Žemė yra Saulės sistemos dalis, esanti 149,8 mln. kilometrų atstumu nuo Saulės ir yra penkta pagal dydį tarp kitų planetų.
Šiek tiek apie Žemės planetą
Dangaus kūno apsisukimo aplink Saulę greitis yra 29,765 km/s. Jis visiškai apsisuka per 365,24 saulės dienos.
Mūsų planeta Žemė turi vieną palydovą. Tai mėnulis. Jis yra mūsų planetos orbitoje 384 400 km atstumu. Marse yra du palydovai, o Jupiteris – šešiasdešimt septyni. Vidutinis mūsų planetos spindulys yra 6371 km, o ji atrodo kaip elipsoidas, šiek tiek suplotas ties ašigaliais ir pailgas išilgai pusiaujo.
Žemės masė ir tankis
Jos masė yra 5,981024 kg, o vidutinis Žemės tankis yra 5,52 g/cm3. Tuo pačiu metu šis indikatorius šalia žemės plutos yra 2,71 g/cm3. Iš to išplaukia, kad Žemės planetos tankis žymiai padidėja gylio kryptimi. Taip yra dėl jos prigimtiespastatai.
Pirmą kartą vidutinį Žemės tankį nustatė I. Niutonas, suskaičiavęs jį 5-6 g/cm3. Jo cheminė sudėtis panaši į antžemines planetas, tokias kaip Venera ir Marsas bei iš dalies Merkurijus. Žemės sudėtis: geležis – 32 %, deguonis – 30 %, silicis – 15 %, magnis – 14 %, siera – 3 %, nikelis – 2 %, kalcis – 1,6 % ir aliuminis – 1,5 %. Likę elementai sudaro apie 1,2%.
Mūsų planeta yra mėlyna keliautoja kosmose
Žemės padėtis šalia Saulės turi įtakos tam tikrų cheminių medžiagų buvimui tiek skystoje, tiek dujinėje būsenoje. Dėl šios priežasties Žemės sudėtis yra įvairi, susidarė atmosfera, hidrosfera ir litosfera. Atmosferą daugiausia sudaro dujų mišinys: azoto ir deguonies atitinkamai 78% ir 21%. Taip pat anglies dioksidas – 1,6 % ir nežymus kiekis inertinių dujų, tokių kaip helis, neonas, ksenonas ir kt.
Mūsų planetos hidrosfera susideda iš vandens ir užima 3/4 jos paviršiaus. Žemė yra vienintelė šiandien žinoma planeta Saulės sistemoje, turinti hidrosferą. Vanduo vaidino lemiamą vaidmenį gyvybės atsiradimo Žemėje procese. Dėl savo cirkuliacijos ir didelės šiluminės talpos hidrosfera subalansuoja klimato sąlygas įvairiose platumose ir formuoja planetos klimatą. Jį atstovauja vandenynai, upės ir požeminiai vandenys. Kietoji mūsų planetos dalis susideda iš nuosėdinių darinių, granito ir baz alto sluoksnių.
Žemės sandara ir jos sandara
Žemė, kaip ir kitos antžeminės grupės planetos, turi sluoksniuotą vidinę struktūrą. Jojecentras yra šerdis.
Po to – mantija, kuri užima didelę planetos tūrio dalį, o vėliau – žemės pluta. Susidarę sluoksniai labai skiriasi savo sudėtimi. Per mūsų planetos egzistavimą, daugiau nei 4,5 milijardo metų, sunkesnės uolienos ir gravitacijos veikiami elementai vis labiau skverbėsi į Žemės centrą. Kiti lengvesni elementai liko arčiau paviršiaus.
Požeminio paviršiaus tyrinėjimo sunkumai ir nepasiekiamumas
Žmogui labai sunku prasiskverbti gilyn į Žemę. Vienas giliausių gręžinių buvo išgręžtas Kolos pusiasalyje. Jo gylis siekia 12 kilometrų.
Atstumas nuo paviršiaus iki planetos centro yra daugiau nei 6300 kilometrų.
Netiesioginių tyrimų įrankių naudojimas
Dėl to mūsų planetos žarnos, esančios dideliame gylyje, yra analizuojamos pagal seisminių tyrimų rezultatus. Kas valandą skirtinguose Žemės taškuose stebima apie dešimt jo paviršiaus svyravimų. Remiantis gautais duomenimis, tūkstančiai seisminių stočių atlieka bangų sklidimo žemės drebėjimo metu tyrimą. Šios vibracijos sklinda lygiai taip pat, kaip apskritimai ant vandens nuo mesto objekto. Kai banga prasiskverbia į labiau sutankintą sluoksnį, jos greitis smarkiai pasikeičia. Naudodami gautus duomenis mokslininkai sugebėjo nustatyti mūsų planetos vidinių apvalkalų ribas. Žemės struktūroje išskiriami trys pagrindiniai sluoksniai.
Žemės pluta ir jos savybės
Į viršųŽemės apvalkalas yra žemės pluta. Jo storis gali svyruoti nuo 5 kilometrų vandenyno zonose iki 70 kilometrų kalnuotose žemyno vietose. Visos planetos atžvilgiu šis lukštas nėra storesnis už kiaušinio lukštą, o po juo siautėja požeminė ugnis. Giluminių procesų, vykstančių Žemės gelmėse, aidai, kuriuos stebime ugnikalnių išsiveržimų ir žemės drebėjimų pavidalu, sukelia didelį sunaikinimą.
Žemės pluta yra vienintelis sluoksnis, prieinamas žmonėms gyvenimui ir visaverčiams tyrimams. Žemės plutos struktūra po žemynais ir vandenynais skiriasi.
Žemyninė pluta užima daug mažesnį žemės paviršiaus plotą, tačiau turi sudėtingesnę struktūrą. Po nuosėdiniu sluoksniu yra išorinis granitas ir apatiniai baz alto sluoksniai. Žemyninėje plutoje randama senesnių uolienų, kurių amžius beveik du milijardai metų.
Okeaninė pluta yra plonesnė, tik apie penkis kilometrus, joje yra du sluoksniai: apatinis baz altinis ir viršutinis nuosėdinis. Okeaninių uolienų amžius neviršija 150 milijonų metų. Šiame sluoksnyje gali egzistuoti gyvybė.
Mantija ir ką mes apie ją žinome
Po pluta yra sluoksnis, vadinamas mantija. Riba tarp jo ir žievės gana ryškiai pažymėta. Jis vadinamas Mohorovičiaus sluoksniu ir jį galima rasti maždaug keturiasdešimties kilometrų gylyje. Mohorovičiaus riba daugiausia susideda iš kietų baz altų ir silikatų. Išimtis yra kai kurios „lavos kišenės“, kurios yra skysto pavidalo.
Mantijos storis yra beveik trys tūkstančiai kilometrų. Panašūs sluoksniai buvo rasti ir kitose planetose. Ties šia riba pastebimas aiškus seisminių greičių padidėjimas nuo 7,81 iki 8,22 km/s. Žemės mantija yra padalinta į viršutinę ir apatinę dalis. Riba tarp šių geosferų yra Galicino sluoksnis, esantis maždaug 670 km gylyje.
Kaip susiformavo žinios apie mantiją?
XX amžiaus pradžioje buvo intensyviai diskutuojama dėl Mohorovičiaus sienos. Kai kurie tyrinėtojai manė, kad būtent ten vyksta metamorfinis procesas, kurio metu susidaro didelio tankio uolienos. Kiti mokslininkai staigų seisminių bangų greičio padidėjimą siejo su uolienų sudėties pasikeitimu nuo santykinai lengvų iki sunkesnių.
Dabar šis požiūris laikomas pagrindiniu suprantant ir tiriant planetos viduje vykstančius procesus. Pati Žemės mantija dėl savo gilios padėties nėra tiesiogiai prieinama tiesioginiams tyrimams ir ji neiškyla į paviršių.
Todėl pagrindinė informacija buvo gauta geocheminiais ir geofiziniais metodais. Apskritai rekonstrukcija naudojant turimus š altinius yra labai sudėtinga užduotis.
Mantija, kuri gauna spinduliuotę iš centro, įkaista nuo 800 laipsnių viršuje iki 2000 laipsnių prie šerdies. Iš tikrųjų daroma prielaida, kad mantijos medžiaga nuolat juda.
Koks Žemės tankis mantijos srityje?
Žemės tankis mantijoje siekia apie 5,9 g/cm3. Slėgisauga didėjant gyliui ir gali pasiekti 1,6 mln. atmosferų. Mantijos temperatūros nustatymo klausimu mokslininkų nuomonės nėra vienareikšmės ir gana prieštaringos, 1500-10000 laipsnių Celsijaus. Tokios nuomonės vyrauja mokslo sluoksniuose.
Kuo arčiau centro, tuo karščiau
Žemės centre yra šerdis. Jo viršutinė dalis yra 2900 kilometrų gylyje nuo paviršiaus (išorinė šerdis) ir sudaro apie 30% visos planetos masės. Šis sluoksnis turi klampaus skysčio savybes ir elektrinį laidumą. Sudėtyje yra apie 12% sieros ir 88% geležies. Ties šerdies ir mantijos riba Žemės tankis smarkiai didėja ir siekia apie 9,5 g/cm3. Maždaug 5100 km gylyje atpažįstama jo vidinė dalis, kurios spindulys yra apie 1260 kilometrų, o masė sudaro 1,7 % visos planetos masės.
Slėgis centre yra toks didžiulis. kad geležis ir nikelis, kurie turėtų būti skysti, yra kietos būsenos. Remiantis moksliniais tyrimais, Žemės centras yra vieta, kurioje itin ekstremalios sąlygos – 3,5 mln. atmosferų slėgis ir aukštesnė nei 6000 laipsnių temperatūra.
Šiuo atžvilgiu geležies ir nikelio lydinys nevirsta į skystą būseną, nepaisant to, kad tokių metalų lydymosi temperatūra yra 1450–1500 laipsnių Celsijaus. Dėl milžiniško slėgio centre Žemės masė ir tankis yra gana milžiniški. Vienas kubinis decimetras medžiagos sveria apie dvylika su puse kilogramo. Tai unikali ir vienintelė vieta, kur planetos tankis yra žymiai didesnis nei bet kurioje kitojesluoksnis.
Atskleisti visus sąveikos mechanizmus Žemės viduje būtų ne tik įdomu, bet ir naudinga. Suprastume įvairių mineralų susidarymą ir jų išsidėstymą. Galbūt būtų visiškai suprantamas žemės drebėjimo mechanizmas, kuris leistų juos tiksliai įspėti. Šiandien jie yra nenuspėjami ir atneša daug aukų bei sunaikinimo. Tikslios žinios apie konvekcinius srautus ir jų sąveiką su litosfera gali atskleisti šią problemą. Todėl būsimųjų mokslininkų laukia ilgas, įdomus ir naudingas darbas visai žmonijai.
