私たちの惑星の歴史は非常に混乱していました、そしてそれが今日のようにいつもとても居心地が良く、親切ではなかったです。惑星地球は絶え間なく発展している非常に活発な世界です。大陸と海の輪郭は、ゆっくりとはいえ変化していますが、気候は異なります。その発展においてさらにダイナミックなのは生物圏 - 私たちの惑星の生きている殻 - です。最後の千年間で、別の要因が地球に現れ、その外観に影響を及ぼしました - 人。しかしこれは別の話題であり、それに進む前に、惑星とそれが宇宙で占める場所とそれがどの銀河に位置するかについての一般的な説明を与えるべきです。
宇宙の中の地球、あるいは私たちの天文
私たちは天の川と呼ばれるたくさんの銀河のひとつです。それは様々なタイプの約2000億個の星を持っています、それはゆっくりその中心のまわりで回転するらせんの形をしています。
太陽は中心的な位置を占めません。それは銀河の渦巻きの一つの枝 - オリオンの帯にあります。星から天の川の中心までの距離は26,000光年です。
太陽は私たちのシステムの唯一の星です。天文学的分類によると、それは黄色い矮星のタイプを指し、主に水素とヘリウムから成ります。その構成には他の要素がありますが、それらはほとんどありません。宇宙基準では、私たちの星はかなり普通の星です。宇宙の目に見える部分でさえそれらの数は非常に大きいです。太陽の深部では、熱核反応が継続的に起こり、その間に水素がヘリウムに変換され、大量のエネルギーが放出されます。これにより、地球上での生命が可能になります。
私たちの惑星上での生命の出現は、多くの状況の偶然の一致のおかげで可能になりました。その中には、大気の保護層を維持するのに十分なかなりの質量、破壊的な宇宙放射線からさまざまな生命体を保護する磁場の存在、および地球上の大量の水の存在があります。しかし、私たちの惑星の主な独自性はその軌道です。地球上での生活に好ましい条件を作り出すのは、太陽までの「成功」した距離です。それが数パーセント多かれ少なかれであったならば、おそらくそれの上に生きている有機体は現れなかったでしょう。さらに、地球はそのような巨大な貯水量を持つ太陽系の唯一の惑星であり、それなしでは生命の出現は不可能です。科学者はそれがどこから来たのか、そしてなぜ地球に最も近い惑星である火星と金星では起こらなかったのかを議論しています。
惑星の動きはほぼ円軌道で起こり、それは黄道面と呼ばれるほぼ平らな円盤を形成します。地球の回転とその軸の傾斜の特徴は、年の時の変化を決定します。
地球の隣人は金星と火星です。すでにこれらの宇宙体に着陸した人によって作成された装置は現在火星の活発な研究の下にあります。いくつかの国が宇宙飛行士を地球に送ることを計画しています。地球に最も近い惑星は金星です、それは表面温度が鉛の融点に到達することができる生命のないホットボールです。
地球には1つの天然衛星 - 月があります。今まで - 人間の足がなくなった唯一の天体。これはロッキーボールで、たくさんのクレーターで覆われていて、楕円軌道で地球の周りを動きます。月の回転は、私たちの惑星の海の中での潮の変化を決定します。月に水の痕跡が見つかった、それは地球が住んでいたように、可能です。
最近、月と火星は宇宙飛行学のニュースに登場しています。人類は私たちの自然衛星に恒久的な基地を建設し、火星への探検隊を送ることができると思われます。これは次の10年で起こるでしょう。科学者たちは少なくとも火星上の有機物の痕跡を見つけることを望んでいます。
地球の一般的な説明
ですから、私たちの惑星は太陽から3番目の場所に位置する、水で部分的に覆われた小さな岩の球です。地球の本当の次元は何ですか？
その平均半径は6,371 km、表面積は510,072百万km 2で、そのうち水は361,132百万km 2、土地面積は148,940百万km 2です。地球の直径は12,742 kmです。
実際、地球はボールではありません。とっても簡単です。実際の惑星の形状は、回転楕円体で、極がやや「平らに」なっていて、赤道近くでは「細長く」なっています。
惑星地球の総重量は5.9726・1024 kgで、これは月の81.3質量、ネプチューンの0.0583質量、そしてガス大巨大木星の0.00315質量です。私たちの惑星の物質の平均密度は5.5153 g /cm³です。赤道での地球の自転速度は1674.4 km / hです。
私たちの惑星は主にいくつかの元素で構成されています：鉄（32.1％）、酸素（30.1％）、ケイ素（15.1％）およびマグネシウム（13.9％）。同時に、鉄の圧倒的な部分は地球の中心にあります（88％）。地球の地殻で最も酸素 - 47％。
重力による加速度は9,780327 m / s 2です。地球の軌道に到達するためには、物体は7.91 km / sの速度に到達しなければならず、その魅力を克服するために - 11.186 km / s。
地理学者は地球の表面をいくつかの半球に分割します。北半球と南半球の境界は赤道であり、東と西 - 180およびグリニッジ子午線です。
科学者たちは私たちの惑星のいくつかの殻や地圏を区別します。
- 雰囲気
- 水圏
- リソスフェア
- 生物圏。
ときには、リソスフェアや惑星の硬い殻を除いて、火星圏が放出されますが、これは地球の地殻のレベルを下回っていますが、かなりの気温と溶融した内容物を特徴としています。地球の中心部は、惑星の真ん中にあり、独特の構成と特徴を持っており、別のシェルと見なされます。
地球の歴史や私たちの大きな家がどのように形成されたか
太陽系は約45億年前に巨大な星間塵ガスの雲から形成されました。それはビッグバンの結果として形成された水素とヘリウム、そして超新星の深部で発生する重い元素から成っていた。
慣性力と重力の作用で、この雲は縮み始め、地球を含む私たちのシステムの最初の惑星を形成しました。科学者たちは、地球の一次形成の過程は数千万年かかったと信じています。彼らは、惑星と他の巨大な天体との接線方向の衝突の結果として、月がやや遅く見えたと信じている。
巨大な力の影響は地球からそのマントルの一部を引きちぎり、そしてこの小片を軌道に追いやり、その後、現代の形の衛星が重力の影響下で形成されました。
当時、私たちの惑星の周りの宇宙空間は、絶えずその表面を砲撃し、それを加熱し、そしてまた原始惑星のサイズを増大させている膨大な数の小さな天体で満たされていました。若い地球の温度は金属と鉱物を溶かすのに十分に高く、それらのより重い方が下降しました。そして、それは軽い地殻と密な地球コアの形成につながりました。もともと、地球の表面は深さ数キロメートルの溶融マグマの海でした。長い間表面温度が高いため、ウランやトリウムなどの放射性元素の崩壊を支えていました。
火山ガスは新生惑星の最初の大気を形成し、その表面は徐々に冷え始めました。約44億年前、惑星の表面の大部分はすでに硬い地殻であり、その上に水が現れていました。地球は徐々に水の世界に変わりました。すでに40億年前に、その表面の最大90％が一次海洋で覆われていました。しかし、この世界は居心地が良く、親切とは言えません。大気中の空気はほぼ完全に二酸化炭素で、その温度は200℃に達し、大気圧は非常に高く、人を粉砕するだけでした。
繰り返しますが、「私たちの青い惑星地球」が大好きですが、そのような大量の水が地球上のどこから来たのかはまだはっきりしていません。これは地球の多くの謎の一つです。この問題は生命の出現の基本ですが、それをめぐる論争は収まりません。私たちの惑星に水がどのように形成されたかについてはいくつかの理論があります。そのうちの一人によると、水は小惑星と隕石によって地球にもたらされました。そして、それらは何十億年も前にその表面に落ちました。地球物理学者は、それがその深さでの化学プロセスの結果として我々の惑星に由来すると仮定します。これら2つの仮説は互いに矛盾しません。水の一部が小惑星と一緒に宇宙から私たちにやって来た可能性があります、そして、他はその場で形成されました。
4億年前の30億年前に、最初の大陸が海から上昇し始めました。火山噴火は大陸地殻の基盤となった新しい岩花崗岩を形成しました。海洋支配の時代は終わりました、それは土地のための時間です。
最初の海と一緒に、よく暖かく太陽に照らされた浅瀬が現れました。そして、それは惑星地球上の生命の発祥地となりました。現在のところ、これがどのように正確に起こったのかについていくつかの理論があり、科学者たちはいまだに一般的な意見を述べることができません。生命の起源は惑星地球のもう一つの謎です。
私たちの惑星上のすべての生命体の共通の祖先は原始的な原核生物であり、最初は光合成ができませんでした。それから最初の光合成物質が海岸に現れました - シアノバクテリアは徐々に酸素で大気を飽和させ始めました。科学者たちは、地球上の生命は約35〜39億年前に始まったと信じています。同時に、惑星は宇宙放射線の破壊的な行為から大気を保護する磁場を「獲得」しました。
20億年の間、バクテリアは海洋を酸素で飽和させてきました。そして、それは最初に水に溶かされた何百万トンもの鉄の酸化に費やされました。その後、このガスは大気中に流れ始め、私たちの惑星は変化しました。鉄を失った緑の海は青に変わり、空は青に変わりました。これは約15億年前に起こりました。
約11億年前、最初の地球上の超大陸、ロディニアが形成されました。その表面は、おそらく現代のサハラ砂漠に似ていました - 植生や他の生命の徴候のない鈍くて空っぽの場所です。この大陸の形成は私たちの惑星の歴史の中で最初で最大の氷河期をもたらしました。 Rodiniaは極への暖かい流れをブロックしました、そして全世界は何百万年もの間氷で覆われていました。気温は-40℃まで下がり、海の氷は厚さ1キロメートルに達しました。この大変動は約7億5000万年前に起こった。地球の本当の死がありました。
火山のプロセスはロディニアを分割し、徐々に地球を暖めることができました。地球はたったの580-560百万年前に冬眠から目覚めたと信じられています。単細胞生物は困難な時代を生き延びることができましたが、現在ではそれ以上の開発は延期されませんでした。いわゆるカンブリア紀の爆発が始まった。
この用語は、生命の多様性の急激な増加と呼ばれており、それは約5億5〜5億4千万年前に発生しました。カンブリア紀は一般的に私たちの惑星上の人生の歴史の中で特別な場所を占めています。この期間中に、現代の多くの種類の有機体が出現し、動物は耐久性のある殻を発達させ、彼らは視覚および歯の器官を獲得した。酸素で大気を飽和させると、その中に新しい層が形成されました - オゾン、殺人的な太陽の紫外線からのすべての生命の信頼できる保護。今度は土地をマスターし始めることができます。
オルドビス艦では、地球上の生命が最初に上陸しました。これらは原始的な地衣類であり、節足動物のいくつかは土手に卵を産んだ。シルル紀には、ついに脊椎動物が形成されました。硬い尾根の存在はすぐにそれらに重要な進化的利点をもたらしました。
土地の積極的な征服は次の、デボン紀の時代に起こりました。それは4億1700万年前に始まった。現時点では、最初の森林は原始的なシダとスギナからなる惑星の表面に現れました。節足動物は強力な進化の枝 - 惑星中に非常に速く広がる昆虫 - から生まれました。デボン、脊椎動物 - 両生類は陸上で彼らの最初の一歩を踏み出しました。この期間の終わりに、最初の骨のある魚が貯水池に現れました。
石炭紀（354 - 2億9000万年）は、昆虫、両生類、巨大なつくしやシダの領域です。地球上でこの時点でそれは非常に高温多湿であり、そして空気中の酸素濃度ははるかに現在のものを超えていました。そのような条件のために、当時のいくつかの昆虫は巨大な大きさを持っていました。石炭や他の化石炭化水素の主な埋蔵量を人類に与えたのは石炭時代であったと考えられています。しかし、この地質学的期間は、約2億9000万年前に始まった別の地球規模の氷河期で終わりました。
二畳紀（2億9000万 - 2億4800万年前）に、惑星の気候はより乾燥して涼しくなりました。陸上での両生類の場所は爬虫類によってとられ、最初の針葉樹が出現しました。しかし、ペルミはこれで有名ではありません：その終わりに、惑星の全歴史の中で最大かつ最も壊滅的な生物の絶滅が起こった。陸上や海中に生息する種の約95％が死亡した。おそらく、惑星規模の黙示録が、現代のシベリアの領土に大きな罠の噴火を引き起こしました。そのほとんどすべてが赤熱マグマの湖に変わった。さらに、これらの火山活動は約100万年間続き、大量のガスが大気中に放出され、それが火山性の冬の始まりにつながりました。
なぜ巨大なペルム紀噴火が起こったのかはわかりません。それは地球の多くの謎のひとつと言えるでしょう。しかし、この出来事は彼女の姿を完全に変えました。新しい超大陸パンゲアが形成された、大気のガス組成は劇的に変化しました、気候は異なりました。
恐ろしい大惨事を生き残ることができる生き物は、驚くべき動物 - 恐竜 - に進化しました。これらの生き物は1億6000万年にわたって私たちの惑星を支配しました；彼らは土地だけでなく水と空気も習得しました。 50メートル - いくつかの恐竜の重量は150トン、そして長さに達した。恐竜は中生代の時代（248 - 6400万年前）を通して惑星を支配しました、しかし巨大な次元は宇宙から地球に来た新しい世界的な大惨事から彼らを救うことができませんでした。
巨大爬虫類の絶滅の原因をめぐる論争は今日も続いていますが、主な問題は科学者たちが現代のメキシコ湾の地域で巨大な隕石が落下したことを考慮していることです。この大変動は何年もの間火山の冬に惑星を急落させて、そして生きている有機体の70％の消失につながりました。
6500万年前、私たちが今日住んでいる新生代の時代が始まりました。この期間中、リソスフェアプレートのドリフトは続き、次第に世界地図はおなじみの輪郭を描いた。動物界では、恐竜の場所は哺乳類によって占められていました。それはトカゲと比較して重要な進化上の利点を持っていました。花または被子植物は植物の優勢な種類となっている。新生代の最も重要な出来事は別の氷河作用と合理的な人の出現です。
大気 - 地球のエアシェル
大気は私たちの惑星の地球圏のひとつであり、地球を取り囲むガスからなる殻です。それは宇宙と直接接触しています。大気は私たちの惑星の気候と天候を決定します。それは多くの点で地球上の生命にとって好ましい条件を提供するという雰囲気です。
大気のはっきりした境界線を引くことは非常に困難であることを理解すべきです：それは500から1000 kmの高度で、徐々に宇宙空間に移動します。同時に、国際航空連盟は大気の上限を100 km、アメリカのNASA機関を122 kmとしています。
地球の大気は、ガスだけでなく、ほこり、燃焼生成物、水滴、氷の結晶などのさまざまな不純物で構成されています。ガス濃度はほぼ一定です。しかし、例外があります。例えば、産業革命の始まりは空気中の二酸化炭素の継続的な増加をもたらしました。
空気の大部分（78％以上）は窒素、20％は酸素、約1％はアルゴン、もう1％は二酸化炭素、メタン、ヘリウム、キセノン、水素、クリプトンです。 Крайне важна концентрация диоксида углерода (CO2), потому что этот вещество - как и метан - относится к парниковым газам, увеличение содержание которых вызывает разогрев атмосферы. Глобальное потепление - это серьезнейшая проблема, стоящая перед современным человечеством.
Следует отметить, что Земля является единственной планетой с таким большим содержанием кислорода в атмосфере. С одной стороны, этот газ - продукт жизнедеятельности живых организмов, а с другой, жизнь на планете Земля без кислорода была бы невозможна.
Земная атмосфера состоит из следующих слоев:
- тропосфера;
- стратосфера;
- мезосфера;
- термосфера;
- экзосфера.
Между этими слоями расположены переходные зоны с переходными свойствами.
Все растения и животные, а также население планеты обитает на дне самого нижнего слоя атмосферы - тропосфере. Она простирается до высоты 16-18 км в южных широтах. В этом слое сосредоточена бо́льшая часть воздуха и водяного пара.
Стратосфера начинается на уровне 16-20 км и продолжается до высоты 50 км. В ней летает большинство авиалайнеров, также именно в стратосфере находится уникальный озоновый слой, защищающий все живое на планете от солнечного ультрафиолета.
На высоте 50 км начинается мезосфера, она простирается до высоты 80 км.
Между 80 и 700 км расположена термосфера, в которой проходит линия Кармана - официальная граница между атмосферой и космосом. Она находится на уровне 100 км.
На высоте 700 км уже экзосфера, доходящая до высоты 1 тыс. км. Воздух здесь сильно разряжен, его молекулы постепенно утекают в космическое пространство. В этом слое вращаются метеорологические спутники.
Гидросфера - жидкая оболочка планеты
Гидросферой называют водную оболочку Земли, в которую входит Мировой океан, реки, озера и водохранилища, подземные воды, а также вода, находящаяся в замороженном состоянии в составе ледников.
Земля является единственной известной планетой с таким огромным количеством воды на поверхности. Ее общий объем составляет 1,39 млрд км3. Подавляющая часть воды (более 96%) находится в морях и океанах, которые покрывают 71% поверхности нашей планеты. Средняя глубина Мирового океана составляет 3,8 тыс. метров. Самой глубокой его точкой считается Марианская впадина - 10 994 метров.
Любопытно, но пресная вода на поверхности суши - всего лишь 0,02% от общих запасов гидросферы, поэтому ее нехватка - это одна из самых острых мировых проблем современности.
Вода осуществляет сложный круговорот из одной части гидросферы в другую. В нем принимают участие другие геооболочки нашей планеты - атмосфера, литосфера и биосфера.
Твердая оболочка планеты Земля
Недра планеты имеют сложную структуру, состоящую из твердой коры, вязкой и жидкой мантии и очень плотного ядра. Кроме того, геологи выделяют у нее нескольких слоев:
- литосферу;
- астеносферу;
- мезосферу;
- внешнее и внутреннее ядро.
Литосфера - это твердая оболочка Земли, в состав которой входит земная кора и верхняя часть мантии до астеносферы. Существует два типа литосферы: континентальная и океаническая. Последняя имеет незначительную толщину, всего 5-10 км, кора континентальная типа простирается ниже поверхности на 80-100 км.
Литосфера разделена на литосферные плиты, которые подходят друг другу, как части головоломки. Они постоянно движутся, благодаря чему и происходит дрейф континентов. Подобным процессом вызвана тектоническая активность, которая проявляется в виде извержений вулканов, землетрясений, горообразования.
Астеносфера (100-700 км) находится на самой границе мантии и литосферы. Эта оболочка пластична, что позволяет литосферным плитам "ездить" по ней. Астеносфера, как и мезосфера, образуют мантию нашей планеты. Высокие температуры и колоссальное давление мантии делает горные породы пластичными и поддерживает постоянные конвенционные потоки от ядра к коре.
К сожалению, у нас мало точных данных относительно процессов, происходящих в земных недрах. Самая глубокая из пробуренных человеком скважин едва достигает 15 км - ничтожная величина по сравнению с тысячами километрами земной окружности. По понятным причинам мы не можем отправить вглубь Земли исследовательские аппараты и технику, поэтому ученым приходится довольствоваться косвенной информацией.
В центре нашей планеты находится плотное и раскаленное ядро, состоящее из никеля, железа и других тяжелых элементов. В настоящее время ученые различают внешнее жидкое ядро и внутреннее твердое. Температура в его центре достигает 6000 °С, что немногим меньше, чем на поверхности Солнца.
Ядро выполняет еще одну важнейшую функцию - его вращение создает магнитное поле Земли, которое защищает нас от убийственной солнечной радиации. По сути, планета - это огромный двухполюсный магнит. На Марсе, например, магнитного поля нет, и солнечный ветер за миллионы лет постепенно "выбил" атмосферу этой планеты, сделав ее абсолютно бесплодной. Ученые считают, что это одна из главных причин отсутствия жизни на красной планете.
Биосфера - живая оболочка Земли
Биосфера - оболочка планеты, заселенная живыми организмами, под этим термином подразумевается глобальная экосистема нашей планеты. Это часть Земли, на которой обитают различные формы жизни, и происходит воздействие их продуктов метаболизма.
Биосферу еще называют "пленкой жизни", данное определение, как нельзя лучше, иллюстрирует распределение и масштаб биосферы. Это действительно тонкая пленочка, покрывающая стык атмосферы, гидросферы и литосферы. Несмотря на скромные размеры, значение биосферы для нашей планеты огромно: живые организмы начали преобразовывать Землю практически сразу после своего появления. Биосфера - это могучий геологический фактор.
В настоящее время на Земле насчитывается более 3 млн. видов растений, животных, микроорганизмов, грибов и водорослей. Человека также принято считать частью живой оболочки, но его хозяйственная деятельность - вернее, ее масштаб - уже давно вышла за ее рамки. Население Земли сейчас составляет около 7,5 млрд. человек.
Верхней границей биосферы считается высота 15-20 км. Выше в атмосфере организмы практически не живут: мешает низкая температура, разреженный воздух и высокий уровень ультрафиолетового излучения. В литосфере нижняя граница распространения жизни проходит примерно на глубине 5-7 км. Здесь ограничивающими факторами являются высокая температура и давление. Да и то на подобных глубинах живут немногочисленные "экстремалы", большинство форм жизни предпочитают верхний слой почвы. В гидросфере жизнь распространилась до самых мрачных глубин Мирового океана. Но подавляющая часть биомассы моря приходится на его верхние слои с большим количеством солнечного света и кислорода.
Биосфера активно участвует в круговороте веществ и энергетических потоках в природе. Энергия Солнца, попадая на Землю, частично аккумулируется растениями и другими фотосинтезирующими организмами. В дальнейшем часть ее запасается в торфе, угле и нефти, идет на выветривание горных пород, на создание пород осадочного происхождения. Живые организмы также участвуют в круговороте СО2, Н2О, О2, многих других химических элементов. Типичным примером воздействия живых организмов на неживую материю является образование почвы. В создании этого слоя принимают участие микроорганизмы, животные, растения, грибы.
Деятельность человека оказывает огромное влияние на биосферу. С каждым годом население увеличивается, что требует еще больше ресурсов и новых площадей под проживание, посевы, предприятия. Это приводит к уничтожению лесов, распахиванию степей, осушению болот. Наступление человека на природу стремительно уменьшает видовое многообразие, отходы нашей хозяйственной деятельности загрязняют воздух, почвы и воду. Такая ситуация приводит не только к разрушению экосистем, но и вызывает климатические изменения, последствия которых могут быть катастрофическими.
Наши предки считали планету живым организмом, называли "Мать-Сыра Земля", "Земля-матушка" и обожествляли ее. Согласно священным книгам, из земли было создано тело первого человека. И пускай подобные представления в высокотехнологичном XXI веке кажутся смешными и нелепыми, но человечество уже в ближайшие годы ожидают серьезные проблемы, если мы хотя бы не попытаемся думать схожим образом. В последние годы мы являемся свидетелями кардинального переворота в научных представлениях о строении, составе и жизни планеты, еще более удивительные открытия ожидают нас в будущем. Земля - это сложнейшая и высокоорганизованная система, требующая к себе бережного и рачительного отношения. Без понимания этого мы рискуем повторить печальную судьбу динозавров.
