Земля в солнечной системе.

Земля — третья от Солнца планета Солнечной системы и самая крупная планета земной группы. Вместе с луной Земля образует двойную планету.

Вокруг солнца земля вращается по орбите, эллиптичность которой выражена довольно слабо (эксцентриситет орбиты 0,0167).Вокруг оси земля вращается с запада на восток, если смотреть на землю с Полярной звезды (с Северного полюса). Средний радиус орбиты 149,6 млн км; в перигелии он уменьшается до 147,117,а в афелии увеличивается до 152,083 млн.км. Скорость орбитального движения составляет 29,765 км/с, период обращения — 365,24 средних солнечных суток. Планета вращается вокруг оси, наклоненной к плоскости орбиты под углом 66° 33` 22,5``, делая оборот за 23 ч 56 мин 54 с.

 По форме Земля представляет собой тело, мало отличающееся or шара, со средним радиусом 637,1,032 км. Сжатие, обусловленное осевым вращением, составляет 1/298.25, что определяет разность экваториальной и полярной полуосей (соответственно, 6378,160 и 6356,777 км) в 21,383 км.

Расстояние от Земли до Солнца и площадь сечения нашей планеты определяют важнейший энергетический параметр — количество солнечной радиации, поступающей на внешнюю границу атмосферы. Земля перехватывает  0,5-10  часть солнечной радиации. Это количество энергии обеспечивает и поддерживает характерную для земной поверхности термодинамическую обстановку. Возраст Земли оценивается в 5-6 млрд лет. так как 95-97 % ее массы накопилось в течение первых 500 млн  лет, то через такое же время практически закончился  и рост планеты.

Одна из важнейших структурных характеристик Земли как планетного тела- обособление в нем нескольких концентрических оболочек , главные из которых – атмосфера, гидросфера, биосфера и литосфера.

Земля, как и другие планеты, имеет оболочечное строение. К внешним оболочкам относятся атмосфера и гидросфера . Твердое тело Земли состоит из земной коры, мантии и ядра.

Земная кора —  первая оболочка твердого тела Земли, имеет мощность 30-40 км. По объему она составляет 1,2 % объема Земли, по массе — 0,4 %, средняя плотность равна 2,7 г/см 3. От мантии земная кора отделена сейсмическим разделом, названным границе Мохо, от фамилии югославского ученого А.Мохоровичича (1857-1936), открывшего этот «сейсмический раздел». Породы земной коры богатый кремнием, алюминием, окислами железа.

     Мантия Земли по объему составляет 83 % ее полного объема и 68 % ее массы. Плотность вещества возрастает до 5,7 г/см3  . На границе с ядром температура увеличивается до 3800 °С, давление — до 1,4 ∙ 1011 Па. Выделяют верхнюю мантию до глубины 900 км и нижнюю —  до 2900 км. В верхней мантии на глубине 150 —  200 км присутствует астеносферный слой. Астеносфера — слой пониженной твердости и прочности в верхней мантии Земли. Астеносфера —  основной источник магмы, в ней располагаются очаги питания вулканов и происходят перемещения литосферных плит.

      Ядро занимает 16 % объема и 31 % массы планеты. Температура в нем достигает 5000 °С, давление — 37 ∙ 1011 Па, плотность — 16 г/см3 . Ядро делится на внешнее, до глубины 5100 км, и внутреннее. Внешнее ядро —  расплавленное, состоит из железа или металлизованных силикатов, внутреннее — твердое, железоникелевое.

    От плотности вещества зависит масса небесного тела, масса определяет размеры Земли и силу тяжести. Наша планета имеет достаточные  размеры и силу тяжести, она удержала гидросферу и атмосферу. В ядре Земли происходит металлизация вещества, обусловливая образование электрических токов и магнитосферы.

     Атмосфера — воздушная оболочка Земли, удерживаемая силой притяжения и участвующая во вращении планеты. Сила земного притяжения удерживает атмосферу вблизи поверхности Земли. Наибольшее давление и плотность атмосферы наблюдаются у земной поверхности, по мере поднятия вверх давление и плотность уменьшаются. На высоте 18 км давление убывает в 10 раз, на высоте 80 км — в 75 тыс раз. Нижние границы атмосферы являются поверхность Земли. Верхние границы условно принята высота 1000 – 1200 км.

     Атмосфера, как и планета в целом, вращается против часовой стрелики с запада на восток. Из-за вращения она приобретает форму эллипсоида, то есть толщина атмосферы у экватора больше, чем вблизи полюсов. Атмосфера связанна с другими геосферами тепловлагообменом.  Энергией атмосферных процессов служит электромагнитное излучение Солнца.

     Газовая оболочка атмосферы, окружающая земной шар и связанная с ним силой тяжести. Она представляет собой смесь газов, водяного пара и примесей (аэрозолей). По составу воздух у поверхности земли содержит 78 % азота (N2) и около 21 % кислорода (О2), т.е. на эти два элемента приходится около 99% объема воздуха. Заметная доля принадлежит аргону (Аr) —  0,9%. Важные составные части атмосферы — озон (О3), углекислый газ (СО2), а также водяной пар. Значение этих газов определяется, прежде всего, тем, что они очень сильно поглощают лучистую энергию и тем самым оказывают существенное влияние на температурный режим поверхности земли и атмосферы.

     Углекислый газ является одной из важнейших составных частей питания растений. Он поступает в атмосферу в результате процессов горения, дыхания живых организмов и гниения, расходуется же в процессе усвоения его растениями.

      Озон, большая часть которого сосредоточена в так называемом озоновом слое (озоновый экран), служит естественным поглотителем ультрафиолетового излучения Солнца, губительного для живых организмов.

      В состав атмосферного воздуха входят также многочисленные взвешенные в нем твердые и жидкие примеси - так называемые аэрозоли. Они имеют естественное и искусственное (антропогенное) происхождение (пыль, сажа, пепел, кристаллики льда и морской соли, капельки воды, микроорганизмы и т.д.).

     Атмосфера имеет сложное строение. В соответствии с изменением температуры с высотой выделяют четыре слоя: тропосферу (до 12 км), стратосферу (до 50 к м), верхние слои атмосферы, в которые входят мезосфера (до 80 км) и термосфера, постепенно переходящая в межпланетное пространство. В тропосфере и мезосфере температура воздуха с высотой понижается, а в стратосфере и термосфере, наоборот, повышается.

     В Солнечной системе 99,9 % массы заключено в Солнце, поэтому основная сила, управляющая движением тел в Солнечной системе — это притяжение Солнца. Так как планеты двигаются вокруг Солнца в одной плоскости и практически по круговым орбитам, их взаимное притяжение невелико, но и оно вызывает отклонения в движении планет. Вероятно, большее взаимодействие планет происходит тогда, когда они подходят близко друг к другу. Например, в годы Великого противостояния Марс подходит к Земле на расстояние в 56 млн км, при максимальном удалении расстояние возрастает до 400 млн км. Известно явление, называемое «парадом планет», когда на одной линии выстраивается большинство планет. В 2000 г. ожидался «парад планет», планеты подошли близко друг к другу, но не встали в одну линию. В этот момент их совместное воздействие на Солнце возрастает, что может обусловить возрастание солнечной активности, недаром, вероятно, пик солнечной активности приходился на 2000 г. На Землю большое влияние оказывает близко расположенная Луна, именно ее притяжение в сочетании с притяжением Солнца вызывает образование приливов.

      Планеты солнечной системы имеют последовательность: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Они условно делятся на две большие группы: планеты земной группы и планеты-гиганты. К первой труппе относятся Меркурий, Венера, Земля, Марс. Вторую группу образует Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Плутон по размерам и свойствам ближе к ледяным спутникам планет-гигантов.

Различие планет по физическим свойствам обусловлено тем, что планеты земной группы формировались ближе к Солнцу, а планеты-гиганты — на очень холодной периферии Солнечной системы. Планеты земной группы имеют небольшие размеры, диаметр Земли — самой большой из них — составляет 12 735 км. Они имеют большую плотность (плотность Земли — 5,5 г/см3). Основными их составляющими являются силикаты (соединения кремния) и железо. Следовательно, планеты земной группы — твердые тела.

      Планеты земной группы обладают значительной скоростью орбитального движения. Самая большая скорость у Меркурия — 48 км/с, у Венеры — 35 км/с, у Марса — 24 км/с. Планеты имеют всего три спутника: у Земли — Луна, у Марса — Фобос и Деймос. Есть предположение, что когда-то Меркурий был спутником Венеры, но из-за близкого расстояния к Солнцу был притянут к Звезде и теперь обращается вокруг Солнца.