Земята — трета планета от Слънчевата система и дом на живота

Земята е една от осемте планети в Слънчевата система. Около Слънцето се движат и хиляди малки тела. Слънчевата система се движи през ръкава Орион на галактиката Млечен път и ще се движи през следващите 10 000 години.

Земята се намира на около 150 000 000 километра или 93 000 000 мили от Слънцето (това разстояние се нарича "астрономическа единица"). Тя се движи по своята орбита със средна скорост от около 30 km/s (19 мили/s). Земята се завърта изцяло около 365¹ ⁄₄ пъти за времето, което е необходимо на Земята да измине целия път около Слънцето. За да се навакса тази допълнителна част от деня всяка година, на всеки четири години се използва един допълнителен ден. Това се нарича "високосна година".

Луната обикаля около Земята на средно разстояние от 400 000 километра или 250 000 мили. Тя е свързана със Земята, така че винаги е обърната с една и съща половина към Земята; другата половина се нарича "тъмната страна на Луната". Луната изминава целия път около Земята за около 27¹ ⁄₃ дни, но тъй като Земята се движи около Слънцето по същото време, на Луната й трябват около 29¹ ⁄₂ дни, за да премине от тъмна към светла и отново към тъмна страна. Оттук идва и думата "месец", въпреки че сега повечето месеци имат 30 или 31 дни.

Вижте също: Историческа геология, Възраст на Земята, Хипотеза за гигантски удар и Голямо кислородно събитие

Земята и другите планети са се образували преди около 4,6 милиарда години. Произходът им е бил съвсем различен от този на Слънцето. Слънцето се е образувало почти изцяло от водород, докато планетите са се образували предимно от висши елементи. По-малките "скалисти" планети са изградени почти изцяло от висши елементи. Слънцето трябва да се е движило през райони, където преди това са избухнали свръхнови. Всички планети имат висши елементи, които се получават само при свръхнови. Само така наречените "газови гиганти" имат много водород и хелий.

Възможно е Луната да се е образувала след сблъсък между ранната Земя и по-малка планета (понякога наричана Тея). Учените смятат, че части от двете планети са се откъснали и са се превърнали (под въздействието на гравитацията) в Луната.

Водата на Земята идва от различни места. Океаните са се образували от кондензацията на водни пари, както и от ударите на комети и астероиди в Земята. В рамките на един милиард години (т.е. преди около 3,6 милиарда години) се е развил първият живот в архайската ера. Някои бактерии развили фотосинтеза, която им позволила да произвеждат храна от слънчевата светлина и водата. При това се отделяло много кислород, който първо бил поет от желязо в разтвор. В крайна сметка свободният кислород попаднал в атмосферата или въздуха, което направило повърхността на Земята подходяща за аеробен живот (вж. Голямото кислородно събитие). Този кислород образува и озоновия слой, който предпазва живота от ултравиолетовата радиация на Слънцето. Преди появата на озоновия слой не е съществувал сложен живот на повърхността на Земята.

Земята и климатът на Земята са били много различни в миналото. Преди около 3 до 3,5 милиарда години почти цялата суша е била на едно място. Това се нарича суперконтинент. Най-ранният известен суперконтинент се е наричал Ваалбара. Много по-късно е имало период (криоген), когато Земята е била почти изцяло покрита с дебели ледени покривки (ледници). Това се обсъжда като теорията за Земята на снежната топка.

Земята е скалиста. Тя е най-голямата по маса и размери скалиста планета, която се движи около Слънцето. Тя е много по-малка от газовите гиганти като Юпитер.

Химически състав

Като цяло Земята е изградена от желязо (32,1%), кислород (30,1%), силиций (15,1%), магнезий (13,9%), сяра (2,9%), никел (1,8%), калций (1,5%) и алуминий (1,4%). Останалите 1,2 % се състоят от много различни видове други химикали. Някои редки метали (не само златото и платината) са много ценни. Редките земни метали се използват във всички видове електронни телефони и компютри.

Структурата на Земята се променя отвътре навън. Центърът на Земята (земното ядро) се състои предимно от желязо (88,8 %), никел (5,8 %), сяра (4,5 %) и по-малко от 1 % други неща. Земната кора е съставена предимно от кислород (47%). Кислородът обикновено е газ, но може да се свързва с други химикали, за да образува съединения като вода и скали. В 99,22% от скалите има кислород. Най-често срещаните скали, които съдържат кислород, са силициев диоксид (от силиций), алуминиев оксид (от алуминий), ръжда (от желязо), вар (от калций), магнезий (от магнезий), поташ (от калий) и натриев оксид, но има и други.

Плътност

• Земята е най-плътната от всички планети. В нея има много тежки метали.

Форма

Формата на Земята е сфероид: не съвсем сфера, защото е леко смалена отгоре и отдолу. Тази форма се нарича обличен сфероид. Когато Земята се върти около себе си, центробежната сила изтласква екватора малко навън и дърпа полюсите малко навътре. Екваторът, разположен около средата на земната повърхност, е дълъг около 40 075 км или 24 900 мили. Причината, поради която Земята е приблизително сфера (както и всички планети и звезди), е гравитацията. Метеоритите, от друга страна, могат да имат всякаква форма, защото в техния случай силата на гравитацията е твърде слаба, за да промени формата им.

Най-високата планина над морското равнище - известният Еверест (8 848 метра или 29 029 фута над морското равнище) - всъщност не е тази, която е най-отдалечена от центъра на Земята. Вместо това това е спящият вулкан Маунт Чимборасо в Еквадор; той е само на 6 263 метра или 20 548 фута над морското равнище, но е почти на екватора. Поради тази причина планината Чимборасо се намира на 6 384 км или 3 967 мили от центъра на Земята, докато Еверест е по-близо до него с 2 км или 1,2 мили. По същия начин най-ниската точка под морското равнище, която ни е известна, е Челинджър Дийп в Марианската падина в Тихия океан. Тя е на около 10 971 метра или 35 994 фута под морското равнище, но отново вероятно има места на дъното на Северния ледовит океан, които са по-близо до центъра на Земята.

Ядрото на Земята

Най-дълбоката дупка, изкопавана някога, е само около 12,3 км или 7,6 мили. Все пак знаем нещо за вътрешността на Земята, защото можем да научим нещо от земетресенията и времето, когато изригват вулкани. Можем да видим колко бързо се движат ударните вълни през Земята на различни места.

Вътрешността на Земята е много различна от външната. Почти цялата течна вода на Земята се намира в моретата или близо до повърхността. На повърхността има и много кислород, който се получава от растенията. Малките и прости видове живот могат да живеят далеч под повърхността, но животните и растенията живеят само на повърхността или в моретата. Скалите на повърхността на Земята (земната кора) са добре познати. Те са по-дебели там, където има суша, с дебелина между 30 и 50 км или 19 и 31 мили. Под моретата те понякога са дебели само 6 км или 3,7 мили. Съществуват три групи скали, които съставляват по-голямата част от земната кора. Някои скали се образуват, когато гореща течна скала излиза от вътрешността на Земята (магмени скали); друг вид скали се образуват, когато се отлагат седименти, обикновено под морето (седиментни скали); а трети вид скали се образуват, когато другите два вида скали се променят под въздействието на много висока температура или налягане (метаморфни скали). Много малко скали падат и от небето (метеорити).

Под кората се намира гореща и почти течна скала, която винаги се движи (земната мантия). След това има тънък течен слой от нагрята скала (външното ядро). Тя е много гореща: 7 000 °C или 13 000 °F или 7 300 K. Средата на вътрешността на Земята също би била течна, но цялото налягане на скалите над нея я превръща в твърдо тяло. Тази твърда средна част (вътрешното ядро) е почти изцяло от желязо. То е това, което прави Земята магнитна.

Парчета от кората образуват плочи

Земната кора е твърда, но се състои от части, които се движат много бавно. Тънката обвивка от твърда скала от външната страна на Земята лежи върху горещ течен материал под нея в по-дълбоката мантия. Този течен материал се движи, защото получава топлина от горещия център на Земята. Бавното движение на плочите е причината за земетресенията, вулканите и големите групи планини на Земята.

Има три начина, по които плочите могат да се съберат. Две плочи могат да се движат една към друга ("конвергентни" ръбове на плочите). Така могат да се образуват острови, вулкани и високи планински вериги (като Андите и Хималаите). Две плочи могат да се отдалечат една от друга ("дивергентни" краища на плочите). Това дава възможност на топлите течни скали в земните недра да излязат навън. Така се образуват специални планински вериги под морето или големи низини като Голямата рифтова долина в Африка. Плочите могат да се движат и една до друга ("трансформиращи се" ръбове на плочите, като разлома Сан Андреас). Това кара краищата им да се притискат един към друг и да предизвикват множество сътресения при движението си.

Повърхност

Външната страна на Земята не е равна. Има високи места, наречени планини, и високи равни места, наречени плата. Има и ниски места, наречени долини и каньони. В по-голямата си част движещите се въздух и вода от небето и моретата увреждат скалите на високите места и ги разбиват на малки парчета. След това въздухът и водата преместват тези парчета на по-ниски места. Поради тази причина Земята много отдавна би била много плоска. Основната причина за разликите в земната повърхност е тектониката на плочите. Формата на цялата планета сама по себе си дори не е топка. Заради скоростта си Земята има лека издутина на екватора.

Всички места на Земята са изградени от скали или са разположени върху тях. Външната страна на Земята обикновено не е покрита със скали. Над 70 % от Земята е покрита от морета, пълни със солена вода. Тази солена вода съставлява около 97¹ ⁄₂ % от цялата вода на Земята. Сладката вода, която хората могат да пият, е предимно ледена. Само много малка част от нея се намира в реките и под Земята, за да може хората да я пият и използват. Въздухът над Земята не позволява на водата да се отдалечи в космическото пространство. Освен това голяма част от сушата на Земята е покрита с растения или с това, което е останало от предишни живи същества. Местата с много малко дъжд са сухи пустини, наречени пустини. В пустините обикновено има малко живи същества, но животът е в състояние да се развива много бързо, когато в тези пустини има валежи. Местата с големи количества дъжд могат да бъдат големи гори. Напоследък хората много са променили околната среда на Земята.

Air

Около Земята има въздух (атмосфера). Масата на Земята задържа газовете във въздуха и не им позволява да се разпръснат в космоса. Въздухът е съставен предимно от азот (около 78 %) и кислород (около 21 %), като има и няколко други газа. Повечето живи същества се нуждаят от въздуха (или от части от въздуха, захванати във водата), за да дишат и живеят. Те използват газовете - особено кислорода и въглеродния диоксид, за да произвеждат и използват захар и да си осигуряват енергия.

Въздухът, който животните и растенията използват за живот, е само първото ниво на въздуха около Земята (тропосферата). Ежедневните промени в това ниво на въздуха се наричат време; по-големите разлики между отдалечени места и от година на година се наричат климат. Дъждовете и бурите се появяват, защото тази част от въздуха става по-студена, когато се издига нагоре. Студеният въздух се сгъстява и пада, а топлият въздух се разрежда и се издига нагоре. Въртенето на Земята също движи въздуха и въздухът се движи на север и на юг, защото средата на Земята обикновено получава повече енергия от Слънцето и е по-топла от северните и южните точки. Въздухът над топлата вода се изпарява, но тъй като студеният въздух не е в състояние да поеме толкова много вода, той започва да образува облаци и дъжд, тъй като става по-студен. Начинът, по който водата се движи в кръг по този начин, се нарича воден цикъл.

Над това първо ниво има още четири нива. С издигането на първото ниво въздухът става по-студен; на второто ниво (стратосферата) въздухът става по-топъл с издигането. На това ниво има специален вид кислород, наречен озон. Озонът в този въздух предпазва живите същества от вредните слънчеви лъчи. Енергията от тези лъчи е това, което прави това ниво все по-топло и по-топло. Средното ниво (мезосферата) става все по-студено с височината; четвъртото ниво (термосферата) става все по-топло; а последното ниво (екзосферата) е почти космическо и в него има съвсем малко въздух. То достига до половината път до Луната. Трите външни нива имат много електрическа енергия, която се движи през тях; това се нарича йоносфера и е важно за радиото и другите електрически вълни във въздуха. В нея се намира и Северното сияние.

Въпреки че въздухът изглежда много лек, теглото на целия въздух над външната страна на Земята (въздушното налягане) е важно. Обикновено от морското равнище до върха на външното ниво на въздуха пространство от въздух с диаметър един см² има маса около 1,03 кг, а пространство от въздух с диаметър един кв. инч има тегло около 14,7 либри. Заради въздуха малките метеорити обикновено изгарят много преди да стигнат до Земята.

Въздухът също така поддържа топлината на Земята, особено в обърнатата към Слънцето половина. Някои газове - особено метанът и въглеродният диоксид - действат като одеяло, за да запазят топлината. В миналото Земята е била много по-топла и много по-студена, отколкото е сега. Тъй като обаче хората са свикнали с топлината, която имаме сега, не искаме Земята да бъде твърде много по-топла или по-студена. Повечето от начините, по които хората създават електрическа енергия, използват изгаряне на въглерод - особено въглища, нефт и природен газ. При изгарянето им се образува нов въглероден диоксид и това може да доведе до още по-голямо затопляне. В момента се води широка дискусия за това какво трябва да направят хората по отношение на последното затопляне на Земята, което продължава вече около 150 години. Досега това затопляне е било приемливо: растенията са се развивали по-добре. Времето е по-добро, отколкото когато е било по-студено. Ако затоплянето продължи, може да се случат лоши неща.

На Земята живеят около осем милиарда души. Те живеят в около 200 различни страни, наречени държави. Някои от тях, като например Русия, са големи и имат много големи градове. Други, например Ватиканът, са малки. Седемте държави с най-много хора са Китай, Индия, САЩ, Индонезия, Пакистан, Бразилия и Нигерия. Около 90 % от хората живеят в северното полукълбо на света, където се намира по-голямата част от сушата. Човешките същества първоначално идват от Африка. Сега 70% от всички хора не живеят в Африка, а в Европа и Азия.

Хората променят Земята по много начини. От около десет хиляди години те могат да отглеждат растения за храна и дрехи. Когато е имало достатъчно храна, те са могли да построят градове и селища. В близост до тези места мъжете и жените са можели да променят реките, да докарват вода до фермите и да спират наводненията (прииждащата вода), за да не преминат над земята им. Хората откривали полезни животни и ги развъждали, за да ги отглеждат по-лесно.