Welche Merkmale der Struktur unseres Planeten unterscheiden ihn von anderen Planeten im Sonnensystem?

Unsere Erde ist wunderschön. Astronauten sagen, es sieht aus wie ein Juwel aus dem Weltraum. Aber das Hauptmerkmal der Erde, ihre Einzigartigkeit, liegt darin, dass es von allen Planeten des Sonnensystems nur auf ihr Leben gibt. Warum ist Leben auf der Erde möglich?

Sie wissen bereits, dass unser Planet der Sonne am drittnächsten liegt. Seine Umlaufbahn ist durchschnittlich 150 Millionen km von der Sonne entfernt. Die Erde ist für einen sehr kleinen Teil des Lichts und der Wärme der Sonne verantwortlich. Aber diese Menge reicht aus, um das Leben zu erhalten. Es ist diese, nicht mehr und nicht weniger, die Entfernung von der Sonne zur Erde, die es unserem Planeten ermöglicht, nicht zu überhitzen und nicht zu gefrieren. Denken Sie daran, wie heiß es auf Merkur und Venus und wie kalt es auf dem Mars und weiter entfernten Planeten ist, und Sie werden sehen, dass die Temperatur auf der Erde für das Leben am günstigsten ist.

Gleichzeitig sorgt die Rotation der Erde um ihre Achse alle 24 Stunden für einen Wechsel von Licht und Dunkelheit. Dadurch erwärmt sich die Erdoberfläche ziemlich gleichmäßig. Wenn sich die Erde langsamer drehen würde, wäre es wahrscheinlich auf der einen Seite unglaublich heiß und auf der anderen schrecklich kalt.

Nur die Erde verfügt über riesige Wasserreserven. Aber das ist eine erstaunliche Substanz. Es ist Teil aller lebenden Organismen und verrichtet vielfältige Aufgaben. Als Teil des Blutes von Menschen und Tieren, des Pflanzensaftes, sorgt Wasser beispielsweise für die Bewegung verschiedener Substanzen durch den Körper. Das zum Leben notwendige Wasser bewegt sich in einem ständigen Kreislauf. Jede Sekunde verwandeln sich Millionen Kubikmeter Wasser in Dampf. In die Luft aufsteigend, bilden sie sich, die sich zusammen mit Luftströmungen Hunderte von Kilometern bewegen und dabei lebensspendende Feuchtigkeit mit sich führen.

Unser Planet hat, was sich von der Atmosphäre anderer Planeten unterscheidet. Die Lufthülle der Erde ist sehr wichtig für die Erhaltung und Erhaltung des Lebens. Es enthält Sauerstoff, den Lebewesen atmen, und Kohlendioxid, das für die Pflanzenernährung notwendig ist. Außerdem enthält die Atmosphäre Ozon, eine Form von Sauerstoff. Es bildet eine spezielle Ozonschicht, die die für Organismen gefährliche Strahlung aus dem Weltall verzögert. Außerdem schützt die Atmosphäre wie eine Decke die Erde nachts vor starker Abkühlung. Es schützt auch die Erde vor Meteoriten. Die meisten von ihnen brennen aus, wenn sie sich darauf einlassen.

Nur die Erde hat Boden – die oberste fruchtbare Schicht der Erde. Der Boden enthält die für das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen notwendigen Substanzen. Grüne Pflanzen nehmen Mineralien und Wasser aus dem Boden, Kohlendioxid aus der Luft auf und bilden unter Beteiligung des Sonnenlichts lebensnotwendige Stoffe.

All diese Eigenschaften unseres Planeten ermöglichen es einer Vielzahl von Organismen, einschließlich Menschen, auf ihm zu existieren.

1. Welche Eigenschaften des Ortes und des Weltalls machen es möglich, dass eine Vielzahl von lebenden Organismen darauf existieren?
2. Welche Bedeutung hat die Atmosphäre unseres Planeten für Lebewesen?
3. Was ist die Ozonschicht? Was ist seine Rolle auf dem Planeten?
4. Welche Rolle spielt Wasser auf dem Planeten für Lebewesen?
5. Welche Bedeutung hat der Boden für das Leben auf der Erde?

Die Erde ist ein einzigartiger Planet. Derzeit wurde von allen Planeten im Sonnensystem nur auf ihm Leben entdeckt. Die Existenz des Lebens wird durch eine Reihe von Merkmalen der Erde erleichtert: eine gewisse Entfernung von der Sonne, die Rotationsgeschwindigkeit um die eigene Achse (eine Umdrehung in 24 Stunden), das Vorhandensein einer Lufthülle (Atmosphäre) und große Reserven des Wassers, die Existenz des Bodens. Wasser ist Bestandteil aller lebenden Organismen. Die Lufthülle der Erde sichert die Atmung der Lebewesen und die Ernährung der Pflanzen, schützt die Erde vor Auskühlung und vor Meteoriten. Die Ozonschicht der Atmosphäre verzögert die für Organismen gefährliche Strahlung aus dem Weltall. Der Boden enthält die für das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen notwendigen Substanzen.

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Projekt zum Thema: "Die Einzigartigkeit des Planeten Erde." Abgeschlossen von: Anastasia Bochkareva, Schülerin der 5. Klasse. Leiterin: Karakulova Irina Vladimirovna MKOU "Sekundarschule Nr. 62"

Warum ist der Planet Erde einzigartig?

Hypothese: Angenommen, der Planet Erde ist insofern einzigartig, als er Leben hat. Zweck: Überlegen Sie, was den Planeten Erde einzigartig macht. Aufgaben: 1. Betrachten Sie den Platz der Erde im Sonnensystem. 2. Beweisen Sie, dass der Planet Erde der einzige ist, auf dem es Leben gibt. 3. Finden Sie heraus, welche Merkmale des Planeten Erde zur Existenz des Lebens auf der Erde beitragen.

Die Erde ist ein Planet im Sonnensystem Merkur Venus Erde Mars Jupiter Saturn Uranus Neptun Pluto Erde Venus Mars Merkur Pluto Sonne Terrestrische Planeten und kleiner Pluto

Merkur Entfernung von der Sonne - 58 Millionen km Dreht sich in 58,7 Erdentagen um seine Achse. Es gibt keine Atmosphäre Die Temperatur auf der Tagesseite beträgt +400 o C und auf der Nachtseite - -100 o C Leben ist unmöglich!

Venus Entfernung von der Sonne - 108 Millionen km Dreht sich in 243 Erdentagen um ihre eigene Achse. Die Atmosphäre ist voller Kohlendioxid Die Temperatur erreicht +500 o C Leben ist unmöglich! Venus

Sie ist 228 Millionen km von der Sonne entfernt und macht in 24 Erdentagen eine Umdrehung um ihre eigene Achse. Die Atmosphäre ist dünn verdünntes Kohlendioxid Durchschnittstemperatur - 70 ° C Kein Wasser Mars Leben ist unmöglich!

Entfernung der Planeten von der Sonne (in Millionen km) 1 58 2 108 3 150 4 228 5 778 6 1497 7 2886 8 4498 9 5912 Entfernung in 150 Millionen km. schafft die günstigsten Bedingungen für das Temperaturregime der Erdoberfläche.

Bewegung der Erde Sonne Erde Mond Die Entfernung von der Sonne zur Erde beträgt 150 Millionen km. Entfernung von der Erde zum Mond Etwa 400.000 km wird die axiale Bewegung der Erde von der Erde in einem Jahr abgeschlossen, es gibt einen Wechsel der Jahreszeiten. Es gibt einen Wechsel von Tag und Nacht. Umlaufbahn der Erde Der Mond ist ein Satellit der Erde. Es macht eine komplette Umdrehung um die Erde in 1 Monat.

1. Die Position und Bewegung der Erde im Weltraum: Die Entfernung von der Sonne beträgt 150 Millionen km. km Umdrehungsdauer um seine Achse - 24 Stunden 2. Das Vorhandensein der Atmosphäre 3. Besitz großer Wasserreserven 4. Das Vorhandensein von Boden.

Die Atmosphäre ist die Lufthülle der Erde, die aus einem Gasgemisch besteht. Sauerstoff -21 % Stickstoff -78 % Kohlendioxid und andere Verunreinigungen -1 %

Bedeutung der Atmosphäre für das Leben auf der Erde: Schützt vor Meteoriten und gefährlicher kosmischer Strahlung; Hält nachts warm Versorgt lebende Organismen mit Sauerstoff, der zum Atmen notwendig ist; Liefert Kohlendioxid für die Pflanzenernährung; Wasserkreisläufe durch die Atmosphäre.

Ozeane und Meere bilden zusammen mit Flüssen und Seen die Wasserhülle der Erde - die Hydrosphäre.

Hydrosphäre Welt Ozean 96 % Landwasser Atmosphärisches Wasser Oberflächenwasser Grundwasser - 2 % FLÜSSE SEEN SÜMPFE GLETSCHER - 2 % 0,02 %

Bedeutung des Weltwasserkreislaufs

Der Wert der Hydrosphäre für das Leben auf der Erde: Sie ist Bestandteil aller Lebewesen; Ist ein Lebensraum; Stellt einen Prozess zur Erzeugung von Nährstoffen durch Pflanzen bereit.

Die harte Hülle unseres Planeten ist die Lithosphäre.

Nur unser Planet hat Erde – die oberste fruchtbare Schicht der Erde.

1. Enthält für das Wachstum notwendige Substanzen; und Entwicklung von Pflanzen 2. Ist der Lebensraum.

Die Rolle grüner Pflanzen bei der Aufrechterhaltung einer konstanten Gaszusammensetzung der Atmosphäre und der Bereitstellung von Sauerstoff und organischen Substanzen für alle lebenden Organismen Für die Photosynthese wird Sonnenlicht benötigt Die Photosynthese findet in grünen Pflanzen statt CO 2 (Kohlendioxid) wird von den Blättern der Pflanzen aufgenommen O 2 (Sauerstoff) wird freigesetzt. Glukose wird gebildet, die zu Stärke wird, die von Pflanzen gespeichert wird. Die grüne Substanz der Pflanzen ist das Chlorophyll. Wasser gelangt aus dem Boden durch das Wurzelsystem in das Gewebe der Pflanzen.

Die Biosphäre ist die von Lebewesen bewohnte Hülle der Erde.

Die Einzigartigkeit der Erde liegt vor allem darin, dass wir auf ihr leben, vernünftige Menschen, deren Erscheinen der Höhepunkt der Evolution des Lebens ist.

Unser Planet Erde ist unnachahmlich und einzigartig, obwohl auch um eine Reihe anderer Sterne Planeten entdeckt wurden. Wie andere Planeten im Sonnensystem, die Erde gebildet aus interstellarem Staub und Gasen. Sein geologisches Alter ist 4,5-5 Milliarden Jahre. Seit Beginn des geologischen Stadiums wurde die Erdoberfläche unterteilt in Festlandvorsprünge und Meeresgräben. In der Erdkruste hat sich eine spezielle granit-metamorphe Schicht gebildet. Als Gase aus dem Mantel freigesetzt wurden, bildeten sich die Primäratmosphäre und die Hydrosphäre.

Die natürlichen Bedingungen auf der Erde erwiesen sich als so günstig, dass mit eine Milliarde Jahre seit der Entstehung des Planeten darauf Leben erschien. Die Entstehung von Leben ist nicht nur auf die Besonderheiten der Erde als Planet zurückzuführen, sondern auch auf ihren optimalen Abstand zur Sonne ( etwa 150 Millionen km). Für Planeten, die näher an der Sonne liegen, ist der Strom von Sonnenwärme und Licht zu groß und erhitzt ihre Oberflächen über den Siedepunkt von Wasser. Planeten, die weiter von der Erde entfernt sind, erhalten zu wenig Sonnenwärme und sind zu kühl. Bei Planeten, deren Masse viel geringer ist als die der Erde, ist die Schwerkraft so gering, dass sie nicht die Fähigkeit bietet, eine ausreichend starke und dichte Atmosphäre zu halten.

Während der Existenz des Planeten hat sich seine Natur erheblich verändert. Die tektonische Aktivität intensivierte sich periodisch, die Größe und Form von Land und Ozeanen veränderten sich, kosmische Körper fielen auf die Oberfläche des Planeten und Eisschilde tauchten wiederholt auf und verschwanden. Diese Veränderungen beeinflussten jedoch die Entwicklung des organischen Lebens, störten es aber nicht wesentlich.

Die Einzigartigkeit der Erde ist mit dem Vorhandensein einer geografischen Hülle verbunden, die durch das Zusammenspiel von Lithosphäre, Hydrosphäre, Atmosphäre und lebenden Organismen entstanden ist.

Im beobachtbaren Teil des Weltraums wurde noch kein anderer erdähnlicher Himmelskörper entdeckt.

Die Erde hat, wie andere Planeten im Sonnensystem sphärische Form. Die alten Griechen sprachen als erste von Sphärizität ( Pythagoras ). Aristoteles , der Mondfinsternisse beobachtete, stellte fest, dass der von der Erde auf den Mond geworfene Schatten immer eine abgerundete Form hat, was den Wissenschaftler dazu veranlasste, über die Sphärizität der Erde nachzudenken. Im Laufe der Zeit wurde diese Idee nicht nur durch Beobachtungen, sondern auch durch genaue Berechnungen untermauert.

Am Ende Newton aus dem 17. Jahrhundert schlug die polare Kompression der Erde aufgrund ihrer axialen Rotation vor. Messungen der Längen von Meridiansegmenten in der Nähe der Pole und des Äquators, durchgeführt in der Mitte XVIII Jahrhundert bewies die "Abflachung" des Planeten an den Polen. Das wurde festgestellt Der Äquatorradius der Erde ist 21 km länger als ihr Polarradius. So ähnelt von den geometrischen Körpern die Figur der Erde am meisten Rotationsellipsoid , keine Kugel.

Als Beweis für die Sphärizität der Erde werden oft Weltumsegelungen, eine Vergrößerung der Reichweite des sichtbaren Horizonts mit der Höhe usw. angeführt, die streng genommen nur Beweise für die Wölbung der Erde sind, nicht aber für ihre Sphärizität .

Der wissenschaftliche Nachweis der Sphärizität sind Aufnahmen der Erde aus dem All, geodätische Messungen an der Erdoberfläche und Mondfinsternisse.

Als Ergebnis von Änderungen, die auf verschiedene Weise durchgeführt wurden, wurden die Hauptparameter der Erde bestimmt:

mittlerer Radius - 6371 Kilometer;

Äquatorialradius - 6378 Kilometer;

Polarradius - 6357 Kilometer;

Umfang des Äquators 40.076 Kilometer;

Oberfläche - 510 Millionen km2;

Last - 5976 ∙ 10 21 kg.

Erde- der dritte Planet von der Sonne (nach Merkur und Venus) und der fünftgrößte unter den anderen Planeten des Sonnensystems (Merkur ist etwa dreimal kleiner als die Erde und Jupiter ist elfmal größer). Die Umlaufbahn der Erde hat die Form einer Ellipse. Die maximale Entfernung zwischen Erde und Sonne beträgt 152 Millionen km, Minimum - 147 Millionen km.

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Kurze Beschreibung des Planeten Erde. Geografische Koordinaten. Die Einzigartigkeit der Erde in der Familie der Planeten des Sonnensystems beruht in erster Linie darauf, dass Leben nur auf unserem Planeten existiert. Die Wahrscheinlichkeit, zumindest einfachste Lebensformen auf Nachbarplaneten (sogar auf dem Mars) zu finden, wird von den meisten Wissenschaftlern gegen Null eingeschätzt. Andere einzigartige Merkmale der Erde (das Vorhandensein einer Atmosphäre mit hohem Sauerstoffgehalt, das Vorhandensein eines Ozeans, der 70% der Oberfläche des Planeten einnimmt, eine hohe tektonische Aktivität, ein starkes Magnetfeld usw.) sind irgendwie mit dem Vorhandensein verbunden des Lebens: Sie haben entweder zu seiner Entstehung beigetragen oder sind Folgen des Lebens.

Die Sphärizität der Erde (und die alten Griechen wussten, dass die Erde eine Kugel ist) bestimmt die Trennung konzentrischer Schalen in ihrer Struktur. Zum ersten Mal schlug der österreichische Geologe E. Suess einen solchen Ansatz zur Erforschung unseres Planeten vor, der auch vorschlug, diese Muscheln zu nennen Geosphären. Die reale Form der Erde unterscheidet sich etwas von der kugelförmigen, und mit strenger mathematischer Modellierung ihrer Form werden solche Konzepte wie Ellipsoid und Geoid. Geoid (was bedeutet Wie Erde) - ϶ᴛᴏ das genaueste Modell der Erde, es ist ein einzigartiger geometrischer Körper, dessen Oberfläche mit der Oberfläche des durchschnittlichen ruhigen Wasserspiegels im Ozean zusammenfällt, der unter den Kontinenten gedanklich fortgesetzt wird, so dass bei jedem ein Lot vorhanden ist Punkt schneidet diese Fläche im rechten Winkel. Die Oberflächen des Ellipsoids und des Geoids stimmen nicht überein, die Abweichung zwischen ihnen kann ± 160 m betragen, relativ zur Oberfläche des Geoids werden die Höhen und Tiefen von Punkten auf der realen Erdoberfläche gemessen. Everest hat die maximale Höhe (8848 m) und der Marianengraben im Pazifischen Ozean hat die größte Tiefe (11022 m). Der Äquatorradius der Erde beträgt 6375,75 km, während die Polarradien nicht gleich sind: Der nördliche ist 30 Meter größer als der südliche und beträgt 6355,39 km (der südliche 6355,36 km).

Die Rotationsachse der Erde, die durch die Pole und das Zentrum des Planeten verläuft, ist in einem Winkel von 66 ° 33 "22" zur Ebene ihrer Umlaufbahn geneigt. Es ist dieser Wert, der die Dauer von Tag und Nacht in verschiedenen Breiten bestimmt und die thermischen (klimatischen) Eigenschaften verschiedener Zonen der Erde erheblich beeinflusst. Die Erde dreht sich in 23 Stunden 56 Minuten 4 Sekunden einmal um ihre Achse, diese Zeitspanne wird Sterntag genannt, und ein Tag, an dem genau 24 Stunden lang sind, wird als Durchschnitts- oder Sonnentag bezeichnet.

Der einzige Satellit der Erde, der Mond, hat Abmessungen ähnlich denen von Merkur, sein Durchmesser beträgt 3476 km und der durchschnittliche Radius der Umlaufbahn beträgt 384,4 Tausend km. Die Bahn des Mondes ist gegenüber der Bahn der Erde um 5 Grad geneigt. Die Rotationsperiode des Mondes um seine Achse fällt absolut mit der Periode seiner Umdrehung um die Erde zusammen, in diesem Zusammenhang ist von der Erde aus nur eine Mondhalbkugel zu sehen.

Die Schnittlinien des Globus durch Ebenen parallel zum Äquator werden Parallelen genannt, und die Schnittlinien durch Ebenen, die durch die Rotationsachse der Erde verlaufen, werden Meridiane genannt. Jeder Breitengrad hat seinen eigenen Breitengrad (Norden oder Süden), und jeder Meridian hat seinen eigenen Längengrad (Westen oder Osten). Der Satz von Parallelen und Meridianen wird als geografisches Gitter bezeichnet, mit dessen Hilfe die geografischen Koordinaten eines beliebigen Punktes auf der Erdoberfläche bestimmt werden.

Die geografische Breite eines beliebigen Punktes ist ϶ᴛᴏ der Winkel zwischen der Äquatorialebene und der Normalen, die durch diesen Punkt verläuft (eine Lotlinie), die Breite variiert von Null (am Äquator) bis 90 Grad. Längengrad - ϶ᴛᴏ der Winkel zwischen der Meridianebene eines bestimmten Punktes und der Ebene eines Meridians, der üblicherweise als Anfangsmeridian genommen wird (ein solcher Anfangsmeridian verläuft durch das Greenwich Astronomical Observatory * und wird allgemein Greenwich genannt). Der Längengrad variiert von null bis 180°, der Meridian, der dem Breitengrad von 180° entspricht, ist die Datumsgrenze.

Um die Zeit zu zählen und die Aktivitäten der Menschen zeitlich zu koordinieren, ist die Erdoberfläche (in erster Näherung entlang der Meridiane) in 24 Zeitzonen unterteilt. Der kanadische Ingenieur Fleming schlug 1879 vor, das Zeitzonensystem zum Zählen der Zeit zu verwenden, heute verwendet die ganze Welt dieses System.
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Eine Zeitänderung um 1 Stunde sollte einer Längenänderung um 15 ° entsprechen, die Grenzen der Zeitzonen stimmen jedoch nur in den Ozeanen streng mit den Meridianen überein, an Land werden benachbarte Zeitzonen in der Regel nicht durch getrennt Meridiane, aber durch einige nahe (und manchmal nicht sehr enge) Verwaltungsgrenzen.

Die Neigung der Erdachse zur Ebene der Ekliptik bestimmt, wie bereits erwähnt, die Breitengrenzen der Klimazonen (Gürtel). Die zentrale Zone der Erdoberfläche, deren Grenzen die nördlichen und südlichen Wendekreise sind, wird als tropisch bezeichnet, der Breitengrad jedes Wendekreises beträgt 23 ° 26 "38". In der tropischen Zone durchläuft die Sonne zweimal im Jahr mittags den Zenit , und auf den Breitengraden der Wendekreise tritt es nur einmal im Zenit auf: am 21. Juni mittags am nördlichen Wendekreis und am 22. Dezember am südlichen Wendekreis.

Geographische Parallelen, die dem Breitengrad 66°33"22"" entsprechen, heißen Polarkreise, der Bereich zwischen Pol und Polarkreis heißt Polargürtel. Erst jenseits des Polarkreises (d.h. in einer Region mit höheren Breitengraden) tun Phänomene wie Polartag und Polarnacht finden statt. Zwischen dem Polarkreis und dem Wendekreis befindet sich auf jeder Hemisphäre eine gemäßigte Zone (gemäßigte Klimazone).

Der Aufbau der Erde. Äußere und innere Geosphären. Es ist üblich, die äußeren Geosphären als Atmosphäre, Hydrosphäre und Biosphäre zu bezeichnen, wobei letztere als Zwischenschale zu betrachten ist, da sie die Hydrosphäre und jene Bereiche der Atmosphäre und der Erdkruste umfasst (und dies bereits ist die innere Hülle), in der organisches Leben existiert. . Manchmal wird die Magnetosphäre als äußere Geosphäre betrachtet, was auch nicht ganz gerechtfertigt ist, da das Magnetfeld in jeder der Geosphären vorhanden ist.

Atmosphäre. Die Erdatmosphäre ist ein Gemisch aus Gasen, ihre unteren Schichten enthalten auch Feuchtigkeit und Staubpartikel. Trockene gereinigte Luft nahe der Erdoberfläche enthält etwa 78 % Stickstoff, etwas weniger als 21 % Sauerstoff und etwa 1 % Argon. Der Anteil von Kohlendioxid beträgt ca. 0,03 %, der Anteil aller anderen Gase (Wasserstoff, Ozon, Edelgase etc.) ca. 0,01 %. Die Zusammensetzung der Atmosphäre ändert sich bis zu einer Höhe von etwa 100 km praktisch nicht. Auf Meereshöhe bei Normaldruck (1 atm \u003d 1,033 kg / cm 2 \u003d 1,013 10 5 Pa) beträgt die Dichte trockener Luft 1,293 kg / m 3, aber wenn Sie sich von der Erdoberfläche entfernen, nimmt die Dichte der Luftmasse und der damit verbundene Druck nehmen schnell ab. Die Atmosphäre wird durch die Verdunstung von Wasser von der Oberfläche der Gewässer ständig befeuchtet. Die Konzentration von Wasserdampf nimmt mit zunehmender Höhe schneller ab als die Konzentration von Gasen – 90 % der Feuchtigkeit konzentrieren sich in der unteren fünf Kilometer dicken Schicht.

Mit einer Höhenänderung ändern sich nicht nur Dichte, Druck und Temperatur der Luft, sondern auch andere physikalische Parameter der Atmosphäre und in großen Höhen auch ihre Zusammensetzung. Aus diesem Grund ist es üblich, in der Atmosphäre mehrere Kugelschalen mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften zu unterscheiden. Die wichtigsten sind ϶ᴛᴏ Troposphäre, Stratosphäre und Ionosphäre. Die Höhenausdehnung (Dicke) einer beliebigen Kugelschale der Erde (dies gilt auch für die inneren Schalen) wird oft als Dicke bezeichnet.

Die Troposphäre enthält etwa 80% der gesamten Luftmasse, ihre Dicke beträgt in den mittleren Breiten 8 ... 12 km und über dem Äquator bis zu 17 km. Mit zunehmender Höhe nimmt die Lufttemperatur innerhalb der Troposphäre kontinuierlich auf Werte in der Größenordnung von -85 ° C ab (die Temperaturabnahmerate beträgt ungefähr 6 Grad pro Kilometer). Aufgrund der ungleichmäßigen Erwärmung der Erdoberfläche sind die troposphärischen Luftmassen in ständiger Bewegung und transportieren nicht nur Wärme, sondern auch Feuchtigkeit, Staub und alle Arten von Emissionen. Diese Phänomene in der Troposphäre prägen vor allem das Wetter und Klima auf der Erde.

Die Stratosphäre erstreckt sich oberhalb der Troposphäre bis in Höhen von etwa 50...55 km. Innerhalb dieser Schicht nimmt die Temperatur mit zunehmender Höhe zu, am oberen Rand der Stratosphäre ist die Temperatur nahe Null. In der Stratosphäre gibt es praktisch keinen Wasserdampf.
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In Höhen von 20 bis 40 km gibt es eine sogenannte. Ozonosphäre, ᴛ.ᴇ. Ozonschicht. Diese Schicht wird oft als Schild des Planeten bezeichnet, da sie die für alles Leben auf der Erde schädliche harte (kurzwellige) ultraviolette Strahlung der Sonne fast vollständig absorbiert.

Zwischen den Höhen 55 und 80 km gibt es eine Schicht, in der die Temperatur mit der Höhe wieder abnimmt. An der Spitze dieser Schicht, die genannt wird Mesosphäre, die Temperatur liegt bei etwa -80°C. Hinter der Mesosphäre befindet sich bis in Höhen von etwa 800...1300 km die Ionosphäre (manchmal wird diese Schicht auch als Thermosphäre bezeichnet, da die Temperatur in dieser Schicht mit zunehmender Höhe kontinuierlich zunimmt).

Hydrosphäre. Als Teil der Hydrosphäre werden vier Arten von Wasser unterschieden: die Ozeanosphäre, dh die salzigen Gewässer der Meere und Ozeane (86,5 % der Masse), Süßwasser des Landes (Flüsse und Seen), Grundwasser und Gletscher. 97% des Wassers der Ozeanosphäre konzentrieren sich im Weltozean, der nicht nur der Hauptwasserspeicher, sondern auch der Hauptwärmespeicher auf unserem Planeten ist. Dank des Ozeans ist das Leben auf der Erde entstanden, eine Sauerstoffatmosphäre wurde gebildet und wird bewahrt, der Ozean hält einen niedrigen Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre aufrecht und schützt den Planeten vor dem Treibhauseffekt (der Ozean in viel höherem Maße als der terrestrische Vegetation, erfüllt die Funktionen der "Lunge" unseres Planeten).

Im Allgemeinen ist der Weltozean mit einer durchschnittlichen Tiefe von etwa 3,6 km kalt, nur 8 % des Wassers sind wärmer als 10 o C. Der Druck in der Wassersäule steigt mit zunehmender Tiefe mit einer Rate von 0,1 at/ m. Der Salzgehalt von Ozeanwasser, dessen Durchschnittswert bei etwa 35 ppm (35 ‰) liegt, ist nicht gleich (von 6 ... 8 ‰ in den Oberflächengewässern der Ostsee bis 40 ‰ an der Oberfläche des Roten Meeres). . Gleichzeitig sind die Zusammensetzung und der relative Gehalt verschiedener Salze überall unverändert, was auf die Stabilität des dynamischen Gleichgewichts zwischen der Auflösung von Substanzen, die vom Land in den Ozean gelangen, und deren Niederschlag hinweist.

Die spezifische Wärmekapazität von Wasser ist etwa 4-mal größer als die von Luft, aber aufgrund des großen Dichteunterschieds (fast 800-mal) kann 1 Kubikmeter Wasser bei einer Abkühlung um 1 Grad mehr als 3000 Kubikmeter erwärmen Meter Luft um 1 Grad. In gemäßigten und hohen Breiten speichern die Gewässer des Weltozeans im Sommer Wärme und geben sie im Winter an die Atmosphäre ab, weshalb das Klima in Küstengebieten immer milder ist als in den Tiefen der Kontinente. In den äquatorialen Breiten wird das Wasser das ganze Jahr über erhitzt, und diese Wärme wird von Meeresströmungen in die Regionen der höheren Breiten getragen, während kaltes Wasser, das von tiefen Gegenströmungen eingefangen wird, in die Tropen zurückkehrt. Zusätzlich zu Strömungen und Gegenströmungen bewegt und vermischt sich Ozeanwasser aufgrund von Ebbe und Flut sowie Wellen unterschiedlicher Art, darunter Windwellen, barische Wellen und Tsunamis.

Biosphäre. Das Vorhandensein einer Hydrosphäre und einer Atmosphäre mit hohem Sauerstoffgehalt unterscheidet unseren Planeten erheblich von allen anderen, die Teil des Sonnensystems sind. Aber der Hauptunterschied der Erde ist das Vorhandensein von lebender Materie - Vegetation und Fauna. Der Begriff Biosphäre wurde durch den bereits erwähnten E. Suess in die wissenschaftliche Verbreitung eingeführt.

Die Biosphäre umfasst den gesamten Raum, in dem lebende Materie existiert – den unteren Teil der Atmosphäre, die gesamte Hydrosphäre und die oberen Horizonte der Erdkruste. Die Masse der lebenden Materie, die ungefähr 2,4 10 15 kg beträgt, ist im Vergleich sogar mit der Masse der Atmosphäre (5,15 10 18 kg) vernachlässigbar, jedoch hinsichtlich des Ausmaßes der Einwirkung auf das System Erde, diese Hülle übertrifft alle anderen deutlich.

Die Grundlage lebender Materie ist Kohlenstoff, der eine unendliche Vielfalt verschiedener chemischer Verbindungen ergibt. Darüber hinaus umfasst die Zusammensetzung lebender Materie Sauerstoff, Wasserstoff und Stickstoff, andere chemische Elemente werden in geringen Mengen gefunden, obwohl ihre Rolle bei der Lebenserhaltung bestimmter Organismen äußerst wichtig sein sollte. Der Großteil der lebenden Materie ist in grünen Pflanzen konzentriert. Der Prozess des natürlichen Aufbaus organischer Materie mit Hilfe von Sonnenenergie - Photosynthese- bringt im Jahresumlauf riesige Mengen an Kohlendioxid (3,6 10 14 kg) und Wasser (1,5 10 14 kg) mit sich, während 2,66 10 14 kg freier Sauerstoff freigesetzt werden. Aus chemischer Sicht ist die Photosynthese eine Redoxreaktion:

CO 2 + H 2 O → CH 2 O + O 2.

Je nach Ernährungsmethode und Beziehung zur äußeren Umgebung werden lebende Organismen in autotrophe und heterotrophe Organismen unterteilt. Letztere ernähren sich von anderen Organismen und deren Überresten, und die Nahrung für autotrophe Organismen sind mineralische (anorganische) Substanzen. Die meisten Organismen sind aerob, das heißt, sie können nur in einer Umgebung existieren, die Luft (Sauerstoff) enthält. Ein kleinerer Teil (hauptsächlich Mikroorganismen) bezieht sich auf Anaerobier, die in einer sauerstofffreien Umgebung leben.

Mit dem Tod lebender Organismen findet ein Prozess statt, der der Photosynthese entgegengesetzt ist, organische Substanzen werden durch Oxidation zersetzt. Die Prozesse der Bildung und Zersetzung organischer Materie befinden sich in einem dynamischen Gleichgewicht, wodurch die Gesamtmenge an Biomasse seit der Geburt des Lebens auf der Erde praktisch unverändert geblieben ist.

Der Einfluss der Biosphäre auf die Prozesse der geologischen Evolution der Erde wurde vom herausragenden russischen Wissenschaftler Akademiker V.I. Wernadski. Seit mehr als drei Milliarden Jahren absorbiert und transformiert lebende Materie die Energie der Sonne. Ein erheblicher Teil dieser Energie wird in Mineralvorkommen organischen Ursprungs gespeichert, der andere Teil wird für die Bildung verschiedener Gesteine, die Ansammlung von Salzen in den Ozeanen, die Ansammlung von in der Atmosphäre enthaltenem sowie im Ozean gelöstem Sauerstoff verwendet Wasser und in Felsen eingeschlossen. Vernadsky war der erste, der auf die führende Rolle der Biosphäre bei der Bildung der chemischen Zusammensetzung der Atmosphäre, Hydrosphäre und Lithosphäre aufgrund der ungewöhnlich hohen geochemischen Aktivität lebender Materie hinwies.

Das Leben auf der Erde existiert in einer riesigen Vielfalt von Formen, aber alle diese Formen existieren nicht autonom, sondern sind durch komplexe Beziehungen zu einem einzigen sich ständig weiterentwickelnden Riesenkomplex verbunden.

Interne Geosphären - ϶ᴛᴏ Schalen im Festkörper der Erde. Darin können drei große Bereiche (innere Hauptschalen) unterschieden werden: zentral - Ader, mittlere - Mantel und Außen- der Erdkruste. Bisher war es nur bis zu einer Tiefe von etwas mehr als 12 km möglich, in die Eingeweide der Erde einzutauchen, um sie direkt zu untersuchen. In unserem Land (auf der Halbinsel Kola) wurde ein solcher ultratiefer Brunnen gebohrt. Aber 12 km - ϶ᴛᴏ weniger als 0,2% des Erdradius. Aus diesem Grund ist es mit Hilfe von Tief- und Ultratiefbohrungen nur innerhalb der oberen Krustenhorizonte möglich, Daten über Aufbau, Zusammensetzung und Parameter des Erdinneren zu gewinnen.

Informationen über tiefe Bereiche, inkl. und über die Oberflächen, die verschiedene innere Schalen trennen, erhalten Geophysiker durch Analyse und Zusammenfassung der Ergebnisse zahlreicher Seismik (aus dem Griechischen. ʼʼ seismischʼʼ - Oszillation, Erdbeben) Forschung. Das Wesentliche dieser Studien (in vereinfachter Form) besteht im Wesentlichen darin, dass anhand der Ergebnisse der Messung der Laufzeit einer seismischen Welle zwischen zwei Punkten auf der Oberfläche (oder im Inneren) des Globus ihre Geschwindigkeit bestimmt werden kann und durch die Größe der Wellengeschwindigkeit, die Parameter des Mediums, in dem es verteilt wurde.

Die Erdkruste wird als obere Steinschale bezeichnet, deren Dicke in verschiedenen Gebieten von 6 - 7 km (unter tiefen ozeanischen Vertiefungen) bis 70 - 80 km unter dem Himalaya und den Anden reicht. Wir können sagen, dass die untere Oberfläche der Erdkruste eine Art "Spiegelbild" der äußeren Oberfläche des Festkörpers der Erde ist. Diese Oberfläche – die Grenzfläche zwischen Kruste und Mantel – wird Mohorovich-Schnitt genannt.

Die chemische Zusammensetzung der Erdkruste wird von Silizium und Aluminium dominiert, daher der herkömmliche Name dieser Schale - "Sial". Die Struktur der Erdkruste zeichnet sich durch große Komplexität aus, deren Manifestation sich deutlich in vertikalen und horizontalen Inhomogenitäten äußert. In vertikaler Richtung innerhalb der Erdkruste werden traditionell drei Schichten unterschieden - Sediment, Granit und Basalt. Die Gesteine, die diese Schichten bilden, unterscheiden sich in Zusammensetzung und Herkunft.

Der Mantel befindet sich zwischen Kern und Erdkruste, die Trennfläche zwischen Mantel und Kern wird als Wiechert-Gutenberg-Schnitt bezeichnet. Dies ist die mittlere und größte Hülle der Erde, sie erstreckt sich bis in Tiefen von etwa 2900 km. Die Masse des Mantels beträgt etwa 2/3 der Gesamtmasse des Planeten. An der Grenze von Erdkruste und Mantel kann die Temperatur 1000 ° C überschreiten und der Druck beträgt 2000 MPa. Unter diesen Bedingungen kann die Mantelsubstanz vom kristallinen Zustand in den amorphen (glasigen) Zustand übergehen. Es ist viel schwieriger, die chemische Zusammensetzung der Substanz des Mantels zu beurteilen, diese Hülle heißt jedoch " Sima". Dies bedeutet, dass die vorherrschenden Elemente in der Zusammensetzung des Mantels (zumindest in der Zusammensetzung des oberen Mantels) Silizium und Magnesium sind.

Der Kern ist die zentrale und dichteste Hülle der Erde, sein Radius beträgt 3470 km. An der Wiechert-Gutenberg-Grenze verschwinden die Transversalwellen, was auf einen flüssigen äußeren Teil des Kerns schließen lässt. Im Inneren des Kerns (mit einem Radius von etwa 1250 km) nimmt die Geschwindigkeit der Longitudinalwellen wieder zu, und es wird angenommen, dass die Materie wieder in einen festen Zustand übergeht. Die chemische Zusammensetzung des äußeren und des inneren Kerns ist ungefähr gleich, Eisen und Nickel überwiegen, daher ist der bedingte Name dieser Hülle "nife".

Physikalische Felder der Erde. Die Beschreibung der Struktur unseres Planeten wäre unvollständig, wenn wir seine physikalischen Felder nicht berücksichtigen, vor allem Gravitations- und Magnetfelder. Das Konzept des „Feldes“ wird in Fällen verwendet, in denen jeder Punkt in einem bestimmten Raumbereich mit dem Wert einer physikalischen Größe in Verbindung gebracht werden kann. In diesem Sinne kann man von einem Temperaturfeld (Wärmefeld), einem Geschwindigkeitsfeld, einem Kraftfeld usw. sprechen. Entsprechend der Natur der physikalischen Größe werden die Felder in Vektor und Skalar unterteilt.

Gravitationsfeld der Erde. Das von I. Newton aufgestellte Gesetz der universellen Gravitation wird durch die Formel ausgedrückt

F t \u003d GMm / r 2,

wobei F t die Gravitationskraft ist, M und m die Massen der wechselwirkenden Körper sind, r der Abstand zwischen den Schwerpunkten dieser Körper ist, G = 6,673·10 -11 m 3 s -2 kg -1 die Gravitationskraft ist Konstante.

Um die Gravitationswechselwirkung eines kleinen Körpers mit einer Masse m mit einem großen Himmelskörper (z. B. mit der Erde) zu beschreiben, ist es zweckmäßig, das Gravitationsgesetz in der Form zu schreiben:

wobei l = GM die Gravitationskonstante des betrachteten Himmelskörpers ist. Bei der Erde hat diese Konstante einen Wert von etwa 4·10 14 m 3 s -2 .

Befindet sich ein kleiner Körper (Gravitationspunkt) in unmittelbarer Nähe über der Oberfläche eines Himmelskörpers, wird die Anziehungskraft bestimmt als

wobei g \u003d l / r 2 die Beschleunigung eines frei fallenden Körpers ist. Bei der Erde ist bekanntlich g = 9,8 m/s 2 .

Beachten Sie, dass es zwar äußerst wichtig ist, die Gravitationskraft mit hoher Genauigkeit zu bestimmen, es jedoch notwendig ist, die Abhängigkeit von g von den Koordinaten des Punktes zu berücksichtigen, an dem diese Kraft bestimmt wird. Unter der Annahme einer gleichmäßigen Verteilung der Masse über das Volumen der Erde kann die Schwerkraft an jedem beliebigen Punkt berechnet werden. Die in der Praxis vorliegenden Abweichungen der tatsächlichen (gemessenen) Werte der Beschleunigung g von den berechneten (sog. Gravitationsanomalien) sind in erster Linie auf die ungleichmäßige Massenverteilung zurückzuführen. Eine gründliche Untersuchung des Gravitationsfeldes der Erde ermöglicht nicht nur die Identifizierung großer tektonischer Störungen, sondern auch die Suche nach Mineralvorkommen.

Das Magnetfeld der Erde. Dass die Erde magnetische Eigenschaften hat, ist seit der Antike bekannt. Es genügt zu sagen, dass die Geschichte der direkten magnetischen Messungen auf dem Globus mehr als 400 Jahre alt ist (die Ergebnisse experimenteller Studien des „großen Magneten - der Erde“ wurden 1600 vom englischen Naturforscher W. Gilbert veröffentlicht). Unser Planet ist in der Tat ein großer Magnet, die Form des modernen Magnetfelds der Erde ähnelt derjenigen, die durch einen im Kern platzierten magnetischen Dipol erzeugt würde.

Jedes terrestrische Gestein erhält im Moment seiner Entstehung unter Einwirkung eines Erdmagnetfelds eine Magnetisierung, die bestehen bleibt, bis dieses Gestein auf Temperaturen erhitzt wird, die die Curie-Temperatur überschreiten. Durch die Untersuchung der natürlichen Remanenz von Gesteinen, deren Alter bekannt ist, kann man etwas über die räumliche Verteilung und zeitliche Veränderung des Erdmagnetfeldes in der Vergangenheit erfahren. Man kann sagen, dass Informationen über die Entwicklung des Erdmagnetfeldes buchstäblich in das Erdinnere „geschrieben“ sind. Die Rolle eines magnetischen Trägers wird am besten von magmatischen Gesteinen erfüllt, die bei hohen Temperaturen (oberhalb der Curie-Temperatur für die in diesen Gesteinen enthaltenen ferromagnetischen Materialien) aus Vulkanen ausgebrochen sind. Eines der wichtigsten Ergebnisse einer solchen paläomagnetisch Forschung ist die Entdeckung des sog. Umkehrungen Erdmagnetfeld (manchmal der Begriff „ʼʼ Reversionʼʼ), d.h. Änderungen in der Richtung des magnetischen Moments der Erde in die entgegengesetzte Richtung.

Die Magnetpole unseres Planeten stimmen nicht mit den geografischen überein und können ihre Position im Laufe der Zeit ändern. Wie Beobachtungen zeigen, hat sich der magnetische Nordpol in den letzten 100 Jahren nach Osten bewegt (vom Norden Kanadas über den Arktischen Ozean bis nach Sibirien), seine Bewegung betrug bereits etwa 1000 km. Es ist noch nicht klar, ob dies der Beginn einer weiteren Inversion oder Teil einer normalen Schwingung ist, nach der der Pol an seinen gewohnten Platz zurückkehren wird.

Thermisches Feld der Erde. Der Planet Erde befindet sich im thermodynamischen Gleichgewicht mit der Umgebung, er nimmt gleichzeitig etwa gleiche Wärmemengen auf und strahlt sie ab. Die Hauptquelle externer Energie für die Erde ist die Sonne. Der Mittelwert der solaren Energieflussdichte über der Erdatmosphäre beträgt etwa 0,14 W/cm 2 . Fast die Hälfte der einfallenden Energie (etwa 45%) wird in den Weltraum reflektiert, der Rest der Energie wird von der Atmosphäre, dem Wasser, dem Boden und den grünen Pflanzen gespeichert. In Wärme umgewandelt, setzt die Energie der Sonnenstrahlung Massen atmosphärischer Luft und riesige Wassermassen in den Weltmeeren in Bewegung.

Auch interne Quellen leisten einen gewissen Beitrag zur Entstehung des Wärmefeldes der Erde. Es gibt ziemlich viele dieser Quellen, aber nur drei sollten den Hauptquellen zugeschrieben werden: der Zerfall radioaktiver Elemente, die Dichte-(Gravitations-)Differenzierung von Materie und die Gezeitenreibung.

Das skalare thermische Feld der Erde hat eine ziemlich komplexe Struktur. In der oberen Schicht der Erdkruste (bis zu 30 - 40 m) wirkt sich die Wirkung der Oberflächenerwärmung durch Sonnenstrahlen aus, im Zusammenhang damit wird diese Schicht genannt Solarthermische Zone. Die Temperatur in dieser Zone ändert sich periodisch während des Tages und während des ganzen Jahres. Je länger die Dauer der Oberflächentemperaturschwankungen ist, desto tiefer dringen diese Schwankungen in das Erdinnere ein, aber in jedem Fall nimmt die Amplitude der Temperaturschwankungen mit zunehmender Tiefe exponentiell ab.

Das Temperaturregime der unteren Zone der Erdkruste, genannt geothermische Zone, wird durch die innere Wärme bestimmt. In dieser Zone steigt mit zunehmender Tiefe die Temperatur, die Änderungsrate ist in verschiedenen Teilen der Erdoberfläche unterschiedlich, was sowohl mit der unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeit der Gesteine ​​als auch mit dem ungleichmäßigen Wärmefluss durch ihr Inneres zusammenhängt .

Zwischen der solaren und der geothermischen Zone gibt es einen Gürtel konstanter Temperaturen, innerhalb dessen die einer bestimmten Region entsprechende durchschnittliche Jahrestemperatur ungefähr konstant ist. Die Tiefe des Auftretens dieses Gürtels hängt von den thermophysikalischen Eigenschaften des Gesteins und vom Breitengrad des Gebiets ab (sie nimmt mit zunehmendem Breitengrad zu). Wenn die durchschnittliche Jahrestemperatur eines Gebiets negativ ist, verwandelt sich der in den Darm sickernde Niederschlag in Eis, unter diesen Bedingungen bildet sich das sogenannte Eis. ewiger Frost. In Permafrostzonen, deren Gesamtfläche etwa ein Viertel der gesamten festen Oberfläche unseres Planeten ausmacht, taut der Oberboden im Sommer bis zu einer Tiefe von mehreren Zentimetern auf 3 – 4 Meter auf.

Die Entwicklung der Binnen- und Weltwirtschaft basiert nach wie vor auf dem Wachstum des Energieverbrauchs. Im 20. Jahrhundert stieg die Erdbevölkerung um das 2,2-fache und der Energieverbrauch um das 8,5-fache. Im Kontext der drohenden Energiekrise kann und soll sowohl die Solarenergie als auch die thermische Energie des Erdinneren mit den traditionellen Energieträgern (Öl, Gas, Kohle, Kernbrennstoffe) konkurrieren.

Die Erde ist ein einzigartiger Planet im Sonnensystem. - Konzept und Typen. Klassifizierung und Merkmale der Kategorie "Die Erde ist ein einzigartiger Planet des Sonnensystems." 2017, 2018.

Kurze Beschreibung des Planeten Erde. Geografische Koordinaten. Die Einzigartigkeit der Erde in der Familie der Planeten des Sonnensystems beruht in erster Linie darauf, dass Leben nur auf unserem Planeten existiert. Die Wahrscheinlichkeit, zumindest einfachste Lebensformen auf Nachbarplaneten (sogar auf dem Mars) zu finden, wird von den meisten Wissenschaftlern gegen Null eingeschätzt. Andere einzigartige Merkmale der Erde (das Vorhandensein einer Atmosphäre mit hohem Sauerstoffgehalt, das Vorhandensein eines Ozeans, der 70% der Oberfläche des Planeten einnimmt, eine hohe tektonische Aktivität, ein starkes Magnetfeld usw.) sind irgendwie mit dem Vorhandensein verbunden des Lebens: Sie haben entweder zu seiner Entstehung beigetragen oder sind Folgen des Lebens.

Die Sphärizität der Erde (und die alten Griechen wussten, dass die Erde eine Kugel ist) bestimmt die Zuordnung konzentrischer Schalen in ihrer Struktur. Zum ersten Mal schlug der österreichische Geologe E. Suess einen solchen Ansatz zur Erforschung unseres Planeten vor, der auch vorschlug, diese Muscheln zu nennen Geosphären. Die tatsächliche Form der Erde unterscheidet sich etwas von der Kugelform, und bei strenger mathematischer Modellierung ihrer Form werden solche Konzepte am häufigsten als verwendet Ellipsoid und Geoid. Geoid (was bedeutet Wie Erde) ist das genaueste Modell der Erde, es ist ein einzigartiger geometrischer Körper, dessen Oberfläche mit der Oberfläche des durchschnittlichen ruhigen Wasserspiegels im Ozean übereinstimmt, der sich mental unter den Kontinenten erstreckt, so dass sich an jedem Punkt eine Lotlinie schneidet diese Fläche im rechten Winkel. Die Oberflächen des Ellipsoids und des Geoids stimmen nicht überein, die Abweichung zwischen ihnen kann ± 160 m betragen, relativ zur Oberfläche des Geoids werden die Höhen und Tiefen von Punkten auf der realen Erdoberfläche gemessen. Everest hat die maximale Höhe (8848 m) und der Marianengraben im Pazifischen Ozean hat die größte Tiefe (11022 m). Der Äquatorradius der Erde beträgt 6375,75 km, während die Polarradien nicht gleich sind: Der nördliche ist 30 Meter größer als der südliche und beträgt 6355,39 km (der südliche 6355,36 km).

Die Rotationsachse der Erde, die durch die Pole und das Zentrum des Planeten verläuft, ist in einem Winkel von 66 ° 33 "22" zur Ebene ihrer Umlaufbahn geneigt. Es ist dieser Wert, der die Dauer von Tag und Nacht in verschiedenen Breiten bestimmt und die thermischen (klimatischen) Eigenschaften verschiedener Zonen der Erde erheblich beeinflusst. Die Erde dreht sich in 23 Stunden 56 Minuten 4 Sekunden einmal um ihre Achse, diese Zeitspanne wird Sterntag genannt, und ein Tag, an dem genau 24 Stunden lang sind, wird als Durchschnitts- oder Sonnentag bezeichnet.

Der einzige Satellit der Erde, der Mond, hat Abmessungen ähnlich denen von Merkur, sein Durchmesser beträgt 3476 km und der durchschnittliche Radius der Umlaufbahn beträgt 384,4 Tausend km. Die Bahn des Mondes ist gegenüber der Bahn der Erde um 5 Grad geneigt. Die Rotationsperiode des Mondes um seine Achse fällt absolut mit der Periode seiner Umdrehung um die Erde zusammen, sodass von der Erde aus nur eine Mondhalbkugel zu sehen ist.

Die Schnittlinien des Globus durch Ebenen parallel zum Äquator werden Parallelen genannt, und die Schnittlinien durch Ebenen, die durch die Rotationsachse der Erde verlaufen, werden Meridiane genannt. Jeder Breitengrad hat seinen eigenen Breitengrad (Norden oder Süden), und jeder Meridian hat seinen eigenen Längengrad (Westen oder Osten). Der Satz von Parallelen und Meridianen wird als geografisches Gitter bezeichnet, mit dessen Hilfe die geografischen Koordinaten eines beliebigen Punktes auf der Erdoberfläche bestimmt werden.

Die geografische Breite eines beliebigen Punktes ist der Winkel zwischen der Äquatorebene und der Normalen, die durch diesen Punkt verläuft (eine Lotlinie), die Breite variiert von Null (am Äquator) bis 90 Grad. Die Länge ist der Winkel zwischen der Meridianebene eines bestimmten Punktes und der Ebene eines Meridians, der üblicherweise als Anfangsmeridian genommen wird (ein solcher Anfangsmeridian verläuft durch das Greenwich Astronomical Observatory * und wird Greenwich genannt). Der Längengrad variiert von null bis 180°, der Meridian, der dem Breitengrad von 180° entspricht, ist die Datumsgrenze.

Zur Vereinfachung der Zeitzählung und zeitlichen Koordinierung menschlicher Aktivitäten ist die Erdoberfläche (in erster Näherung entlang der Meridiane) in 24 Zeitzonen unterteilt. Der kanadische Ingenieur Fleming schlug 1879 vor, das Zeitzonensystem zum Zählen der Zeit zu verwenden, heute verwendet die ganze Welt dieses System. Eine Zeitänderung um 1 Stunde sollte einer Längenänderung um 15 ° entsprechen, die Grenzen der Zeitzonen stimmen jedoch nur in den Ozeanen streng mit den Meridianen überein, an Land werden benachbarte Zeitzonen in der Regel nicht durch getrennt Meridiane, aber durch einige nahe (und manchmal nicht sehr enge) Verwaltungsgrenzen.

Die Neigung der Erdachse zur Ebene der Ekliptik bestimmt, wie bereits erwähnt, die Breitengrenzen der Klimazonen (Gürtel). Die zentrale Zone der Erdoberfläche, deren Grenzen die nördlichen und südlichen Wendekreise sind, wird als tropisch bezeichnet, der Breitengrad jedes Wendekreises beträgt 23 ° 26 "38". In der tropischen Zone durchläuft die Sonne zweimal im Jahr mittags den Zenit , und auf den Breitengraden der Wendekreise tritt es nur einmal im Zenit auf: am 21. Juni mittags am nördlichen Wendekreis und am 22. Dezember am südlichen Wendekreis.

Geographische Parallelen, die dem Breitengrad 66°33"22"" entsprechen, heißen Polarkreise, der Bereich zwischen Pol und Polarkreis heißt Polargürtel. Erst jenseits des Polarkreises (d.h. in einer Region mit höheren Breitengraden) tun Phänomene wie Polartag und Polarnacht finden statt. Zwischen dem Polarkreis und dem Wendekreis befindet sich auf jeder Hemisphäre eine gemäßigte Zone (gemäßigte Klimazone).

Der Aufbau der Erde. Äußere und innere Geosphären. Es ist üblich, die äußeren Geosphären als Atmosphäre, Hydrosphäre und Biosphäre zu bezeichnen, wobei letztere als Zwischenschale zu betrachten ist, da sie die Hydrosphäre und jene Bereiche der Atmosphäre und der Erdkruste umfasst (und dies bereits ist die innere Hülle), in der organisches Leben existiert. . Manchmal wird die Magnetosphäre als äußere Geosphäre betrachtet, was auch nicht ganz gerechtfertigt ist, da das Magnetfeld in jeder der Geosphären vorhanden ist.

Atmosphäre. Die Erdatmosphäre ist ein Gemisch aus Gasen, ihre unteren Schichten enthalten auch Feuchtigkeit und Staubpartikel. Trockene gereinigte Luft nahe der Erdoberfläche enthält etwa 78 % Stickstoff, etwas weniger als 21 % Sauerstoff und etwa 1 % Argon. Der Anteil von Kohlendioxid beträgt ca. 0,03 %, der Anteil aller anderen Gase (Wasserstoff, Ozon, Edelgase etc.) ca. 0,01 %. Die Zusammensetzung der Atmosphäre ändert sich bis zu einer Höhe von etwa 100 km praktisch nicht. Auf Meereshöhe bei Normaldruck (1 atm \u003d 1,033 kg / cm 2 \u003d 1,013 10 5 Pa) beträgt die Dichte trockener Luft 1,293 kg / m 3, aber wenn Sie sich von der Erdoberfläche entfernen, nimmt die Dichte der Luftmasse und der damit verbundene Druck nehmen schnell ab. Durch die Verdunstung von Wasser an der Oberfläche von Gewässern wird die Atmosphäre kontinuierlich befeuchtet. Die Konzentration von Wasserdampf nimmt mit zunehmender Höhe schneller ab als die Konzentration von Gasen – 90 % der Feuchtigkeit konzentrieren sich in der unteren fünf Kilometer dicken Schicht.

Mit einer Höhenänderung ändern sich nicht nur Dichte, Druck und Temperatur der Luft, sondern auch andere physikalische Parameter der Atmosphäre und in großen Höhen auch ihre Zusammensetzung. Daher ist es üblich, in der Atmosphäre mehrere Kugelschalen mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften zu unterscheiden. Die wichtigsten sind Troposphäre, Stratosphäre und Ionosphäre. Die Höhenausdehnung (Dicke) der einen oder anderen Kugelschale der Erde (dies gilt auch für die inneren Schalen) wird oft als ihre Stärke bezeichnet.

Die Troposphäre enthält etwa 80 % der gesamten Luftmasse, ihre Dicke beträgt 8–12 km in den mittleren Breiten und bis zu 17 km über dem Äquator. Mit zunehmender Höhe nimmt die Lufttemperatur innerhalb der Troposphäre kontinuierlich auf Werte in der Größenordnung von -85 ° C ab (die Temperaturabnahmerate beträgt ungefähr 6 Grad pro Kilometer). Aufgrund der ungleichmäßigen Erwärmung der Erdoberfläche sind die troposphärischen Luftmassen in ständiger Bewegung und transportieren nicht nur Wärme, sondern auch Feuchtigkeit, Staub und alle Arten von Emissionen. Diese Phänomene in der Troposphäre prägen vor allem das Wetter und Klima auf der Erde.

Die Stratosphäre erstreckt sich oberhalb der Troposphäre bis in Höhen von etwa 50...55 km. Innerhalb dieser Schicht nimmt die Temperatur mit zunehmender Höhe zu, am oberen Rand der Stratosphäre ist die Temperatur nahe Null. In der Stratosphäre gibt es praktisch keinen Wasserdampf. In Höhen von 20 bis 40 km gibt es eine sogenannte. Ozonosphäre, d.h. Ozonschicht. Diese Schicht wird oft als Schild des Planeten bezeichnet, da sie die harte (kurzwellige) ultraviolette Strahlung der Sonne, die für alles Leben auf der Erde schädlich ist, fast vollständig absorbiert.

Zwischen den Höhen 55 und 80 km gibt es eine Schicht, in der die Temperatur mit der Höhe wieder abnimmt. An der Spitze dieser Schicht, die genannt wird Mesosphäre, die Temperatur liegt bei etwa -80°C. Hinter der Mesosphäre befindet sich bis in Höhen von etwa 800...1300 km die Ionosphäre (manchmal wird diese Schicht auch als Thermosphäre bezeichnet, da die Temperatur in dieser Schicht mit zunehmender Höhe kontinuierlich zunimmt).

Hydrosphäre. Als Teil der Hydrosphäre werden vier Arten von Wasser unterschieden: die Ozeanosphäre, dh die salzigen Gewässer der Meere und Ozeane (86,5 % der Masse), Süßwasser des Landes (Flüsse und Seen), Grundwasser und Gletscher. 97% des Wassers der Ozeanosphäre konzentrieren sich im Weltozean, der nicht nur der Hauptwasserspeicher, sondern auch der Hauptwärmespeicher auf unserem Planeten ist. Dank des Ozeans ist das Leben auf der Erde entstanden, eine Sauerstoffatmosphäre wurde gebildet und wird bewahrt, der Ozean hält einen niedrigen Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre aufrecht und schützt den Planeten vor dem Treibhauseffekt (der Ozean in viel höherem Maße als der terrestrische Vegetation, erfüllt die Funktionen der "Lunge" unseres Planeten).

Im Allgemeinen ist der Weltozean mit einer durchschnittlichen Tiefe von etwa 3,6 km kalt, nur 8 % des Wassers sind wärmer als 10 o C. Der Druck in der Wassersäule steigt mit zunehmender Tiefe mit einer Rate von 0,1 at/ m. Der Salzgehalt von Ozeanwasser, dessen Durchschnittswert bei etwa 35 ppm (35 ‰) liegt, ist nicht gleich (von 6 ... 8 ‰ in den Oberflächengewässern der Ostsee bis 40 ‰ an der Oberfläche des Roten Meeres). . Gleichzeitig sind die Zusammensetzung und der relative Gehalt verschiedener Salze überall unverändert, was auf die Stabilität des dynamischen Gleichgewichts zwischen der Auflösung von Substanzen, die vom Land in den Ozean gelangen, und deren Niederschlag hinweist.

Die spezifische Wärmekapazität von Wasser ist etwa 4-mal größer als die von Luft, aber aufgrund des großen Dichteunterschieds (fast 800-mal) kann 1 Kubikmeter Wasser bei einer Abkühlung um 1 Grad mehr als 3000 Kubikmeter erwärmen Meter Luft um 1 Grad. In gemäßigten und hohen Breiten speichern die Gewässer des Weltozeans im Sommer Wärme und geben sie im Winter an die Atmosphäre ab, weshalb das Klima in Küstengebieten immer milder ist als in den Tiefen der Kontinente. In den äquatorialen Breiten wird das Wasser das ganze Jahr über erhitzt, und diese Wärme wird von Meeresströmungen in die Regionen der höheren Breiten getragen, während kaltes Wasser, das von tiefen Gegenströmungen eingefangen wird, in die Tropen zurückkehrt. Zusätzlich zu Strömungen und Gegenströmungen bewegt und vermischt sich Ozeanwasser aufgrund von Ebbe und Flut sowie Wellen unterschiedlicher Art, darunter Windwellen, barische Wellen und Tsunamis.

Biosphäre. Das Vorhandensein einer Hydrosphäre und einer Atmosphäre mit hohem Sauerstoffgehalt unterscheidet unseren Planeten erheblich von allen anderen im Sonnensystem. Aber der Hauptunterschied der Erde ist das Vorhandensein von lebender Materie - Vegetation und Fauna. Der Begriff Biosphäre wurde durch den bereits erwähnten E. Suess in die wissenschaftliche Verbreitung eingeführt.

Die Biosphäre umfasst den gesamten Raum, in dem lebende Materie existiert – den unteren Teil der Atmosphäre, die gesamte Hydrosphäre und die oberen Horizonte der Erdkruste. Die Masse der lebenden Materie, die ungefähr 2,4 10 15 kg beträgt, ist im Vergleich sogar mit der Masse der Atmosphäre (5,15 10 18 kg) vernachlässigbar, jedoch hinsichtlich des Ausmaßes der Einwirkung auf das System Erde, diese Hülle ist allen anderen deutlich überlegen.

Die Grundlage lebender Materie ist Kohlenstoff, der eine unendliche Vielfalt chemischer Verbindungen ergibt. Darüber hinaus enthält die Zusammensetzung lebender Materie Sauerstoff, Wasserstoff und Stickstoff, andere chemische Elemente kommen in geringen Mengen vor, obwohl ihre Rolle bei der Lebenserhaltung bestimmter Organismen äußerst wichtig sein kann. Der Großteil der lebenden Materie ist in grünen Pflanzen konzentriert. Der Prozess des natürlichen Aufbaus organischer Materie mit Hilfe von Sonnenenergie - Photosynthese- bringt im Jahresumlauf riesige Mengen an Kohlendioxid (3,6 10 14 kg) und Wasser (1,5 10 14 kg) mit sich, während 2,66 10 14 kg freier Sauerstoff freigesetzt werden. Aus chemischer Sicht ist die Photosynthese eine Redoxreaktion:

CO 2 + H 2 O → CH 2 O + O 2.

Je nach Ernährungsmethode und Beziehung zur äußeren Umgebung werden lebende Organismen in autotrophe und heterotrophe Organismen unterteilt. Letztere ernähren sich von anderen Organismen und deren Überresten, während die Nahrung für autotrophe Organismen mineralische (anorganische) Substanzen sind. Die meisten Organismen sind aerob, das heißt, sie können nur in einer Umgebung existieren, die Luft (Sauerstoff) enthält. Ein kleinerer Teil (hauptsächlich Mikroorganismen) bezieht sich auf Anaerobier, die in einer sauerstofffreien Umgebung leben.

Mit dem Tod lebender Organismen findet ein Prozess statt, der der Photosynthese entgegengesetzt ist, organische Substanzen werden durch Oxidation zersetzt. Die Prozesse der Bildung und Zersetzung organischer Materie befinden sich in einem dynamischen Gleichgewicht, wodurch die Gesamtmenge an Biomasse seit der Geburt des Lebens auf der Erde praktisch unverändert geblieben ist.

Der Einfluss der Biosphäre auf die Prozesse der geologischen Evolution der Erde wurde vom herausragenden russischen Wissenschaftler Akademiker V.I. Wernadski. Seit mehr als drei Milliarden Jahren absorbiert und transformiert lebende Materie die Energie der Sonne. Ein erheblicher Teil dieser Energie wird in Mineralvorkommen organischen Ursprungs gespeichert, der andere Teil wird für die Bildung verschiedener Gesteine, die Ansammlung von Salzen in den Ozeanen, die Ansammlung von in der Atmosphäre enthaltenem sowie im Ozean gelöstem Sauerstoff verwendet Wasser und in Felsen eingeschlossen. Vernadsky war der erste, der auf die führende Rolle der Biosphäre bei der Bildung der chemischen Zusammensetzung der Atmosphäre, Hydrosphäre und Lithosphäre aufgrund der ungewöhnlich hohen geochemischen Aktivität lebender Materie hinwies.

Das Leben auf der Erde existiert in einer riesigen Vielfalt von Formen, aber alle diese Formen existieren nicht autonom, sondern sind durch komplexe Beziehungen zu einem einzigen sich ständig weiterentwickelnden Riesenkomplex verbunden.

Innere Geosphären sind Schalen im Festkörper der Erde. Darin können drei große Bereiche (innere Hauptschalen) unterschieden werden: zentral - Ader, mittlere - Mantel und Außen- der Erdkruste. Bisher war es nur bis zu einer Tiefe von etwas mehr als 12 km möglich, in die Eingeweide der Erde einzutauchen, um sie direkt zu untersuchen. In unserem Land (auf der Halbinsel Kola) wurde ein solcher ultratiefer Brunnen gebohrt. Aber 12 km sind weniger als 0,2 % des Erdradius. Daher ist es mit Hilfe von Tief- und Ultratiefbohrungen nur innerhalb der oberen Krustenhorizonte möglich, Daten über Struktur, Zusammensetzung und Parameter des Erdinneren zu gewinnen.

Geophysiker erhalten Informationen über tiefe Bereiche, einschließlich der Oberflächen, die verschiedene innere Schalen trennen, indem sie die Ergebnisse zahlreicher Seismik (aus dem Griechischen) analysieren und zusammenfassen. seismisch» - Schwingungen, Erdbeben) Forschung. Die Essenz dieser Studien (in vereinfachter Form) besteht darin, dass auf der Grundlage der Ergebnisse der Messung der Durchgangszeit einer seismischen Welle zwischen zwei Punkten auf der Oberfläche (oder im Inneren) des Globus ihre Geschwindigkeit bestimmt werden kann der Wert der Wellengeschwindigkeit, die Parameter des Mediums, in dem sie sich ausbreitet .

Die Erdkruste wird als obere Steinschale bezeichnet, deren Dicke in verschiedenen Gebieten von 6 - 7 km (unter tiefen ozeanischen Vertiefungen) bis 70 - 80 km unter dem Himalaya und den Anden reicht. Wir können sagen, dass die untere Oberfläche der Erdkruste eine Art "Spiegelbild" der äußeren Oberfläche des Festkörpers der Erde ist. Diese Oberfläche – die Grenzfläche zwischen Kruste und Mantel – wird Mohorovich-Schnitt genannt.

Die chemische Zusammensetzung der Erdkruste wird von Silizium und Aluminium dominiert, daher der herkömmliche Name dieser Schale - "Sial". Die Struktur der Erdkruste zeichnet sich durch große Komplexität aus, deren Manifestation sich deutlich in vertikalen und horizontalen Inhomogenitäten äußert. In vertikaler Richtung innerhalb der Erdkruste werden traditionell drei Schichten unterschieden - Sediment, Granit und Basalt. Die Gesteine, die diese Schichten bilden, unterscheiden sich in Zusammensetzung und Herkunft.

Der Mantel befindet sich zwischen Kern und Erdkruste, die Trennfläche zwischen Mantel und Kern wird als Wiechert-Gutenberg-Schnitt bezeichnet. Dies ist die mittlere und größte Hülle der Erde, sie erstreckt sich bis in Tiefen von etwa 2900 km. Die Masse des Mantels beträgt etwa 2/3 der Gesamtmasse des Planeten. An der Grenze von Erdkruste und Mantel kann die Temperatur 1000 ° C überschreiten und der Druck beträgt 2000 MPa. Unter diesen Bedingungen kann die Mantelsubstanz vom kristallinen Zustand in den amorphen (glasigen) Zustand übergehen. Es ist viel schwieriger, die chemische Zusammensetzung der Substanz des Mantels zu beurteilen, diese Hülle heißt jedoch " Sima". Dies bedeutet, dass die vorherrschenden Elemente in der Zusammensetzung des Mantels (zumindest in der Zusammensetzung des oberen Mantels) Silizium und Magnesium sind.

Der Kern ist die zentrale und dichteste Hülle der Erde, sein Radius beträgt 3470 km. An der Wiechert-Gutenberg-Grenze verschwinden die Transversalwellen, was auf einen flüssigen äußeren Teil des Kerns schließen lässt. Im Inneren des Kerns (mit einem Radius von etwa 1250 km) nimmt die Geschwindigkeit der Longitudinalwellen wieder zu, und es wird angenommen, dass die Materie wieder in einen festen Zustand übergeht. Die chemische Zusammensetzung des äußeren und inneren Kerns ist ungefähr gleich, Eisen und Nickel überwiegen, daher ist der bedingte Name dieser Hülle "nife".

Physikalische Felder der Erde. Die Beschreibung der Struktur unseres Planeten wäre unvollständig, wenn wir seine physikalischen Felder, hauptsächlich Gravitations- und Magnetfelder, nicht berücksichtigen. Das Konzept "Feld" wird in Fällen verwendet, in denen jeder Punkt in einem bestimmten Raumbereich dem Wert einer physikalischen Größe zugeordnet werden kann. In diesem Sinne kann man von einem Temperaturfeld (Wärmefeld), einem Geschwindigkeitsfeld, einem Kraftfeld usw. sprechen. Entsprechend der Natur der physikalischen Größe werden die Felder in Vektor und Skalar unterteilt.

Gravitationsfeld der Erde. Das von I. Newton aufgestellte Gesetz der universellen Gravitation wird durch die Formel ausgedrückt

F t \u003d GMm / r 2,

wobei F t die Gravitationskraft ist, M und m die Massen der wechselwirkenden Körper sind, r der Abstand zwischen den Schwerpunkten dieser Körper ist, G = 6,673·10 -11 m 3 s -2 kg -1 die Gravitationskraft ist Konstante.

Um die Gravitationswechselwirkung eines kleinen Körpers mit einer Masse m mit einem großen Himmelskörper (z. B. mit der Erde) zu beschreiben, ist es zweckmäßig, das Gravitationsgesetz in der Form zu schreiben:

wobei l = GM die Gravitationskonstante des betrachteten Himmelskörpers ist. Bei der Erde hat diese Konstante einen Wert von etwa 4·10 14 m 3 s -2 .

Befindet sich ein kleiner Körper (Gravitationspunkt) in unmittelbarer Nähe über der Oberfläche eines Himmelskörpers, wird die Anziehungskraft bestimmt als

wobei g \u003d l / r 2 die Beschleunigung eines frei fallenden Körpers ist. Bei der Erde ist bekanntlich g = 9,8 m/s 2 .

Beachten Sie, dass, wenn es notwendig ist, die Gravitationskraft mit hoher Genauigkeit zu bestimmen, die Abhängigkeit von g von den Koordinaten des Punktes berücksichtigt werden muss, an dem diese Kraft bestimmt wird. Unter der Annahme einer gleichmäßigen Verteilung der Masse über das Erdvolumen kann die Schwerkraft an jedem beliebigen Punkt berechnet werden. Die in der Praxis vorliegenden Abweichungen der tatsächlichen (gemessenen) Werte der Beschleunigung g von den berechneten (sog. Gravitationsanomalien) sind in erster Linie auf die ungleichmäßige Massenverteilung zurückzuführen. Eine gründliche Untersuchung des Gravitationsfeldes der Erde ermöglicht nicht nur die Identifizierung großer tektonischer Störungen, sondern auch die Suche nach Mineralvorkommen.

Das Magnetfeld der Erde. Dass die Erde magnetische Eigenschaften hat, ist seit der Antike bekannt. Es genügt zu sagen, dass die Geschichte der direkten magnetischen Messungen auf dem Globus mehr als 400 Jahre alt ist (die Ergebnisse experimenteller Studien des „großen Magneten - der Erde“ wurden 1600 vom englischen Naturforscher W. Gilbert veröffentlicht). Unser Planet ist in der Tat ein großer Magnet, die Form des modernen Magnetfelds der Erde ähnelt derjenigen, die durch einen im Kern platzierten magnetischen Dipol erzeugt würde.

Jedes terrestrische Gestein erhält im Moment seiner Entstehung unter Einwirkung eines Erdmagnetfelds eine Magnetisierung, die bestehen bleibt, bis dieses Gestein auf Temperaturen erhitzt wird, die die Curie-Temperatur überschreiten. Durch die Untersuchung der natürlichen Remanenz von Gesteinen, deren Alter bekannt ist, kann man etwas über die räumliche Verteilung und zeitliche Veränderung des Erdmagnetfeldes in der Vergangenheit erfahren. Man kann sagen, dass Informationen über die Entwicklung des Erdmagnetfeldes im Erdinneren buchstäblich „aufgezeichnet“ werden. Die Rolle eines magnetischen Trägers wird am besten von magmatischen Gesteinen erfüllt, die bei hohen Temperaturen (oberhalb der Curie-Temperatur für die in diesen Gesteinen enthaltenen ferromagnetischen Materialien) aus Vulkanen ausgebrochen sind. Eines der wichtigsten Ergebnisse einer solchen paläomagnetisch Forschung ist die Entdeckung des sog. Umkehrungen Erdmagnetfeld (manchmal der Begriff „ Reversion“), d.h. eine Richtungsänderung des magnetischen Moments der Erde in die entgegengesetzte Richtung.

Die Magnetpole unseres Planeten stimmen nicht mit den geografischen überein und können ihre Position im Laufe der Zeit ändern. Wie Beobachtungen zeigen, hat sich der magnetische Nordpol in den letzten 100 Jahren nach Osten bewegt (vom Norden Kanadas über den Arktischen Ozean bis nach Sibirien), seine Bewegung betrug bereits etwa 1000 km. Es ist noch nicht klar, ob dies der Beginn einer weiteren Inversion oder Teil einer normalen Schwingung ist, nach der der Pol an seinen gewohnten Platz zurückkehren wird.

Thermisches Feld der Erde. Der Planet Erde befindet sich im thermodynamischen Gleichgewicht mit der Umgebung, er nimmt gleichzeitig etwa gleiche Wärmemengen auf und strahlt sie ab. Die Hauptquelle externer Energie für die Erde ist die Sonne. Der Mittelwert der solaren Energieflussdichte über der Erdatmosphäre beträgt etwa 0,14 W/cm 2 . Fast die Hälfte der einfallenden Energie (etwa 45%) wird in den Weltraum reflektiert, der Rest der Energie wird von der Atmosphäre, dem Wasser, dem Boden und den grünen Pflanzen gespeichert. In Wärme umgewandelt, setzt die Energie der Sonnenstrahlung Massen atmosphärischer Luft und riesige Wassermassen in den Weltmeeren in Bewegung.

Auch interne Quellen leisten einen gewissen Beitrag zur Entstehung des Wärmefeldes der Erde. Es gibt ziemlich viele dieser Quellen, aber nur drei sollten den Hauptquellen zugeschrieben werden: der Zerfall radioaktiver Elemente, die Dichte-(Gravitations-)Differenzierung von Materie und die Gezeitenreibung.

Das skalare thermische Feld der Erde hat eine ziemlich komplexe Struktur. In der oberen Schicht der Erdkruste (bis 30 - 40 m) wirkt sich der Einfluss der Oberflächenerwärmung durch Sonnenstrahlen aus, daher wird diese Schicht genannt Solarthermische Zone. Die Temperatur in dieser Zone ändert sich periodisch während des Tages und während des ganzen Jahres. Je länger die Dauer der Oberflächentemperaturschwankungen ist, desto tiefer dringen diese Schwankungen in das Erdinnere ein, aber in jedem Fall nimmt die Amplitude der Temperaturschwankungen mit zunehmender Tiefe exponentiell ab.

Das Temperaturregime der unteren Zone der Erdkruste, genannt geothermische Zone, wird durch die innere Wärme bestimmt. In dieser Zone steigt mit zunehmender Tiefe die Temperatur, die Änderungsrate ist in verschiedenen Teilen der Erdoberfläche unterschiedlich, was sowohl mit der unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeit der Gesteine ​​als auch mit dem ungleichmäßigen Wärmefluss durch ihr Inneres zusammenhängt .

Zwischen der solaren und der geothermischen Zone gibt es einen Gürtel konstanter Temperaturen, innerhalb dessen die einer bestimmten Region entsprechende durchschnittliche Jahrestemperatur ungefähr konstant ist. Die Tiefe des Auftretens dieses Gürtels hängt von den thermophysikalischen Eigenschaften des Gesteins und vom Breitengrad des Gebiets ab (sie nimmt mit zunehmendem Breitengrad zu). Wenn die durchschnittliche Jahrestemperatur eines Gebiets negativ ist, verwandelt sich der in den Darm sickernde Niederschlag in Eis, unter diesen Bedingungen bildet sich das sogenannte Eis. ewiger Frost. In Permafrostzonen, deren Gesamtfläche etwa ein Viertel der gesamten festen Oberfläche unseres Planeten ausmacht, taut der Oberboden im Sommer bis zu einer Tiefe von mehreren Zentimetern bis zu 3-4 Metern auf.

Die Entwicklung der Binnen- und Weltwirtschaft basiert nach wie vor auf dem Wachstum des Energieverbrauchs. Im 20. Jahrhundert stieg die Erdbevölkerung um das 2,2-fache und der Energieverbrauch um das 8,5-fache. Im Kontext der drohenden Energiekrise kann und soll sowohl die Solarenergie als auch die thermische Energie des Erdinneren mit den traditionellen Energieträgern (Öl, Gas, Kohle, Kernbrennstoffe) konkurrieren.