Zem je súčasťou slnečnej sústavy, nachádza sa vo vzdialenosti 149,8 milióna kilometrov od Slnka a je piatou najväčšou spomedzi ostatných planét.
Niečo o planéte Zem
Rýchlosť obehu nebeského telesa okolo Slnka je 29,765 km/s. Kompletnú rotáciu vykoná za 365,24 slnečných dní.
Naša planéta Zem má jeden satelit. Toto je mesiac. Nachádza sa na obežnej dráhe našej planéty vo vzdialenosti 384 400 km. Mars má dva mesiace a Jupiter šesťdesiatsedem. Priemerný polomer našej planéty je 6371 km, pričom vyzerá ako elipsoid, mierne sploštený na póloch a pretiahnutý pozdĺž rovníka.
Hmotnosť a hustota Zeme
Jej hmotnosť je 5,981024 kg a priemerná hustota Zeme je 5,52 g/cm3. Zároveň je tento indikátor v blízkosti zemskej kôry v rozmedzí 2,71 g/cm3. Z toho vyplýva, že hustota planéty Zem výrazne narastá v smere do hĺbky. Je to spôsobené jej povahoubudovy.
Prvýkrát priemernú hustotu Zeme určil I. Newton, ktorý ju vypočítal v hodnote 5-6 g/cm3. Jeho chemické zloženie je podobné pozemským planétam, ako sú Venuša a Mars a čiastočne aj Merkúr. Zloženie Zeme: železo - 32%, kyslík - 30%, kremík - 15%, horčík - 14%, síra - 3%, nikel - 2%, vápnik - 1,6% a hliník - 1,5%. Zvyšné položky tvoria približne 1,2 %.
Naša planéta je modrý cestovateľ vo vesmíre
Umiestnenie Zeme v blízkosti Slnka ovplyvňuje prítomnosť určitých chemikálií v kvapalnom aj plynnom skupenstve. Vďaka tomu je zloženie Zeme rôznorodé, vytvorila sa atmosféra, hydrosféra a litosféra. Atmosféru tvorí hlavne zmes plynov: dusík 78 % a kyslík 21 %. Rovnako ako oxid uhličitý – 1,6 % a zanedbateľné množstvo inertných plynov ako hélium, neón, xenón a iné.
Hydrosféra našej planéty pozostáva z vody a zaberá 3/4 jej povrchu. Zem je dnes jedinou známou planétou v slnečnej sústave, ktorá má hydrosféru. Voda zohrala rozhodujúcu úlohu v procese vzniku života na Zemi. Hydrosféra vďaka svojej cirkulácii a vysokej tepelnej kapacite vyrovnáva klimatické podmienky v rôznych zemepisných šírkach a formuje klímu na planéte. Predstavujú ho oceány, rieky a podzemné vody. Pevnú časť našej planéty tvoria sedimentárne formácie, žulové a čadičové vrstvy.
Štruktúra Zeme a jej štruktúra
Zem, rovnako ako ostatné planéty pozemskej skupiny, má vrstvenú vnútornú štruktúru. V nejstred je jadro.
Nasleduje plášť, ktorý zaberá významnú časť objemu planéty, a potom zemská kôra. Vytvorené vrstvy sa medzi sebou značne líšia svojim zložením. Počas existencie našej planéty, viac ako 4,5 miliardy rokov, ťažšie horniny a prvky pod vplyvom gravitácie prenikali stále ďalej do stredu Zeme. Ostatné prvky, ľahšie, zostali bližšie k jeho povrchu.
Náročnosť a nedostupnosť podpovrchového prieskumu
Pre človeka je veľmi ťažké preniknúť hlboko do Zeme. Jeden z najhlbších vrtov bol vyvŕtaný na polostrove Kola. Jeho hĺbka dosahuje 12 kilometrov.
Vzdialenosť od povrchu do stredu planéty je viac ako 6300 kilometrov.
Používanie nástrojov nepriameho výskumu
Vďaka tomu sú útroby našej planéty, ktoré sa nachádzajú v značnej hĺbke, analyzované podľa výsledkov seizmického prieskumu. Každú hodinu sa na rôznych miestach Zeme pozoruje asi desať kmitov jej povrchu. Na základe získaných údajov tisíce seizmických staníc vykonávajú štúdiu šírenia vĺn pri zemetrasení. Tieto vibrácie sa šíria úplne rovnako ako kruhy na vode z hodeného predmetu. Keď vlna prenikne do zhutnenejšej vrstvy, jej rýchlosť sa dramaticky zmení. Pomocou získaných údajov boli vedci schopní určiť hranice vnútorných schránok našej planéty. V štruktúre Zeme sa rozlišujú tri hlavné vrstvy.
Zemská kôra a jej vlastnosti
TopZemská škrupina je zemská kôra. Jeho hrúbka sa môže meniť od 5 kilometrov v oceánskych oblastiach do 70 kilometrov v horských oblastiach pevniny. Vo vzťahu k celej planéte nie je táto škrupina hrubšia ako škrupina vajíčka a pod ňou zúri podzemný oheň. Ozveny hlbokých procesov vyskytujúcich sa v útrobách Zeme, ktoré pozorujeme vo forme sopečných erupcií a zemetrasení, spôsobujú veľkú skazu.
Zemská kôra je jediná vrstva, ktorá je ľuďom dostupná pre život a plnohodnotný výskum. Štruktúra zemskej kôry pod kontinentmi a oceánmi je odlišná.
Kontinentálna kôra zaberá oveľa menšiu plochu zemského povrchu, ale má zložitejšiu štruktúru. Pod sedimentárnou vrstvou obsahuje vonkajšiu žulu a spodné čadičové vrstvy. V kontinentálnej kôre sa nachádzajú staršie horniny, staré takmer dve miliardy rokov.
Oceánska kôra je tenšia, len asi päť kilometrov, a obsahuje dve vrstvy: spodnú baz altovú a vrchnú sedimentárnu. Vek oceánskych hornín nepresahuje 150 miliónov rokov. V tejto vrstve by mohol existovať život.
Plášť a čo o ňom vieme
Pod kôrou leží vrstva nazývaná plášť. Hranica medzi ním a kôrou je pomerne ostro vyznačená. Nazýva sa Mohorovičova vrstva a nachádza sa v hĺbke asi štyridsať kilometrov. Mohorovičovu hranicu tvoria najmä pevné baz alty a silikáty. Výnimkou sú niektoré „lávové vrecká“, ktoré sú v tekutej forme.
Hrúbka plášťa je takmer tritisíc kilometrov. Podobné vrstvy sa našli aj na iných planétach. Na tejto hranici je zreteľný nárast seizmických rýchlostí zo 7,81 na 8,22 km/s. Zemský plášť je rozdelený na hornú a dolnú zložku. Hranicou medzi týmito geosférami je vrstva Galicín, ktorá sa nachádza v hĺbke asi 670 km.
Ako vzniklo poznanie plášťa?
Začiatkom 20. storočia sa o mohorovickej hranici intenzívne diskutovalo. Niektorí vedci sa domnievali, že práve tam dochádza k metamorfnému procesu, počas ktorého vznikajú horniny s vysokou hustotou. Iní vedci pripisovali prudký nárast rýchlosti seizmických vĺn zmene zloženia hornín z relatívne ľahkých na ťažšie typy.
Tento pohľad sa teraz považuje za hlavný v chápaní a metódach štúdia procesov prebiehajúcich vo vnútri planéty. Samotný zemský plášť nie je priamo prístupný pre priamy výskum kvôli jeho hlbokej polohe a nevychádza na povrch.
Hlavné informácie boli preto získané geochemickými a geofyzikálnymi metódami. Vo všeobecnosti je rekonštrukcia prostredníctvom dostupných zdrojov veľmi náročná úloha.
Plášť, ktorý prijíma žiarenie zo stredu, sa zahrieva z 800 stupňov v hornej časti na 2000 stupňov v blízkosti jadra. V skutočnosti sa predpokladá, že látka plášťa je v neustálom pohybe.
Aká je hustota Zeme v oblasti plášťa?
Hustota Zeme v plášti dosahuje približne 5,9 g/cm3. Tlakrastie s rastúcou hĺbkou a môže dosiahnuť 1,6 milióna atmosfér. V otázke určenia teploty v plášti nie sú názory vedcov jednoznačné a skôr protichodné, 1500-10000 stupňov Celzia. Toto sú názory prevládajúce vo vedeckých kruhoch.
Čím bližšie k stredu, tým teplejšie
Jadro je umiestnené v strede Zeme. Jeho horná časť sa nachádza v hĺbke 2900 kilometrov od povrchu (vonkajšie jadro) a tvorí asi 30 % celkovej hmotnosti planéty. Táto vrstva má vlastnosti viskóznej kvapaliny a elektrickú vodivosť. Obsahuje asi 12% síry a 88% železa. Na hranici jadra a plášťa sa hustota Zeme prudko zvyšuje a dosahuje asi 9,5 g/cm3. V hĺbke približne 5100 km je rozpoznaná jej vnútorná časť, ktorej polomer je asi 1260 kilometrov a hmotnosť predstavuje 1,7 % celkovej hmotnosti planéty.
Tlak v strede je taký obrovský že železo a nikel, ktoré by mali byť tekuté, sú v pevnom stave. Podľa vedeckých štúdií je stred Zeme miestom so super extrémnymi podmienkami s tlakom 3,5 milióna atmosfér a teplotami nad 6000 stupňov.
V tomto ohľade zliatina železa a niklu neprechádza do tekutého stavu, napriek tomu, že bod topenia takýchto kovov je 1450-1500 stupňov Celzia. V dôsledku gigantického tlaku v strede je hmotnosť a hustota Zeme dosť obrovská. Jeden kubický decimeter látky váži asi dvanásť a pol kilogramu. Ide o unikátne a jediné miesto, kde je hustota planéty výrazne vyššia ako na ktoromkoľvek inomvrstva.
Odhaliť všetky mechanizmy interakcie vo vnútri Zeme by bolo nielen zaujímavé, ale aj užitočné. Pochopili by sme vznik rôznych minerálov a ich umiestnenie. Možno by sa úplne pochopil mechanizmus výskytu zemetrasení, čo by umožnilo ich presné varovanie. Dnes sú nepredvídateľné a prinášajú veľa obetí a skazy. Presná znalosť konvekčných tokov a ich interakcie s litosférou môže vniesť svetlo do tohto problému. Preto budúcich vedcov čaká dlhá, zaujímavá a užitočná práca pre celé ľudstvo.
