Земља је једна од осам планета у Сунчевом систему. Трећа је планета по удаљености од Сунца и највећа терестричка планета у Сунчевом систему. Планета Земља има један природни сателит,Месец. За сада је једина позната планета на којој има живота.
У геолошким наукама преовладава мишљење да је Земља стара око 4,6 милијарди година што је утврђено одређивањем времена полураспада урана и торијума. Време полураспада U238 је 4,51 x 109година, а Th232 је 1,39 x 1010година.[1]
Земља такође има магнетско поље које је заједно са атмосфером, штити од радијације, штетне по жива бића која насељавају планету. Атмосфера такође служи као штит за одбијање мањихметеороида — пролазећи кроз атмосферу, они сагоре пре него што стигну до Земљине површине.
Земљин једини познати сателит, Месец, почео је да кружи око Земље пре 4,53 милијарди година. Данас, Земља се окрене око Сунца једном на сваких 366,26 кругова које направи око своје осе (што је једнако цифри од 365,26 соларних дана). Земљина оса се налази под нагибом одarcsin 0,397776995 ≈ 23,439 281 061° = 23° 26′ 21,41182″ (тренутно се смањује константном угаоном брзином од ≈ 0,01305˙° = 47″ по веку).[2][3][4][5][6][7][8][9][10] Једна од најважнијих последица овог нагиба је мењање годишњих доба на Земљи.
Атмосферски услови су се значајно променили од како је настао живот, што ствара еколошку равнотежу која модификује услове на површини Земље. Око 71 % Земљине површине је покривено водом. Земља је једина планета Сунчевог система где вода може да опстане у течном стању. Осталих 29 % површине се састоји из континената и острва. Земљина спољна површина је издељена на неколико сегмената, литосферних плоча које постепено мигрирају током периода од много милиона година.
Земља такође реагује на спољни свет у одређеном степену. Њен релативно велики сателит, Месец, утиче на плиме и осеке, стабилизује промену нагиба Земљине осе, и такође постепено мења дужину ротационог периода Земље. Киша комета у раном периоду након настанка Земље је играла велику улогу у настанку океана. Касније, судари са астероидима су проузроковали знатне промене на површини Земље. Верује се да су периодичне промене у орбити планете довеле до појаве ледених доба током којих је знатан део Земљине површине био покривен ледом.
|
||||
---|---|---|---|---|
![]() |
||||
Орбиталне карактеристике | ||||
Афел | 152.097.701 km | |||
Перихел | 147.098.074 km | |||
Орбита | 924.375.700 km | |||
Површина орбите | 7,029 754 4 × 1016 km² | |||
Ексцентрицитет | 0,016 710 219 | |||
Физичке карактеристике | ||||
Елиптицитет | 0,003 352 9 | |||
Радијус | 6.372,797 km | |||
Екваторијални радијус | 6.378,137 km | |||
Поларни радијус | 6.356,752 km | |||
Површина | 510.065.600 km² | |||
Површина копна | 148.939.100 km² (29,2 %) | |||
Водена површина | 361.126.400 km² (70,8 %) | |||
Запремина | 1,083 207 3×1012 km³ | |||
Маса | 5,9736×1024 kg | |||
Густина | 5.515,3 kg/m³ | |||
Карактеристике атмосфере | ||||
Притисак на површини | 101,3 kPa (MSL) | |||
Атмосферски састав | 78,08% N2 20,95% O2 0,93% Аргон 0,038% Угљен-диоксид Трагови водене паре (зависи од климе) |
Научници су успели да реконструишу детаљне информације о прошлости планете. Земља и друге планете Сунчевог система су се формирале пре 4,6 милијарди година [11][12][13][14] од соларне маглине, масе прашине и гаса облика диска који су заостали након формирања Сунца. Земља је првобитно била растопљена маса, да би се потом формирао спољни омотач планете Земље (Земљина кора) услед хлађења. Истовремено са формирањем коре почела се акумулирати вода у атмосфери. Месец је настао убрзо након тога, вероватно као резултат судара објекта величинеМарса са масом величине 10 % масе Земље [15], познат као Теја.[16] Нешто од масе се спојило са масом Земље а део је избачен у свемир, али довољно да би се формирао Месец.
Гасне и вулканске активности су произвеле првобитну атмосферу. Кондензовањем водене паре, уз лед који су донеле комете, настали су океани[17]. Верује се да је високоенергетска хемијска реакција произвела самоудвајајуће молекуле пре око 4 милијарде година, и пола милијарде година касније, настали су први облици живота на Земљи[18]
Развој фотосинтезе је омогућио животним формама да директно користе сунчеву енергију. Кисеоник који је настао у том процесу и који се акумулирао у атмосфери претворио се у озонски омотач у горњој атмосфери. Инкорпорација мањих ћелија у веће допринела је развоју комплексних ћелија које се зовуеукариоте. Озонски омотач је апсорбовао штетне ултравиолетне зраке, што је омогућило даљи развој живих организама на Земљи.[19]
Пангеа, најмлађи суперконтинент, постојао је од пре 300 до пре 180 милиона година. На карти су назначене контуре данашњих континената.
Земљина површина је стално мењала облик током стотина милиона година, континенти су се формирали и нестајали, мигрирали и повремено се спајали и формирали суперконтинент. Пре око 750 милиона година, најстарији познати суперконтинент, Родина, почео је да се дели на континенте, који су се опет пре око 600—540 милиона година прекомбиновани спојили у други, суперконтинент Панотију, да би коначно формирали Пангеу, која се распала пре око 180 милиона година.[20]
Почев од шездесетих година 20. века, претпоставља се да је постојала одређена ледничка активност између 750 и 580 милиона година, што је довело до прекривања Земљине површине слојем леда. Ова хипотеза се назвала „Снежна Земља“ и веома је важна јер је претходила Камбријумској експлозији која је условила настанак вишећелијских организама.[21]
Након Камбријумске експлозије (наглог процвата живота током камбријума), било је пет масовних уништења.[22]Последње уништење се десило пре 65 милиона година, када је метеорит ударио о Земљу и тиме изазвао нестанакдиносауруса и других великих рептила, иако су неке мале животиње, као на пример, сисари, преживеле. Током протеклих 65 милиона година, сисари су се размножили и настале су многобројне врсте, а пре неколико милиона година, афрички мајмун је успео да стане на две ноге[23] Ово је омогућило коришћење оруђа и поспешило је развој комуникације која је утицала на стимулацију развоја већег мозга. Развитак пољопривреде а касније и цивилизације, омогућио је људима да утичу на Земљу у веома кратком периоду на начин на који није утицала ни један други облик живота[24], утичући и на саму природу и на број и количину других животних форми.
„Било је времена када је васељена била пуна небесних тела, али наше земље у њој није било. И било је времена када се наша земља створила, али на њој не беше ни биља ни животиња. Па насташе времена, када је на земљи било разнога биља и разних животиња, али никаквих људи није било… Земља наша има дакле врло дуготрајну историју, која величином и разноликошћу својом далеко превазилази историју целога човештва и свију појединих народа. – Јован Жујовић”
Земља је пета планета по величини у Сунчевом систему. За разлику од неких других планета, Земља нијегасовити џин, каква је на пример планета Јупитер, већ је терестричка планета, односно планета која има чврсту површину. Термин терестрички потиче од грчке речи terra што значи земља. У сунчевом систему ако Земљу упоредимо са остале три терестричке планете, Меркуром, Венером и Марсом, она је највећа, са највећомгустином, највећом силом гравитације и најјачим магнетским пољем. Генерално, Земља се састоји од атмосфере, биосфере, хидросфере и њене унутрашње грађе испод површине.
Облик Земље је веома сличан облику троосног ротационог елипсоида. Ипак ово геометријско тело, које се до скора користило при интерпретацији не одговара у потпуности облику Земље, и њега је у научним круговима заменио нови приближнији облик – геоид. Маса Земље је приближно 5,98 × 1024 kg.[25]Ротација Земље ствара екваторијална испупчења, тако да је екваторијални промер за 43 km већи од промера између полова.[26] Највеће локалне девијације на стеновитој Земљиној површини су Монт Еверест (8.848 метара надморске висине), и Маријански ров (10.911 испод површине мора). Стога, у поређењу са савршеним елипсоидом, Земља има толеранцију од 1:584 или 0,17 %, што је за 0,22 % мање од толеранције дозвољене у једној лопти за билијар[27] Због испупчења, најудаљенија тачка од центра Земље је у ствари планина Чимборазо у Еквадору[28]
Земља, по хемијском саставу, је највећим делом сачињена од гвожђа (32,1 %), кисеоника (30,1 %), силицијума (15,1 %), магнезијума (13,9 %), сумпора(2,9 %), никла (1,8 %), калцијума (1,5 %) и алуминијума (1,4 %); са преосталих 1,2 % који чине количине осталих елемената у траговима. Пре сеграгације маса, верује се да су кору примарно чинили гвожђе (88,8 %), са мањим количинама никла (5,8 %), сумпора (4,5 %), а мање од 1 % чинили су остали хемијски елементи који су се јављали у траговима.[25]
Земљина атмосфера има вишеструку улогу. Она штити Земљу од мањих метеора тако што узрокује њихово потпуно сагоревање пре него што стигну до њене површине. Азот и кисеоник у атмосфери, удружени са Земљиним магнетским пољем, штите површину од радијације која би била погубна за живот. Земљина атмосфера нема тачно одређену границу, јер полако постаје све ређа и блеђа према свемиру.
Чини је више слојева, а протеже се више стотина километара изнад површине. Састављена је од 78% азота, 21% кисеоника, 0,93 % аргона, 0,03% угљен-диоксида, нешто водене паре и других гасова.[29]
Слојеви атмосфере:
- тропосфера (до висине од око 12 km мнв) је најнижи и најгушћи део атмосфере у којем се догађају све временске појаве. У овом слоју температура опада с висином. Садржи велике количине водене паре.
- стратосфера (до око 50 km мнв) садржи озон који нас штити од штетног зрачења из свемира. Температура је у нижим слојевима стратосфере стална, а у вишим слојевима расте. Ветрови који дувају у стратосфери достижу брзине од неколико стотина km/ч.
- мезосфера (до око 85 km мнв) је слој у ком долази до наглог пада температуре.
- јоносфера или термосфера (до око 500 km мнв) садржи јоне, наелектрисане честице. У овом слоју се под утицајем сунчевог ветра ствара поларна светлост. Температура расте, све до висине 400 km.
- егзосфера је прелазно подручје према вакууму. Ово је слој с врло разређеним гасом, простире се изнад 500 km висине.
Прелазна подручја између слојева атмосфере су тропопауза, стратопауза и мезопауза.
Најнижи слој атмосфере је тропосфера. Енергија Сунца загрева овај слој и Земљину површину изазивајући експанзију (ширење) ваздуха. Овај мање густи ваздух се потом подиже, и замењује са хладнијим, веће густине. Као резултат јавља се атмосферска циркулација (струјање) која омогућава климу и временске прилике редистрибуцијом топлоте.
Основни атмосферски циркулациони опсези се састоје од ветрова у екваторијалном појасу испод 30° географске ширине западно између 30° и 60° географске ширине. Ипак, океанске струје су такође значајни фактори у одређивању климе, нарочито термохалинска струја која дистрибуира топлу енергију екваторијалних океана ка поларним регионима.
Водена пара која се генерише преко површинске евапорације (испаравање) транспортује се кружним путањама у атмосферу. Када атмосферски услови дозволе подизање топлог, влажног ваздуха, ова се вода кондензује и враћа на површину путем падавина. Већина воде се потом транспортује на ниже висине путем речних система, све до океана или језера. Овај водени циклус је механизам од виталног значаја за опстанак живота на копну, и представља примарни фактор у процесима ерозије површине током дугих геолошких периода. Количина падавина варира зависно од подручја од неколико метара воде за годину дана до мање од милиметра за годину дана. Атмосферска циркулација, тополошки облици и разлике температуре директно утичу на количину просечних падавина у неком региону.
Колико је до сада познато, Земља је једино место на којем постоји живот. Животни облици чине биосферупланете. Сматра се да је развој биосфере на Земљи започео пре отприлике 3,5 милијарди година. Животне заједнице (биоми) настањују готово целу површину Земље, од малобројних на арктичким и антарктичким подручјима, до најбројнијих биодиверзитета у подручју око екватора.
Функционисање биосфере огледа се у узајамној повезаности њених различитих екосистема на принципима кружења материје и једносмерном протицању енергије у глобалним размерама. Основне елементе (C, О, H, N и др.) организми уграђују у органска једињења у свом телу. Органска материја пролази кроз ланце исхране и на крају се разлаже и минерализује. Тако се основни елементи враћају у спољашњу средину, одакле поново могу да се искористе. Овај пут основних елемената представља биогеохемијске циклусе материје на Земљи, који се могу утврдити за сваки елемент посебно.
Земља је једина планета у Сунчевом систему на чијој површини има воде у течном стању. Вода покрива 71 % Земљине површине. Највећи део водених површина су морске (97 %), а мањи део чини слатка вода (3 %). Текућа вода постоји на површини Земље захваљујући споју одговарајућих погодних услова: орбите око Сунца, вулканизма, гравитације, ефекта стаклене баште, магнетског поља и атмосфере богате кисеоником.
Земљина орбита налази се изван подручја у којем је довољно топло да би се одржала текућа вода. Без малог ефекта стакленика који задржава топлоту у атмосфери, вода на Земљи би се заледила.Палеонтолошки налази упућују на раздобље у Земљиној историји у којем је привремено нестао ефекат стакленика, а површина се смрзнула током 10 до 100 милиона година.
На планетама попут Венере водена пара се под утицајем ултраљубичастог зрачења разлаже на водоник и кисеоник, водоник се јонизује и (деловањем сунчевог ветра) одлази из спољних слојева атмосфере. Ослобођени кисеоник се веже у минералне спојеве на површини. Овај процес је спор, али се сматра да је главни разлог због кога на Венери нема воде. На Земљи озонски омотач упија већину ултраљубичастог зрачења у вишим слојевима атмосфере и смањује описани процес. Осим тога, магнетосфера штити јоносферу од штетног утицаја сунчевог ветра.
Вулкански процеси стално избацују водену пару из унутрашњости. Процењено је да минерали у Земљином омотачу садрже 10 пута више воде него што је има у океанима, иако већина ње никада неће бити ослобођена.
Слично као и код других терестричких планета, унутрашњост Земље је подељена у више слојева:
- спољашња крута кора
- континентална
- океанска
- Земљин омотач (мантл или плашт)
- горњи део омотача
- доњи део омотача
- језгро
- спољашње језгро
- унутрашње језгро (барисфера)
Горњи омотач заједно са кором назива се литосфера.
Кора је спољашњи слој Земље, дубине 5 до 35 km. Састављена је од континенталне и океанске коре. На граници коре и омотача налази се Мохо-слој, познат и као Мохоровичићев дисконтинуитет. Материјал из унутрашњости стално излази на површину кроз вулканске отворе и пукотине на океанском дну. Већина Земљине површине је млађа од 100 милиона година, док су најстарији делови коре стари 4,4 милијарде година.
Земљина кора је по хемијском саставу сачињена највећим делом од следећих елемената: