Země je součástí sluneční soustavy, nachází se ve vzdálenosti 149,8 milionů kilometrů od Slunce a je pátou největší mezi ostatními planetami.
Něco málo o planetě Zemi
Rychlost rotace nebeského tělesa kolem Slunce je 29,765 km/s. Úplnou rotaci provede za 365,24 slunečních dnů.
Naše planeta Země má jeden satelit. Tohle je měsíc. Je na oběžné dráze naší planety ve vzdálenosti 384 400 km. Mars má dva měsíce a Jupiter má šedesát sedm. Průměrný poloměr naší planety je 6371 km, přičemž vypadá jako elipsoid, mírně zploštělý na pólech a protáhlý podél rovníku.
Hmotnost a hustota Země
Jeho hmotnost je 5,981024 kg a průměrná hustota Země je 5,52 g/cm3. Zároveň je tento indikátor v blízkosti zemské kůry do 2,71 g/cm3. Z toho vyplývá, že hustota planety Země se směrem do hloubky výrazně zvyšuje. Je to dáno její povahoubudovy.
Průměrnou hustotu Země poprvé určil I. Newton, který ji vypočítal ve výši 5-6 g/cm3. Jeho chemické složení je podobné pozemským planetám, jako je Venuše a Mars a částečně Merkur. Složení Země: železo - 32%, kyslík - 30%, křemík - 15%, hořčík - 14%, síra - 3%, nikl - 2%, vápník - 1,6% a hliník - 1,5%. Součet zbývajících položek činí přibližně 1,2 %.
Naše planeta je modrý cestovatel ve vesmíru
Umístění Země blízko Slunce ovlivňuje přítomnost určitých chemikálií v kapalném i plynném skupenství. Díky tomu je složení Země různorodé, vznikla atmosféra, hydrosféra a litosféra. Atmosféru tvoří hlavně směs plynů: dusík a kyslík 78 % a 21 %. Stejně tak oxid uhličitý - 1,6 % a zanedbatelné množství inertních plynů jako je helium, neon, xenon a další.
Hydrosféra naší planety se skládá z vody a zaujímá 3/4 jejího povrchu. Země je dnes jedinou známou planetou ve sluneční soustavě, která má hydrosféru. Voda sehrála rozhodující roli v procesu vzniku života na Zemi. Hydrosféra díky své cirkulaci a vysoké tepelné kapacitě vyrovnává klimatické podmínky v různých zeměpisných šířkách a utváří klima na planetě. Představují ho oceány, řeky a podzemní vody. Pevnou část naší planety tvoří sedimentární formace, žulové a čedičové vrstvy.
Struktura Země a její struktura
Země, stejně jako ostatní planety pozemské skupiny, má vrstvenou vnitřní strukturu. V nístřed je jádro.
Následuje plášť, který zaujímá významnou část objemu planety, a poté zemská kůra. Vytvořené vrstvy se mezi sebou značně liší svým složením. Za dobu existence naší planety, přes 4,5 miliardy let, pronikaly těžší horniny a prvky vlivem gravitace stále dále do středu Země. Jiné prvky, lehčí, zůstaly blíže k jeho povrchu.
Obtížnost a nepřístupnost podpovrchového průzkumu
Pro člověka je velmi obtížné proniknout hluboko do Země. Jeden z nejhlubších vrtů byl vyvrtán na poloostrově Kola. Jeho hloubka dosahuje 12 kilometrů.
Vzdálenost od povrchu do středu planety je více než 6300 kilometrů.
Používání nástrojů nepřímého výzkumu
Z tohoto důvodu jsou útroby naší planety, které se nacházejí ve značné hloubce, analyzovány podle výsledků seismického průzkumu. Každou hodinu je na různých místech Země pozorováno asi deset kmitů jeho povrchu. Na základě získaných dat provádějí tisíce seismických stanic studii šíření vln při zemětřesení. Tyto vibrace se šíří úplně stejně jako kruhy na vodě od hozeného předmětu. Když vlna pronikne do zhutněnější vrstvy, její rychlost se dramaticky změní. Pomocí získaných dat se vědcům podařilo určit hranice vnitřních schránek naší planety. Ve struktuře Země se rozlišují tři hlavní vrstvy.
Zemská kůra a její vlastnosti
NahoruZemský obal je zemská kůra. Jeho tloušťka se může lišit od 5 kilometrů v oceánských oblastech do 70 kilometrů v horských oblastech pevniny. Ve vztahu k celé planetě není tato skořápka tlustší než skořápka vejce a pod ní zuří podzemní oheň. Ozvěny hlubokých procesů probíhajících v útrobách Země, které pozorujeme v podobě sopečných erupcí a zemětřesení, způsobují velkou zkázu.
Zemská kůra je jedinou vrstvou, která je lidem k dispozici pro život a plnohodnotný výzkum. Struktura zemské kůry pod kontinenty a oceány je odlišná.
Kontinentální kůra zaujímá mnohem menší plochu zemského povrchu, ale má složitější strukturu. Obsahuje pod sedimentární vrstvou vnější žulu a spodní čedičové vrstvy. Starší horniny se nacházejí v kontinentální kůře, staré téměř dvě miliardy let.
Oceánická kůra je tenčí, jen asi pět kilometrů, a obsahuje dvě vrstvy: spodní čedičovou a svrchní sedimentární. Stáří oceánských hornin nepřesahuje 150 milionů let. V této vrstvě by mohl existovat život.
Plášť a co o něm víme
Pod kůrou leží vrstva zvaná plášť. Hranice mezi ním a kůrou je poměrně ostře vyznačena. Říká se jí Mohorovičova vrstva a nachází se v hloubce asi čtyřiceti kilometrů. Mohorovičova hranice se skládá převážně z pevných čedičů a silikátů. Výjimkou jsou některé „lávové kapsy“, které jsou v tekuté formě.
Tloušťka pláště je téměř tři tisíce kilometrů. Podobné vrstvy byly nalezeny i na jiných planetách. Na této hranici je zřetelný nárůst seismických rychlostí ze 7,81 na 8,22 km/s. Zemský plášť se dělí na horní a spodní složku. Hranicí mezi těmito geosférami je vrstva Galicinu, která se nachází v hloubce asi 670 km.
Jak vznikla znalost pláště?
Na počátku 20. století se intenzivně diskutovalo o mohorovické hranici. Někteří badatelé se domnívali, že právě tam probíhá metamorfní proces, při kterém vznikají horniny s vysokou hustotou. Jiní vědci připisovali prudké zvýšení rychlosti seismických vln změně složení hornin z relativně lehkých na těžší typy.
Tento úhel pohledu je nyní považován za hlavní v chápání a metodách studia procesů probíhajících uvnitř planety. Samotný zemský plášť není přímo přístupný pro přímý výzkum kvůli jeho hluboké poloze a nevychází na povrch.
Hlavní informace byly proto získávány geochemickými a geofyzikálními metodami. Obecně je rekonstrukce pomocí dostupných zdrojů velmi obtížný úkol.
Plášť, který přijímá záření ze středu, se zahřívá z 800 stupňů nahoře na 2000 stupňů v blízkosti jádra. Ve skutečnosti se předpokládá, že látka pláště je v neustálém pohybu.
Jaká je hustota Země v oblasti pláště?
Hustota Země v plášti dosahuje asi 5,9 g/cm3. Tlakroste s rostoucí hloubkou a může dosáhnout 1,6 milionu atmosfér. V otázce stanovení teploty v plášti nejsou názory vědců jednoznačné a spíše protichůdné, 1500-10000 stupňů Celsia. Toto jsou názory převažující ve vědeckých kruzích.
Čím blíže středu, tím žhavější
Jádro je umístěno ve středu Země. Jeho horní část se nachází v hloubce 2900 kilometrů od povrchu (vnější jádro) a tvoří asi 30 % celkové hmotnosti planety. Tato vrstva má vlastnosti viskózní kapaliny a elektrickou vodivost. Obsahuje asi 12 % síry a 88 % železa. Na rozhraní jádra a pláště se hustota Země prudce zvyšuje a dosahuje asi 9,5 g/cm3. V hloubce přibližně 5100 km je rozpoznána její vnitřní část, jejíž poloměr je asi 1260 kilometrů a hmotnost je 1,7 % celkové hmotnosti planety.
Tlak ve středu je tak obrovský že železo a nikl, které by měly být kapalné, jsou v pevném stavu. Podle vědeckých studií je střed Země místem se super extrémními podmínkami s tlakem 3,5 milionu atmosfér a teplotami nad 6000 stupňů.
V tomto ohledu slitina železa a niklu nepřechází do kapalného stavu, přestože bod tání těchto kovů je 1450-1500 stupňů Celsia. Kvůli gigantickému tlaku ve středu je hmotnost a hustota Země poměrně obrovská. Jeden krychlový decimetr látky váží asi dvanáct a půl kilogramu. Jde o unikátní a jediné místo, kde je hustota planety výrazně vyšší než na kterémkoli jinémvrstva.
Odhalit všechny mechanismy interakce uvnitř Země by bylo nejen zajímavé, ale také užitečné. Pochopili bychom vznik různých minerálů a jejich umístění. Možná by byl mechanismus vzniku zemětřesení plně pochopen, což by umožnilo je přesně varovat. Dnes jsou nepředvídatelné a přinášejí spoustu obětí a zkázy. Přesná znalost konvekčního proudění a jeho interakce s litosférou může tento problém objasnit. Budoucí vědci proto mají dlouhou, zajímavou a užitečnou práci pro celé lidstvo.
