Земля
Земля сформировалась около 4,5 миллиардов (тысяч миллионов!) лет назад в результате столкновения и гравитационного притяжения относительно мелких протопланетных тел (планетезималей). Состав вещества из которого была сформирована наша планета отвечает составу метеоритов-хондритов, до сих пор падающих на Землю в большом количестве.
Первоначально наша планета представляла собой достаточно однородное по составу тело. На девять десятых своей массы Земля состоит из четырех химических элементов – железа, кислорода, кремния и магния.
Как устроена Земля?
Земной шар можно схематично сравнить с яйцом, где желтком будет ядро, белком – мантия, а скорлупой – земная кора. Похожим строением обладают все планеты земной группы, но у Земли есть свои особенности.
Земное ядро занимает около 15% от объёма планеты – по сравнению с Меркурием, например, это совсем немного. В самом центре оно твёрдое, а ближе к мантии – жидкое. Обе части состоят из раскалённого железа и никеля. Давление в центре сильнее, поэтому внутренний слой очень-очень плотный. Именно строению земного ядра Земля обязана существованием магнитного поля. Из-за различия температур и давления, а также приливных явлений, вызываемых Луной, вещество становится подвижным, потоки расплавленного железа создают электрический ток, а тот — магнитное поле, защищающее поверхность планеты и всё живое от солнечной радиации и опасного космического излучения.
Земная мантия составляет около 84% объёма и 67% массы планеты. Её верхняя граница залегает на глубине от нескольких километров под океанами до 70 км под континентами, нижняя – на глубине около 3000 км. Непосредственное исследование вещества мантии пока невозможно — технологии, которая позволила бы пробурить земную кору, до сих пор не существует. Но благодаря извержению вулканов и измерению времени прохождения сейсмических волн, учёные уже неплохо изучили мантию Земли. Состоит она, в основном, из силикатов магния и железа.
Земная кора состоит из горных пород, различных по своим свойствам, среди них — сыпучий песок, вязкая глина, твёрдые и прочные базальт и гранит. Толщина земной коры не везде одинакова (от 5 км до 75 км), под океанами она тоньше. Местами, верхняя часть
земной коры покрыта почвой, которая состоит из смеси минералов и органических веществ. Почва, как и вода – колыбель жизни на Земле.
Всю твёрдую оболочку земного шара по-научному называют «литосферой». Земная кора же состоит из огромных тектонических плит, которые скользят по верхнему слою мантии и каждый год сдвигаются на несколько сантиметров. В результате смещаются континенты, появляются новые острова и вырастают горные хребты, но это можно оценить только через миллионы лет.
Что делает Землю уникальной и пригодной для жизни?
1. Удачное расположение относительно Солнца
Среднее расстояние от Земли до Солнца – около 150 млн км. Это не очень далеко — солнечный свет успевает дойти до нас за 8 минут – он достаточно прогревает поверхность Земли, не давая всему живому замёрзнуть, но и не очень близко, чтобы мы не погибли от жары.
Для примера: на второй от Солнца планете, Венере, средняя температура + 462, а на четвёртой, Марсе – уже 60 градусов ниже нуля. Так что, нам повезло!
2. Наличие воды
Земля – единственная планета Солнечной системы, имеющая на поверхности огромные запасы воды. Только подумайте, суша занимает всего лишь 29% от всей поверхности земного шара! Так что не верьте тому, кто скажет, что объездил весь мир. 71% – это мировой океан, именно из-за него наша планета выглядит такой нежно-голубой из космоса.
Водная оболочка Земли - это не только океаны, озёра и реки, но и подземные воды, снег, ледники и даже облака из нижних слоев атмосферы. Кстати, только на нашей планете вода присутствует во всех трёх состояниях – твёрдом, жидком и газообразном. Все водные запасы Земли называют «гидросферой».
Вода – идеальная среда для химических реакций и деления клеток, белковая жизнь без воды невозможна. Она является важнейшей составляющей тканей всех растений и живых организмов.
3. Озоновый слой атмосферы
Он защищает нас от солнечной радиации, поглощая большую часть ультрафиолетовых лучей. Тот мизер, что остаётся, – делает кожу загорелой. Если бы озонового слоя в атмосфере не было, вряд ли бы на Земле возникли высокоразвитые формы жизни, такие как млекопитающие и человек. Озоновый слой находится на высоте от 20 до 40 км над поверхностью Земли.
Толщина озонового слоя не одинакова на планете, а кое-где даже возникают «дыры». Самая большая – над Антарктидой. Не очень хорошо обстоят дела в Чили, Аргентине, Перу, ЮАР, Новой Зеландии и странах Океании. Уменьшение озона связывают с выбросом вредных веществ в атмосферу, но не только. К счастью, озоновые дыры обратимы – они могут затягиваться.
4. Магнитное поле
У Земли – оно самое мощное среди всех планет земной группы, и это чудесно. Магнитное поле отражает порывы солнечного ветра, не даёт им разрушать атмосферу и проникать к поверхности планеты. Вместо этого солнечный ветер огибает земной шар и мчится дальше в космос.
Солнечным ветром называют быстрый и горячий поток заряженных частиц, которые ежесекундно отделяются от Солнца и летят в космическое пространство. Кстати, взаимодействие солнечного ветра с магнитосферой Земли является причиной магнитных бурь (от которых болит голова и портится аппаратура) и появления полярного сияния.
5. Луна
Да-да, именно наш единственный спутник делает жизнь на Земле такой комфортной. Без Луны на нашей планете тоже была бы жизнь, но гораздо более примитивная – и скорее всего, без участия человека. Чем мы обязаны Луне?
Многие слышали, что Луна отвечает за приливы и отливы на Земле – это действительно так и связано с силой притяжения спутника. Вращаясь вокруг нашей планеты, Луна ритмично «тянет» за собой мегатонны воды, отпускает и снова тянет. Это происходит тысячелетиями и влияет не только на жизнь прибрежных поселений, но и на скорость вращения Земли — она постепенно замедляется.
Во времена динозавров сутки длились около 22 часов, а теперь — 24 часа.
Но влияние Луны на Землю выходит далеко за рамки морских приливов и отливов. Именно наш спутник стимулирует движение расплавленного железа во внешнем ядре, что в свою очередь генерирует защитное магнитное поле Земли.
Природные условия
Природные условия на Земле очень разные, и это связано с тем, что тепло и солнечные лучи распределяются неравномерно: где-то больше, где-то меньше. На это влияют форма земного шара и его орбита, рельеф поверхности, близость океана и другие причины.
Самая жаркая температура на поверхности Земли доходит до +57°, а самая низкая – до -89° по Цельсию. Удивительно, но даже при таких условиях жизнь присутствует и в Антарктиде, и в пустыне Сахаре, и на глубине океанских впадин!
Оболочку планеты, где есть условия для роста растений или существования живых организмов, называют «биосферой». Вверху она ограничена максимум 20-ю километрами, так как выше озонового слоя уже находиться опасно. А внизу – 7-ю километрами. Граница определяется той температурой, при которой вода переходит в пар, а белки (строительный материал живой природы) сворачиваются. Конечно, в таких экстремальных условиях под Землей могут обитать лишь бактерии, но и они – часть биосферы Земли.
Это любопытно!
Всегда ли на Земле была вода?
Считается, что 4,5 млрд лет назад, когда планета только зародилась, воды на её поверхности было немного, приносили её многочисленные астероиды и ледяные кометы, которые «бомбили» планету сотни миллионов лет подряд. Однако, в глубинах Земли воды всегда было в достатке, она была растворена в горячей магме мантии. Её постепенная дегазация привела к образованию современных морей и океанов.
Почему луна обращена к Земле одной стороной?
Результатом воздействия приливных сил на спутники является синхронизация периодов вращения спутника вокруг собственной оси и периодов обращения вокруг самой планеты. Примером может служить ситуация с Землёй и Луной, когда к Земле всегда обращена только одна сторона Луны. То же самое происходит в семьях спутников у планет-гигантов.