Ziemia

Ziemia jest trzecią według oddalenia od Słońca planetą Układu Słonecznego. Jest ona największa ze wszystkich planet wewnętrznych. Średnica planety wynosi 12756 km, a więc promień równikowy ma 6378 km i jest on dłuższy od promienia biegunowego, co jest spowodowane ruchem wirowym planety. Równik Ziemi, czyli najdłuższy równoleżnik (obwód) ma 40070 km. Masa planety wynosi 6×10 27g i stanowi 2 milionowe części masy Słońca. Ziemia krąży w średniej odległości 150 mln km od Słońca po orbicie w kształcie elipsy. Najbliżej Słońca znajduje się 3 I i odległość wynosi wtedy 147 mln km (perihelium). Najdalej od Słońca jest natomiast 4 VII, kiedy to jej odległość od niego wynosi 152 mln km (aphelium). W trakcie ruchu obiegowego oś ziemska nachylona jest do płaszczyzny orbity pod kątem 66*33`. Czas, jaki zajmuje Ziemi okrążenie Słońca wynosi 365,2564 dnia, natomiast jeden pełny obrót wokół własnej osi planeta wykonuje w czasie 23 h 56 min 4,09 s.

Ziemia WYspa

W budowie Ziemi wyróżnia się trzy strefy: wewnętrzną-jądro, środkową-płaszcz i zewnętrzną-litosferę dzielącą się na skorupę oceaniczną i kontynentalną. Jądro ziemskie ma kształt kuli o promieniu 3500km. Możemy je podzielić na trzy części, a mianowicie jądro stałe, wewnętrzne mające promień 1250 km i jądro zewnętrzne o grubości 2300km. Jądro złożone jest głównie z żelaza (aż 80%), w reszcie przeważa nikiel oraz siarka. Właśnie tak duża ilość żelaza decyduje o tak dużej gęstości planety, która wynosi 5,52 g/cm 3. Bliżej powierzchni znajduje się płaszcz ziemski, który ma grubość 2900km. Płaszcz zbudowany jest głównie z tlenków wielu metali. Ostatnią warstwą jest zewnętrzna litosfera o grubości 30 km pod kontynentami i 10 km pod oceanami.

ZIemia wielki kanion

Powierzchnię Ziemi zajmują w 29% lądy i w 71% oceany. I to właśnie oceany dały początek życiu na Ziemi, jak dotąd znanemu tylko tutaj. Lądy, czyli w rzeczywistości siedem kontynentów, maja różną formę ukształtowania powierzchni. Są na nich zarówno depresje, niziny, wyżyny, jak i góry. Najwyższe góry na Ziemi to oczywiście Himalaje, w których znajduje się Mount Everest o wysokości 8850 m n.p.m.. Na naszej planecie występują również aktywne wulkany, a ich największym skupiskiem jest Półwysep Kamczatka w Rosji na kontynencie azjatyckim.
Atmosfera ziemska składa się w 78% z azotu, 21% z tlenu, a pozostały 1% tworzą takie gazy jak argon, dwutlenek węgla, para wodna, ozon. średnia temperatura na powierzchni Ziemi wynosi 14*C. Najniższa jest w strefach biegunowych (rekordowa ponad -90*C), a najwyższa w strefie równikowej. Ziemską atmosferę można podzielić na kilka warstw. Najniżej znajduje się troposfera sięgająca średnio do 12 kilometra nad powierzchnię planety. To w tej warstwie zawarte jest 80% całej masy powietrza, jak również zachodzą tu wszystkie zjawiska pogodowe. W górnych strefie tej warstwy temperatura spada do -55*C. Następna warstwa rozciąga się powyżej troposfery między 12 a 50 kilometrem i nosi nazwę stratosfery. Pośrodku tej warstwy występuje miedzy 20 a 30 kilometrem warstwa ozonu, która pochłania ultrafioletowe promieniowanie słoneczne. Kolejna warstwa to mezosfera sięgająca od 50 do 80 kilometra nad Ziemie. Powyżej tejże warstwy znajduje się termosfera, w której temperatura rośnie nawet do 1000*C ze względu na duże rozrzedzenie atmosfery. Wyżej jest jonosfera, w której to powstają piękne zorze polarne. Ostatnia warstwa atmosfery to egzosfera, w której temperatura spada do zera absolutnego, czyli -273*C.

Astenosfera, czyli płaszcz zewnętrzny należy do bardzo ważnych elementów budowy wnętrza Ziemi. Od tej warstwy zależy wiele procesów zachodzących na jej powierzchni. Krążą w niej prądy konwekcyjne – jest to ruch materii płaszcza. Magma krąży w komórkach zamkniętych, co związane jest ze zmianami temperatury wraz z głębokością. Astenosfera ma właściwości półplastyczne. Zanurzone są w niej płyty litosfery i korzenie gór. Jest odpowiedzialna za zjawiska wulkaniczne, plutoniczne, ruchy poziome płyt, powstawanie gór, ruchy sejsmiczne (trzęsienia ziemi). Zachodzi w niej zjawisko izostazji – polega na zachowaniu równowagi płyt litosfery (jeśli w jednym miejscu dochodzi do zanurzenia płyty litosfery w plastycznej astenosferze np. na skutek obciążenia płyty lądolodem, to w innym miejscu jakaś płyta musi się wynurzyć aby była zachowana równowaga). Dbaj o ziemie.jgp

Litosfera, czyli sztywna skorupa ziemska zalega na głębokości od 80 do 150 kilometrów. Najbardziej zewnętrzną warstwą płaszcza ziemskiego jest warstwa perydotytowa, która składa się przede wszystkim z takich pierwiastków jak chrom, tlen, żelazo, krzem i magnez, stąd nazywana bywa CROFESIMA – od nazw skrótów łacińskich tych pierwiastków.

Zewnętrzną warstwę naszej planety stanowi skorupa ziemska. Skorupę ziemską od płaszcza Ziemi oddziela granica sejsmiczna, zwana powierzchnią nieciągłości Mohorovičiča (MOHO), która znajduje się na głębokości od 7 do ponad 40 km. O jej istnieniu świadczą m.in. nagłe spadki prędkości fal sejsmicznych. Skorupa ziemska dzieli się na warstwę granitową, która występuje tylko w obrębie kontynentów. Tworzą ją glinokrzemiany stąd nazwa SiAl (Si – krzem, Al – glin). Ma gęstość 2,7g/cm3. Oraz warstwę bazaltową – SiMa, która buduje dno oceanów i występuje pod kontynentami. Tworzą ją krzemiany i magnez (Si – krzem, Mg – magnez). Jej gęstość wynosi 3,0 g/cm3. Obie te warstwy oddzielone są powierzchnią nieciągłości Konrada.

Skorupa ziemska jest zewnętrzną powłoką Ziemi. Rozciąga się od nieciągłości Mohorovičicia (zwanejZiemia też powierzchnią Moho) aż do powierzchni Ziemi. Powierzchnia Moho znajduje się na głębokości około 50-60 km, a została odkryta przez chorwackiego geofizyka Andriję Mohorovičicia w 1910 r.

Pomiędzy powierzchnią Ziemi a powierzchnią Moho znajduje się jeszcze jedna powierzchnia nieciągłości, zwana powierzchnią Conrada. Została ona odkryta w 1925 r. przez V. Conrada. Według najnowszych badań powierzchnia ta w wielu rejonach świata nie występuje lub jest bardzo niewyraźna.

Skorupę ziemską możemy podzielić na skorupę kontynentalną i oceaniczną. Zewnętrzna warstwa skorupy ziemskiej zbudowana jest ze skał o gęstości 2,6 – 2,7 g/cm3 co odpowiada średniej gęstości skał granitowych.

Prędkość rozchodzenia się fali 5,9 – 6,3 km/s. Pod centralnymi częściami oceanów ta skorupa nie występuje w ogóle. Jej miąższość wynosi 12 – 15 km. Pod wysokimi górami zanurza się do 30 km.Płaszcz ziemski sięga do głębokości 2890 km. Ciśnienie u podstawy płaszcza wynosi ok. 140 GPa (1,4 Matm). Płaszcz, w którym rozróżnia się dwie warstwy, składa się głównie z substancji bogatych w żelazo i magnez.

Płaszcz górny, zwany zewnętrznym – budują go związki: chromu (Cr), żelaza (Fe), krzemu (Si) i magnezu (Mg) (tzw. crofesima). Średnia gęstość tej sfery wynosi 4,0 g/cm3. Górna część zewnętrznego płaszcza ma od 80 do 150 km głębokości; jest już warstwą o cechach plastycznych – stanowi jak gdyby podściółkę zapewniającą skorupie ziemskiej ruchliwość. Zachodzą w niej wszystkie procesy tektoniczne.

Płaszcz dolny, zwany też wewnętrznym – zbudowany głównie z niklu (Ni), żelaza (Fe), krzemu(Si) i magnezu (Mg) (tzw. nifesima). Średnia gęstość płaszcza wewnętrznego waha się w granicach 5,0-6,6 g/cm3. W płaszczu Ziemi zachodzą prawdopodobnie zjawiska związane z powolnym przemieszczaniem się w górę plastycznych mas materii pod wpływem ciepła (ruchy konwekcyjne).
Punkt topnienia substancji zależy od ciśnienia, jakiemu jest poddawana. Im głębiej, tym ciśnienie większe, zatem uważa się, że płaszcz dolny jest stanu stałego, a górny – stanu plastycznego (półpłynnego). Lepkość płaszcza górnego waha się między 1021, a 1024Pa·s, w zależności od głębokości. Wobec tego płaszcz górny może pływać bardzo powoli.

Dlaczego uważa się, że jądro wewnętrzne jest stanu stałego, jądro zewnętrzne – stanu ciekłego, a płaszcz – stałego bądź plastycznego? Punkty topnienia substancji bogatych w żelazo są wyższe niż czystego żelaza. Jądro Ziemi składa się prawie wyłącznie z czystego żelaza, podczas gdy substancje bogate w żelazo częściej występują poza jądrem. Zatem substancje żelazowe przy powierzchni są stałe, w płaszczu górnym – półpłynne (z powodu wysokiej temperatury i względnie niskiego ciśnienia), w płaszczu dolnym – stałe (poddawane są olbrzymiemu ciśnieniu), w jądrze zewnętrznym czyste żelazo jest płynne, jako że ma niską temperaturę topnienia (pomimo ogromnego ciśnienia), zaś jądro wewnętrzne jest stałe z powodu najwyższego ciśnienia występującego w centrum.

ziemnia

Ciężar właściwy Ziemi wynosi 5515 kg/m3, czyniąc ją najgęstszą planetą w Układzie Słonecznym. Ciężar właściwy przy powierzchni wynosi tylko ok. 3000 kg/m3. Jądro składa się z bardziej gęstych substancji. W dawniejszych epokach, ok. 4,5 mld lat temu, podczas formowania się planety, Ziemia stanowiła półpłynną stopioną masę. Cięższe substancje opadały w kierunku środka, podczas gdy lżejsze materiały odpływały ku powierzchni. W efekcie jądro składa się głównie z żelaza (80%), niklu i krzemu. Inne cięższe pierwiastki, jak ołów i uran, występują zbyt rzadko, żeby przewidzieć ich dokładne rozmieszczenie oraz mają tendencję do tworzenia wiązań z lżejszymi pierwiastkami, zatem pozostają w płaszczu.

Jądro podzielone jest zasadniczo na dwie części, stałe jądro wewnętrzne o promieniu ok. 1250 km i płynne jądro zewnętrzne wokół niego sięgające promienia ok. 3500 km. Przyjmuje się, że wewnętrzne jądro jest w stanie stałym i składa się głównie z żelaza z domieszką niklu. Niektórzy uważają, że jądro wewnętrzne może tworzyć żelazny monokryształ. Jądro wewnętrzne jest otoczone przez jądro zewnętrzne i składa się przypuszczalnie z ciekłego żelaza zmieszanego z ciekłym niklem i śladowymi ilościami pierwiastków lekkich.

Ogólnie uważa się, że konwekcja jądra zewnętrznego połączona z ruchem rotacyjnym Ziemi, wytwarza ziemskie pole magnetyczne przez proces znany jako efekt dynama. Stałe jądro wewnętrzne jest zbyt gorące aby utrzymać stałe pole magnetyczne ale prawdopodobnie działa stabilizująco na pole magnetyczne wytwarzane przez ciekłe jądro zewnętrzne. Ostatnie badania wskazują, że jądro wewnętrzne Ziemi obraca się szybciej niż reszta planety, około 2° rocznie.

Istnieje również hipoteza, zaproponowana przez geochemika J. Marvina Herdona, mówiąca iż wewnętrzne jądro Ziemi może być wciąż działającym reaktorem jądrowym, w którym uran ulega rozszczepieniu w reakcji łańcuchowej. Choć niewątpliwym jest, że uran i inne radioaktywne jądra rozpadają się, dając tym samym pewien wkład do bilansu energetycznego jądra Ziemi, to hipoteza ta budzi jednak wiele kontrowersji.