кора;
Н) мантия, ядро, земная кора;
В) земная кора, ядро, мантия.
ПЯТЬ

БЕРЕГИ ЗЕМЛЮ!

БЕРЕГИ ЗЕМЛЮ !

Домашнее задание:
1 уровень: написать сочинение на тему: «Чем я могу помочь планете Земля».
2 уровень: пересказать текст учебника с.55.

Скачать презентацию

Что такое shareslide.ru?

Это сайт презентаций, где можно хранить и обмениваться своими презентациями, докладами, проектами, шаблонами в формате PowerPoint с другими пользователями. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами.

Для правообладателей

Обратная связь

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Строение и химия Земли – аналитический портал ПОЛИТ.РУ

Облик нашей планеты и ее эволюция обусловлены процессами, которые происходят в ее глубинах. Каков химический состав мантии и ядра Земли? Каковы температуры и давления там? Из каких химических веществ они состоят, и каковы их свойства? Есть ли связь между химией высоких давлений и появлением жизни на Земле (а также периодическими глобальными вымираниями)? Что нового мы узнали о своей планете благодаря изучению ее вещества при высоких температурах и давлениях? Об этом и пойдет речь в лекции Артёма Оганова, химика, кристаллографа-теоретика, профессора РАН, члена Европейской Академии, профессора Сколтеха.

Сегодня я расскажу вам об одном из основных своих направлений работы. У меня несколько направлений, одно — это дизайн материалов, а другое — изучение вещества в недрах планеты. Тема на самом деле общая — мы изучаем вещество, его строение, и то, как это строение обуславливает свойства и поведение вещества. Найдя ключ к пониманию строения вещества, научившись предсказывать строение вещества, мы можем изучать вещество на самых разных просторах — от приборов и технологий до недр планет.

Поговорим немного о планетах — какие они бывают, какое место среди них занимает наша Земля. В Солнечной системе планеты бывают каменные (их также называют планетами земного типа) — это Меркурий, Венера, Земля, Марс, и газовые гиганты — Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Уже известно несколько тысяч планет за пределами Солнечной системы, их называют экзопланетами. Кстати, среди каменных экзопланет известны планеты намного более крупные, чем Земля — вплоть до 20 земных масс, их называют суперземлями.

Мы знаем температуру и давление внутри Земли — например, давление в центре Земли 3,64 млн атмосфер, а температура примерно 6 тыс градусов Кельвина. Менее точно мы знаем давление и температуру в недрах других планет.

Артем Оганов / Фото: Алексей Никодимов

Юпитер и Сатурн состоят в основном из смеси водорода и гелия, и характеризуются — в особенности Сатурн — большим избыточным тепловым потоком. То есть Сатурн излучает больше тепла, чем получает от Солнца. И этому есть объяснение: при высоких давлениях, которые создаются в недрах этой гигантской планеты, водород становится металлическим, а гелий — нет. И эта смесь разделяется на две компоненты: более легкий металлический водород и более тяжелый неметаллический гелий. И вот более тяжелый гелий образует капельки, которые падают в гравитационном поле Сатурна. И гравитационная энергия переходит в тепловую посредством трения этих капелек об жидкие «внутренности» Сатурна. За счет этого «гелиевого дождя» и производится тепло в недрах этой планеты. В Юпитере это тоже происходит, но в меньшем масштабе, поскольку недра Юпитера более горячие и гелий с водородом лучше смешиваются.

Уран и Нептун — другие. Они состоят из смеси воды, метана и аммиака. Из этих двух планет Нептун тоже характеризуется большим избытком теплового потока. Предполагают, что в недрах Нептуна образуются алмазы. Нептун и Уран — это тоже жидкие планеты, газово-жидкие. В недрах Нептуна, как считают, образуется алмаз — он плотный, твердый, эти кристаллики падают в недрах Нептуна в огромных количествах, и за счет этого генерируется тепло. За счет падения огромного количества алмазов. Пока еще эта гипотеза вызывает вопросы, но это пока что лучшее, что у нас есть.

Вот такие удивительные миры скрываются за пределами нашей планеты. Посмотрим на шкалу давлений, которая существует внутри планет Солнечной системы, в гигапаскалях, ГПа. 1 ГПа — это десять тысяч атмосфер, а давления в центре планет порядка сотен гигапаскалей. Чтобы создать давление в 100 ГПа, то есть 1 миллион атмосфер, вам нужно поймать 200 слонов, и их совокупный вес приложить к площади в один квадратный сантиметр. Давление в центре Земли — почти 4 млн атмосфер. Давление в центре Венеры примерно такое же. Давление в центре Марса чуть ниже, в центре Юпитера или Сатурна значительно выше. При такого рода давлениях можно ожидать фундаментального изменения в химических связях между атомами. Мы ожидаем, что атомы будут вести себя совсем не так, как при нормальных условиях. Например, кислород под давлением является сверхпроводником. При нормальных условиях кислород не является металлом, а при давлении в миллион атмосфер он становится сверхпроводящим металлом. Ну, и много других подобных «сюрпризов».

Если мы посмотрим на уникальные данные, которые собрали советские физики в 1960-е годы, мы увидим, что при очень высоких давлениях нарушается даже периодический закон Менделеева. Посмотрим на изменение атомного объема с порядковым номером. Вы видите пилообразную периодическую зависимость — классическое подтверждение закона Менделеева. При давлении в 3 млн атмосфер мы все еще наблюдаем эту «пилу», но она значительно «приглушена»; при давлении в 10 млн атмосфер «пилы» уже нет, фактически можно говорить, что и периодического закона тут нет. Но есть какая-то «шероховатость» в зависимости атомного объёма от атомного номера. А при давлении в 30 млн атмосфер даже «шероховатости» нет, есть плавное изменение физических и химических изменений свойств элементов с порядковым номером. Химия в таких условиях сверхвысоких давлений оказывается не действенной. Вместо электронов на атомных s-, p-, d-, f- орбиталях, мы имеем электроны, размазанные в «картофельное пюре» — электронный газ. И привычная химия с периодическим законом уступает физике электронного газа.

Артем Оганов / Фото: Алексей Никодимов

В этой лекции мы говорим про давления на один-два порядка меньше, чем те, при которых это происходит. При такого рода давлениях химия по-прежнему существует, но значительно меняется. Например, мы нашли — теоретически и экспериментально — новую стабильную структуру бора, где один тип атомов бора отдает электроны, а другие атомы бора притягивают электроны на себя. В результате часть атомов заряжена положительно, часть — отрицательно, но это атомы одного и того же элемента, просто они играют разную роль в кристаллической структуре. А вот еще более удивительное предсказание, тоже подтвержденное экспериментом: что при высоких давлениях натрий перестает быть металлом. Мы привыкли называть натрий и другие элементы I группы щелочными металлами, но под давлением натрий уже не металл, а прозрачный диэлектрик. И здесь вы видите экспериментальный образец натрия в просвечивающем свете, и видно, что он, действительно, прозрачен и имеет оранжевый цвет. Это совершенно удивительные предсказания и их экспериментальные подтверждения.

Итак, химия под давлением меняется очень сильно. Мы говорим про давления, присущие недрам Земли. Из чего она состоит, как устроена? Мы знаем это из разных источников. Конечно, мы можем изучать горные породы и минералы с поверхности Земли, даже пробурить внутрь Земли, но это нас заведет не очень далеко. Самая глубокая скважина — Кольская сверхглубокая — имеет глубину чуть больше 12 километров (а радиус Земли почти 6400 км), и пробурить даже на 12 км было очень трудно. Таким образом, мы должны исходить из каких-то косвенных данных. Самый важный метод косвенного изучения недр Земли — сейсмология, когда мы изучаем прохождение упругих волн через недра нашей планеты. Волны достаточной мощности генерируются в землетрясениях. Когда у вас есть сейсмическая волна, упругая или звуковая волна — это одно и то же — она распространяется по всем направлениям, следуя, как ни странно, законам геометрической оптики: отражаясь или преломляясь от границ сред с разными скоростями распространения волн. И вот, применяя законы геометрической оптики для распространения в данном случае сейсмических волн, и решая обратную задачу, мы много смогли узнать о недрах Земли. Где находится сейсмическая граница между, скажем, ядром и мантией, или между внутренним ядром и внешним ядром, и так далее. Все эти границы удалось достаточно точно локализовать и описать. Как меняются свойства вещества при пересечении каждой из этих границ? Например, как меняется плотность? Удалось построить сейсмическую модель Земли. Надо сказать, что эта история до сих продолжается, хотя самые великие геофизические открытия, наверное, уже были сделаны за последние 100 лет. Эта эпопея началась чуть больше 100 лет назад, но последние важные открытия были сделаны в начале 2000-х годов, то есть, люди до сих пор находят что-то новое.

Мы узнали кое-что о составе Земли, хотя и не можем добурить до центра, но все же кое-что знаем. Модели состава Земли основаны на составе особого типа метеоритов, углистых хондритов CI, которые, как считается, представляют первичное вещество Вселенной. И считается, что этот состав соответствует составу вещества Земли и вещества Солнца (если брать нелетучие элементы). В Солнце, конечно, очень много летучих элементов — водород, гелий, но если вы уберете эти летучие элементы, то соотношение всех остальных элементов на Земле и на Солнце будет одинаково, потому что они произошли из одного и того же газово-пылевого облака.

Итак, у нас есть представление о среднем составе всей Вселенной. Если мы уберем водород и гелий, а также и другие летучие элементы, то получим то, что считаем составом Земли. И то же самое касается Солнца и метеоритов. Но состав Земли очень сильно дифференцирован. Средний состав — это если бы мы взяли всю Землю, перемешали бы ее на миксере, и провели химический анализ. На самом деле, земная кора, земное ядро, земная мантия имеют совершенно разные составы. Мы знаем, что земное ядро — это, грубо говоря, железо-никелевый сплав. Это сильно сжатое и горячее железо в сплаве с никелем. А мантия Земли — это, в основном, силикаты магния. А земная кора — это, в основном, продукты выплавления из мантии, обогащенные щелочными металлами и другими элементами — например, фосфором, литием, бором, ураном, а также обогащенные элементами жизни — углеродом, водородом, азотом.

Артем Оганов / Фото: Алексей Никодимов

Важную роль играет динамика мантии и ядра Земли. В мантии потоки горячего вещества идут вверх, холодные потоки мантийного вещества идут вниз. Этот процесс протекает на больших масштабах. Благодаря этому процессу , например, континенты дрейфуют друг относительно друга. Южная Америка и Африка раньше были одним континентом, но благодаря этим мантийным потокам они дрейфуют в противоположные стороны, их как бы «разрывает». Благодаря этой конвекции индийская плита «врезалась» в евразийскую.

Это очень важный процесс, который формирует нашу жизнь: землетрясения, вулканизм, дрейф континентов — все это происходит благодаря конвекции в мантии Земли. Сам по себе этот процесс очень интересен, потому что мантия Земли не является жидкостью или газом. Мы привыкли к конвекции в жидкости или газе, мы видим конвекцию в воздухе у костра или в чашке чая. В твердой мантии Земли конвекция тоже происходит, но с меньшей скоростью, примерно сантиметр в год. Казалось бы, пустяк, но если помножить эту скорость на геологические масштабы времени, на сотни миллионов лет, и станет понятно, что за это время вещество земной мантии может много раз пройти по кругу как через мясорубку.

Конвекция также присуща ядру Земли. Внешнее ядро Земли жидкое, расплавленное, а внутреннее — кристаллическое, твердое. И внешнее ядро Земли находится в состоянии довольно быстрой конвекции. Эта конвекция расплавленного электропроводящего вещества и генерирует наше магнитное поле. Оно связано не с тем, что ядро железное, а железо магнитное, нет. При давлениях и температурах ядра Земли железо уже немагнитное. Ядро создает магнитное поле не потому, что там магнитное железо, железо там размагнитилось, а благодаря тому, что там есть конвективное движение электропроводящей жидкости.Например, Юпитер обладает еще более сильным магнитным полем, чем Земля. Скорее всего, там нет или почти нет железного ядра, зато там есть вихревые потоки металлического водорода. Экспериментально магнитные поля планет изучают, помещая расплавленные металлы, такие, например, как натрий, в большие объемы, где происходит их помешивание. Помешивая расплавленный металл, вы можете сгенерировать магнитное поле примерно такого же типа, как у Земли. Магнитное поле Земли очень важно, потому то оно защищает нашу планету от потока заряженных частиц, в частности, от солнечного ветра. Если бы магнитного поля не было, то солнечный ветер — этот поток заряженных частиц — уничтожил бы жизнь. Собственно, он не дал бы ей даже зародиться. Поэтому мы знаем, что жизнь могла возникнуть только на планете, на которой есть магнитное поле.

Если говорить про минералы, то на поверхности Земли известно около 5000 минеральных видов, но доминирующими минералами являются полевые шпаты и кварц — больше 80% объема земной коры. Когда мы спускаемся ниже, считается, что минеральное разнообразие уменьшается. Минералы, которые мы предполагаем найти в недрах Земли, можно уже пересчитать по пальцам. В верхней мантии это оливин, пироксены, гранаты. В переходной зоне появляется новый минерал — вадслеит. Когда мы пересекаем границу 670 км и попадаем в нижнюю мантию Земли, то минералогия и химия претерпевают большие изменения, и тут доминируют перовскиты. Кстати, собственно перовскит это титанат кальция, встречающийся в маленьких количествах на поверхности Земли. В нижней мантии Земли возникают магниевый и кальциевый силикатные перовскиты. Магний-силикатный перовскит это минерал бриджманит, и это самый важный минерал на Земле, составляющий примерно 40% от объема всей Земли или же около 80% объёма нижней мантии. На поверхности Земли этот минерал был найден всего лишь несколько лет назад. И недавно открыли (с моим участием) минерал пост-перовскит, из самой нижней мантии Земли, он составляет примерно 80% объёма слоя D», у самой границы мантии с ядром.

Минералогические превращения обусловливает множество интересных вещей. В частности, некоторые глубинные землетрясения на Земле, вероятно, связаны с ними. Землетрясения малых глубин связаны просто с хрупкой деформацией — одна плита надвигается на другую, происходит хрупкая деформация. Глубинные землетрясения так не объяснить, потому что вещество становится гораздо более пластичным. Как считается, происходит фазовое превращение минералов. Например, минерал как серпентин, содержащий довольно много воды, на глубине обезвоживается, и это резкое обезвоживание и связанное с ним изменение объёма может объяснить некоторые из глубинных землетрясений.

Лекция на красной площади / Фото: Алексей Никодимов

Поговорим немного про ядро. Внешнее ядро — жидкое, расплавленное, а внутреннее — кристаллическое. И до сих пор ведутся жесточайшие дискуссии — какова же кристаллическая структура железа в условиях ядра Земли. Ядро это железо-никелевый сплав, но там также порядка 15% более легких элементов. Каких? Сера, кремний, углерод, кислород, водород. В какой пропорции — не знает никто. Множество моделей, но друг с другом они никак не сходятся. Перед вами полушуточный график, из которого видно, что на 1995-й год «лидировала» сера — большинство авторов предпочитало серу, на втором месте внезапно оказался кислород, который до того был достаточно непопулярен. Демократия в науке не работает, решается вопрос не большинством голосов, а логичностью выводов и их согласованностью с фактами.

До недавнего времени кристаллические структуры веществ можно было изучать только экспериментально. Предсказывать, какую структуру будет иметь ещё не полученное вещество, считалось невозможным. Эту задачу нам удалось решить, разработав эволюционный метод USPEX, где компьютер генерирует разные модели кристаллических структур, отбраковывает наименее стабильные из них, а на основе более стабильных конструирует новые модели кристаллических структур, пока не находит наилучшую. Это оказался эффективный метод, который даже при небольших ресурсах позволяет решать сложные задачи. Используют его уже тысячи ученых, как для предсказания новых материалов, так и для изучения вещества в экстремальных условиях.

Вот силикат магния при давлении 120 ГПа, то есть, 1,2 млн атмосфер. Мы начинаем со случайных структур, взятых «из ниоткуда», и наш эволюционный алгоритм генерирует новые модели структуры до тех пор, пока не находит наилучшую. В результате получается структура, в точности соответствующая стабильной структуре силиката магния. Что нам это дает? Ни много ни мало, как объяснение геофизических аномалий, которые были известны начиная с 1930-х годов. Много десятилетий были известны эти аномалии, но никто не мог их объяснить. Эта новая модификация силиката магния, которую мы назвали пост-перовскитом, доминирует в составе слоя D», на схеме строения Земли вы видите, что этот слой имеет крайне нерегулярные контуры. В каких-то местах он отсутствует, в каких-то достигает примерно 300 км в толщину. Все остальные оболочки Земли имеют более-менее ровные контуры, а этот слой — нет. И вещество этого слоя анизотропно, то есть сейсмические волны распространяются в разных направлениях с разной скоростью. Это необычно.

Лекция на Красной площади / Фото: Виктор Чернышов

А объясняется это тем, что образуется новая структура, вот этот самый пост-перовскит, который я только что вам показал. И эта структура слоистая и, разумеется, в любой слоистой структуре свойства будут различаться в разных направлениях. И если эти кристаллы ориентировать неким образом, то свойства будут зависеть от направления. Удалось выяснить еще много чего. С помощью предсказанного поля стабильности этой фазы удалось объяснить, почему этот загадочный слой имеет такую сильно меняющуюся толщину. Дело в том, что область стабильности этой фазы зависит от температуры. Если температура высокая, то пост-перовскит устойчив в очень маленьком диапазоне давлений, а там, где температура низкая, он устойчив в большем диапазоне давлений. Это объяснило, почему в каких-то местах этот слой отсутствует, а в каких-то местах он очень толстый. Мы видим, что с ростом температуры стабильность пост-перовскита падает. Когда Земля еще только-только образовалась и была очень горячей, температуры были такими высокими, что этого слоя не было. Этот слой родился в процессе охлаждения Земли, и даже до сих пор этот слой растет. Мы знаем еще одну оболочку Земли, которая растёт в процессе охлаждения Земли — твердое внутреннее ядро, по мере охлаждения Земли оно медленно выкристаллизовывается из жидкого ядра. Из условий, необходимых для стабильности пост-перовскита, можно заключить, что нет никакого пост-перовскита на таких планетах, как Марс или Меркурий. Он может быть на Венере, которая таких же размеров, как Земля, он есть на Земле. Он будет на более крупных планетах, но не на более мелких.

Кстати говоря, свойства этого самого пост-перовскита позволили объяснить еще одну загадку: периодическое изменение продолжительности суток. С периодом около 10 лет она меняется на несколько миллисекунд. И это связано с тем, что пост-перовскитовый слой D» имеет высокую электропроводность, и его взаимодействие с магнитным полем Земли оказывает влияние на скорость вращения Земли вокруг своей оси. Это было показано геофизиками достаточно давно, но не было известно, откуда берется эта электропроводность. Сейчас мы знаем, что за неё отвечает пост-перовскит.

Кстати, фазовый переход из перовскита в пост-перовскит должен ускорять конвекцию Земли. Есть фазовые переходы, которые являются барьерами для этой конвективной динамики, а есть переходы, которые ее подстегивают — и пост-перовскитовый переход относится именно к этому типу. Это означает, что в тот момент, когда пост-перовскит возник — не с момента образования Земли, а через сколько-то сотен миллионов лет, и точнее пока что сказать нельзя, ведь мы пока еще не очень хорошо понимаем, как менялись температуры в ходе эволюции Земли — динамика Земли изменилась. Конвективное движение должно было ускориться. Возможно, в тот момент возникла тектоника плит. Что это означает для нас? Эта самая конвекция и является механизмом, который приносит летучие элементы к поверхности Земли — углерод, водород, кислород, азот, и многие другие. Без этого не возникла бы жизнь. Это красивая идея, которую высказали японские учёные. Если так, то именно благодаря пост-перовскиту жизнь и возникла, потому что с его появлением был ускорен механизм экстракции летучих элементов из глубин на поверхность Земли. Что мне нравится в нашей науке и в науке вообще — удивительные связи между, казалось бы, несвязанными вещами. Казалось бы, где жизнь и мы с вами, и где пост-перовскит. Но без него, возможно, и нас бы не было.

Как я уже сказал, поведение элементов меняется, они ведут себя под давлением совсем не так, как обычно. Мы научились с помощью нашего метода предсказывать стабильные химические составы — и оказывается, что под давлением возникают соединения, о которых мы даже и не подумали бы, что они возможны. Например, сплавы железа с разными элементами — кремнием, серой, углеродом, водородом, кислородом. Изучая эти системы и сравнивая результаты моделирования с измеренными свойствами внутреннего кристаллического ядра Земли, можно сделать первую гипотезу о том, каков может быть состав. Можно правдоподобно описать внутреннее ядро, используя только углерод. Можно, используя только кислород. Есть еще также модели, в которых содержится кремний и водород, или сера и водород. Нам удалось еще сузить пространство поиска. Вот здесь показана одна из лучших моделей — 88% железо-никелевого сплава, 5% серы, 5% водорода и 2% кислорода. Это одна из лучших моделей на сегодняшний день, но мы продолжаем и дальше ограничивать пространство возможных составов. Может быть, в скором времени у нас будет возможность представить на ваш суд окончательную модель состава ядра.

Лекция на Красной площади / Фото: Виктор Чернышов

В системах Fe-H и Fe-C возникает множество необычных соединений. Но самая яркая иллюстрация к таким необычным соединениям — это система Na-Cl. Мы привыкли, что хлорид натрия — это соль, NaCl. Другого состава классическая химия нам не разрешает. Под давлением образуются новые соединения. Вот результаты предсказаний, полученных с помощью нашего метода: под давлением возникают Na₂Cl, Na₃Cl, Na₄Cl₃, NaCl₃, NaCl₇, большинство из которых являются — подумайте! — металлами, то есть соединениями, проводящими электроны. Можно сказать, что это металлический сплав. И это не та химия, к которой мы привыкли. Удивительно. Эти соединения были получены экспериментально.

Такого рода необычные соединения возникают практически во всех химических системах при достаточно высоких давлениях. Любая система, если ее хорошенечко сдавить, тоже даст такие странные соединения.

Система Si-O — тут возникают SiO и SiO₃. При нормальных условиях стабиле только SiO₂, а под давлением SiO₃ и SiO тоже будут стабильны. Смотрим на систему Mg-O: при нормальных условиях только MgO стабилен, а при высоких давлениях также стабильны МgO₂, MgO₃, Mg₃O₂.

Очень любопытное предсказание, и вновь подтверждённое экспериментом — это соединение FeO₂, это предсказание было сделано китайскими учёными с помощью моей программы. Этот FeO₂ возникает в условиях мантии Земли и может служить своего рода аккумулятором кислорода. Идея про кислородный аккумулятор в ее изначальном виде уже опровергнута, но она настолько красива, что, может быть, в каком-то виде и воскреснет. В чем идея? Под давлением становится стабильным соединение FeO₂, это экспериментально доказано, это факт. Входящий в состав осадочных пород гидроксид железа (фактически, ржавчина) опускается в ходе субдукции плит, и на глубине преобразуется в FeO₂ с выделением водорода. Но вещество мантии Земли находится в состоянии круговорота и пласты, содержащие FeO₂, в какой-то момент снова всплывут к поверхности, где давления недостаточны для существования FeO₂, и это вещество распадётся с образованием FeO или Fe₂O₃ и выделением кислорода. То есть, возникает процесс, при котором в глубоких недрах Земли запасается кислород в виде FeO₂, и когда это вещество оказывается на меньших глубинах, этот кислород выбрасывается в атмосферу.

Это было использовано для объяснения удивительного явления в истории, серии так называемых «кислородных катастроф», самая важная из которых случилась чуть больше 2 миллиардов лет назад. Здесь есть график, который показывает содержание кислорода в нашей атмосфере. Когда Земля была молодая, никакого кислорода в атмосфере не было (зато было много метана). Кислород появился в больших количествах 2,2 млрд лет назад и с тех пор его содержание росло почти монотонно. Откуда он взялся и почему его содержание росло, вообще говоря, неизвестно. Главенствует гипотеза, что это сине-зеленые водоросли сгенерировали кислород в качестве продукта своей жизнедеятельности, в качестве продукта фотосинтеза. Другое объяснение — FeO₂, который выходит с глубин Земли и выделяет этот кислород. Это привело к массовому вымиранию, потому что первичная жизнь была бескислородная; более того, кислород для той первичной жизни был ядом. И жизни на Земле пришлось довольно долго приспосабливаться к кислородной атмосфере. Видно, что в истории Земли был всплеск содержания кислорода в атмосфере, соответствующий грубо жизни динозавров. И это не случайно — такие огромные животные требовали большого количества кислорода для выработки достаточного количества энергии. А потом содержание кислорода пошло на спад. Циклические глобальные вымирания, приходы и уходы живых видов, возможно, связаны с содержанием кислорода в атмосфере.

Вот ещё один совершенно новый поворот: мы предсказали и экспериментально доказали, что под давлением гелий образует соединения Na₂He, очень устойчивое и полученное экспериментально. Мы также предсказали, что гелий вступит в реакцию с оксидом натрия Na₂O, и образует соединение Na₂HeO. После нашей работы вышел ряд работ, в которых было показано, что гелий реагирует с такими соединениями, как H₂O, SiO₂, MgF₂, CaF₂, FeO₂. Напомню, что геохимики до недавних пор считали, что гелий химически абсолютно инертен и не может удерживаться в недрах Земли — очевидно, что эти представления ошибочны, и гелий под давлением способен образовывать множество устойчивых соединений. Напомню, что гелий — распространённости элемент во Вселенной.

Я надеюсь, что то, что я вам рассказал сегодня, доказало то, что наука едина: химия, физика, геология, астрономия — границы между ними достаточно сильно размыты. Изучая строение и свойства вещества, в частности, при высоких давлениях, мы можем понять очень много и про нашу планету, и про другие миры.

Планета Земля // Смотрим

• Профиль

подкаст

подкаст обновляется

• Цикл «Глубины Земли». Гости эфира – Анна Михайловна Дымшиц, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник Института земной коры СО РАН и Егор Николаевич Иванов, кандидат географических наук, научный сотрудник Института географии им В.Б. Сочавы СО РАН.
  20 июня 2022

• Цикл «Климат Земли и других планет». Гость эфира – Александр Вячеславович Родин, кандидат физико-математических наук, исполнительный директор научно-технического центра мониторинга окружающей среды и экологии МФТИ.
  02 июня 2022

• Цикл «Глубины Земли». Гости эфира – Анна Михайловна Дымшиц, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник Института земной коры Сибирского отделения РАН и Сергей Михайлович Аксёнов, кандидат геолого-минералогических наук, заведующий лабораторией арктической минералогии и материаловедения Кольского научного центра РАН.
  21 марта 2022

• Цикл «Климат Земли и других планет». Гость эфира – Александр Вячеславович Родин, кандидат физико-математических наук, исполнительный директор научно-технического центра мониторинга окружающей среды и экологии МФТИ.
  13 января 2022

• Цикл «Глубины Земли». Гости эфира – Анна Михайловна Дымшиц, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник Института земной коры Сибирского отделения РАН, и Валентин Петрович Афанасьев, доктор геолого-минералогических наук, главный научный сотрудник Института геологии и минералогии им. Соболева, г. Новосибирск.
  05 января 2022

• Цикл «Центр подготовки космонавтов изнутри». Гость эфира – Мария Эдуардовна Пушкарь-Василевская, заместитель начальника клинического отдела — медицинского управления ЦПК, врач высшей категории.
  30 декабря 2021

• Цикл «Климат Земли и других планет» . Гость эфира – Александр Вячеславович Родин, кандидат физико-математических наук, исполнительный директор научно-технического центра мониторинга окружающей среды и экологии МФТИ.
  16 декабря 2021

• Цикл «Глубины Земли». Гости эфира – Анна Михайловна Дымшиц, кандидат геолого-минералогических наук Старший научный сотрудник Института земной коры Сибирского отделения РАН и Роман Витальевич Веселовский, доктор геологических наук, профессор РАН, геологический факультет МГУ им. Ломоносова
  29 ноября 2021

• Цикл «Климат Земли и других планет». Гость эфира – Александр Вячеславович Родин, кандидат физико-математических наук, исполнительный директор научно-технического центра мониторинга окружающей среды и экологии МФТИ.
  18 ноября 2021

• Гость эфира – Михаил Александрович Носов, доктор физико-математических наук, профессор РАН, заведующий отделением геофизики Физического факультета МГУ, председатель Научного совета по проблемам цунами при Отделении наук о Земле РАН.
  05 ноября 2021

• Цикл «Климат Земли и других планет». Гость эфира – Александр Вячеславович Родин, кандидат физико-математических наук, исполнительный директор научно-технического центра мониторинга окружающей среды и экологии МФТИ.
  21 октября 2021

• Цикл «Современная натурфилософия». Гость эфира – Владимир Николаевич Решетов, доктор физико-математических наук, профессор МИФИ ЛаПлаз и МФТИ.
  20 октября 2021

• Гость эфира – Владимир Николаевич Решетов, доктор физико-математических наук, профессор МИФИ ЛаПлаз и МФТИ.
  11 октября 2021

• Цикл «Климат Земли и других планет». Гость эфира – Александр Вячеславович Родин, кандидат физико-математических наук, исполнительный директор научно-технического центра мониторинга окружающей среды и экологии МФТИ.
  02 сентября 2021

• Цикл «Глубины Земли». Гости эфира – Анна Михайловна Дымшиц, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник Института земной коры Сибирского отделения РАН, Ирина Геннадьевна Третьякова, кандидат геолого-минералогических наук, учёный секретарь ЦНИГРИ.
  23 августа 2021

• Цикл «Глубины Земли». Гости эфира – Анна Михайловна Дымшиц, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник Института земной коры Сибирского отделения РАН, и Антон Викторович Кутырев, кандидат геолого-минералогических наук, Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, Петропавловск-Камчатский.
  02 августа 2021

• Программа цикла «Глубины Земли». Анна Михайловна Дымшиц, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник Института земной коры Сибирского отделения РАН, и Антон Викторович Кутырёв, кандидат геолого-минералогических наук, Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, Петропавловск-Камчатский.
  12 июля 2021

• На вопросы Дмитрий Конаныхина отвечает профессор РАН, заведующий отделением геофизики физического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова, председатель научного совета по проблемам цунами при отделении наук о Земле РАН доктор физико-математических наук Михаил Александрович Носов.
  14 июня 2021

• Цикл «Глубины Земли».
  03 июня 2021

• Гость программы – Анна Михайловна Дымшиц, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник Института земной коры СО РАН (г. Иркутск).
  29 апреля 2021

Геология, атмосфера, климат

Авто-геолокация

Как определить что Земля круглая? Несколько простых советов — Научпоп на DTF

{«id»:3906,»url»:»\/distributions\/3906\/click?bit=1&hash=959e59594f055d960bf41d090888cb325691d80979698668459f3e2abe9679a1″,»title»:»\u0427\u0442\u043e \u043c\u0435\u0448\u0430\u0435\u0442 \u0432\u0430\u043c \u043d\u0430\u0439\u0442\u0438 \u0445\u043e\u0440\u043e\u0448\u0435\u0433\u043e \u0440\u0430\u0431\u043e\u0442\u043d\u0438\u043a\u0430?»,»buttonText»:»\u0420\u0430\u0441\u0441\u043a\u0430\u0436\u0438\u0442\u0435″,»imageUuid»:»693626ef-cadc-5f47-8154-4026a1e81dc5″,»isPaidAndBannersEnabled»:false}

6574
просмотров

Действительно ли все знают, что Земля круглая? Может показаться, что этот факт сегодня не должен ни у кого вызывать сомнений, однако в мире есть люди – и их не так уж и мало – на полном серьезе убежденные в том, что наша планета плоская. На самом же деле за столь, кхм, радикальным взглядом на мир, нередко скрывается полное непонимание физических законов и того, как устроена Вселенная вокруг нас. Между тем, история интеллектуальных поисков нашего вида важна и интересна. На фоне бесчисленных открытий, совершенных нашими предками и современниками, нет никакого смысла в том, чтобы верить в безумную теорию заговора, противоречащей здравому смыслу. Но если вы все же сомневаетесь в том, какой формы наша планета, эта статья для вас. Знакомим читателей с простыми способами, которые позволят вам понять почему Земля на 100% не плоская.

Спутник нашей планеты

Итак, первый и наиболее очевидный факт – у нашей планеты есть Луна. Для древних греков Луна была загадкой, но после того, как в 1969 году человек впервые ступил на ее поверхность (если вы по какой-то причине в этом сомневаетесь, читайте наш материал о том, что нужно знать о полете человека на Луну) и привез на Землю лунный грунт и камни, мы знаем из чего она состоит и до сих пор продолжаем ее изучение. Наблюдения древних греков, однако, положило начало пониманию человечеством того, что же за круглое тело красуется в ночном небе. Аристотель (384-322 до н. э.), например, сделал довольно много наблюдений о сферической природе Земли и заметил, что во время лунных затмений (когда вместо солнечного света на поверхность Луны падает тень Земли), тень на поверхности Луны круглая и принадлежит сферическому телу – нашей планете. Он также объявил, что земля круглая, судя по различным созвездиям, которые мы видим, удаляясь от экватора.Много столетий спустя Николай Коперник напишет знаменитую книгу под названием «О вращениях небесных сфер». К моменту ее выхода в обществе вот уже полтора тысячелетия будет главенствовать система устройства мира, предложенная древнегреческим ученым Клавдием Птолемеем. Она заключалась в том, что Земля неподвижно покоится в центре Вселенной, а Солнце и другие планеты вращаются вокруг нее. Эта система очень нравилась церкви, так как не противоречила ее основным канонам. Сегодня же мы знаем, что Земля вращается по орбите вокруг Солнца и вокруг своей оси, а при каждом лунном затмении отбрасывает тень на собственный спутник. Так что она точно не плоская.

Корабли и горизонт

Если бы мир был плоским, то как «появлялись» бы корабли из-за горизонта? Если вы живете неподалеку от пляжа (ну а вдруг), то наверняка заметили это интересное явление: приближающиеся корабли не просто появляются из-за горизонта скорее, появляются из-под моря. Причина того, что корабли буквально «выходят из волн» в том, что наш мир не плоский, а круглый.Представьте себе муравья, который идет по поверхности апельсина. Если посмотреть на апельсин с близкого расстояния, можно увидеть, как тело насекомого медленно поднимается над горизонтом ввиду кривизны поверхности апельсина. Если провести такой же эксперимент с длинной дорогой, эффект будет иным: муравей будет медленно «материализоваться» в поле зрения.

Небо над нами

Вернувшись из путешествия в Египет, Аристотель заметил: «в Египте и на Кипре видны звезды, которых не видно в северных областях.» Явление это объясняется тем, что мы смотрим на звезды находясь на круглой поверхности. Аристотель также считал, что сфера Земли «небольших размеров, ведь в противном случае эффект такой легкой перемены местности не проявился бы так скоро». Чем дальше от экватора вы находитесь, тем дальше известные нам созвездия уходят к горизонту, сменяясь другими звездами. Если бы наша планета была плоской, этого бы не происходило.

Купите билет на самолет

Если вы когда-нибудь выезжали за пределы страны, особенно в дальние поездки, то наверняка заметили два интересных факта о самолетах и нашей планете: самолеты могут лететь по относительно прямой линии очень долго и при этом они не падают за край мира. Более того, самолеты могут летать вокруг нашей планеты без остановки. Если посмотреть в окно во время трансатлантического перелета то можно увидеть кривизну Земли на горизонте. Так что извините, сторонники теории плоской Земли, что разочаровали, но наша планета – круглая.

Планета Земля: Факты о нашей родной планете

Изображение Земли в космосе подобно голубому мрамору подчеркивает хрупкость планеты и красоту Земли.
(Изображение предоставлено НАСА)

Земля, наш дом, третья планета от Солнца. Пока ученые продолжают искать признаки жизни за пределами Земли, наша родная планета остается единственным местом во Вселенной, где мы когда-либо обнаруживали живые организмы.

Земля — пятая по величине планета Солнечной системы. Он меньше четырех газовых гигантов — Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна — но больше трех других скалистых планет — Меркурия, Марса и Венеры.

Земля имеет диаметр примерно 8 000 миль (13 000 километров) и в основном круглая, потому что гравитация обычно стягивает материю в шар. Но вращение нашей родной планеты приводит к тому, что она сжимается на полюсах и раздувается на экваторе, что делает истинную форму Земли «сплюснутым сфероидом».

Связанный: Насколько велика Земля?

Наша планета уникальна по многим причинам, но наличие на ней воды и кислорода — две определяющие особенности. Вода покрывает примерно 71% поверхности Земли, причем большая часть этой воды находится в океанах нашей планеты. Примерно пятая часть атмосферы Земли состоит из кислорода, вырабатываемого растениями.

Связанные: 15 мест на Земле, которые выглядят экзопланетарными

Орбита планеты Земля вокруг Солнца

В то время как Земля вращается вокруг Солнца, планета одновременно вращается вокруг воображаемой линии, называемой осью, которая проходит через ядро, с севера от полюса до Южного полюса. Земле требуется 23,934 часа, чтобы совершить оборот вокруг своей оси на , и 365,26 дня, чтобы совершить полный оборот вокруг Солнца — наши дни и годы на Земле определяются этими вращениями.

Ось вращения Земли наклонена относительно плоскости эклиптики, воображаемой поверхности, проходящей через орбиту планеты вокруг Солнца. Это означает, что северное и южное полушария иногда будут указывать на солнце или от него в зависимости от времени года, и это меняет количество света, получаемого полушариями, что приводит к смене времен года.

Земля вращается вокруг Солнца в так называемой « зоне Златовласки «, где температура как раз подходит для поддержания жидкой воды на поверхности нашей планеты. Орбита Земли представляет собой не идеальный круг, а скорее эллипс слегка овальной формы, подобный орбитам всех других планет в нашей Солнечной системе. Наша планета находится немного ближе к Солнцу в начале января и дальше в июле, хотя эта близость оказывает гораздо меньшее влияние на температуру, с которой мы сталкиваемся на поверхности планеты, чем наклон земной оси.

Статистические данные об орбите Земли по данным НАСА:

• Среднее расстояние от Солнца: 92 956 050 миль (149 598 262 км)
• Перигелий (самое близкое сближение с Солнцем): 91 402 640 миль (147 098 291 дальний 5-й км) 9003 Солнце): 94 509 460 миль (152 098 233 км)
• Продолжительность солнечных суток (один оборот вокруг своей оси): 23,934 часа
• Продолжительность года (один оборот вокруг Солнца): 365,26 дней
• Экваториальное наклонение к орбите: 23,4393 градуса

Планеты Солнечной системы вращаются вокруг Солнца по разным линиям орбиты. (Изображение предоставлено Getty)

Формирование и развитие Земли

Ученые считают, что Земля образовалась примерно в то же время, что и Солнце и другие планеты, примерно 4,6 миллиарда лет назад, когда Солнечная система объединилась из гигантского вращающегося облака газа и пыли, известного как как солнечная туманность. По мере того, как туманность разрушалась под действием собственной гравитации, она вращалась быстрее и сплющивалась в диск. Затем большая часть материала этого диска была стянута к центру, чтобы сформировать солнце.

Другие частицы внутри диска столкнулись и слиплись, образуя все более крупные тела, включая Землю. Ученые считают, что Земля изначально представляла собой безводную массу горных пород.

«Считалось, что из-за того, что эти астероидов и комет летали вокруг и сталкивались с Землей, условия на ранней Земле могли быть адскими», — ранее говорила Симона Марчи, планетолог из Юго-Западного исследовательского института в Боулдере, штат Колорадо. рассказал Space.com.

Тем не менее, анализ минералов, заключенных в древних микроскопических кристаллах, позволяет предположить, что жидкая вода уже присутствовала на Земле в течение первых 500 миллионов лет ее существования, сказал Марчи.

Радиоактивные материалы в горных породах и растущее давление в глубине Земли произвели достаточно тепла, чтобы расплавить недра планеты, в результате чего некоторые химические вещества поднялись на поверхность и образовали воду, а другие превратились в газы атмосферы. Недавние данные свидетельствуют о том, что земная кора и океаны могли образоваться примерно через 200 миллионов лет после того, как планета приобрела форму.

Связанный: 10 кратеров от столкновения с Землей, которые вы должны увидеть

Представление художника о пыли и газе, окружающих недавно сформированную планетную систему. Большая часть массы этой бывшей туманности становится звездой в центре системы. Другие скопления и столкновения образуют планеты. (Изображение предоставлено НАСА)

Внутренняя структура Земли

Ядро Земли имеет ширину около 4 400 миль (7 100 км), что немного больше половины диаметра Земли и примерно такого же размера, как Марс. Самые внешние 1400 миль (2250 км) ядра жидкие, а внутреннее ядро ​​твердое. Это твердое ядро ​​примерно в четыре пятых меньше земной Луны и имеет диаметр около 1600 миль (2600 км). Ядро отвечает за магнитное поле планеты, которое помогает отклонять вредные заряженные частицы, выпущенные солнцем.

Над ядром находится мантия Земли толщиной около 1800 миль (2900 км). Мантия не совсем жесткая, но может течь медленно. Земная кора плавает на мантии подобно тому, как кусок дерева плавает в воде. Медленное движение горных пород в мантии перемещает континенты и вызывает землетрясения, извержения вулканов и образование горных хребтов.

Связанный: Земные слои: исследование нашей планеты изнутри и снаружи

Над мантией Земля имеет два вида коры. Суша континентов состоит в основном из гранита и других светлых силикатных минералов, в то время как дно океана состоит в основном из темной, плотной вулканической породы, называемой базальтом. Средняя толщина континентальной коры составляет около 25 миль (40 км), хотя в некоторых районах она может быть тоньше или толще. Океаническая кора обычно имеет толщину всего около 8 км. Вода заполняет низкие участки базальтовой коры, образуя мировой океан.

Земля нагревается ближе к своему ядру. В нижней части континентальной коры температура достигает примерно 1800 градусов по Фаренгейту (1000 градусов по Цельсию), повышаясь примерно на 3 градуса по Фаренгейту на милю (1 градус по Цельсию на километр) ниже коры. Геологи считают, что температура внешнего ядра Земли составляет от 6700 до 7800 градусов по Фаренгейту (от 3700 до 4300 градусов по Цельсию), а температура внутреннего ядра может достигать 12 600 градусов по Фаренгейту (7000 градусов по Цельсию) — жарче, чем на поверхности Солнца.

На изображении, модифицированном НАСА, художник показывает внутреннюю структуру Земли, состоящую из ядра, мантии и коры. (Изображение предоставлено Shutterstock)

Магнитное поле Земли

Магнитное поле Земли создается токами, протекающими во внешнем ядре Земли. Магнитные полюса всегда находятся в движении, а магнитный Северный полюс ускоряет свое движение на север до 24 миль (40 км) в год с момента начала отслеживания в 1830-х годах. Скорее всего, через несколько десятилетий он покинет Северную Америку и достигнет Сибири.

Магнитное поле Земли меняется и другими способами. По данным НАСА, во всем мире магнитное поле ослабло на 10 процентов с 19 века.

Но эти изменения незначительны по сравнению с тем, что магнитное поле Земли делало в прошлом. Примерно несколько раз в миллион лет поле полностью переворачивается, и Северный и Южный полюса меняются местами. Как ранее сообщал Space.com, магнитному полю может потребоваться от 100 до 3000 лет, чтобы совершить переворот.

По словам Эндрю Робертса, профессора Австралийского национального университета, сила магнитного поля Земли уменьшилась примерно на 90 процентов, когда в древнем прошлом произошла инверсия поля. Падение делает планету более уязвимой для солнечных бурь и радиации, которые могут значительно повредить спутники, а также коммуникационную и электрическую инфраструктуру.

«Надеемся, что такое событие произойдет в далеком будущем, и мы сможем разработать технологии будущего, чтобы избежать огромного ущерба», — говорится в заявлении Робертса.

Когда заряженные солнечные частицы попадают в магнитное поле Земли, они сталкиваются с молекулами воздуха над магнитными полюсами, заставляя их светиться. Это явление известно как полярные сияния, северное и южное сияние.

Атмосфера Земли

Атмосфера Земли окружает планету, но становится все тоньше и тоньше по мере удаления от поверхности. (Изображение предоставлено НАСА)

Земная атмосфера примерно на 78 процентов состоит из азота и на 21 процент из кислорода, со следовыми количествами воды, аргона, углекислого газа и других газов. Ни на одной другой планете Солнечной системы нет атмосферы, насыщенной свободным кислородом, который жизненно важен для одной из других уникальных особенностей Земли: жизни.

Воздух окружает Землю и становится тоньше по мере удаления от поверхности. Примерно в 100 милях (160 км) над Землей воздух настолько разрежен, что спутники могут проноситься через атмосферу с небольшим сопротивлением. Тем не менее, следы атмосферы можно найти на высоте 370 миль (600 км) над поверхностью планеты.

Нижний слой атмосферы известен как тропосфера, которая постоянно находится в движении и поэтому у нас есть погода. Солнечный свет нагревает поверхность планеты, заставляя теплый воздух подниматься в тропосферу. Этот воздух расширяется и охлаждается по мере уменьшения атмосферного давления, и, поскольку этот холодный воздух плотнее, чем его окружение, он затем опускается и снова нагревается Землей.

Над тропосферой, примерно в 30 милях (48 км) над поверхностью Земли, находится стратосфера. Неподвижный воздух стратосферы содержит озоновый слой, который образовался, когда ультрафиолетовое излучение заставило трио атомов кислорода соединиться в молекулы озона. Озон предотвращает попадание большей части вредного солнечного ультрафиолетового излучения на поверхность Земли, где оно может повредить и мутировать жизнь.

Водяной пар, углекислый газ и другие газы в атмосфере улавливают солнечное тепло, нагревая Землю. Без этого так называемого «парникового эффекта» Земля, вероятно, была бы слишком холодной для существования жизни, хотя безудержный парниковый эффект привел к адским условиям на нынешней поверхности Венеры.

Спутники на околоземной орбите показали, что верхние слои атмосферы на самом деле расширяются в течение дня и сжимаются ночью из-за нагрева и охлаждения.

Химический состав Земли

Кислород является наиболее распространенным элементом в горных породах земной коры, составляя примерно 47 процентов веса всей горной породы. Вторым по распространенности элементом является кремний (27 процентов), за ним следует алюминий (8 процентов); железо, 5%; кальций, 4%; и натрий, калий и магний, примерно по 2% каждого.

Земное ядро ​​состоит в основном из железа и никеля и потенциально меньшего количества более легких элементов, таких как сера и кислород. Мантия состоит из силикатных пород, богатых железом и магнием (сочетание кремния и кислорода известно как кремнезем, а минералы, содержащие кремнезем, известны как силикатные минералы).

Луна Земли

На этой фотографии показана Луна над горизонтом Земли. (Изображение предоставлено НАСА)

Луна Земли имеет ширину 2159 миль (3474 км), что составляет около одной четверти диаметра Земли. У нашей планеты есть одна луна, а у Меркурия и Венеры их нет, а у всех остальных планет в нашей Солнечной системе их две или более.

Основное объяснение того, как образовалась земная луна, состоит в том, что гигантский удар выбил сырые ингредиенты для луны из примитивной расплавленной Земли на орбиту. Ученые предположили, что объект, упавший на планету, имел примерно 10% массы Земли — размером с Марс.

Земля из космоса

Космонавты и ученые многое узнали о нашей планете, покинув ее. С расстояния 240 миль (408 километров) на борту Международной космической станции (МКС) астронавты могут наблюдать за тонкой и хрупкой земной атмосферой.

Между тем, спутники на орбите Земли могут отслеживать реакцию планеты на изменения, вызванные естественным путем и человеком, в большем масштабе. Спутники были запущены для обнаружения изменений в дыре в озоновом слое, мониторинга облачности и погодных условий, а также для управления использованием людьми ресурсов Земли.

Земля, снимок с Международной космической станции (Изображение предоставлено НАСА)

Жизнь на Земле

Земля — единственная планета во Вселенной, на которой, как известно, есть жизнь. Планета может похвастаться несколькими миллионами описанных видов, обитающих в средах обитания от самых глубоких океанских глубин до нескольких миль в атмосфере. Исследователи считают, что осталось гораздо больше видов, которые еще предстоит описать науке.

Исследователи подозревают, что есть и другие кандидаты на место жизни в нашей Солнечной системе, такие как спутник Сатурна 9.0007 Титан или спутник Юпитера Европа — может быть домом для примитивных живых существ. Ученым еще предстоит точно определить, как именно наши примитивные предки впервые появились на Земле, хотя большинство считает, что химический бульон на планете дал начало строительным блокам живых организмов. (Согласно предыдущему отчету Space.com, точный набор обстоятельств, необходимых для создания жизни на безжизненной планете, довольно маловероятен, так что, похоже, нам очень повезло.)

Подробнее из Live Science: Как возникла жизнь на Земле?

Другая теория предполагает, что жизнь сначала зародилась на соседней планете Марс, которая когда-то могла быть обитаемой, а затем перебралась на Землю на метеоритах, сброшенных с Красной планеты ударами других космических камней.

«Тем не менее, нам повезло, что мы оказались здесь, поскольку, безусловно, Земля была лучшей из двух планет для поддержания жизни», — сказал Space.com биохимик Стивен Беннер из Вестхаймерского института науки и технологий во Флориде. «Если бы наши гипотетические марсианские предки остались на Марсе, возможно, не было бы о чем рассказывать».

Дополнительные ресурсы

• Узнайте больше о нашей планете в «Краткой истории Земли: четыре миллиарда лет в восьми главах (откроется в новой вкладке)» (Custom House, 2021) Эндрю Х. Нолл.
• Посетите страницу НАСА о планете Земля.
• Рассмотрим другую точку зрения журнала Discover на то, что делает Землю уникальной: ее полезные ископаемые.

Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected].

Айлса — штатный автор журнала How It Works, где она пишет о науке, технологиях, космосе, истории и окружающей среде. Проживая в Великобритании, она окончила Стерлингский университет со степенью бакалавра журналистики (с отличием). Ранее Айлса писала для журнала Cardiff Times, Psychology Now и многочисленных научных журналов.

Планета Земля: Факты о нашей родной планете

Изображение Земли в космосе подобно голубому мрамору подчеркивает хрупкость планеты и красоту Земли.
(Изображение предоставлено НАСА)

Земля, наш дом, третья планета от Солнца. Пока ученые продолжают искать признаки жизни за пределами Земли, наша родная планета остается единственным местом во Вселенной, где мы когда-либо обнаруживали живые организмы.

Земля — пятая по величине планета Солнечной системы. Он меньше четырех газовых гигантов — Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна — но больше трех других скалистых планет — Меркурия, Марса и Венеры.

Земля имеет диаметр примерно 8 000 миль (13 000 километров) и в основном круглая, потому что гравитация обычно стягивает материю в шар. Но вращение нашей родной планеты приводит к тому, что она сжимается на полюсах и раздувается на экваторе, что делает истинную форму Земли «сплюснутым сфероидом».

Связанный: Насколько велика Земля?

Наша планета уникальна по многим причинам, но наличие на ней воды и кислорода — две определяющие особенности. Вода покрывает примерно 71% поверхности Земли, причем большая часть этой воды находится в океанах нашей планеты. Примерно пятая часть атмосферы Земли состоит из кислорода, вырабатываемого растениями.

Связанные: 15 мест на Земле, которые выглядят экзопланетарными

Орбита планеты Земля вокруг Солнца

В то время как Земля вращается вокруг Солнца, планета одновременно вращается вокруг воображаемой линии, называемой осью, которая проходит через ядро, с севера от полюса до Южного полюса. Земле требуется 23,934 часа, чтобы совершить оборот вокруг своей оси на , и 365,26 дня, чтобы совершить полный оборот вокруг Солнца — наши дни и годы на Земле определяются этими вращениями.

Ось вращения Земли наклонена относительно плоскости эклиптики, воображаемой поверхности, проходящей через орбиту планеты вокруг Солнца. Это означает, что северное и южное полушария иногда будут указывать на солнце или от него в зависимости от времени года, и это меняет количество света, получаемого полушариями, что приводит к смене времен года.

Земля вращается вокруг Солнца в так называемой « зоне Златовласки «, где температура как раз подходит для поддержания жидкой воды на поверхности нашей планеты. Орбита Земли представляет собой не идеальный круг, а скорее эллипс слегка овальной формы, подобный орбитам всех других планет в нашей Солнечной системе. Наша планета находится немного ближе к Солнцу в начале января и дальше в июле, хотя эта близость оказывает гораздо меньшее влияние на температуру, с которой мы сталкиваемся на поверхности планеты, чем наклон земной оси.

Статистические данные об орбите Земли по данным НАСА:

• Среднее расстояние от Солнца: 92 956 050 миль (149 598 262 км)
• Перигелий (самое близкое сближение с Солнцем): 91 402 640 миль (147 098 291 дальний 5-й км) 9003 Солнце): 94 509 460 миль (152 098 233 км)
• Продолжительность солнечных суток (один оборот вокруг своей оси): 23,934 часа
• Продолжительность года (один оборот вокруг Солнца): 365,26 дней
• Экваториальное наклонение к орбите: 23,4393 градуса

Планеты Солнечной системы вращаются вокруг Солнца по разным линиям орбиты. (Изображение предоставлено Getty)

Формирование и развитие Земли

Ученые считают, что Земля образовалась примерно в то же время, что и Солнце и другие планеты, примерно 4,6 миллиарда лет назад, когда Солнечная система объединилась из гигантского вращающегося облака газа и пыли, известного как как солнечная туманность. По мере того, как туманность разрушалась под действием собственной гравитации, она вращалась быстрее и сплющивалась в диск. Затем большая часть материала этого диска была стянута к центру, чтобы сформировать солнце.

Другие частицы внутри диска столкнулись и слиплись, образуя все более крупные тела, включая Землю. Ученые считают, что Земля изначально представляла собой безводную массу горных пород.

«Считалось, что из-за того, что эти астероидов и комет летали вокруг и сталкивались с Землей, условия на ранней Земле могли быть адскими», — ранее говорила Симона Марчи, планетолог из Юго-Западного исследовательского института в Боулдере, штат Колорадо. рассказал Space.com.

Тем не менее, анализ минералов, заключенных в древних микроскопических кристаллах, позволяет предположить, что жидкая вода уже присутствовала на Земле в течение первых 500 миллионов лет ее существования, сказал Марчи.

Радиоактивные материалы в горных породах и растущее давление в глубине Земли произвели достаточно тепла, чтобы расплавить недра планеты, в результате чего некоторые химические вещества поднялись на поверхность и образовали воду, а другие превратились в газы атмосферы. Недавние данные свидетельствуют о том, что земная кора и океаны могли образоваться примерно через 200 миллионов лет после того, как планета приобрела форму.

Связанный: 10 кратеров от столкновения с Землей, которые вы должны увидеть

Представление художника о пыли и газе, окружающих недавно сформированную планетную систему. Большая часть массы этой бывшей туманности становится звездой в центре системы. Другие скопления и столкновения образуют планеты. (Изображение предоставлено НАСА)

Внутренняя структура Земли

Ядро Земли имеет ширину около 4 400 миль (7 100 км), что немного больше половины диаметра Земли и примерно такого же размера, как Марс. Самые внешние 1400 миль (2250 км) ядра жидкие, а внутреннее ядро ​​твердое. Это твердое ядро ​​примерно в четыре пятых меньше земной Луны и имеет диаметр около 1600 миль (2600 км). Ядро отвечает за магнитное поле планеты, которое помогает отклонять вредные заряженные частицы, выпущенные солнцем.

Над ядром находится мантия Земли толщиной около 1800 миль (2900 км). Мантия не совсем жесткая, но может течь медленно. Земная кора плавает на мантии подобно тому, как кусок дерева плавает в воде. Медленное движение горных пород в мантии перемещает континенты и вызывает землетрясения, извержения вулканов и образование горных хребтов.

Связанный: Земные слои: исследование нашей планеты изнутри и снаружи

Над мантией Земля имеет два вида коры. Суша континентов состоит в основном из гранита и других светлых силикатных минералов, в то время как дно океана состоит в основном из темной, плотной вулканической породы, называемой базальтом. Средняя толщина континентальной коры составляет около 25 миль (40 км), хотя в некоторых районах она может быть тоньше или толще. Океаническая кора обычно имеет толщину всего около 8 км. Вода заполняет низкие участки базальтовой коры, образуя мировой океан.

Земля нагревается ближе к своему ядру. В нижней части континентальной коры температура достигает примерно 1800 градусов по Фаренгейту (1000 градусов по Цельсию), повышаясь примерно на 3 градуса по Фаренгейту на милю (1 градус по Цельсию на километр) ниже коры. Геологи считают, что температура внешнего ядра Земли составляет от 6700 до 7800 градусов по Фаренгейту (от 3700 до 4300 градусов по Цельсию), а температура внутреннего ядра может достигать 12 600 градусов по Фаренгейту (7000 градусов по Цельсию) — жарче, чем на поверхности Солнца.

На изображении, модифицированном НАСА, художник показывает внутреннюю структуру Земли, состоящую из ядра, мантии и коры. (Изображение предоставлено Shutterstock)

Магнитное поле Земли

Магнитное поле Земли создается токами, протекающими во внешнем ядре Земли. Магнитные полюса всегда находятся в движении, а магнитный Северный полюс ускоряет свое движение на север до 24 миль (40 км) в год с момента начала отслеживания в 1830-х годах. Скорее всего, через несколько десятилетий он покинет Северную Америку и достигнет Сибири.

Магнитное поле Земли меняется и другими способами. По данным НАСА, во всем мире магнитное поле ослабло на 10 процентов с 19 века.

Но эти изменения незначительны по сравнению с тем, что магнитное поле Земли делало в прошлом. Примерно несколько раз в миллион лет поле полностью переворачивается, и Северный и Южный полюса меняются местами. Как ранее сообщал Space.com, магнитному полю может потребоваться от 100 до 3000 лет, чтобы совершить переворот.

По словам Эндрю Робертса, профессора Австралийского национального университета, сила магнитного поля Земли уменьшилась примерно на 90 процентов, когда в древнем прошлом произошла инверсия поля. Падение делает планету более уязвимой для солнечных бурь и радиации, которые могут значительно повредить спутники, а также коммуникационную и электрическую инфраструктуру.

«Надеемся, что такое событие произойдет в далеком будущем, и мы сможем разработать технологии будущего, чтобы избежать огромного ущерба», — говорится в заявлении Робертса.

Когда заряженные солнечные частицы попадают в магнитное поле Земли, они сталкиваются с молекулами воздуха над магнитными полюсами, заставляя их светиться. Это явление известно как полярные сияния, северное и южное сияние.

Атмосфера Земли

Атмосфера Земли окружает планету, но становится все тоньше и тоньше по мере удаления от поверхности. (Изображение предоставлено НАСА)

Земная атмосфера примерно на 78 процентов состоит из азота и на 21 процент из кислорода, со следовыми количествами воды, аргона, углекислого газа и других газов. Ни на одной другой планете Солнечной системы нет атмосферы, насыщенной свободным кислородом, который жизненно важен для одной из других уникальных особенностей Земли: жизни.

Воздух окружает Землю и становится тоньше по мере удаления от поверхности. Примерно в 100 милях (160 км) над Землей воздух настолько разрежен, что спутники могут проноситься через атмосферу с небольшим сопротивлением. Тем не менее, следы атмосферы можно найти на высоте 370 миль (600 км) над поверхностью планеты.

Нижний слой атмосферы известен как тропосфера, которая постоянно находится в движении и поэтому у нас есть погода. Солнечный свет нагревает поверхность планеты, заставляя теплый воздух подниматься в тропосферу. Этот воздух расширяется и охлаждается по мере уменьшения атмосферного давления, и, поскольку этот холодный воздух плотнее, чем его окружение, он затем опускается и снова нагревается Землей.

Над тропосферой, примерно в 30 милях (48 км) над поверхностью Земли, находится стратосфера. Неподвижный воздух стратосферы содержит озоновый слой, который образовался, когда ультрафиолетовое излучение заставило трио атомов кислорода соединиться в молекулы озона. Озон предотвращает попадание большей части вредного солнечного ультрафиолетового излучения на поверхность Земли, где оно может повредить и мутировать жизнь.

Водяной пар, углекислый газ и другие газы в атмосфере улавливают солнечное тепло, нагревая Землю. Без этого так называемого «парникового эффекта» Земля, вероятно, была бы слишком холодной для существования жизни, хотя безудержный парниковый эффект привел к адским условиям на нынешней поверхности Венеры.

Спутники на околоземной орбите показали, что верхние слои атмосферы на самом деле расширяются в течение дня и сжимаются ночью из-за нагрева и охлаждения.

Химический состав Земли

Кислород является наиболее распространенным элементом в горных породах земной коры, составляя примерно 47 процентов веса всей горной породы. Вторым по распространенности элементом является кремний (27 процентов), за ним следует алюминий (8 процентов); железо, 5%; кальций, 4%; и натрий, калий и магний, примерно по 2% каждого.

Земное ядро ​​состоит в основном из железа и никеля и потенциально меньшего количества более легких элементов, таких как сера и кислород. Мантия состоит из силикатных пород, богатых железом и магнием (сочетание кремния и кислорода известно как кремнезем, а минералы, содержащие кремнезем, известны как силикатные минералы).

Луна Земли

На этой фотографии показана Луна над горизонтом Земли. (Изображение предоставлено НАСА)

Луна Земли имеет ширину 2159 миль (3474 км), что составляет около одной четверти диаметра Земли. У нашей планеты есть одна луна, а у Меркурия и Венеры их нет, а у всех остальных планет в нашей Солнечной системе их две или более.

Основное объяснение того, как образовалась земная луна, состоит в том, что гигантский удар выбил сырые ингредиенты для луны из примитивной расплавленной Земли на орбиту. Ученые предположили, что объект, упавший на планету, имел примерно 10% массы Земли — размером с Марс.

Земля из космоса

Космонавты и ученые многое узнали о нашей планете, покинув ее. С расстояния 240 миль (408 километров) на борту Международной космической станции (МКС) астронавты могут наблюдать за тонкой и хрупкой земной атмосферой.

Между тем, спутники на орбите Земли могут отслеживать реакцию планеты на изменения, вызванные естественным путем и человеком, в большем масштабе. Спутники были запущены для обнаружения изменений в дыре в озоновом слое, мониторинга облачности и погодных условий, а также для управления использованием людьми ресурсов Земли.

Земля, снимок с Международной космической станции (Изображение предоставлено НАСА)

Жизнь на Земле

Земля — единственная планета во Вселенной, на которой, как известно, есть жизнь. Планета может похвастаться несколькими миллионами описанных видов, обитающих в средах обитания от самых глубоких океанских глубин до нескольких миль в атмосфере. Исследователи считают, что осталось гораздо больше видов, которые еще предстоит описать науке.

Исследователи подозревают, что есть и другие кандидаты на место жизни в нашей Солнечной системе, такие как спутник Сатурна 9.0007 Титан или спутник Юпитера Европа — может быть домом для примитивных живых существ. Ученым еще предстоит точно определить, как именно наши примитивные предки впервые появились на Земле, хотя большинство считает, что химический бульон на планете дал начало строительным блокам живых организмов. (Согласно предыдущему отчету Space.com, точный набор обстоятельств, необходимых для создания жизни на безжизненной планете, довольно маловероятен, так что, похоже, нам очень повезло.)

Подробнее из Live Science: Как возникла жизнь на Земле?

Другая теория предполагает, что жизнь сначала зародилась на соседней планете Марс, которая когда-то могла быть обитаемой, а затем перебралась на Землю на метеоритах, сброшенных с Красной планеты ударами других космических камней.

«Тем не менее, нам повезло, что мы оказались здесь, поскольку, безусловно, Земля была лучшей из двух планет для поддержания жизни», — сказал Space.com биохимик Стивен Беннер из Вестхаймерского института науки и технологий во Флориде. «Если бы наши гипотетические марсианские предки остались на Марсе, возможно, не было бы о чем рассказывать».

Дополнительные ресурсы

• Узнайте больше о нашей планете в «Краткой истории Земли: четыре миллиарда лет в восьми главах (откроется в новой вкладке)» (Custom House, 2021) Эндрю Х. Нолл.
• Посетите страницу НАСА о планете Земля.
• Рассмотрим другую точку зрения журнала Discover на то, что делает Землю уникальной: ее полезные ископаемые.

Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected].

Айлса — штатный автор журнала How It Works, где она пишет о науке, технологиях, космосе, истории и окружающей среде. Проживая в Великобритании, она окончила Стерлингский университет со степенью бакалавра журналистики (с отличием). Ранее Айлса писала для журнала Cardiff Times, Psychology Now и многочисленных научных журналов.

Планета Земля: Факты о нашей родной планете

Изображение Земли в космосе подобно голубому мрамору подчеркивает хрупкость планеты и красоту Земли.
(Изображение предоставлено НАСА)

Земля, наш дом, третья планета от Солнца. Пока ученые продолжают искать признаки жизни за пределами Земли, наша родная планета остается единственным местом во Вселенной, где мы когда-либо обнаруживали живые организмы.

Земля — пятая по величине планета Солнечной системы. Он меньше четырех газовых гигантов — Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна — но больше трех других скалистых планет — Меркурия, Марса и Венеры.

Земля имеет диаметр примерно 8 000 миль (13 000 километров) и в основном круглая, потому что гравитация обычно стягивает материю в шар. Но вращение нашей родной планеты приводит к тому, что она сжимается на полюсах и раздувается на экваторе, что делает истинную форму Земли «сплюснутым сфероидом».

Связанный: Насколько велика Земля?

Наша планета уникальна по многим причинам, но наличие на ней воды и кислорода — две определяющие особенности. Вода покрывает примерно 71% поверхности Земли, причем большая часть этой воды находится в океанах нашей планеты. Примерно пятая часть атмосферы Земли состоит из кислорода, вырабатываемого растениями.

Связанные: 15 мест на Земле, которые выглядят экзопланетарными

Орбита планеты Земля вокруг Солнца

В то время как Земля вращается вокруг Солнца, планета одновременно вращается вокруг воображаемой линии, называемой осью, которая проходит через ядро, с севера от полюса до Южного полюса. Земле требуется 23,934 часа, чтобы совершить оборот вокруг своей оси на , и 365,26 дня, чтобы совершить полный оборот вокруг Солнца — наши дни и годы на Земле определяются этими вращениями.

Ось вращения Земли наклонена относительно плоскости эклиптики, воображаемой поверхности, проходящей через орбиту планеты вокруг Солнца. Это означает, что северное и южное полушария иногда будут указывать на солнце или от него в зависимости от времени года, и это меняет количество света, получаемого полушариями, что приводит к смене времен года.

Земля вращается вокруг Солнца в так называемой « зоне Златовласки «, где температура как раз подходит для поддержания жидкой воды на поверхности нашей планеты. Орбита Земли представляет собой не идеальный круг, а скорее эллипс слегка овальной формы, подобный орбитам всех других планет в нашей Солнечной системе. Наша планета находится немного ближе к Солнцу в начале января и дальше в июле, хотя эта близость оказывает гораздо меньшее влияние на температуру, с которой мы сталкиваемся на поверхности планеты, чем наклон земной оси.

Статистические данные об орбите Земли по данным НАСА:

• Среднее расстояние от Солнца: 92 956 050 миль (149 598 262 км)
• Перигелий (самое близкое сближение с Солнцем): 91 402 640 миль (147 098 291 дальний 5-й км) 9003 Солнце): 94 509 460 миль (152 098 233 км)
• Продолжительность солнечных суток (один оборот вокруг своей оси): 23,934 часа
• Продолжительность года (один оборот вокруг Солнца): 365,26 дней
• Экваториальное наклонение к орбите: 23,4393 градуса

Планеты Солнечной системы вращаются вокруг Солнца по разным линиям орбиты. (Изображение предоставлено Getty)

Формирование и развитие Земли

Ученые считают, что Земля образовалась примерно в то же время, что и Солнце и другие планеты, примерно 4,6 миллиарда лет назад, когда Солнечная система объединилась из гигантского вращающегося облака газа и пыли, известного как как солнечная туманность. По мере того, как туманность разрушалась под действием собственной гравитации, она вращалась быстрее и сплющивалась в диск. Затем большая часть материала этого диска была стянута к центру, чтобы сформировать солнце.

Другие частицы внутри диска столкнулись и слиплись, образуя все более крупные тела, включая Землю. Ученые считают, что Земля изначально представляла собой безводную массу горных пород.

«Считалось, что из-за того, что эти астероидов и комет летали вокруг и сталкивались с Землей, условия на ранней Земле могли быть адскими», — ранее говорила Симона Марчи, планетолог из Юго-Западного исследовательского института в Боулдере, штат Колорадо. рассказал Space.com.

Тем не менее, анализ минералов, заключенных в древних микроскопических кристаллах, позволяет предположить, что жидкая вода уже присутствовала на Земле в течение первых 500 миллионов лет ее существования, сказал Марчи.

Радиоактивные материалы в горных породах и растущее давление в глубине Земли произвели достаточно тепла, чтобы расплавить недра планеты, в результате чего некоторые химические вещества поднялись на поверхность и образовали воду, а другие превратились в газы атмосферы. Недавние данные свидетельствуют о том, что земная кора и океаны могли образоваться примерно через 200 миллионов лет после того, как планета приобрела форму.

Связанный: 10 кратеров от столкновения с Землей, которые вы должны увидеть

Представление художника о пыли и газе, окружающих недавно сформированную планетную систему. Большая часть массы этой бывшей туманности становится звездой в центре системы. Другие скопления и столкновения образуют планеты. (Изображение предоставлено НАСА)

Внутренняя структура Земли

Ядро Земли имеет ширину около 4 400 миль (7 100 км), что немного больше половины диаметра Земли и примерно такого же размера, как Марс. Самые внешние 1400 миль (2250 км) ядра жидкие, а внутреннее ядро ​​твердое. Это твердое ядро ​​примерно в четыре пятых меньше земной Луны и имеет диаметр около 1600 миль (2600 км). Ядро отвечает за магнитное поле планеты, которое помогает отклонять вредные заряженные частицы, выпущенные солнцем.

Над ядром находится мантия Земли толщиной около 1800 миль (2900 км). Мантия не совсем жесткая, но может течь медленно. Земная кора плавает на мантии подобно тому, как кусок дерева плавает в воде. Медленное движение горных пород в мантии перемещает континенты и вызывает землетрясения, извержения вулканов и образование горных хребтов.

Связанный: Земные слои: исследование нашей планеты изнутри и снаружи

Над мантией Земля имеет два вида коры. Суша континентов состоит в основном из гранита и других светлых силикатных минералов, в то время как дно океана состоит в основном из темной, плотной вулканической породы, называемой базальтом. Средняя толщина континентальной коры составляет около 25 миль (40 км), хотя в некоторых районах она может быть тоньше или толще. Океаническая кора обычно имеет толщину всего около 8 км. Вода заполняет низкие участки базальтовой коры, образуя мировой океан.

Земля нагревается ближе к своему ядру. В нижней части континентальной коры температура достигает примерно 1800 градусов по Фаренгейту (1000 градусов по Цельсию), повышаясь примерно на 3 градуса по Фаренгейту на милю (1 градус по Цельсию на километр) ниже коры. Геологи считают, что температура внешнего ядра Земли составляет от 6700 до 7800 градусов по Фаренгейту (от 3700 до 4300 градусов по Цельсию), а температура внутреннего ядра может достигать 12 600 градусов по Фаренгейту (7000 градусов по Цельсию) — жарче, чем на поверхности Солнца.

На изображении, модифицированном НАСА, художник показывает внутреннюю структуру Земли, состоящую из ядра, мантии и коры. (Изображение предоставлено Shutterstock)

Магнитное поле Земли

Магнитное поле Земли создается токами, протекающими во внешнем ядре Земли. Магнитные полюса всегда находятся в движении, а магнитный Северный полюс ускоряет свое движение на север до 24 миль (40 км) в год с момента начала отслеживания в 1830-х годах. Скорее всего, через несколько десятилетий он покинет Северную Америку и достигнет Сибири.

Магнитное поле Земли меняется и другими способами. По данным НАСА, во всем мире магнитное поле ослабло на 10 процентов с 19 века.

Но эти изменения незначительны по сравнению с тем, что магнитное поле Земли делало в прошлом. Примерно несколько раз в миллион лет поле полностью переворачивается, и Северный и Южный полюса меняются местами. Как ранее сообщал Space.com, магнитному полю может потребоваться от 100 до 3000 лет, чтобы совершить переворот.

По словам Эндрю Робертса, профессора Австралийского национального университета, сила магнитного поля Земли уменьшилась примерно на 90 процентов, когда в древнем прошлом произошла инверсия поля. Падение делает планету более уязвимой для солнечных бурь и радиации, которые могут значительно повредить спутники, а также коммуникационную и электрическую инфраструктуру.

«Надеемся, что такое событие произойдет в далеком будущем, и мы сможем разработать технологии будущего, чтобы избежать огромного ущерба», — говорится в заявлении Робертса.

Когда заряженные солнечные частицы попадают в магнитное поле Земли, они сталкиваются с молекулами воздуха над магнитными полюсами, заставляя их светиться. Это явление известно как полярные сияния, северное и южное сияние.

Атмосфера Земли

Атмосфера Земли окружает планету, но становится все тоньше и тоньше по мере удаления от поверхности. (Изображение предоставлено НАСА)

Земная атмосфера примерно на 78 процентов состоит из азота и на 21 процент из кислорода, со следовыми количествами воды, аргона, углекислого газа и других газов. Ни на одной другой планете Солнечной системы нет атмосферы, насыщенной свободным кислородом, который жизненно важен для одной из других уникальных особенностей Земли: жизни.

Воздух окружает Землю и становится тоньше по мере удаления от поверхности. Примерно в 100 милях (160 км) над Землей воздух настолько разрежен, что спутники могут проноситься через атмосферу с небольшим сопротивлением. Тем не менее, следы атмосферы можно найти на высоте 370 миль (600 км) над поверхностью планеты.

Нижний слой атмосферы известен как тропосфера, которая постоянно находится в движении и поэтому у нас есть погода. Солнечный свет нагревает поверхность планеты, заставляя теплый воздух подниматься в тропосферу. Этот воздух расширяется и охлаждается по мере уменьшения атмосферного давления, и, поскольку этот холодный воздух плотнее, чем его окружение, он затем опускается и снова нагревается Землей.

Над тропосферой, примерно в 30 милях (48 км) над поверхностью Земли, находится стратосфера. Неподвижный воздух стратосферы содержит озоновый слой, который образовался, когда ультрафиолетовое излучение заставило трио атомов кислорода соединиться в молекулы озона. Озон предотвращает попадание большей части вредного солнечного ультрафиолетового излучения на поверхность Земли, где оно может повредить и мутировать жизнь.

Водяной пар, углекислый газ и другие газы в атмосфере улавливают солнечное тепло, нагревая Землю. Без этого так называемого «парникового эффекта» Земля, вероятно, была бы слишком холодной для существования жизни, хотя безудержный парниковый эффект привел к адским условиям на нынешней поверхности Венеры.

Спутники на околоземной орбите показали, что верхние слои атмосферы на самом деле расширяются в течение дня и сжимаются ночью из-за нагрева и охлаждения.

Химический состав Земли

Кислород является наиболее распространенным элементом в горных породах земной коры, составляя примерно 47 процентов веса всей горной породы. Вторым по распространенности элементом является кремний (27 процентов), за ним следует алюминий (8 процентов); железо, 5%; кальций, 4%; и натрий, калий и магний, примерно по 2% каждого.

Земное ядро ​​состоит в основном из железа и никеля и потенциально меньшего количества более легких элементов, таких как сера и кислород. Мантия состоит из силикатных пород, богатых железом и магнием (сочетание кремния и кислорода известно как кремнезем, а минералы, содержащие кремнезем, известны как силикатные минералы).

Луна Земли

На этой фотографии показана Луна над горизонтом Земли. (Изображение предоставлено НАСА)

Луна Земли имеет ширину 2159 миль (3474 км), что составляет около одной четверти диаметра Земли. У нашей планеты есть одна луна, а у Меркурия и Венеры их нет, а у всех остальных планет в нашей Солнечной системе их две или более.

Основное объяснение того, как образовалась земная луна, состоит в том, что гигантский удар выбил сырые ингредиенты для луны из примитивной расплавленной Земли на орбиту. Ученые предположили, что объект, упавший на планету, имел примерно 10% массы Земли — размером с Марс.

Земля из космоса

Космонавты и ученые многое узнали о нашей планете, покинув ее. С расстояния 240 миль (408 километров) на борту Международной космической станции (МКС) астронавты могут наблюдать за тонкой и хрупкой земной атмосферой.

Между тем, спутники на орбите Земли могут отслеживать реакцию планеты на изменения, вызванные естественным путем и человеком, в большем масштабе. Спутники были запущены для обнаружения изменений в дыре в озоновом слое, мониторинга облачности и погодных условий, а также для управления использованием людьми ресурсов Земли.

Земля, снимок с Международной космической станции (Изображение предоставлено НАСА)

Жизнь на Земле

Земля — единственная планета во Вселенной, на которой, как известно, есть жизнь. Планета может похвастаться несколькими миллионами описанных видов, обитающих в средах обитания от самых глубоких океанских глубин до нескольких миль в атмосфере. Исследователи считают, что осталось гораздо больше видов, которые еще предстоит описать науке.

Исследователи подозревают, что есть и другие кандидаты на место жизни в нашей Солнечной системе, такие как спутник Сатурна 9.0007 Титан или спутник Юпитера Европа — может быть домом для примитивных живых существ. Ученым еще предстоит точно определить, как именно наши примитивные предки впервые появились на Земле, хотя большинство считает, что химический бульон на планете дал начало строительным блокам живых организмов. (Согласно предыдущему отчету Space.com, точный набор обстоятельств, необходимых для создания жизни на безжизненной планете, довольно маловероятен, так что, похоже, нам очень повезло.)

Подробнее из Live Science: Как возникла жизнь на Земле?

Другая теория предполагает, что жизнь сначала зародилась на соседней планете Марс, которая когда-то могла быть обитаемой, а затем перебралась на Землю на метеоритах, сброшенных с Красной планеты ударами других космических камней.

«Тем не менее, нам повезло, что мы оказались здесь, поскольку, безусловно, Земля была лучшей из двух планет для поддержания жизни», — сказал Space.com биохимик Стивен Беннер из Вестхаймерского института науки и технологий во Флориде. «Если бы наши гипотетические марсианские предки остались на Марсе, возможно, не было бы о чем рассказывать».

Дополнительные ресурсы

• Узнайте больше о нашей планете в «Краткой истории Земли: четыре миллиарда лет в восьми главах (откроется в новой вкладке)» (Custom House, 2021) Эндрю Х. Нолл.
• Посетите страницу НАСА о планете Земля.
• Рассмотрим другую точку зрения журнала Discover на то, что делает Землю уникальной: ее полезные ископаемые.

Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected].

Айлса — штатный автор журнала How It Works, где она пишет о науке, технологиях, космосе, истории и окружающей среде. Проживая в Великобритании, она окончила Стерлингский университет со степенью бакалавра журналистики (с отличием). Ранее Айлса писала для журнала Cardiff Times, Psychology Now и многочисленных научных журналов.

Планета Земля: Факты о нашей родной планете

Изображение Земли в космосе подобно голубому мрамору подчеркивает хрупкость планеты и красоту Земли.
(Изображение предоставлено НАСА)

Земля, наш дом, третья планета от Солнца. Пока ученые продолжают искать признаки жизни за пределами Земли, наша родная планета остается единственным местом во Вселенной, где мы когда-либо обнаруживали живые организмы.

Земля — пятая по величине планета Солнечной системы. Он меньше четырех газовых гигантов — Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна — но больше трех других скалистых планет — Меркурия, Марса и Венеры.

Земля имеет диаметр примерно 8 000 миль (13 000 километров) и в основном круглая, потому что гравитация обычно стягивает материю в шар. Но вращение нашей родной планеты приводит к тому, что она сжимается на полюсах и раздувается на экваторе, что делает истинную форму Земли «сплюснутым сфероидом».

Связанный: Насколько велика Земля?

Наша планета уникальна по многим причинам, но наличие на ней воды и кислорода — две определяющие особенности. Вода покрывает примерно 71% поверхности Земли, причем большая часть этой воды находится в океанах нашей планеты. Примерно пятая часть атмосферы Земли состоит из кислорода, вырабатываемого растениями.

Связанные: 15 мест на Земле, которые выглядят экзопланетарными

Орбита планеты Земля вокруг Солнца

В то время как Земля вращается вокруг Солнца, планета одновременно вращается вокруг воображаемой линии, называемой осью, которая проходит через ядро, с севера от полюса до Южного полюса. Земле требуется 23,934 часа, чтобы совершить оборот вокруг своей оси на , и 365,26 дня, чтобы совершить полный оборот вокруг Солнца — наши дни и годы на Земле определяются этими вращениями.

Ось вращения Земли наклонена относительно плоскости эклиптики, воображаемой поверхности, проходящей через орбиту планеты вокруг Солнца. Это означает, что северное и южное полушария иногда будут указывать на солнце или от него в зависимости от времени года, и это меняет количество света, получаемого полушариями, что приводит к смене времен года.

Земля вращается вокруг Солнца в так называемой « зоне Златовласки «, где температура как раз подходит для поддержания жидкой воды на поверхности нашей планеты. Орбита Земли представляет собой не идеальный круг, а скорее эллипс слегка овальной формы, подобный орбитам всех других планет в нашей Солнечной системе. Наша планета находится немного ближе к Солнцу в начале января и дальше в июле, хотя эта близость оказывает гораздо меньшее влияние на температуру, с которой мы сталкиваемся на поверхности планеты, чем наклон земной оси.

Статистические данные об орбите Земли по данным НАСА:

• Среднее расстояние от Солнца: 92 956 050 миль (149 598 262 км)
• Перигелий (самое близкое сближение с Солнцем): 91 402 640 миль (147 098 291 дальний 5-й км) 9003 Солнце): 94 509 460 миль (152 098 233 км)
• Продолжительность солнечных суток (один оборот вокруг своей оси): 23,934 часа
• Продолжительность года (один оборот вокруг Солнца): 365,26 дней
• Экваториальное наклонение к орбите: 23,4393 градуса

Планеты Солнечной системы вращаются вокруг Солнца по разным линиям орбиты. (Изображение предоставлено Getty)

Формирование и развитие Земли

Ученые считают, что Земля образовалась примерно в то же время, что и Солнце и другие планеты, примерно 4,6 миллиарда лет назад, когда Солнечная система объединилась из гигантского вращающегося облака газа и пыли, известного как как солнечная туманность. По мере того, как туманность разрушалась под действием собственной гравитации, она вращалась быстрее и сплющивалась в диск. Затем большая часть материала этого диска была стянута к центру, чтобы сформировать солнце.

Другие частицы внутри диска столкнулись и слиплись, образуя все более крупные тела, включая Землю. Ученые считают, что Земля изначально представляла собой безводную массу горных пород.

«Считалось, что из-за того, что эти астероидов и комет летали вокруг и сталкивались с Землей, условия на ранней Земле могли быть адскими», — ранее говорила Симона Марчи, планетолог из Юго-Западного исследовательского института в Боулдере, штат Колорадо. рассказал Space.com.

Тем не менее, анализ минералов, заключенных в древних микроскопических кристаллах, позволяет предположить, что жидкая вода уже присутствовала на Земле в течение первых 500 миллионов лет ее существования, сказал Марчи.

Радиоактивные материалы в горных породах и растущее давление в глубине Земли произвели достаточно тепла, чтобы расплавить недра планеты, в результате чего некоторые химические вещества поднялись на поверхность и образовали воду, а другие превратились в газы атмосферы. Недавние данные свидетельствуют о том, что земная кора и океаны могли образоваться примерно через 200 миллионов лет после того, как планета приобрела форму.

Связанный: 10 кратеров от столкновения с Землей, которые вы должны увидеть

Представление художника о пыли и газе, окружающих недавно сформированную планетную систему. Большая часть массы этой бывшей туманности становится звездой в центре системы. Другие скопления и столкновения образуют планеты. (Изображение предоставлено НАСА)

Внутренняя структура Земли

Ядро Земли имеет ширину около 4 400 миль (7 100 км), что немного больше половины диаметра Земли и примерно такого же размера, как Марс. Самые внешние 1400 миль (2250 км) ядра жидкие, а внутреннее ядро ​​твердое. Это твердое ядро ​​примерно в четыре пятых меньше земной Луны и имеет диаметр около 1600 миль (2600 км). Ядро отвечает за магнитное поле планеты, которое помогает отклонять вредные заряженные частицы, выпущенные солнцем.

Над ядром находится мантия Земли толщиной около 1800 миль (2900 км). Мантия не совсем жесткая, но может течь медленно. Земная кора плавает на мантии подобно тому, как кусок дерева плавает в воде. Медленное движение горных пород в мантии перемещает континенты и вызывает землетрясения, извержения вулканов и образование горных хребтов.

Связанный: Земные слои: исследование нашей планеты изнутри и снаружи

Над мантией Земля имеет два вида коры. Суша континентов состоит в основном из гранита и других светлых силикатных минералов, в то время как дно океана состоит в основном из темной, плотной вулканической породы, называемой базальтом. Средняя толщина континентальной коры составляет около 25 миль (40 км), хотя в некоторых районах она может быть тоньше или толще. Океаническая кора обычно имеет толщину всего около 8 км. Вода заполняет низкие участки базальтовой коры, образуя мировой океан.

Земля нагревается ближе к своему ядру. В нижней части континентальной коры температура достигает примерно 1800 градусов по Фаренгейту (1000 градусов по Цельсию), повышаясь примерно на 3 градуса по Фаренгейту на милю (1 градус по Цельсию на километр) ниже коры. Геологи считают, что температура внешнего ядра Земли составляет от 6700 до 7800 градусов по Фаренгейту (от 3700 до 4300 градусов по Цельсию), а температура внутреннего ядра может достигать 12 600 градусов по Фаренгейту (7000 градусов по Цельсию) — жарче, чем на поверхности Солнца.

На изображении, модифицированном НАСА, художник показывает внутреннюю структуру Земли, состоящую из ядра, мантии и коры. (Изображение предоставлено Shutterstock)

Магнитное поле Земли

Магнитное поле Земли создается токами, протекающими во внешнем ядре Земли. Магнитные полюса всегда находятся в движении, а магнитный Северный полюс ускоряет свое движение на север до 24 миль (40 км) в год с момента начала отслеживания в 1830-х годах. Скорее всего, через несколько десятилетий он покинет Северную Америку и достигнет Сибири.

Магнитное поле Земли меняется и другими способами. По данным НАСА, во всем мире магнитное поле ослабло на 10 процентов с 19 века.

Но эти изменения незначительны по сравнению с тем, что магнитное поле Земли делало в прошлом. Примерно несколько раз в миллион лет поле полностью переворачивается, и Северный и Южный полюса меняются местами. Как ранее сообщал Space.com, магнитному полю может потребоваться от 100 до 3000 лет, чтобы совершить переворот.

По словам Эндрю Робертса, профессора Австралийского национального университета, сила магнитного поля Земли уменьшилась примерно на 90 процентов, когда в древнем прошлом произошла инверсия поля. Падение делает планету более уязвимой для солнечных бурь и радиации, которые могут значительно повредить спутники, а также коммуникационную и электрическую инфраструктуру.

«Надеемся, что такое событие произойдет в далеком будущем, и мы сможем разработать технологии будущего, чтобы избежать огромного ущерба», — говорится в заявлении Робертса.

Когда заряженные солнечные частицы попадают в магнитное поле Земли, они сталкиваются с молекулами воздуха над магнитными полюсами, заставляя их светиться. Это явление известно как полярные сияния, северное и южное сияние.

Атмосфера Земли

Атмосфера Земли окружает планету, но становится все тоньше и тоньше по мере удаления от поверхности. (Изображение предоставлено НАСА)

Земная атмосфера примерно на 78 процентов состоит из азота и на 21 процент из кислорода, со следовыми количествами воды, аргона, углекислого газа и других газов. Ни на одной другой планете Солнечной системы нет атмосферы, насыщенной свободным кислородом, который жизненно важен для одной из других уникальных особенностей Земли: жизни.

Воздух окружает Землю и становится тоньше по мере удаления от поверхности. Примерно в 100 милях (160 км) над Землей воздух настолько разрежен, что спутники могут проноситься через атмосферу с небольшим сопротивлением. Тем не менее, следы атмосферы можно найти на высоте 370 миль (600 км) над поверхностью планеты.

Нижний слой атмосферы известен как тропосфера, которая постоянно находится в движении и поэтому у нас есть погода. Солнечный свет нагревает поверхность планеты, заставляя теплый воздух подниматься в тропосферу. Этот воздух расширяется и охлаждается по мере уменьшения атмосферного давления, и, поскольку этот холодный воздух плотнее, чем его окружение, он затем опускается и снова нагревается Землей.

Над тропосферой, примерно в 30 милях (48 км) над поверхностью Земли, находится стратосфера. Неподвижный воздух стратосферы содержит озоновый слой, который образовался, когда ультрафиолетовое излучение заставило трио атомов кислорода соединиться в молекулы озона. Озон предотвращает попадание большей части вредного солнечного ультрафиолетового излучения на поверхность Земли, где оно может повредить и мутировать жизнь.

Водяной пар, углекислый газ и другие газы в атмосфере улавливают солнечное тепло, нагревая Землю. Без этого так называемого «парникового эффекта» Земля, вероятно, была бы слишком холодной для существования жизни, хотя безудержный парниковый эффект привел к адским условиям на нынешней поверхности Венеры.

Спутники на околоземной орбите показали, что верхние слои атмосферы на самом деле расширяются в течение дня и сжимаются ночью из-за нагрева и охлаждения.

Химический состав Земли

Кислород является наиболее распространенным элементом в горных породах земной коры, составляя примерно 47 процентов веса всей горной породы. Вторым по распространенности элементом является кремний (27 процентов), за ним следует алюминий (8 процентов); железо, 5%; кальций, 4%; и натрий, калий и магний, примерно по 2% каждого.

Земное ядро ​​состоит в основном из железа и никеля и потенциально меньшего количества более легких элементов, таких как сера и кислород. Мантия состоит из силикатных пород, богатых железом и магнием (сочетание кремния и кислорода известно как кремнезем, а минералы, содержащие кремнезем, известны как силикатные минералы).

Луна Земли

На этой фотографии показана Луна над горизонтом Земли. (Изображение предоставлено НАСА)

Луна Земли имеет ширину 2159 миль (3474 км), что составляет около одной четверти диаметра Земли. У нашей планеты есть одна луна, а у Меркурия и Венеры их нет, а у всех остальных планет в нашей Солнечной системе их две или более.

Основное объяснение того, как образовалась земная луна, состоит в том, что гигантский удар выбил сырые ингредиенты для луны из примитивной расплавленной Земли на орбиту. Ученые предположили, что объект, упавший на планету, имел примерно 10% массы Земли — размером с Марс.

Земля из космоса

Космонавты и ученые многое узнали о нашей планете, покинув ее. С расстояния 240 миль (408 километров) на борту Международной космической станции (МКС) астронавты могут наблюдать за тонкой и хрупкой земной атмосферой.

Между тем, спутники на орбите Земли могут отслеживать реакцию планеты на изменения, вызванные естественным путем и человеком, в большем масштабе. Спутники были запущены для обнаружения изменений в дыре в озоновом слое, мониторинга облачности и погодных условий, а также для управления использованием людьми ресурсов Земли.

Земля, снимок с Международной космической станции (Изображение предоставлено НАСА)

Жизнь на Земле

Земля — единственная планета во Вселенной, на которой, как известно, есть жизнь. Планета может похвастаться несколькими миллионами описанных видов, обитающих в средах обитания от самых глубоких океанских глубин до нескольких миль в атмосфере. Исследователи считают, что осталось гораздо больше видов, которые еще предстоит описать науке.

Исследователи подозревают, что есть и другие кандидаты на место жизни в нашей Солнечной системе, такие как спутник Сатурна 9.0007 Титан или спутник Юпитера Европа — может быть домом для примитивных живых существ. Ученым еще предстоит точно определить, как именно наши примитивные предки впервые появились на Земле, хотя большинство считает, что химический бульон на планете дал начало строительным блокам живых организмов. (Согласно предыдущему отчету Space.com, точный набор обстоятельств, необходимых для создания жизни на безжизненной планете, довольно маловероятен, так что, похоже, нам очень повезло.)

Подробнее из Live Science: Как возникла жизнь на Земле?

Другая теория предполагает, что жизнь сначала зародилась на соседней планете Марс, которая когда-то могла быть обитаемой, а затем перебралась на Землю на метеоритах, сброшенных с Красной планеты ударами других космических камней.

«Тем не менее, нам повезло, что мы оказались здесь, поскольку, безусловно, Земля была лучшей из двух планет для поддержания жизни», — сказал Space.com биохимик Стивен Беннер из Вестхаймерского института науки и технологий во Флориде. «Если бы наши гипотетические марсианские предки остались на Марсе, возможно, не было бы о чем рассказывать».

Дополнительные ресурсы

• Узнайте больше о нашей планете в «Краткой истории Земли: четыре миллиарда лет в восьми главах (откроется в новой вкладке)» (Custom House, 2021) Эндрю Х. Нолл.
• Посетите страницу НАСА о планете Земля.
• Рассмотрим другую точку зрения журнала Discover на то, что делает Землю уникальной: ее полезные ископаемые.

Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected].

Айлса — штатный автор журнала How It Works, где она пишет о науке, технологиях, космосе, истории и окружающей среде. Проживая в Великобритании, она окончила Стерлингский университет со степенью бакалавра журналистики (с отличием). Ранее Айлса писала для журнала Cardiff Times, Psychology Now и многочисленных научных журналов.

Планета Земля

Су-Фолс, Южная Дакота

Бюро прогнозов погоды

Земля — третья ближайшая к Солнцу планета, расположенная почти на 93 миллиона миль. Он обращается вокруг Солнца чуть более чем за 365 дней и совершает оборот каждые 23,93 часа. Земля — единственное небесное тело в нашей Солнечной системе с жидкой водой, способной поддерживать жизнь. На самом деле, 70 процентов земной поверхности состоит из воды либо в жидкой форме, либо в виде льда.

Атмосфера и погода:   Земля состоит в основном из кислорода и азота. Кислород составляет 21 процент атмосферы, а азот занимает почти все остальное. Ни одна другая планета Солнечной системы даже близко не приближается к 21-процентному содержанию кислорода. Атмосфера плотная, простирается вверх примерно на 100 миль, хотя быстро становится менее плотной на высоте более 20 000 футов. Атмосфера, наряду с очень сильным магнитным полем Земли и озоновым слоем, способна защитить жизнь, уменьшая поступающее ультрафиолетовое излучение от Солнца и испаряя большинство метеоров из-за сильного тепла, когда они входят в нашу атмосферу.

Земля характеризуется сложными погодными условиями, переносимыми сильными ветрами. Скорость ветра наверху может превышать 150 миль в час, в основном к северу от тропиков, что называется струйным течением. Еще больше усложняет погоду взаимодействие наших океанов и других больших водоемов в краткосрочных и долгосрочных событиях. Облака состоят из водяного пара и/или льда. Этот баланс воды и льда в облаках и способен создавать осадки. Осадки образуются в основном в результате двух процессов. В тропиках, где лед в облаках отсутствует или крайне ограничен, осадки образуются путем слияния капель облачной воды. После слияния капли, наконец, станут достаточно тяжелыми, чтобы пролететь сквозь атмосферу и достичь поверхности. Другой основной процесс осаждения – взаимодействие водяного пара и льда в облаках к северу от тропиков. Как правило, частицы льда имеют более низкое давление насыщенного пара, чем вода. Последовательность событий может буквально «притянуть» каплю воды к частице льда, где они сливаются. Наконец, частица станет достаточно тяжелой, чтобы падать сквозь атмосферу в виде дождя или града.

Суточные колебания температуры на Земле могут варьироваться от очень больших в сухом климате до минимальных во влажных регионах. В целом, самая высокая зарегистрированная температура на Земле составляет 135,9 градусов по Фаренгейту в Ливии, а самая низкая зарегистрированная температура составляет -128,6 градусов по Фаренгейту в Антарктиде. Хотя в последнее время парниковому эффекту уделяется много внимания, без него жизнь на Земле прекратилась бы. Очень небольшое количество двуокиси углерода, находящееся в атмосфере Земли, производит достаточно парникового эффекта, чтобы поднять температуру Земли с -6 градусов по Фаренгейту в среднем до 59 градусов по Фаренгейту.градусов по Фаренгейту. Как видите, без парникового эффекта вода замерзла бы, и Земля превратилась бы в еще одну безжизненную планету.

БЫСТРЫЕ ФАКТЫ
( Данные предоставлены Годдардом НАСА)

ОПРЕДЕЛЕНИЯ:

Среднее расстояние от Солнца:   Среднее расстояние от центра планеты до центра Солнца.
Перигелий:   Ближайшая к Солнцу точка на орбите планеты.
Афелий:   Самая удаленная от Солнца точка на орбите планеты.
Звездное вращение:   Время, за которое тело совершает один оборот вокруг своей оси относительно неподвижных звезд, таких как наше Солнце.
Продолжительность дня:   Среднее время, за которое Солнце перемещается из положения полудня на небе в точке на экваторе обратно в то же положение.
Звездное вращение:   Время, необходимое для совершения одного полного оборота вокруг Солнца.
Наклон оси:   Если представить, что плоскость орбиты тела совершенно горизонтальна, наклон оси представляет собой величину наклона экватора тела относительно плоскости орбиты тела.

Чем человеческое тело похоже на планету Земля?

НАУКА — наука о жизни

Задумывались ли вы когда-нибудь…

• Чем человеческое тело похоже на планету Земля?
• Является ли человеческий организм экосистемой?
• Какие элементы у людей есть общего с Землей?

Теги:

Просмотреть все теги

• Наука,
• Науки о жизни,
• Земля и космос,
• Физические науки,
• Человек,
• Человеческое тело,
• Земля,
• Планета,
• Жилая,
• Окружающая среда,
• Сходство,
• Вода,
• Система кровообращения,
• Дыхательная система,
• Пищеварительная система,
• Репродуктивная система,
• Опорно-двигательный аппарат,
• Нервная система,
• Иммунная система,
• Воздух,
• Земля,
• Жизнь,
• Экосистема,
• видов,
• Сотовый,
• Элемент,
• Атом,
• Галактика,
• Кислород

Сегодняшнее чудо дня было вдохновлено Шаимом. Шаим Уондерс , “ каковы все известные основные или загадочные сходства между человеческим телом и планетой Земля ” Спасибо, что ДУМАЕТЕ вместе с нами, Шаим!

Вы когда-нибудь слышали, что человек является продуктом своего окружения? Во многом это правда. Часто это означает, что люди находятся под влиянием людей и культур, в которых они живут. Но это также имеет и более буквальное значение. На людей влияет среда их обитания — планета Земля!

Если подумать, человеческое тело очень похоже на планету Земля. Что у них общего? Мы можем вспомнить об одном главном сходстве. Вот подсказка: он может существовать в твердом, жидком или газообразном состоянии. Вот так! И человеческое тело, и планета Земля в значительной степени состоят из воды.

На Земле это довольно очевидно. Из космоса можно сказать, что около 71 процента планеты состоит из воды. Однако многие не понимают, что вода также составляет около 60 процентов человеческого тела. Вот почему так важно пить достаточное количество воды каждый день! Это помогает сохранить ваше тело здоровым.

Однако на этом сходство не заканчивается. Изучали ли вы вены и артерии в школе? Эти кровеносные сосуды работают как часть системы кровообращения. Они перемещают кровь по всему телу, чтобы помочь вам выжить. Точно так же реки и ручьи служат для переноса воды по всей планете, играя роль в поддержании жизни на Земле.

На самом деле, и человеческое тело, и планета Земля имеют несколько взаимосвязанных систем, поддерживающих жизнь. Дыхательная, пищеварительная, репродуктивная, костно-мышечная, нервная и иммунная системы играют важную роль в жизни человека. Стабильность планеты зависит от баланса ее воздушных, водных, наземных и жизненных систем.

Между человеческим телом и планетой Земля есть одно большое сходство, о котором мы еще не упомянули: обе они представляют собой разнообразные экосистемы. Земля является домом для не менее 8,7 миллионов видов. В меньшем масштабе человеческое тело содержит около 10 000 видов.

Да, вы не ошиблись. 10 000 различных форм жизни могут жить в вашем теле прямо сейчас. На самом деле, эксперты говорят, что около 90 процентов клеток в организме не принадлежат человеку. Вместо этого они принадлежат другим организмам.

В большинстве случаев организмы, живущие в организме человека, безвредны. Некоторые даже выполняют важную работу, чтобы люди оставались здоровыми. Но другие, такие как некоторые вирусы и бактерии, могут вызывать заболевания. Точно так же жизнь на Земле может негативно повлиять на планету. Людям важно осознавать, как они относятся к планете. Мы все должны сделать все возможное, чтобы сохранить Землю здоровой.

Конечно, человеческое тело и планета Земля тоже состоят из одних и тех же элементов. На самом деле, у нас 97 процентов общих атомов с остальной частью галактики. Кислород имеет больший вес, чем любой другой элемент как на Земле, так и в человеческом теле.

Неслучайно люди созданы из элементов, наиболее распространенных на планете Земля. В конце концов, мы продукт нашего окружения! Если вы потратите некоторое время на размышления, мы уверены, что вы сможете найти еще больше сходства!

Common Core, Научные стандарты следующего поколения и Национальный совет по социальным исследованиям.»> Стандарты:

NGSS.LS1.A, NGSS.ESS3.C, NGSS.ESS3.D, CCRA.L.3, CCRA.L.6, CCRA.R.1, CCRA.R.2, CCRA.R.4, CCRA .R.10, CCRA.SL.1, CCRA.SL.2, CCRA.W.2, CCRA.W.4, CCRA.W.7, CCRA.L.1, CCRA.L.2

Интересно, что дальше?

Мы думаем, что завтрашнее Чудо дня будет ТРЕТЬЕ невероятно прекрасным!

Попробуйте

Попросите взрослого помочь вам продолжить обучение с помощью приведенных ниже упражнений.

• Чем еще человеческое тело похоже на планету Земля? Можете ли вы придумать какие-либо другие сходства? Если вам нужно, сделайте еще несколько исследований в Интернете или в публичной библиотеке. Затем составьте свой собственный список сходства тела и Земли.
• У людей много общего с планетой Земля. Но они могут быть даже больше похожи на звезды. Узнайте больше о том, как много вещей в нашем мире сделано из звездной пыли. Затем подведите итог тому, что вы узнали, для друга или члена семьи. Делитесь самыми интересными новыми фактами, которые вы прочитали.
• Большинство людей согласны с тем, что важно заботиться о планете Земля. Что именно мы защищаем? Взглянем. Какое из этих ЧУДЕС природы вы хотели бы посетить больше всего? Почему важно охранять такие места? Напишите письмо или электронное письмо другу или члену семьи, объясняя свои мысли.

Wonder Sources

• https://www.physicsoftheuniverse.com/what-is-the-human-body-and-the-earth-the-sun-the-universe-made-of.html (по состоянию на 19 авг. 2020)
• https://www.space.com/35276-humans-made-of-stardust-galaxy-life-elements.html (по состоянию на 19 августа 2020 г.)
• https://www. usgs.gov/special-topic /water-science-school/science/how-much-water-there-earth?qt-science_center_objects=0#qt-science_center_objects (по состоянию на 19 августа 2020 г.)
• https://www.discovermagazine.com/health/your -body-is-a-planet (по состоянию на 19 августа 2020 г.)
• https://www.npr.org/sections/health-shots/2012/06/13/154913334/finally-a-map-of-all -the-microbes-on-your-body (доступ 19август 2020 г.)

Получили?

Проверьте свои знания

Wonder Contributors

Благодарим:

Зунира и Бейли
за вопросы по сегодняшней теме Wonder!

Удивляйтесь вместе с нами!

Что вас интересует?

Wonder Words

• кровеносные сосуды
• атомов
• окружающая среда
• литерал
• сходство
• элементов
• поддерживающий
• экосистем
• стабильность

Примите участие в конкурсе Wonder Word

Оцените это чудо

Поделись этим чудом

×

ПОЛУЧАЙТЕ СВОЕ ЧУДО ЕЖЕДНЕВНО

Подпишитесь на Wonderopolis и получайте
Чудо дня® по электронной почте или SMS

Присоединяйтесь к Buzz

Не пропустите наши специальные предложения, подарки и рекламные акции.