A história do nosso planeta foi muito turbulenta, e nem sempre foi tão acolhedor e hospitaleiro como é hoje. O Planeta Terra é um mundo muito ativo que está em contínuo desenvolvimento. Os contornos dos continentes e oceanos estão mudando, embora lentamente, o clima é diferente. Ainda mais dinâmico em seu desenvolvimento é a biosfera - a concha viva do nosso planeta. Nos últimos milênios, outro fator apareceu na Terra, influenciando cardinalmente sua aparência - o homem. Mas este é um tópico separado, e antes de prosseguir, deve-se dar uma descrição geral do planeta e do lugar que ocupa no Universo e em qual galáxia está localizado.
Terra no espaço ou nosso endereço astronômico
Estamos em uma das muitas galáxias chamadas de Via Láctea. Tem cerca de 200 bilhões de estrelas de vários tipos, tem a forma de uma espiral, que gira lentamente em torno de seu centro.
O sol não ocupa uma posição central. Está localizado em um dos ramos da espiral galáctica - o cinturão de Órion. A distância da estrela ao centro da Via Láctea é de 26 mil anos-luz.
O sol é a única estrela do nosso sistema. Segundo a classificação astronômica, refere-se ao tipo de anãs amarelas, e consiste principalmente de hidrogênio e hélio. Em sua composição existem outros elementos, mas são poucos. Por padrões cósmicos, nossa estrela é uma estrela bastante comum. Seu número, mesmo na parte visível do universo, é muito grande. Nas profundezas do Sol, ocorrem reações termonucleares, durante as quais o hidrogênio é convertido em hélio e uma enorme quantidade de energia é liberada, devido a que a vida no planeta Terra é possível.
O surgimento da vida em nosso planeta foi possível graças à feliz coincidência de várias circunstâncias. Entre eles: uma massa significativa, suficiente para manter a camada protetora da atmosfera, a presença de um campo magnético que protege várias formas de vida da radiação cósmica destrutiva e a presença de grandes quantidades de água no planeta Terra. No entanto, a principal singularidade do nosso planeta é a sua órbita. É a distância “bem-sucedida” do Sol que cria condições favoráveis para a vida no planeta Terra. Se fosse um pouco mais ou menos por cento, provavelmente os organismos vivos não teriam aparecido. Além disso, a Terra é o único planeta no sistema solar com enormes reservas de água, sem as quais o surgimento da vida seria impossível. Os cientistas discutem de onde veio e por que isso não aconteceu em Marte e Vênus - os planetas mais próximos da Terra.
O movimento dos planetas ocorre quase em órbitas circulares, que formam um disco quase plano chamado plano da eclíptica. As características da rotação da Terra e a inclinação do seu eixo determinam a mudança da época do ano.
Os vizinhos do planeta Terra são Vênus e Marte. Dispositivos criados pelo homem, já pousados nesses corpos espaciais, estão atualmente sob estudo ativo de Marte. Vários países estão planejando enviar astronautas para o planeta. O planeta mais próximo da Terra é Vênus, é uma bola quente sem vida, onde a temperatura da superfície pode atingir o ponto de fusão do chumbo.
A Terra tem um satélite natural - a lua. Até agora - o único corpo celeste, onde o pé humano se foi. Esta é uma bola rochosa, coberta de crateras em abundância, que se move ao redor da Terra em uma órbita elíptica. A rotação lunar determina a alternância de marés nos oceanos do nosso planeta. Na lua, vestígios de água foram encontrados, é possível, como a Terra era habitada.
Recentemente, a Lua e Marte estão presentes nas notícias da astronáutica. Supõe-se que a humanidade será capaz de construir uma estação permanente em nosso satélite natural e enviar uma expedição a Marte. Isso acontecerá na próxima década. Os cientistas esperam encontrar pelo menos vestígios de vida orgânica em Marte.
Descrição geral do planeta Terra
Assim, nosso planeta é uma pequena bola rochosa, parcialmente coberta de água, localizada no terceiro lugar do sol. Quais são as dimensões reais do planeta Terra?
Seu raio médio é de 6,371 km, e sua superfície é de 510,072 milhões de km², dos quais 361,132 milhões de km2 e de terra - 148,940 milhões de km². O diâmetro do planeta Terra é de 12,742 km.
De fato, a Terra não é uma bola. Tão fácil de assumir. A forma real do planeta é um esferóide, um tanto "achatado" nos pólos e "alongado" perto do equador.
O peso total do planeta Terra é de 5,9726 · 1024 kg, que é 81,3 massa da Lua, 0,0583 de massa de Netuno e 0,00315 de massa do gigante de gás Júpiter. A densidade média da substância do nosso planeta é de 5,5153 g / cm³. A velocidade de rotação da Terra no equador é de 1674,4 km / h.
Nosso planeta é composto principalmente por diversos elementos: ferro (32,1%), oxigênio (30,1%), silício (15,1%) e magnésio (13,9%). Ao mesmo tempo, a parte esmagadora do ferro está no centro da Terra (88%). Na crosta terrestre, a maior parte do oxigênio - 47%.
A aceleração devido à gravidade é de 9,780327 m / s². Para atingir a órbita da Terra, o objeto deve atingir uma velocidade de 7,91 km / s, e superar sua atração - 11,186 km / s.
Geógrafos dividem a superfície da Terra em vários hemisférios. O limite dos hemisférios norte e sul é o equador e o leste e o oeste - os meridianos de 180 e de Greenwich.
Os cientistas distinguem várias conchas ou geospheres do nosso planeta:
- a atmosfera;
- hidrosfera;
- litosfera;
- biosfera.
Às vezes, além da litosfera ou da casca dura do planeta, a pirosfera é emitida, que está abaixo do nível da crosta terrestre, e se distingue por temperaturas e conteúdos fundidos significativos. O núcleo da Terra, localizado no centro do planeta e tendo uma composição e características únicas, é considerado como uma casca separada.
História da Terra ou como nossa grande casa foi formada
O sistema solar foi formado há cerca de 4,5 bilhões de anos a partir de uma enorme nuvem de gás de poeira interestelar. Consistia de hidrogênio e hélio, formado como resultado do Big Bang, e elementos mais pesados surgindo nas profundezas das supernovas.
Sob a ação de forças inerciais e gravidade, essa nuvem começou a encolher, formando os primeiros planetas do nosso sistema, incluindo a Terra. Os cientistas acreditam que o processo de formação primária do planeta Terra levou várias dezenas de milhões de anos. Eles acreditam que a Lua apareceu um pouco mais tarde, como resultado de uma colisão tangencial do planeta com outro corpo celeste maciço.
O impacto de uma enorme força arrancou parte de seu manto da Terra e colocou esta peça em órbita, onde mais tarde a forma moderna do satélite se formou sob a influência da gravidade.
Naquela época, o espaço exterior em torno de nosso planeta estava cheio de um grande número de pequenos corpos celestes, que constantemente bombardeavam sua superfície, aquecendo-a e também aumentando o tamanho do protoplaneta. A temperatura da Terra jovem era alta o suficiente para derreter metais e minerais, os mais pesados deles desciam, o que levou à formação de crosta leve e um denso núcleo de terra. Originalmente, a superfície da Terra era um oceano de magma derretido, com vários quilômetros de profundidade. A alta temperatura da superfície por um longo período suportou o decaimento de elementos radioativos como o urânio e o tório.
Gases vulcânicos formaram a primeira atmosfera do planeta recém-nascido, sua superfície começou a esfriar gradualmente. Cerca de 4,4 bilhões de anos atrás, a maior parte da superfície do planeta já era uma crosta dura e a água apareceu nela. A terra gradualmente se transformou em um mundo da água: já há quatro bilhões de anos, até 90% de sua superfície era coberta pelo oceano primário. No entanto, este mundo dificilmente pode ser chamado de aconchegante e hospitaleiro: o ar da atmosfera era quase todo de dióxido de carbono, e sua temperatura chegava a 200 ° C, e a pressão atmosférica era tão grande que simplesmente esmagava uma pessoa.
Nós amamos repetir: "Nosso planeta azul Terra", mas ainda não está claro de onde grandes quantidades de água vieram do planeta. Este é um dos muitos mistérios do planeta Terra. Essa questão é fundamental para o surgimento da vida, mas a controvérsia em torno dela não diminui. Existem várias teorias sobre como a água foi formada em nosso planeta. De acordo com um deles, a água foi trazida para a Terra por asteróides e meteoritos, que caíram em sua superfície em abundância há bilhões de anos. Os geofísicos assumem que ele se originou em nosso planeta como resultado de processos químicos em suas profundezas. Essas duas hipóteses não se contradizem. É possível que parte da água nos tenha vindo do espaço junto com os asteróides, e a outra tenha sido formada no local.
Há 3 bilhões de 400 milhões de anos, os primeiros continentes começaram a se elevar do mar. Erupções vulcânicas formaram uma nova rocha granítica, que se tornou a base da crosta continental. A era da dominação do oceano chegou ao fim, é hora da terra.
Juntamente com os primeiros oceanos apareceram águas rasas bem aquecidas e ensolaradas, que se tornaram o berço da vida no planeta Terra. Atualmente, existem várias teorias sobre como exatamente isso aconteceu e os cientistas ainda não conseguem chegar a uma opinião comum. A origem da vida é outro dos mistérios do planeta Terra.
Antepassados comuns de todas as formas de vida em nosso planeta eram procariontes primitivos, inicialmente incapazes de fotossíntese. Então os primeiros fotossintéticos apareceram na costa - cianobactérias, que gradualmente começaram a saturar a atmosfera com oxigênio. Os cientistas acreditam que a vida no planeta Terra se originou cerca de 3,5-3,9 bilhões de anos atrás. Ao mesmo tempo, o planeta “adquiriu” um campo magnético que protegia a atmosfera da ação destrutiva da radiação cósmica.
Por dois bilhões de anos, as bactérias saturaram o oceano com oxigênio, que foi gasto inicialmente na oxidação de milhões de toneladas de ferro dissolvidas na água. Depois disso, esse gás começou a fluir para a atmosfera e nosso planeta se transformou: os oceanos verdes, tendo perdido ferro, ficaram azuis e o azul celeste. Isso aconteceu cerca de 1,5 bilhão de anos atrás.
Cerca de 1,1 bilhão de anos atrás, o primeiro supercontinente terrestre, Rodinia, foi formado. Sua superfície, muito provavelmente, assemelhava-se ao Saara moderno - um lugar monótono e vazio, sem qualquer vegetação ou outros sinais de vida. A formação deste continente levou à primeira e maior glaciação da história do nosso planeta. Rodinia bloqueou as correntes quentes nos pólos e o mundo inteiro ficou coberto de gelo por milhões de anos. A temperatura caiu para -40 ° C, e a cobertura de gelo dos oceanos atingiu a espessura do quilômetro. Este cataclismo aconteceu há 750 milhões de anos. Houve uma morte real do planeta Terra.
Processos vulcânicos foram capazes de dividir Rodinia e gradualmente aquecer o planeta. Acredita-se que a Terra finalmente acordou da hibernação há apenas 580-560 milhões de anos. Os organismos vivos unicelulares foram capazes de sobreviver a tempos difíceis, e agora seu desenvolvimento posterior não se deteve. A chamada explosão cambriana começou.
Este termo é chamado de um aumento acentuado na diversidade da vida, que ocorreu cerca de 550-540 milhões de anos atrás. O Cambriano geralmente ocupa um lugar especial na história da vida em nosso planeta. Durante este período, surgiram muitos tipos modernos de organismos, os animais desenvolveram uma concha durável, adquiriram órgãos de visão e dentes. A saturação da atmosfera com o oxigênio levou à formação de uma nova camada nele - o ozônio, proteção confiável de toda a vida do ultravioleta solar assassino. Agora, pode-se começar a dominar a terra.
Em Ordoviciano, a vida no planeta Terra veio primeiro a terra. Estes eram liquens primitivos, e alguns dos artrópodes depositavam ovos nas margens. No período siluriano, os vertebrados foram finalmente formados, a presença de uma crista dura forneceu-lhes imediatamente vantagens evolutivas significativas.
Conquista ativa de terra aconteceu no próximo, o período Devoniano. Começou 417 milhões de anos atrás. Neste momento, as primeiras florestas apareceram na superfície do planeta, consistindo de samambaias primitivas e cavalinhas. Os artrópodes criaram um poderoso ramo evolutivo - insetos que se espalham rapidamente pelo planeta. Em Devon, vertebrados - os anfíbios deram o primeiro passo em terra. No final deste período, o primeiro peixe ósseo apareceu nos reservatórios.
O período carbonífero (354-290 milhões de anos) é o reino dos insetos, anfíbios e enormes cavalinhas e samambaias. Naquela época, a Terra estava muito quente e úmida, e a concentração de oxigênio no ar excedia em muito a atual. Devido a tais condições, alguns insetos daquela época tinham tamanhos gigantescos. Acredita-se que foi o período do carvão que deu à humanidade as principais reservas de carvão e outros hidrocarbonetos fósseis. Mas esse período geológico terminou com outra glaciação global, que começou há cerca de 290 milhões de anos.
No período Permiano (290-248 milhões de anos atrás) o clima do planeta tornou-se mais seco e frio. O lugar dos anfíbios em terra foi tomado por répteis, surgiram as primeiras plantas coníferas. No entanto, Perm não é famoso por isso: no final, ocorreu a maior e mais catastrófica extinção de organismos vivos em toda a história do planeta. Cerca de 95% das espécies que viviam em terra e nos oceanos morreram. Muito provavelmente, o apocalipse de uma escala planetária causou uma enorme erupção de armadilhas no território da moderna Sibéria. Quase tudo se transformou em um lago de magma incandescente. Além disso, esses processos vulcânicos duraram cerca de 1 milhão de anos, uma enorme quantidade de gases foi emitida para a atmosfera, o que levou ao início de um inverno vulcânico.
Nós não sabemos por que a colossal erupção Permiana aconteceu. Pode ser chamado de um dos muitos mistérios do planeta Terra. No entanto, este evento transformou completamente sua aparência. Um novo supercontinente Pangea foi formado, a composição do gás da atmosfera mudou drasticamente, o clima tornou-se diferente.
Criaturas que poderiam sobreviver a uma catástrofe terrível, evoluíram para animais incríveis - dinossauros. Essas criaturas dominaram nosso planeta por 160 milhões de anos, eles dominaram não apenas a terra, mas também a água e o ar. O peso de alguns dinossauros atingiu 150 toneladas e o comprimento - 50 metros. Os dinossauros reinaram no planeta ao longo da era mesozóica (248 - 64 milhões de anos atrás), mas as dimensões gigantescas não puderam salvá-los de uma nova catástrofe global que veio da Terra do espaço.
As disputas sobre as causas da extinção de répteis gigantes continuam até hoje, mas a principal delas é que os cientistas consideram a queda de um meteorito gigante na área do moderno Golfo do México. Este cataclisma mergulhou o planeta em um inverno vulcânico por muitos anos e levou ao desaparecimento de 70% dos organismos vivos.
65 milhões de anos atrás começou a era Cenozóica, na qual vivemos hoje. Durante esse período, a deriva das placas litosféricas continuou, e gradualmente o mapa do mundo assumiu contornos familiares. No mundo animal, o lugar dos dinossauros era ocupado por mamíferos, que tinham vantagens evolutivas significativas em comparação com os lagartos. Flor ou angiospermas tornaram-se a classe dominante de plantas. Os eventos mais importantes da era Cenozóica são outra glaciação e o surgimento de um homem racional.
Atmosfera - a camada de ar da Terra
A atmosfera é uma das geoesferas do nosso planeta, uma concha composta por gases que circundam a Terra. Está em contato direto com o espaço exterior. A atmosfera determina o clima e o clima do nosso planeta. É a atmosfera que em muitos aspectos fornece condições favoráveis para a vida no planeta Terra.
Deve ser entendido que é muito difícil traçar um limite claro da atmosfera: ela se move gradualmente para o espaço exterior, a uma altitude de 500 a 1 mil km. Ao mesmo tempo, a Federação Internacional de Aviação considera que o limite superior da atmosfera é de 100 km, e a agência da NASA dos EUA - 122 km.
A atmosfera da Terra consiste de gases, bem como várias impurezas, como poeira, produtos de combustão, gotículas de água e cristais de gelo. A concentração de gases é quase constante. No entanto, há exceções: por exemplo, o início da revolução industrial levou a um aumento contínuo do dióxido de carbono no ar.
A parte principal do ar (mais de 78%) é nitrogênio, 20% consiste em oxigênio, quase 1% é argônio, outro por cento é dióxido de carbono, metano, hélio, xenônio, hidrogênio, criptônio. 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.
