Maapallo on tutkimuskohde merkittävälle määrälle geotieteitä. Maan tutkimus taivaankappaleena kuuluu alaan, Maan rakennetta ja koostumusta tutkii geologia, ilmakehän tilaa - meteorologia, planeetan elämän ilmenemismuotojen kokonaisuus - biologia. Maantiede kuvaa planeetan pinnan kohokuvioita - valtameret, meret, järvet ja vedet, maanosat ja saaret, vuoret ja laaksot sekä siirtokunnat ja yhteiskuntia. koulutus: kaupungit ja kylät, osavaltiot, talousalueet jne.

Planeetan ominaisuudet

Maa kiertää Auringon tähden elliptisellä kiertoradalla (hyvin lähellä ympyrää) keskinopeudella 29 765 m/s ja keskimääräisellä etäisyydellä 149 600 000 km jaksoa kohti, mikä vastaa suunnilleen 365,24 päivää. Maapallolla on satelliitti, joka kiertää Auringon ympärillä keskimäärin 384 400 km:n etäisyydellä. Maan akselin kaltevuus ekliptisen tason suhteen on 66 0 33 "22" planeetan kiertoaika akselinsa ympäri on 23 tuntia 56 minuuttia 4,1 s akselin kallistus ja kierros Auringon ympäri aiheuttavat vuodenaikojen vaihtelun.

Maan muoto on geoidi. Maan keskimääräinen säde on 6371,032 km, päiväntasaaja - 6378,16 km, polaarinen - 6356,777 km. Maapallon pinta-ala on 510 miljoonaa km², tilavuus - 1,083 10 12 km², keskimääräinen tiheys - 5518 kg / m³. Maan massa on 5976,10 21 kg. Maapallolla on magneettikenttä ja siihen läheisesti liittyvä sähkökenttä. Maan gravitaatiokenttä määrittää sen lähellä pallomaisen muodon ja ilmakehän olemassaolon.

Nykyaikaisten kosmogonisten käsitteiden mukaan maapallo muodostui noin 4,7 miljardia vuotta sitten protosolaariseen järjestelmässä hajallaan olevasta kaasumaisesta aineesta. Maan aineen erilaistumisen seurauksena sen gravitaatiokentän vaikutuksesta maan sisäosan kuumenemisolosuhteissa syntyi ja kehittyi kuoria, joilla oli erilainen kemiallinen koostumus, aggregaatiotila ja fysikaaliset ominaisuudet - geosfääri: ydin: ydin (keskellä), vaippa, maankuori, hydrosfääri, ilmakehä, magnetosfääri. Maapallon koostumusta hallitsevat rauta (34,6 %), happi (29,5 %), pii (15,2 %), magnesium (12,7 %). Maankuori, vaippa ja sisäydin ovat kiinteitä (ulompaa ydintä pidetään nestemäisenä). Maan pinnasta kohti keskustaa paine, tiheys ja lämpötila kasvavat. Paine planeetan keskellä on 3,6 10 11 Pa, tiheys noin 12,5 10³ kg/m³ ja lämpötila vaihtelee 5000 - 6000 °C. Maankuoren päätyypit ovat mannermainen ja valtamerellinen siirtymävyöhykkeellä mantereesta valtamereen, kehittyy välirakenteen kuori.

Maan muoto

Maan hahmo on idealisaatio, jota käytetään kuvaamaan planeetan muotoa. Kuvauksen tarkoituksesta riippuen käytetään erilaisia ​​​​Maan muodon malleja.

Ensimmäinen lähestymistapa

Maan hahmon karkein kuvausmuoto ensimmäisellä likiarvolla on pallo. Useimmissa yleisen geotieteen ongelmissa tämä approksimaatio näyttää riittävän käytettäväksi tiettyjen maantieteellisten prosessien kuvauksessa tai tutkimuksessa. Tässä tapauksessa planeetan notkeus navoissa hylätään merkityksettömänä huomautuksena. Maapallolla on yksi pyörimisakseli ja ekvatoriaalinen taso - symmetriataso ja meridiaanien symmetriataso, mikä erottaa sen tyypillisesti ihanteellisen pallon symmetriajoukkojen äärettömyydestä. Maantieteellisen verhon vaakasuoralle rakenteelle on ominaista tietty vyöhyke ja tietty symmetria päiväntasaajaan nähden.

Toinen likiarvo

Tarkemmin katsottuna Maan hahmo rinnastetaan vallankumouksen ellipsoidiin. Tätä mallia, jolle on tunnusomaista korostunut akseli, symmetriataso ja meridionaalitasot, käytetään geodesiassa koordinaattien laskemiseen, kartografisten verkkojen rakentamiseen, laskelmiin jne. Ero tällaisen ellipsoidin puoliakselien välillä on 21 km, pääakseli on 6378,160 km, sivuakseli on 6356,777 km, epäkeskisyys on 1/298,25 Pinnan sijainti voidaan helposti laskea teoreettisesti, mutta ei määritetään kokeellisesti luonnossa.

Kolmas likiarvo

Koska maan päiväntasaajan poikkileikkaus on myös ellipsi, jonka puoliakselien pituusero on 200 m ja epäkeskisyys 1/30000, kolmas malli on kolmiakselinen ellipsoidi. Tätä mallia ei käytetä melkein koskaan maantieteellisissä tutkimuksissa, se osoittaa vain planeetan monimutkaisen sisäisen rakenteen.

Neljäs likiarvo

Geoidi on ekvipotentiaalipinta, joka on sama kuin Maailman valtameren keskimääräinen taso. Se on avaruuden pisteiden geometrinen sijainti, joilla on sama gravitaatiopotentiaali. Tällaisella pinnalla on epäsäännöllinen monimutkainen muoto, ts. ei ole lentokone. Tasainen pinta kussakin pisteessä on kohtisuorassa luotiviivaan nähden. Tämän mallin käytännön merkitys ja tärkeys on, että vain luotiviivan, tason, tason ja muiden geodeettisten instrumenttien avulla voidaan jäljittää tasaisten pintojen sijaintia, ts. meidän tapauksessamme geoidi.

Meri ja maa

Maan pinnan rakenteen yleinen piirre on sen jakautuminen mantereille ja valtameriin. Suurin osa maapallosta on Maailman valtameren (361,1 miljoonaa km² 70,8 %) miehittämä, maa on 149,1 miljoonaa km² (29,2 %) ja se muodostaa kuusi maanosaa (Eurasia, Afrikka, Pohjois-Amerikka, Etelä-Amerikka ja Australia) ja saaria. Se kohoaa maailman valtamerten tason yläpuolelle keskimäärin 875 m (korkein korkeus on 8848 m - Chomolungma-vuori), vuoret vievät yli 1/3 maan pinnasta. Aavikot kattavat noin 20 % maan pinnasta, metsät - noin 30 %, jäätiköt - yli 10 %. Korkeusamplitudi planeetalla saavuttaa 20 km. Maailman valtamerten keskisyvyys on noin 3800 m (suurin syvyys on 11020 m - Mariana-hauta (kaivannon) Tyynellämerellä). Veden tilavuus planeetalla on 1370 miljoonaa km³, keskimääräinen suolapitoisuus on 35 ‰ (g/l).

Geologinen rakenne

Maan geologinen rakenne

Sisäytimen arvellaan olevan halkaisijaltaan 2 600 km ja se koostuu puhtaasta raudasta tai nikkelistä, ulkoytimen paksuus on 2 250 km sulaa rautaa tai nikkeliä ja noin 2 900 km paksuinen vaippa koostuu pääasiassa kovasta kivestä, joka on erotettu kuori Mohorovicin pinnalla. Kuori ja ylävaippa muodostavat 12 pääliikkuvaa lohkoa, joista osa tukee maanosia. Tasangot liikkuvat jatkuvasti hitaasti, tätä liikettä kutsutaan tektoniseksi driftiksi.

"Kiinteän" maan sisäinen rakenne ja koostumus. 3. koostuu kolmesta päägeosfääristä: maankuoresta, vaipasta ja ytimestä, joka puolestaan ​​on jaettu useisiin kerroksiin. Näiden geosfäärien aines eroaa fysikaalisista ominaisuuksista, kunnosta ja mineralogisesta koostumuksesta. Riippuen seismisten aaltojen nopeuksien suuruudesta ja niiden syvyyden muutosten luonteesta, "kiinteä" maapallo on jaettu kahdeksaan seismiseen kerrokseen: A, B, C, D ", D", E, F ja G. Lisäksi maapallossa erotetaan erityisen vahva kerros litosfäärissä ja seuraava, pehmentynyt kerros - astenosfääri, eli maankuori, jonka paksuus vaihtelee (manner-alueella - 33 km, valtamerellä - 6). km, keskimäärin - 18 km).

Kuori paksunee vuorten alla ja melkein katoaa valtameren keskiharjanteiden halkeilulaaksoihin. Maankuoren alarajalla, Mohorovicin pinnalla, seismisten aaltojen nopeudet kasvavat äkillisesti, mikä liittyy pääasiassa materiaalikoostumuksen muutokseen syvyyden myötä, siirtymiseen graniiteista ja basalteista ylävaipan ultraemäksisiin kiviin. Kerrokset B, C, D, D" sisältyvät vaippaan. Kerrokset E, F ja G muodostavat maan ytimen, jonka säde on 3486 km. Ytimen rajalla (Gutenbergin pinta) pitkittäisaaltojen nopeus laskee jyrkästi 30 % ja poikittaiset aallot katoavat, mikä tarkoittaa, että ulompi ydin. (kerros E, ulottuu 4980 km:n syvyyteen) neste Siirtymäkerroksen F (4980-5120 km) alapuolella on kiinteä sisäydin (kerros G), jossa poikittaiset aallot taas etenevät.

Seuraavat kemialliset alkuaineet hallitsevat kiinteässä kuoressa: happi (47,0 %), pii (29,0 %), alumiini (8,05 %), rauta (4,65 %), kalsium (2,96 %), natrium (2,5 %), magnesium (1,87 %) ), kalium (2,5 %), titaani (0,45 %), joiden yhteenlaskettu osuus on 98,98 %. Harvinaisimmat alkuaineet: Po (noin 2,10 -14 %), Ra (2,10 -10 %), Re (7,10 -8 %), Au (4,3 10 -7 %), Bi (9 10 -7 %) jne.

Magmaattisten, metamorfisten, tektonisten ja sedimentaatioprosessien seurauksena maankuoressa tapahtuu jyrkästi monimutkaisia ​​kemiallisten alkuaineiden keskittymis- ja leviämisprosesseja, jotka johtavat erityyppisten kivien muodostumiseen.

Ylävaipan uskotaan olevan koostumukseltaan samanlainen kuin ultramafiset kivet, joita hallitsevat O (42,5 %), Mg (25,9 %), Si (19,0 %) ja Fe (9,85 %). Mineraalien kannalta täällä hallitsee oliviini, jossa on vähemmän pyrokseeneja. Alempaa vaippaa pidetään kivimeteoriittien (kondriittien) analogina. Maan ydin on koostumukseltaan samanlainen kuin rautameteoriitit ja sisältää noin 80 % Fe, 9 % Ni, 0,6 % Co. Meteoriittimallin perusteella laskettiin Maan keskimääräinen koostumus, jota hallitsevat Fe (35 %), A (30 %), Si (15 %) ja Mg (13 %).

Lämpötila on yksi maan sisäpuolen tärkeimmistä ominaisuuksista, jonka avulla voimme selittää aineen tilan eri kerroksissa ja rakentaa yleiskuvan globaaleista prosesseista. Kaivoissa tehtyjen mittausten mukaan lämpötila ensimmäisillä kilometreillä nousee syvyyden myötä 20 °C/km gradientilla. 100 km:n syvyydessä, missä tulivuorten päälähteet sijaitsevat, keskilämpötila on hieman alhaisempi kuin kivien sulamispiste ja on 1100 °C. Samaan aikaan valtamerten alla 100-syvyyden syvyydessä 200 km lämpötila on 100-200 °C korkeampi kuin mantereilla. Aineen tiheys kerroksessa C 420 km:n kohdalla vastaa 1,4 10 10 Pa:n painetta ja se tunnistetaan faasisiirtymällä oliviiniksi, joka tapahtuu lämpötilassa. noin 1600 °C. Ytimen rajalla paineessa 1,4 10 11 Pa ja lämpötilassa Noin 4000 °C:ssa silikaatit ovat kiinteässä tilassa ja rauta nestemäisessä tilassa. Siirtymäkerroksessa F, jossa rauta jähmettyy, lämpötila voi olla 5000 °C, maan keskellä - 5000-6000 °C, eli riittävä Auringon lämpötilaan.

Maan ilmakehä

Maan ilmakehä, jonka kokonaismassa on 5,15 10 15 tonnia, koostuu ilmasta - pääasiassa typen (78,08 %) ja hapen (20,95 %) seoksesta, 0,93 % argonista, 0,03 % hiilidioksidista, loput on vesihöyryä, sekä inertit ja muut kaasut. Maanpinnan korkein lämpötila on 57-58 ° C (Afrikan ja Pohjois-Amerikan trooppisissa aavikoissa), alin on noin -90 ° C (Antarktiksen keskialueilla).

Maan ilmakehä suojaa kaikkea elävää kosmisen säteilyn haitallisilta vaikutuksilta.

Maan ilmakehän kemiallinen koostumus: 78,1% - typpi, 20 - happi, 0,9 - argon, loput - hiilidioksidi, vesihöyry, vety, helium, neon.

Maan ilmakehä sisältää :

• troposfääri (jopa 15 km)
• stratosfääri (15-100 km)
• ionosfääri (100 - 500 km).

Sää ja ilmasto

Ilmakehän alempaa kerrosta kutsutaan troposfääriksi. Siinä esiintyy sään määrääviä ilmiöitä. Auringon säteilyn aiheuttaman maapallon pinnan epätasaisen lämpenemisen vuoksi troposfäärissä kiertää jatkuvasti suuria ilmamassoja. Tärkeimmät ilmavirrat Maan ilmakehässä ovat pasaatituulet 30° asti päiväntasaajaa pitkin ja lauhkean vyöhykkeen länsituulet 30° - 60° vyöhykkeellä. Toinen lämmönsiirtoon vaikuttava tekijä on merivirtajärjestelmä.

Vedellä on jatkuva kiertokulku maan pinnalla. Veden ja maan pinnalta haihtuessaan suotuisissa olosuhteissa vesihöyry nousee ilmakehään, mikä johtaa pilvien muodostumiseen. Vesi palaa maan pinnalle sateen muodossa ja virtaa alas meriin ja valtameriin ympäri vuoden.

Maan pinnan vastaanottaman aurinkoenergian määrä vähenee leveysasteen kasvaessa. Mitä kauempana päiväntasaajasta, sitä pienempi on auringonsäteiden tulokulma pinnalla ja sitä suurempi on matka, joka säteen tulee kulkea ilmakehässä. Tämän seurauksena vuoden keskilämpötila merenpinnan tasolla laskee noin 0,4 °C leveysastetta kohden. Maan pinta on jaettu leveysvyöhykkeisiin, joilla on suunnilleen sama ilmasto: trooppinen, subtrooppinen, lauhkea ja napainen. Ilmaston luokittelu riippuu lämpötilasta ja sateesta. Tunnetuin on Köppenin ilmastoluokitus, jossa erotetaan viisi laajaa ryhmää - kosteat tropiikat, aavikko, kosteat keskileveysasteet, mannerilmasto, kylmä napailmasto. Jokainen näistä ryhmistä on jaettu tiettyihin ryhmiin.

Ihmisen vaikutus maapallon ilmakehään

Maan ilmakehään vaikuttaa merkittävästi ihmisen toiminta. Noin 300 miljoonaa autoa päästää vuosittain 400 miljoonaa tonnia hiilioksideja, yli 100 miljoonaa tonnia hiilihydraatteja ja satoja tuhansia tonneja lyijyä ilmakehään. Tehokkaat ilmakehän päästöjen tuottajat: lämpövoimalaitokset, metallurgia-, kemian-, petrokemian-, sellu- ja muu teollisuus, moottoriajoneuvot.

Saastuneen ilman järjestelmällinen hengittäminen heikentää merkittävästi ihmisten terveyttä. Kaasumaiset ja pölyiset epäpuhtaudet voivat aiheuttaa ilmaan epämiellyttävää hajua, ärsyttää silmien ja ylähengitysteiden limakalvoja ja siten heikentää niiden suojatoimintoja sekä aiheuttaa kroonista keuhkoputkentulehdusta ja keuhkosairauksia. Lukuisat tutkimukset ovat osoittaneet, että kehon patologisten poikkeavuuksien (keuhkojen, sydämen, maksan, munuaisten ja muiden elinten sairaudet) taustalla ilmansaasteiden haitalliset vaikutukset ovat selvempiä. Happamasta sateesta on tullut tärkeä ympäristöongelma. Joka vuosi polttoainetta poltettaessa ilmakehään pääsee jopa 15 miljoonaa tonnia rikkidioksidia, joka veteen yhdistettynä muodostaa heikon rikkihapon liuoksen, joka putoaa maahan sateen mukana. Happosade vaikuttaa negatiivisesti ihmisiin, satoihin, rakennuksiin jne.

Ilman saastuminen voi myös epäsuorasti vaikuttaa ihmisten terveyteen ja terveyteen.

Hiilidioksidin kerääntyminen ilmakehään voi aiheuttaa ilmaston lämpenemistä kasvihuoneilmiön seurauksena. Sen ydin on, että hiilidioksidikerros, joka siirtää auringon säteilyä vapaasti Maahan, hidastaa lämpösäteilyn paluuta yläilmakehään. Tässä suhteessa lämpötila ilmakehän alemmissa kerroksissa kohoaa, mikä puolestaan ​​johtaa jäätiköiden sulamiseen, lumeen, valtamerten ja merien pinnan nousuun sekä merkittävän osan maasta tulviin.

Tarina

Maa syntyi noin 4540 miljoonaa vuotta sitten levymäisestä protoplanetaarisesta pilvestä yhdessä muiden aurinkokunnan planeettojen kanssa. Maan muodostuminen kertymisen seurauksena kesti 10-20 miljoonaa vuotta. Aluksi maapallo oli täysin sulanut, mutta vähitellen jäähtynyt, ja sen pinnalle muodostui ohut kiinteä kuori - maankuori.

Pian Maan muodostumisen jälkeen, noin 4530 miljoonaa vuotta sitten, Kuu muodostui. Nykyaikainen teoria Maan yhden luonnollisen satelliitin muodostumisesta väittää, että tämä tapahtui törmäyksen seurauksena massiivisen taivaankappaleen kanssa, jota kutsuttiin Theiaksi.
Maan ensisijainen ilmakehä muodostui kivien kaasunpoiston ja vulkaanisen toiminnan seurauksena. Vesi tiivistyi ilmakehästä muodostaen maailmanmeren. Huolimatta siitä, että aurinko oli tuolloin 70 % heikompi kuin nyt, geologiset tiedot osoittavat, että valtameri ei jäätynyt, mikä saattaa johtua kasvihuoneilmiöstä. Noin 3,5 miljardia vuotta sitten muodostui Maan magneettikenttä, joka suojasi sen ilmakehää aurinkotuulelta.

Maan muodostuminen ja sen kehityksen alkuvaihe (kesto noin 1,2 miljardia vuotta) kuuluvat esigeologiseen historiaan. Vanhimpien kivien absoluuttinen ikä on yli 3,5 miljardia vuotta ja tästä hetkestä alkaen alkaa Maan geologinen historia, joka jakautuu kahteen epätasa-arvoiseen vaiheeseen: Prekambriaan, joka kattaa noin 5/6 koko geologisesta kronologiasta ( noin 3 miljardia vuotta) ja fanerozoic, joka kattaa viimeiset 570 miljoonaa vuotta. Noin 3-3,5 miljardia vuotta sitten aineen luonnollisen evoluution seurauksena maapallolle syntyi elämä, biosfäärin kehitys alkoi - kaikkien elävien organismien kokonaisuus (ns. Maan elävä aine), joka merkittävästi vaikutti ilmakehän, hydrosfäärin ja geosfäärin kehitykseen (ainakin sedimenttikuoren osissa). Happikatastrofin seurauksena elävien organismien toiminta muutti maapallon ilmakehän koostumusta rikastaen sitä hapella, mikä loi mahdollisuuden aerobisten elävien olentojen kehittymiseen.

Uusi tekijä, jolla on voimakas vaikutus biosfääriin ja jopa geosfääriin, on ihmiskunnan aktiivisuus, joka ilmaantui maan päälle ihmisen ilmestymisen jälkeen evoluution seurauksena alle 3 miljoonaa vuotta sitten (yhteisyyttä päivämäärän suhteen ei ole saavutettu ja Jotkut tutkijat uskovat - 7 miljoonaa vuotta sitten). Näin ollen biosfäärin kehitysprosessissa erotetaan noosfäärin muodostelmat ja jatkokehitys - Maan kuori, johon ihmisen toiminta vaikuttaa suuresti.

Maapallon väestön nopea kasvu (maailman väkiluku oli 275 miljoonaa vuonna 1000, 1,6 miljardia vuonna 1900 ja noin 6,7 miljardia vuonna 2009) ja ihmisyhteiskunnan kasvava vaikutus luonnonympäristöön ovat nostaneet esiin ongelmia kaikkien luonnonvarojen järkevässä käytössä. ja luonnonsuojelu.

Maapallo

Maapallo

aurinkokunnan planeetta, kolmas järjestyksessä auringosta. Kiertää sen ympärillä elliptisellä, lähellä ympyränmuotoista kiertoradalla (epäkeskisyydellä 0,017), vrt. nopeus n. 30 km/s. ke. Maan etäisyys Auringosta on 149,6 miljoonaa km, kierrosaika on 365,24 sr. aurinkoiset päivät (trooppinen vuosi). Keskiviikkona Luonnollinen satelliitti Kuu pyörii 384,4 tuhannen kilometrin etäisyydellä Maasta. Maa pyörii akselinsa ympäri (sen kaltevuus ekliptiseen tasoon nähden on 66°33 22) 23 tunnissa 56 minuutissa (sideerinen päivä). Maan pyöriminen Auringon ympäri ja Maan akselin kallistuminen liittyvät vuodenaikojen vaihtumiseen maapallolla ja sen pyörimiseen akselinsa ympäri - päivän ja yön muutokseen.

Maan rakenne: 1– mannermainen kuori; 2 – valtameren kuori; 3 - sedimenttikivilajeja; 4 - graniittikerros; 5 - basalttikerros; 6 - vaippa; 7 – ytimen ulkoosa; 8 - sisempi ydin

Maa on muodoltaan geoidi (noin kolmiakselinen ellipsoidipallo), vrt. jonka säde on 6371,0 km, päiväntasaaja - 6378,2 km, napa - 6356,8 km; dl. Päiväntasaajan ympärysmitta on 40075,7 km. Maan pinta-ala - 510,2 miljoonaa km² (mukaan lukien maa - 149 km² eli 29,2 %, meret ja valtameret - 361,1 miljoonaa km² eli 70,8 %), tilavuus - 1083 10 12 km³, paino – 5976·10 21 kg, keskim. tiheys – 5518 kg/m³. Maapallolla on gravitaatiokenttä, joka määrittää sen pallomaisen muodon ja pitää tiukasti kiinni tunnelmaa, sekä magneettikenttä ja siihen läheisesti liittyvä sähkökenttä. Maapallon koostumusta hallitsevat rauta (34,6 %), happi (29,5 %), pii (15,2 %) ja magnesium (12,7 %). Maapallon sisäosan rakenne on esitetty kuvassa.

Yleiskuva maapallosta avaruudesta

Olosuhteet maapallolla ovat suotuisat elämän olemassaololle. Aktiivisen elämän alue muodostaa Maan erityisen kuoren - biosfääri, se suorittaa biologisia aineiden kierto ja energia virtaa. Maalla on myös maantieteellinen kirjekuori, jolle on ominaista monimutkainen koostumus ja rakenne. Monet tieteet tutkivat maapalloa (tähtitiede, geodesia, geologia, geokemia, geofysiikka, fyysinen maantiede, geotiede, biologia jne.).

Maantiede. Nykyaikainen kuvitettu tietosanakirja. - M.: Rosman. Toimittanut prof. A.P. Gorkina. 2006 .

Maapallo

planeetta, jolla elämme; kolmas Auringosta ja viidenneksi suurin planeetta aurinkokunnassa. Aurinkokunnan uskotaan muodostuneen pyörivistä kaasu- ja pölypilvistä noin. 5 miljardia vuotta sitten. Maapallolla on runsaasti luonnonvaroja, sen ilmasto on yleisesti suotuisa ja se saattaa olla ainoa planeetta, joka tukee elämää. Maan sisällä tapahtuu aktiivisia geodynaamisia prosesseja, jotka ilmenevät valtameren pohjan leviämisenä (valtameren kuoren kasvu ja myöhempi leviäminen), mantereiden ajautumista, maanjäristyksiä, tulivuorenpurkauksia jne.
Maapallo pyörii akselinsa ympäri. Vaikka tämä liike ei ole havaittavissa pinnalla, päiväntasaajan piste liikkuu noin nopeudella. 1600 km/h. Maa kiertää myös Auringon kiertoradalla noin. 958 miljoonaa kilometriä keskinopeudella 29,8 km/s, mikä tekee täyden kierroksen noin vuodessa (365 242 keskimääräistä aurinkopäivää). Katso myös aurinkokunta.
FYYSISET OMINAISUUDET
Muoto ja koostumus. Maapallo on pallo, joka koostuu kolmesta kerroksesta - kiinteästä (litosfääri), nestemäisestä (hydrosfääri) ja kaasumaisesta (ilmakehä). Litosfäärin muodostavien kivien tiheys kasvaa kohti keskustaa. Niin sanottu "kiinteä maa" sisältää pääasiassa raudasta tehdyn ytimen, kevyemmistä metallimineraaleista (kuten magnesiumista) tehdyn vaipan ja suhteellisen ohuen, kiinteän kuoren. Paikoin se on pirstoutunut (vika-alueilla) tai taittunut (vuorivyöhykkeissä).
Auringon, Kuun ja muiden planeettojen painovoiman vaikutuksesta ympäri vuoden Maan kiertoradan muoto ja konfiguraatio muuttuvat hieman, ja myös vuorovesi syntyy. Maapallolla itsessään tapahtuu hidasta mantereiden ajautumista, maan ja valtamerten suhde muuttuu vähitellen, ja elämän jatkuvan kehityksen prosessissa ympäristö muuttuu. Elämä maapallolla on keskittynyt litosfäärin, hydrosfäärin ja ilmakehän kosketusvyöhykkeelle. Tätä vyöhykettä yhdessä kaikkien elävien organismien eli eliöstön kanssa kutsutaan biosfääriksi. Biosfäärin ulkopuolella elämää voi olla vain, jos on olemassa erityisiä elämää ylläpitäviä järjestelmiä, kuten avaruusaluksia.
Muoto ja koko. Maan likimääräiset ääriviivat ja mitat ovat olleet tiedossa yli 2000 vuotta. Takaisin 3-luvulla. eKr. Kreikkalainen tiedemies Eratosthenes laski melko tarkasti Maan säteen. Tällä hetkellä tiedetään, että sen päiväntasaajan halkaisija on 12 754 km ja sen napahalkaisija on noin. 12 711 km. Geometrisesti maapallo on kolmiakselinen ellipsoidipallo, joka on litistynyt navoista (kuvat 1, 2). Maan pinta-ala on n. 510 miljoonaa km 2, josta 361 miljoonaa km 2 on vettä. Maan tilavuus on n. 1121 miljardia km3.
Maan säteiden epätasa-arvo johtuu osittain planeetan pyörimisestä, jonka seurauksena keskipakovoima on suurin päiväntasaajalla ja heikkenee kohti napoja. Jos vain tämä voima vaikuttaisi Maahan, kaikki sen pinnalla olevat esineet lensivät avaruuteen, mutta painovoiman takia näin ei tapahdu.
Painovoima tai painovoima, pitää kuun kiertoradalla ja ilmakehän lähellä maan pintaa. Maan pyörimisen ja keskipakovoiman vaikutuksesta painovoima sen pinnalla pienenee jonkin verran. Painovoima aiheuttaa vapaasti putoavien esineiden kiihtyvyyden, jonka arvo on noin 9,8 m/s 2 .
Maan pinnan heterogeenisyys määrää painovoimaerot eri alueilla. Painovoiman kiihtyvyyden mittaukset antavat tietoa maan sisäisestä rakenteesta. Esimerkiksi korkeampia arvoja havaitaan vuorten lähellä. Jos arvot ovat odotettua alhaisemmat, voimme olettaa, että vuoret koostuvat vähemmän tiheistä kivistä. Katso myös geodesia
Massa ja tiheys. Maan massa on n. 6000 × 10 18 tonnia Vertailun vuoksi Jupiterin massa on noin 318 kertaa suurempi, Auringon - 333 tuhatta kertaa. Toisaalta Maan massa on 81,8 kertaa Kuun massa. Maan tiheys vaihtelee mitättömästä yläilmakehän äärimmäisen korkeaan planeetan keskellä. Tietäen Maan massan ja tilavuuden tutkijat laskivat, että sen keskimääräinen tiheys on noin 5,5 kertaa veden tiheys. Yksi maan pinnan yleisimmistä kivistä, graniitti, jonka tiheys on 2,7 g/cm3, vaipan tiheys vaihtelee välillä 3-5 g/cm3, ytimen sisällä 8-15 g/cm3. Maan keskustassa se voi nousta 17 g/cm3. Sen sijaan ilman tiheys maan pinnalla on noin 1/800 veden tiheydestä ja yläilmakehässä erittäin alhainen.
Paine. Ilmakehä kohdistaa maan pintaan merenpinnan tasolla painetta 1 kg/cm2 (yhden ilmakehän paine), joka laskee korkeuden kasvaessa. Korkeudessa n. 8 km:n jälkeen se laskee noin kahdella kolmasosalla. Maan sisällä paine kasvaa nopeasti: ytimen rajalla se on n. 1,5 miljoonaa ilmakehää ja sen keskustassa - jopa 3,7 miljoonaa ilmakehää.
Lämpötilat maapallolla vaihtelevat suuresti. Esimerkiksi ennätyskorkea +58°C lämpötila mitattiin Al-Aziziassa (Libya) 13. syyskuuta 1922 ja ennätyksellisen alhainen, -89,2° C, Vostokin asemalla lähellä Etelänapaa Etelämantereella 21. heinäkuuta. 1983. Syvyyden myötä ensimmäisten kilometrien aikana maanpinnasta lämpötila nousee 0,6 °C 18 metrin välein, sitten tämä prosessi hidastuu. Maan keskustassa sijaitseva ydin lämmitetään 5000–6000 °C:n lämpötilaan. Ilmakehän pintakerroksessa ilman keskilämpötila on 15 °C, troposfäärissä (Maan ilmakehän alin pääosa) ) se pienenee vähitellen ja yläpuolella (stratosfääristä alkaen) vaihtelee suuresti riippuen absoluuttisesta korkeudesta.
Maan kuorta, jonka sisällä lämpötilat ovat yleensä alle 0 °C, kutsutaan kryosfääriksi. Tropiikassa se alkaa noin n. 4500 m, korkeilla leveysasteilla (pohjoinen ja etelä 60–70°) - merenpinnasta. Mannerten subpolaarisilla alueilla kryosfääri voi ulottua useita kymmeniä satoja metrejä maanpinnan alapuolelle muodostaen ikiroutahorisontin.
Geomagnetismi. Vuonna 1600 englantilainen fyysikko W. Gilbert osoitti, että maapallo käyttäytyy kuin valtava magneetti. Turbulenttiset liikkeet sulassa rautaa sisältävässä ulkoytimessä näyttävät synnyttävän sähkövirtoja, jotka luovat vahvan magneettikentän, joka ulottuu yli 64 000 km avaruuteen. Tämän kentän voimalinjat lähtevät Maan yhdestä magneettinapasta ja tulevat toiseen (kuva 3). Magneettiset navat liikkuvat maantieteellisten napojen ympäri. Geomagneettinen kenttä ajautuu länteen nopeudella 24 km/vuosi. Tällä hetkellä pohjoinen magneettinapa sijaitsee Pohjois-Kanadan saarilla. Tiedemiehet uskovat, että geologisen historian pitkien ajanjaksojen aikana magneettiset navat osuivat karkeasti yhteen maantieteellisten napojen kanssa. Maapallon pinnan missä tahansa kohdassa magneettikentälle on ominaista intensiteetin vaakasuora komponentti, magneettinen deklinaatio (kulma tämän komponentin ja maantieteellisen meridiaanin tason välillä) ja magneettinen inklinaatio (intensiteettivektorin ja horisonttitason välinen kulma). ). Pohjoisella magneettinavalla kompassin neula, joka on asennettu pystysuoraan, osoittaa suoraan alaspäin ja eteläisellä magneettinavalla se osoittaa suoraan ylöspäin. Magneettisessa napassa vaakasuoraan asetetun kompassin neula kuitenkin pyörii satunnaisesti akselinsa ympäri, joten kompassi on turha navigointiin täällä. Katso myös geomagnetismi.
Geomagnetismi määrittää ulkoisen magneettikentän – magnetosfäärin – olemassaolon. Tällä hetkellä pohjoinen magneettinapa vastaa positiivista merkkiä (kenttäviivat on suunnattu sisäänpäin Maahan) ja eteläinen magneettinapa on negatiivinen (kenttäviivat on suunnattu ulospäin). Geologisessa menneisyydessä polariteetti on vaihdettu ajoittain. Aurinkotuuli (Auringon emittoimien alkuainehiukkasten virtaus) muuttaa Maan magneettikentän muotoa: aurinkoon päin olevalla päiväpuolella se puristuu ja vastakkaisella yöpuolella se venyy ns. Maan magneettinen häntä.
Alle 1000 km:n korkeudella maapallon ilmakehän ohuessa yläkerroksessa olevat sähkömagneettiset hiukkaset törmäävät happi- ja typpimolekyyleihin ja kiihottavat niitä, mikä johtaa auroraksi tunnetun hehkun, joka näkyy täysin vain avaruudesta. Vaikuttavimmat revontulet liittyvät auringon magneettisiin myrskyihin, jotka ovat synkronisia auringon aktiivisuuden maksimien kanssa, joiden kierto on 11 vuotta ja 22 vuotta. Tällä hetkellä revontulet näkyvät parhaiten Kanadasta ja Alaskasta. Keskiajalla, kun magneettinen pohjoisnapa sijaitsi kauempana itään, revontulia näkyi usein Skandinaviassa, Pohjois-Venäjällä ja Pohjois-Kiinassa.
RAKENNE
Litosfääri(kreikan kielestä lithos - kivi ja sphaira - pallo) - "kiinteän" maan kuori. Aikaisemmin uskottiin, että maa koostuu kovasta ohuesta kuoresta ja sen alla olevasta kuumasta kiehuvasta sulasta, ja vain kova kuori luokiteltiin litosfääriksi. Nykyään uskotaan, että "kiinteässä" maassa on kolme samankeskistä kuorta, joita kutsutaan kuoreksi, vaipaksi ja ytimeksi (kuva 4). Maankuori ja ylävaippa ovat kiinteitä kappaleita, ytimen ulompi osa käyttäytyy nestemäisenä väliaineena ja sisäosa kiinteänä kappaleena. Seismologit luokittelevat maankuoren ja ylemmän vaipan litosfääriksi. Litosfäärin pohja sijaitsee 100 - 160 km:n syvyyksillä kosketuksessa astenosfääriin (ylemmän vaipan kovuuden, lujuuden ja viskositeetin vyöhyke, joka oletettavasti koostuu sulaista kivistä).
Maankuori– Maan ohut ulkokuori, jonka keskimääräinen paksuus on 32 km. Se on ohuin valtamerten alla (4-10 km) ja voimakkain mantereiden alla (13-90 km). Kuoren osuus on noin 5 % maapallon tilavuudesta.
Ero tehdään mannermaisen ja valtameren kuoren välillä (kuva 5). Ensimmäistä niistä kutsuttiin aiemmin siaaliksi, koska graniitit ja jotkut muut sen muodostavat kivet sisältävät pääasiassa piitä (Si) ja alumiinia (Al). Valtameren kuorta kutsuttiin simaksi, koska sen kivikoostumuksessa oli ylivoimaisesti piitä (Si) ja magnesiumia (Mg). Se koostuu yleensä tummista basalteista, jotka ovat usein vulkaanista alkuperää. On myös alueita, joilla on siirtymävaiheen kuori, jossa valtameren kuori muuttuu hitaasti mannerkuoreksi tai päinvastoin osa mannerkuoresta muuttuu merikuoreksi. Tällainen muutos tapahtuu osittaisessa tai täydellisessä sulamisprosessissa sekä kuoren dynaamisten prosessien seurauksena.
Noin kolmasosa maapallon pinnasta on maata, joka koostuu kuudesta mantereesta (Eurasia, Pohjois- ja Etelä-Amerikka, Australia ja Etelämanner), saarista ja saariryhmistä (saaristo). Suurin osa maasta sijaitsee pohjoisella pallonpuoliskolla. Mannerten suhteellinen sijainti on muuttunut geologisen historian aikana. Noin 200 miljoonaa vuotta sitten mantereet sijaitsivat pääasiassa eteläisellä pallonpuoliskolla ja muodostivat jättimäisen supermantereen Gondwanan. (cm. Myös GEOLOGIA).
Maankuoren pinnan korkeus vaihtelee merkittävästi alueittain: Maan korkein kohta on Mount Qomolungma (Everest) Himalajalla (8 848 m merenpinnan yläpuolella) ja alin kohta Challenger Deep -syvyyden pohjalla Marianassa. Kaivannon lähellä Filippiinit (11 033 m mielen alapuolella). Näin ollen maankuoren pinnan korkeuksien amplitudi on yli 19 km. Yleensä vuoristomaat, joiden korkeus on yli 820 metriä merenpinnan yläpuolella. m vievät noin 17% maapallon pinnasta ja loput maa-alueesta - alle 12%. Noin 58 % maan pinnasta on syvänmeren (3–5 km) valtamerten altaissa ja 13 % melko matalilla mannerjalustoilla ja siirtymäalueilla. Hyllyreuna sijaitsee yleensä n. 200 m.
On äärimmäisen harvinaista, että suoralla tutkimuksella voidaan kattaa yli 1,5 km syvempiä maankuoren kerroksia (kuten esimerkiksi Etelä-Afrikan kultakaivoksissa yli 3 km syvyydessä, Texasin öljylähteissä noin 8 syvyydessä km ja maailman syvin - yli 12 km - Kuolan koeporakaivo). Näiden ja muiden kaivojen tutkimuksen perusteella on saatu suuri määrä tietoa maankuoren koostumuksesta, lämpötilasta ja muista ominaisuuksista. Lisäksi voimakkaiden tektonisten liikkeiden alueilla, esimerkiksi Colorado-joen Grand Canyonissa ja vuoristoisissa maissa, oli mahdollista saada yksityiskohtainen käsitys maankuoren syvärakenteesta.
On todettu, että maankuori koostuu kiinteistä kivistä. Poikkeuksena ovat vulkaaniset vyöhykkeet, joissa on sulan kiven tai magman taskuja, jotka virtaavat pintaan laavan muodossa. Yleensä maankuoren kivet koostuvat noin 75 % hapesta ja piistä ja 13 % alumiinista ja raudasta. Näiden ja joidenkin muiden alkuaineiden yhdistelmät muodostavat kiven muodostavat mineraalit. Joskus maankuoresta löytyy merkittäviä pitoisuuksia yksittäisiä kemiallisia alkuaineita ja mineraaleja, joilla on taloudellisesti merkittävää merkitystä. Näitä ovat hiili (timantit ja grafiitti), rikki, kultamalmit, hopea, rauta, kupari, lyijy, sinkki, alumiini ja muut metallit. Katso myös mineraali resurssit; mineraalit ja mineralogia.
Vaippa- "kiinteän" maan kuori, joka sijaitsee maankuoren alla ja ulottuu noin 2900 km:n syvyyteen. Se jakautuu ylempään (noin 900 km paksu) ja alempaan (noin 1900 km paksuiseen) vaippaan ja koostuu tiheistä vihertävän mustista rauta-magnesiumsilikaateista (peridotiitti, duniitti, eklogiitti). Pintalämpötiloissa ja -paineissa nämä kivet ovat noin kaksi kertaa graniittia kovempia, mutta suuremmissa syvyyksissä ne plastistuvat ja virtaavat hitaasti. Radioaktiivisten alkuaineiden (erityisesti kaliumin ja uraanin isotooppien) hajoamisen vuoksi vaippa lämpenee vähitellen alhaalta. Joskus vuorenrakennusprosessin aikana maankuoren lohkot upotetaan vaippamateriaaliin, missä ne sulavat, ja sitten tulivuorenpurkauksissa ne leviävät laavan mukana pintaan (joskus laava sisältää peridotiittia, duniitti ja eklogiitti).
Kroatialainen geofyysikko A. Mohorovicic havaitsi vuonna 1909, että pitkittäisten seismisten aaltojen etenemisnopeus kasvaa jyrkästi n. 35 km mantereiden ja 5–10 km merenpohjan alla. Tämä raja vastaa maankuoren ja vaipan välistä rajaa ja sitä kutsutaan Mohorovicic-pinnaksi. Ylävaipan alarajan sijainti on vähemmän varma. Vaippaan tunkeutuvat pitkittäiset aallot etenevät kiihtyvällä tahdilla, kunnes ne saavuttavat astenosfäärin, jossa niiden liike hidastuu. Alempi vaippa, jossa näiden aaltojen nopeus taas kasvaa, on jäykempi kuin astenosfääri, mutta jonkin verran joustavampi kuin ylempi vaippa.
Ydin Maa on jaettu ulkoiseen ja sisäiseen. Ensimmäinen niistä alkaa noin 2900 km syvyydestä ja sen paksuus on noin. 2100 km. Alemman vaipan ja ulkoytimen välinen raja tunnetaan Gutenberg-kerroksena. Sen rajoissa pitkittäiset aallot hidastuvat, eivätkä poikittaiset aallot etene ollenkaan. Tämä osoittaa, että ulompi ydin käyttäytyy kuin neste, koska poikittaiset aallot eivät pysty etenemään nestemäisessä väliaineessa. Uskotaan, että ulkoydin koostuu sulasta raudasta, jonka tiheys on 8-10 g/cm3. Sisäytimen säde on n. 1350 km katsotaan jäykäksi rungoksi, koska seismisten aaltojen etenemisnopeus siinä kasvaa jälleen jyrkästi. Sisäydin näyttää koostuvan lähes kokonaan erittäin tiheästi sisältävistä alkuaineista raudasta ja nikkelistä. Katso myös geologia.
Hydrosfääri edustaa kaikkien luonnollisten vesien kokonaisuutta maan pinnalla ja sen lähellä. Sen massa on alle 0,03 % koko maapallon massasta. Lähes 98 % hydrosfääristä koostuu valtamerten ja merien suolaisista vesistä, jotka kattavat n. 71 % maan pinnasta. Noin 4 % tulee mannerjäästä, järvistä, joesta ja pohjavedestä, osa vedestä sisältyy mineraaleihin ja elävään luontoon.
Neljä valtamerta (Tyynimeri - suurin ja syvin, vievät lähes puolet maan pinnasta, Atlantin valtameri, Intian valtameri ja arktinen alue) muodostavat yhdessä merien kanssa yhden vesialueen - Maailmanmeren. Valtameret eivät kuitenkaan ole jakautuneet tasaisesti maan päällä ja niiden syvyys vaihtelee suuresti. Joissain paikoissa valtameret erottaa vain kapea maakaistale (esimerkiksi Atlantin ja Tyynenmeren alue - Panaman kannas) tai matalan veden salmilla (esimerkiksi Beringin salmi - arktinen ja Tyynenmeren valtameri). Mannerten vedenalaiset jatkeet ovat melko matalia mannerjalustoja, jotka kattavat laajoja alueita Pohjois-Amerikan, Itä-Aasian ja Pohjois-Australian rannikolla ja loivasti kaltevat kohti avomerta. Hyllyn reuna (reuna) päättyy yleensä äkillisesti siirtymäkohdassa mannerrinteeseen, joka laskee aluksi jyrkästi ja sitten vähitellen litistyy mannerjalan vyöhykkeellä, joka väistyy syvänmeren pohjalle, jonka keskisyvyys on 3700–5500 m. Mannerrinnettä leikkaavat yleensä syvät merenalaiset kanjonit, jotka ovat usein suurten jokilaaksojen merijatkoa. Jokien sedimentit kulkeutuvat näiden kanjonien läpi ja muodostavat sukellusveneitä mantereen jalkaan. Vain hienoimmat savihiukkaset pääsevät syvänmeren syvyyksille. Meren pohjassa on epätasainen pinta, ja se on yhdistelmä vedenalaisia ​​tasankoja ja vuoristoja, joiden päällä on paikoissa vulkaanisia vuoria (tasaisia ​​vuoria kutsutaan guotiksi). Trooppisilla merillä vuoret huipentuvat renkaanmuotoisiin koralliriuttoihin, jotka muodostavat atolleja. Tyynen valtameren reuna-alueilla sekä Atlantin ja Intian valtameren nuorilla saarikaareilla on yli 11 km syviä juoksuhautoja.
Merivesi on liuos, joka sisältää keskimäärin 3,5 % mineraaleja (sen suolapitoisuus ilmaistaan ​​yleensä ppm:nä, ‰). Meriveden pääkomponentti on natriumkloridi ja sulfaatti, mukana on myös kalsiumsulfaattia, natriumbromidia jne. Joillakin sisämerillä on alempi suolapitoisuus, koska sisään pääsee valtavasti makeaa vettä (esim. Itämeren suurin suolapitoisuus on 11‰), kun taas muille sisämerille ja järville on ominaista erittäin korkea suolapitoisuus (Kuollutmeri – 260–310‰, Suuri Suolajärvi – 137–300‰).
Tunnelma- Maan ilmakuori, joka koostuu viidestä samankeskisestä kerroksesta - troposfääri, stratosfääri, mesosfääri, termosfääri ja eksosfääri. Ilmakehällä ei ole todellista ylärajaa. Ulkokerros, joka alkaa noin 700 kilometrin korkeudesta, ohenee vähitellen ja siirtyy planeettojen väliseen avaruuteen. Lisäksi on myös magnetosfääri, joka tunkeutuu kaikkiin ilmakehän kerroksiin ja ulottuu kauas sen rajojen ulkopuolelle.
Ilmakehä koostuu kaasuseoksesta: typpi (78,08 % tilavuudesta), happi (20,95 %), argon (0,9 %), hiilidioksidi (0,03 %) ja jalokaasut - neon, helium, krypton ja ksenon (yhteensä 0,01 %). Vesihöyryä on lähes kaikkialla lähellä maan pintaa. Kaupunkien ja teollisuusalueiden ilmakehässä on kohonneita rikkidioksidin, hiilidioksidin ja hiilimonoksidin, metaanin, hiilifluoridin ja muiden ihmisperäistä alkuperää olevien kaasujen pitoisuuksia. Katso myös ilmansaaste.
Troposfääri - ilmakehän kerros, jossa sää esiintyy. Lauhkeilla leveysasteilla se ulottuu noin 10 kilometrin korkeuteen. Sen yläraja, joka tunnetaan nimellä tropopaussi, on päiväntasaajalla korkeampi kuin navoilla. On myös vuodenaikojen vaihtelua - tropopaussi on hieman korkeampi kesällä kuin talvella. Tropopaussin sisällä kiertää valtavat ilmamassat. Ilmakehän pintakerroksen ilman keskilämpötila on n. 15° C. Korkeuden myötä lämpötila laskee noin 0,6° jokaista 100 metriä kohti. Ilmakehän ylemmistä kerroksista tuleva kylmä ilma laskeutuu ja lämmin ilma nousee. Mutta Maan pyörimisen akselinsa ympäri ja lämmön ja kosteuden jakautumisen paikallisten ominaisuuksien vaikutuksesta tämä ilmakehän kierron perustavanlaatuinen järjestelmä muuttuu. Suurin osa auringon lämpöenergiasta tulee ilmakehään trooppisilla ja subtrooppisilla alueilla, joista lämpimiä ilmamassat kulkeutuvat konvektion seurauksena korkeille leveysasteille, missä ne menettävät lämpöä. Katso myös METEOROLOGIA JA KLIMATOLOGIA.
Stratosfääri sijaitsee 10-50 km merenpinnan yläpuolella. Sille on ominaista melko tasaiset tuulet ja lämpötilat (keskimäärin noin -50 °C) sekä harvinaiset jääkiteiden muodostamat helmiäispilvet. Stratosfäärin ylemmissä kerroksissa lämpötila kuitenkin kohoaa. Voimakkaat pyörteiset ilmavirrat, joita kutsutaan suihkuvirroiksi, kiertävät maapallon ympäri polaarisilla leveysasteilla ja päiväntasaajan vyöhykkeellä. Alemmassa stratosfäärissä lentävien suihkukoneiden kulkusuunnasta riippuen suihkut voivat olla vaarallisia tai hyödyllisiä lennon kannalta. Stratosfäärissä auringon ultraviolettisäteily ja varautuneet hiukkaset (pääasiassa protonit ja elektronit) ovat vuorovaikutuksessa hapen kanssa tuottaen otsonia, happi- ja typpi-ioneja. Korkeimmat otsonipitoisuudet löytyvät alemmasta stratosfääristä.
Mesosfääri– ilmakehän kerros, joka sijaitsee korkeusalueella 50-80 km. Lämpötila laskee rajoissaan vähitellen noin 0°C:sta alarajalla -90°C:een (joskus -110°C:een) ylärajaan - mesopaussiin. Mesosfäärin keskikerroksiin liittyy ionosfäärin alaraja, jossa sähkömagneettiset aallot heijastuvat ionisoituneista hiukkasista.
10–150 km:n välistä aluetta kutsutaan joskus kemosfääriksi, koska siellä, pääasiassa mesosfäärissä, tapahtuu fotokemiallisia reaktioita.
Termosfääri– noin 80–700 km korkeat ilmakehän kerrokset, joissa lämpötila nousee. Koska ilmapiiri täällä on harvinainen, molekyylien lämpöenergia - pääasiassa happi - on alhainen ja lämpötilat riippuvat vuorokaudenajasta, auringon aktiivisuudesta ja joistakin muista tekijöistä. Yöllä lämpötilat vaihtelevat noin 320 °C:sta, kun auringon aktiivisuus on vähäistä, 2200 °C:seen auringon aktiivisuuden huippuhetkellä.
Eksosfääri - ilmakehän ylin kerros, alkaen korkeudesta n. 700 km, jossa atomit ja molekyylit ovat niin kaukana toisistaan, että törmäävät harvoin. Tämä on ns kriittinen taso, jolla ilmakehä lakkaa käyttäytymästä tavallisen kaasun tavoin ja atomit ja molekyylit liikkuvat Maan gravitaatiokentässä satelliitin tavoin. Tässä kerroksessa ilmakehän pääkomponentit ovat vety ja helium - kevyitä alkuaineita, jotka lopulta pakenevat avaruuteen.
Maan kyky pitää ilmakehä riippuu painovoiman voimakkuudesta ja ilmamolekyylien nopeudesta. Kaikki esineet, jotka liikkuvat poispäin Maasta alle 8 km/s nopeudella, palaavat siihen painovoiman vaikutuksesta. Kohde laukaistaan ​​nopeudella 8–11 km/s matalalle Maan kiertoradalle ja yli 11 km/s se voittaa Maan painovoiman.
Monet korkeaenergiset hiukkaset ilmakehän ylemmissä kerroksissa voisivat nopeasti haihtua avaruuteen, ellei niitä vangita Maan magneettikenttä (magnetosfääri), joka suojaa kaikkia eläviä organismeja (mukaan lukien ihmiset) matalan intensiteetin kosmisen säteilyn haitallisilta vaikutuksilta. säteilyä. Katso myös tunnelmaa;tähtienvälinen aine; avaruuden tutkimiseen ja käyttöön.
GEODYNAMIIKKA
Maankuoren liikkeet ja maanosien kehitys. Tärkeimmät muutokset Maan pinnassa muodostuvat vuorten muodostumisesta ja muutoksista maanosien alueella ja ääriviivoissa, jotka nousevat ja laskevat muodostumisen aikana. Esimerkiksi Coloradon tasangolla, jonka pinta-ala on 647,5 tuhatta km 2, joka kerran sijaitsi merenpinnan tasolla, on tällä hetkellä keskimääräinen absoluuttinen korkeus noin. 2000 m, ja Tiibetin tasangolla, jonka pinta-ala on n. 2 miljoonaa km 2 nousi noin 5 km. Tällaiset maamassat voisivat nousta noin nopeudella. 1 mm/vuosi. Vuoristorakentamisen päätyttyä alkavat toimia tuhoisat prosessit, pääasiassa vesi- ja vähäisemmässä määrin tuulieroosio. Joet syövyttävät jatkuvasti kiviä ja laskevat sedimenttejä alavirtaan. Esimerkiksi Mississippi-joki kuljettaa vuosittain n. 750 miljoonaa tonnia liuenneita ja kiinteitä sedimenttejä.
Mannerkuori koostuu suhteellisen kevyestä materiaalista, joten maanosat kelluvat jäävuorten tavoin maan tiheässä muovivaipassa. Samaan aikaan alempi, suurin osa mantereiden massasta sijaitsee merenpinnan alapuolella. Maankuori on syvimmin upotettu vaippaan vuoristorakenteiden alueella muodostaen ns. vuorten "juuret". Kun vuoret tuhotaan ja sään aiheuttamat tuotteet poistetaan, nämä menetykset kompensoidaan vuorten uudella "kasvulla". Toisaalta jokisuiston ylikuormitus sisääntulevilla roskilla on syy niiden jatkuvaan vajoamiseen. Tätä merenpinnan alapuolella olevien ja sen yläpuolella sijaitsevien mantereiden osien tasapainotilan ylläpitoa kutsutaan isostaasiaksi.
Maanjäristykset ja tulivuoren toiminta. Maan pinnan suurten lohkojen liikkeiden seurauksena maankuoreen muodostuu vikoja ja tapahtuu taittumista. Valtameren puolivälin repeämäksi kutsuttu jättiläinen globaali vikojen ja vikojen järjestelmä ympäröi Maata yli 65 tuhatta kilometriä. Tälle repeämälle on ominaista liike vaurioiden varrella, maanjäristykset ja voimakas sisäisen lämpöenergian virtaus, mikä osoittaa, että magma sijaitsee lähellä maan pintaa. Tähän järjestelmään kuuluu myös Etelä-Kalifornian San Andreasin siirto, jossa maanjäristysten aikana yksittäiset maanpinnan lohkot siirtyvät pystysuunnassa jopa 3 m. Tyynenmeren tulirengas ja Alppien ja Himalajan vuoristovyöhyke ovat tärkeimmät valtameren väliseen kuiluun liittyvät vulkaanisen toiminnan alueet. Lähes 2/3 tunnetuista noin 500 tulivuoresta rajoittuu ensimmäiselle näistä alueista. Tässä on n. 80 % kaikista maanjäristyksistä. Joskus silmiemme eteen ilmestyy uusia tulivuoria, kuten Paricutin-tulivuori Meksikossa (1943) tai Surtsey Islannin etelärannikolla (1965).
Maan vuorovesi. Täysin erilaista ovat maan vuorovedet, joiden keskimääräinen amplitudi on 10–20 cm, ja jotka johtuvat osittain Auringon ja Kuun vetovoimasta. Lisäksi ne pisteet taivaalla, joissa Kuun kiertorata leikkaa maan kiertoradan tason, kiertävät maata 18,6 vuoden jaksolla. Tämä kierto vaikuttaa "kiinteän" maan, ilmakehän ja valtameren tilaan. Lisäämällä vuorovesien korkeutta mannerjalustoilla se voi stimuloida voimakkaita maanjäristyksiä ja tulivuorenpurkauksia. Lauhkeilla leveysasteilla tämä voi lisätä joidenkin merivirtojen, kuten Golfvirran ja Kuroshion, nopeutta. Silloin niiden lämpimillä vesillä on merkittävämpi vaikutus ilmastoon. Katso myös merivirrat; valtameri ; KUU ; alamäkiä ja virtauksia.
Mannerlaattojen liikunta. Vaikka useimmat geologit uskoivat, että murtumien ja taittumien muodostuminen tapahtui maalla ja valtamerten pohjalla, uskottiin, että mantereiden ja valtamerten altaiden sijainti oli tiukasti kiinteä. Vuonna 1912 saksalainen geofyysikko A. Wegener ehdotti, että muinaiset maamassat halkesivat palasiksi ja ajautuivat kuin jäävuoret muovisemmalla valtamerenkuorella. Sitten tämä hypoteesi ei saanut tukea useimpien geologien keskuudessa. Kuitenkin 1950–1970-luvun syvänmeren altaita koskevien tutkimusten tuloksena saatiin kiistämätöntä näyttöä Wegenerin hypoteesin puolesta. Tällä hetkellä levytektoniikan teoria muodostaa perustan käsityksille Maan evoluutiosta.
Merenpohjan leviäminen. Merenpohjan syvänmeren magneettiset tutkimukset ovat osoittaneet, että muinaiset vulkaaniset kivet on peitetty ohuella joen sedimentin vaippalla. Nämä vulkaaniset kivet, pääasiassa basaltit, säilyttivät tietoa geomagneettisesta kentästä jäähtyessään Maan evoluution aikana. Koska, kuten edellä mainittiin, geomagneettisen kentän polariteetti muuttuu ajoittain, eri aikakausina muodostuneilla basaltilla on päinvastainen magnetoituminen. Merenpohja on jaettu kivistä tehtyihin nauhoihin, jotka eroavat magnetisoitumisen merkistä. Meren keskiharjanteen kummallakin puolella sijaitsevat yhdensuuntaiset raidat ovat symmetrisiä magneettikentän voimakkuuden leveydeltä ja suunnalta. Nuorimmat muodostelmat sijaitsevat lähinnä harjunharjaa, koska ne edustavat juuri purkautunutta basalttilaavaa. Tutkijat uskovat, että kuumat sulat kivet nousevat halkeamia pitkin ja leviävät harjanteen akselin molemmille puolille (tätä prosessia voidaan verrata kahteen vastakkaisiin suuntiin liikkuvaan kuljetinhihnaan), ja harjanteiden pinnalla vuorottelevat raidat, joilla on vastakkainen magnetoituminen. Minkä tahansa tällaisen merenpohjakaistaleen ikä voidaan määrittää erittäin tarkasti. Näitä tietoja pidetään luotettavana todisteena valtameren pohjan leviämisen (laajenemisen) puolesta.
Levytektoniikka. Jos valtameren pohja laajenee valtameren keskiharjanteen ompeluvyöhykkeellä, tämä tarkoittaa, että joko maan pinta kasvaa tai on alueita, joissa valtameren kuori katoaa ja vajoaa astenosfääriin. Tällaisia ​​alueita, joita kutsutaan subduktiovyöhykkeiksi, on todellakin löydetty Tyyntämerta rajaavalta vyöhykkeeltä ja katkonaiselta kaistalta, joka ulottuu Kaakkois-Aasiasta Välimerelle. Kaikki nämä vyöhykkeet rajoittuvat syvänmeren kaivantoihin, jotka ympäröivät saarikaareja. Useimmat geologit uskovat, että maan pinnalla on useita jäykkiä litosfäärilevyjä, jotka "kelluvat" astenosfäärissä. Levyt voivat liukua toistensa ohi tai yksi voi alistua toistensa alle subduktiovyöhykkeellä. Levytektoniikan yhtenäinen malli antaa parhaan selityksen suurten geologisten rakenteiden ja tektonisen aktiivisuuden vyöhykkeiden jakaantumiseen sekä mantereiden suhteellisissa paikoissa tapahtuville muutoksille.
Seismiset vyöhykkeet. Valtameren keskiharjanteet ja subduktiovyöhykkeet ovat toistuvien suurten maanjäristysten ja tulivuorenpurkausten vyöhykkeitä. Näitä alueita yhdistävät pitkät lineaariset virheet, jotka voidaan jäljittää kaikkialla maailmassa. Maanjäristykset rajoittuvat vaurioihin, ja niitä esiintyy hyvin harvoin muilla alueilla. Manneria kohti maanjäristysten keskukset sijaitsevat yhä syvemmällä. Tämä seikka antaa selityksen subduktiomekanismille: laajeneva valtamerilevy sukeltaa tulivuoren vyön alle n. kulmassa. 45°. "Liukuessaan" valtameren kuori sulaa magmaksi, joka virtaa halkeamien läpi laavana pintaan.
Vuoristorakennus. Siellä missä muinaiset valtamerten altaat tuhoutuvat subduktion seurauksena, mannerlaatat törmäävät toisiinsa tai laattojen palasiin. Heti kun tämä tapahtuu, maankuori puristuu voimakkaasti, muodostuu työntövoima ja kuoren paksuus lähes kaksinkertaistuu. Isostaasin ansiosta taitettu vyöhyke kokee kohoamisen ja näin syntyy vuoria. Alppien taittovaiheen vuoristorakenteiden vyö voidaan jäljittää Tyynenmeren rannikolla ja Alppien ja Himalajan vyöhykkeellä. Näillä alueilla lukuisat litosfäärilevyjen törmäykset ja alueen kohoaminen alkoivat noin. 50 miljoonaa vuotta sitten. Muinaisemmat vuoristojärjestelmät, kuten Appalakkit, ovat yli 250 miljoonaa vuotta vanhoja, mutta tällä hetkellä ne ovat niin tuhoutuneet ja tasoittuneet, että ne ovat menettäneet tyypillisen vuoristoilmeensä ja muuttuneet lähes tasaiseksi pinnaksi. Kuitenkin, koska heidän "juurensa" on haudattu vaippaan ja kelluu, he ovat kokeneet toistuvaa nousua. Ja kuitenkin, ajan myötä tällaiset muinaiset vuoret muuttuvat tasangoiksi. Useimmat geologiset prosessit käyvät läpi nuoruuden, kypsyyden ja vanhuuden vaiheet, mutta tämä sykli kestää yleensä hyvin pitkän ajan.
Lämmön ja kosteuden jakautuminen. Hydrosfäärin ja ilmakehän vuorovaikutus säätelee lämmön ja kosteuden jakautumista maan pinnalla. Maan ja meren välinen suhde määrää suurelta osin ilmaston luonteen. Kun maan pinta kasvaa, tapahtuu jäähtymistä. Maan ja meren epätasainen jakautuminen on tällä hetkellä edellytys jäätikön kehittymiselle.
Maan pinta ja ilmakehä saavat eniten lämpöä auringosta, joka lähettää lämpö- ja valoenergiaa lähes samalla intensiteetillä koko planeettamme olemassaolon ajan. Ilmakehä estää maata palauttamasta tätä energiaa liian nopeasti takaisin avaruuteen. Noin 34 % auringon säteilystä häviää pilvien heijastuessa, 19 % imeytyy ilmakehään ja vain 47 % saavuttaa maanpinnan. Auringon säteilyn kokonaisvirtaus ilmakehän ylärajalle on yhtä suuri kuin säteilyn vapautuminen tältä rajalta avaruuteen. Tämän seurauksena maa-ilmakehän järjestelmän lämpötasapaino on vakiintunut.
Maan pinta ja maailma lämpenevät nopeasti päivällä ja menettävät lämpöä melko nopeasti yöllä. Jos troposfäärin yläosassa ei olisi lämpöä vangitsevia kerroksia, päivittäisten lämpötilanvaihteluiden amplitudi voisi olla paljon suurempi. Esimerkiksi Kuu saa suunnilleen saman määrän lämpöä Auringosta kuin Maa, mutta koska Kuussa ei ole ilmakehää, sen pintalämpötila nousee päivällä noin 101 °C:seen ja laskee yöllä -153 °C:seen.
Valtamerillä, joiden veden lämpötila muuttuu paljon hitaammin kuin maan pinnan tai ilman lämpötila, on voimakas ilmastoa hillitsevä vaikutus. Yöllä ja talvella ilma valtamerten yllä jäähtyy paljon hitaammin kuin maan päällä, ja jos valtamerten ilmamassat liikkuvat mantereiden yli, tämä johtaa lämpenemiseen. Sitä vastoin päivällä ja kesällä merituuli viilentää maata.
Kosteuden jakautuminen maan pinnalle määräytyy veden kiertokulun mukaan luonnossa. Joka sekunti valtavia määriä vettä haihtuu ilmakehään, pääasiassa valtamerten pinnalta. Mannerten yli pyyhkäisevä kostea valtameri-ilma jäähtyy. Sitten kosteus tiivistyy ja palaa maan pinnalle sateen tai lumen muodossa. Osittain se varastoituu lumipeitteeseen, jokiin ja järviin ja palaa osittain valtamereen, jossa haihtuminen tapahtuu uudelleen. Tämä päättää hydrologisen kierron.
Merivirrat ovat maapallon voimakas lämmönsäätelymekanismi. Niiden ansiosta trooppisilla valtamerialueilla ylläpidetään tasaisia, kohtalaisia ​​lämpötiloja ja lämpimät vedet kulkeutuvat kylmemmille korkeiden leveysasteille.
Koska vedellä on merkittävä rooli eroosioprosesseissa, se vaikuttaa siten maankuoren liikkeisiin. Ja tällaisten liikkeiden aiheuttama massojen uudelleenjakautuminen olosuhteissa, joissa maa pyörii akselinsa ympäri, voi puolestaan ​​​​vaikuttaa muutokseen Maan akselin asemassa. Jääkauden aikana merenpinta laskee, kun vesi kerääntyy jäätikköihin. Tämä puolestaan ​​johtaa maanosien laajentumiseen ja lisääntyneisiin ilmastokontrasteihin. Vähentyneet jokien virtaukset ja alemmat merenpinnat estävät lämpimiä merivirtoja saavuttamasta kylmiä alueita, mikä lisää ilmastonmuutosta.
MAAN LIIKKEET
Maa pyörii akselinsa ympäri ja Auringon ympäri. Näitä liikkeitä monimutkaistaa galaksiamme kuuluvan aurinkokunnan muiden kohteiden painovoimavaikutus (kuva 6). Galaksi pyörii keskustansa ympäri, joten aurinkokunta yhdessä maan kanssa on mukana tässä liikkeessä.
Pyöriminen oman akselinsa ympäri. Maapallo tekee yhden kierroksen akselinsa ympäri 23 tunnissa 56 minuutissa 4,09 sekunnissa. Kierto tapahtuu lännestä itään, ts. vastapäivään (pohjoisnapalta katsottuna). Siksi aurinko ja kuu näyttävät nousevan idässä ja laskevan lännessä. Maa tekee noin 365 1/4 kierrosta yhden kierroksen aikana Auringon ympäri, mikä on yksi vuosi tai kestää 365 1/4 päivää. Koska jokaiselle tällaiselle vallankumoukselle kuluu kokonaisen päivän lisäksi neljäsosa vuorokaudesta, joka neljäs vuosi lisätään kalenteriin yksi päivä. Kuun vetovoima hidastaa vähitellen Maan pyörimistä ja pidentää vuorokautta noin 1/1000 sekunnissa joka vuosisata. Geologisten tietojen mukaan Maan pyörimisnopeus voi muuttua, mutta enintään 5%.
Maan vallankumous Auringon ympäri. Maa pyörii Auringon ympäri elliptisellä kiertoradalla, joka on lähellä ympyrän muotoista, suunnassa lännestä itään noin nopeudella. 107 000 km/h. Keskimääräinen etäisyys Auringosta on 149 598 tuhatta km ja ero suurimman ja pienimmän etäisyyden välillä on 4,8 miljoonaa km. Maan kiertoradan epäkeskisyys (poikkeama ympyrästä) muuttuu hyvin vähän 94 tuhatta vuotta kestävän syklin aikana. Auringon etäisyyden muutosten uskotaan myötävaikuttavan monimutkaisen ilmastosyklin muodostumiseen, joka liittyy jääkausien etenemiseen ja vetäytymiseen jääkausien aikana. Tämä jugoslavian matemaatikon M. Milankovicin kehittämä teoria on vahvistettu geologisilla tiedoilla.
Maan pyörimisakseli on vinossa kiertoradan tasoon nähden 66°33" kulmassa, minkä vuoksi vuodenajat vaihtuvat. Kun aurinko on pohjoisen tropiikin yläpuolella (23°27" N), alkaa kesä pohjoisella pallonpuoliskolla , kun taas maa sijaitsee kauimpana auringosta. Eteläisellä pallonpuoliskolla kesä alkaa, kun Aurinko nousee eteläisen tropiikin yläpuolelle (23°27" S). Tähän aikaan alkaa talvi pohjoisella pallonpuoliskolla.
Precessio. Auringon, kuun ja muiden planeettojen vetovoima ei muuta maan akselin kaltevuuskulmaa, vaan saa sen liikkumaan pyöreää kartiota pitkin. Tätä liikettä kutsutaan precessioksi. Pohjoinen napa osoittaa tällä hetkellä Pohjantähteä kohti. Täydellinen precessiosykli on n. 25 800 vuotta ja edistää merkittävästi Milankovićin kirjoittamaa ilmastokiertoa.
Kaksi kertaa vuodessa, kun aurinko on suoraan päiväntasaajan yläpuolella, ja kahdesti kuukaudessa, kun Kuu on samalla tavalla, precession aiheuttava vetovoima vähenee nollaan ja precession nopeus lisääntyy ja vähenee ajoittain. Tämä maan akselin värähtelevä liike tunnetaan nutaationa, joka saavuttaa huippunsa 18,6 vuoden välein. Tämä jaksollisuus on toisella sijalla ilmastovaikutuksen suhteen vuodenaikojen vaihtumisen jälkeen.
Maa-Kuu -järjestelmä. Maata ja kuuta yhdistää molemminpuolinen vetovoima. Kokonaispainopiste, jota kutsutaan massakeskukseksi, sijaitsee linjalla, joka yhdistää Maan ja Kuun keskustat. Koska Maan massa on lähes 82 kertaa Kuun massa, tämän järjestelmän massakeskus sijaitsee yli 1600 km:n syvyydessä maan pinnasta. Sekä Maa että Kuu kiertävät tämän pisteen 27,3 päivässä. Kun ne kiertävät aurinkoa, massakeskus kuvaa tasaista ellipsiä, vaikka jokaisella näistä kappaleista on aaltoileva liikerata.
Muut liikkumismuodot. Galaksin sisällä Maa ja muut aurinkokunnan kohteet liikkuvat noin nopeudella. 19 km/s Vegan tähden suuntaan. Lisäksi Aurinko ja muut naapuritähdet kiertävät galaksin keskustaa noin nopeudella. 220 km/s. Galaksimme puolestaan ​​on osa pientä paikallista galaksiryhmää, joka puolestaan ​​on osa jättimäistä galaksijoukkoa.
KIRJALLISUUS
Magnitski V.A. Maan sisäinen rakenne ja fysiikka. M., 1965
Vernadski V.I.

Maa on kolmas planeetta Auringosta ja viidenneksi suurin kaikista aurinkokunnan planeetoista. Se on myös halkaisijaltaan, massaltaan ja tiheydeltään suurin maanpäällisistä planeetoista.

Joskus kutsutaan nimellä World, Blue Planet, joskus Terra (latinalaisesta Terra). Ainoa tällä hetkellä ihmisen tuntema ruumis, erityisesti aurinkokunta ja ylipäänsä universumi, jossa elävät organismit.

Tieteelliset todisteet osoittavat, että Maa muodostui aurinkosumusta noin 4,54 miljardia vuotta sitten ja hankki pian sen jälkeen ainoan luonnollisen satelliittinsa, Kuun. Elämä ilmestyi maapallolle noin 3,5 miljardia vuotta sitten, eli 1 miljardin sisällä sen syntymisestä. Sittemmin maapallon biosfääri on muuttanut merkittävästi ilmakehää ja muita abioottisia tekijöitä, mikä on aiheuttanut aerobisten organismien määrällisen kasvun sekä otsonikerroksen muodostumisen, joka yhdessä Maan magneettikentän kanssa heikentää elämälle haitallista auringonsäteilyä. Näin säilytetään edellytykset elämän olemassaololle maan päällä.

Maankuoren itsensä aiheuttama säteily on vähentynyt merkittävästi sen muodostumisen jälkeen, koska siinä olevat radionuklidit hajoavat vähitellen. Maankuori on jaettu useisiin segmentteihin eli tektonisiin levyihin, jotka liikkuvat pinnan poikki useiden senttimetrien luokkaa vuodessa. Noin 70,8 % planeetan pinta-alasta on Maailman valtameri, loput maanosista ja saarista. Mantereilla on jokia ja järviä, jotka yhdessä maailman valtameren kanssa muodostavat hydrosfäärin. Nestemäistä vettä, joka on välttämätön kaikille tunnetuille elämänmuodoille, ei ole olemassa muiden aurinkokunnan planeettojen tai planetoidien pinnalla kuin Maan. Maan napoja peittää jääkuori, joka sisältää arktisen merijään ja Etelämantereen jäälevyn.

Maan sisäosa on melko aktiivinen ja koostuu paksusta, erittäin viskoosista kerroksesta, jota kutsutaan vaipaksi ja joka peittää nestemäisen ulkoytimen, joka on Maan magneettikentän lähde, ja kiinteästä sisäisestä ytimestä, joka oletettavasti koostuu raudasta ja nikkelistä. Maan fyysiset ominaisuudet ja sen kiertorata ovat mahdollistaneet elämän jatkumisen viimeisten 3,5 miljardin vuoden ajan. Eri arvioiden mukaan maapallo ylläpitää olosuhteet elävien organismien olemassaololle vielä 0,5 - 2,3 miljardia vuotta.

Maa on vuorovaikutuksessa (painovoimavoimien vetämä) muiden avaruudessa olevien kohteiden kanssa, mukaan lukien aurinko ja kuu. Maa kiertää Auringon ja tekee sen ympärille täydellisen kierroksen noin 365,26 aurinkopäivässä eli sideerisessä vuodessa. Maan pyörimisakseli on kalteva 23,44° suhteessa kohtisuoraan sen kiertoratatasoon nähden, mikä aiheuttaa planeetan pinnalla kausittaisia ​​muutoksia yhden trooppisen vuoden ajanjaksolla - 365,24 aurinkopäivää. Vuorokausi on nyt noin 24 tunnin mittainen. Kuu aloitti kiertoradansa Maan ympäri noin 4,53 miljardia vuotta sitten. Kuun gravitaatiovaikutus Maahan aiheuttaa valtamerten vuoroveden. Kuu myös vakauttaa Maan akselin kallistusta ja hidastaa vähitellen Maan pyörimistä. Jotkut teoriat viittaavat siihen, että asteroidien törmäykset johtivat merkittäviin muutoksiin ympäristössä ja Maan pinnassa, mikä aiheutti erityisesti erilaisten elävien olentojen massasukupuuttoja.

Planeetalla asuu miljoonia eläviä olentolajeja, mukaan lukien ihmiset. Maapallon alue on jaettu 195 itsenäiseen valtioon, jotka ovat vuorovaikutuksessa keskenään diplomaattisuhteiden, matkustamisen, kaupan tai sotilaallisen toiminnan kautta. Ihmiskulttuuri on muodostanut monia käsityksiä maailmankaikkeuden rakenteesta - kuten käsite litteästä maasta, maailman geosentrinen järjestelmä ja Gaia-hypoteesi, jonka mukaan maapallo on yksi superorganismi.

Maan historia

Nykyaikainen tieteellinen hypoteesi Maan ja muiden aurinkokunnan planeettojen muodostumisesta on aurinkosumuhypoteesi, jonka mukaan aurinkokunta muodostui suuresta tähtienvälisen pölyn ja kaasun pilvestä. Pilvi koostui pääasiassa vedystä ja heliumista, jotka muodostuivat alkuräjähdyksen jälkeen, sekä raskaammista alkuaineista, jotka olivat jääneet supernovaräjähdyksen jälkeen. Noin 4,5 miljardia vuotta sitten pilvi alkoi kutistua, mikä johtui todennäköisesti useiden valovuosien päässä purkautuneen supernovan shokkiaallon vaikutuksesta. Kun pilvi alkoi supistua, sen kulmamomentti, painovoima ja inertia litistyivät protoplaneetaksi, joka oli kohtisuorassa sen pyörimisakseliin nähden. Tämän jälkeen protoplanetaarisen kiekon roskat alkoivat törmätä painovoiman vaikutuksesta ja sulautuessaan muodostivat ensimmäiset planetoidit.

Kasvuprosessin aikana aurinkokunnan muodostumisesta jäljelle jääneet planetoidit, pöly, kaasu ja roskat alkoivat sulautua yhä suuremmiksi esineiksi muodostaen planeettoja. Maan likimääräinen muodostumisajankohta on 4,54±0,04 miljardia vuotta sitten. Koko planeetan muodostumisprosessi kesti noin 10-20 miljoonaa vuotta.

Kuu syntyi myöhemmin, noin 4,527 ± 0,01 miljardia vuotta sitten, vaikka sen alkuperää ei ole vielä tarkasti selvitetty. Päähypoteesi on, että se muodostui kertymällä materiaalista, joka jäi jäljelle Maan tangentiaalisen törmäyksen jälkeen esineen kanssa, joka on kooltaan samanlainen kuin Mars ja 10 % Maan massasta (joskus tätä kohdetta kutsutaan nimellä "Theia"). Tämä törmäys vapautti noin 100 miljoonaa kertaa enemmän energiaa kuin se, joka aiheutti dinosaurusten sukupuuttoon. Tämä riitti haihduttamaan maan ulommat kerrokset ja sulattamaan molemmat kappaleet. Osa vaipasta heitettiin Maan kiertoradalle, mikä ennustaa, miksi Kuussa ei ole metallimateriaalia, ja selittää sen epätavallisen koostumuksen. Oman painovoimansa vaikutuksesta sinkoutunut materiaali sai pallomaisen muodon ja Kuu muodostui.

Proto-Earth kasvoi lisääntymisen myötä ja oli tarpeeksi kuuma sulattamaan metalleja ja mineraaleja. Rauta, samoin kuin siihen geokemiallisesti sukua olevat siderofiiliset alkuaineet, joiden tiheys on suurempi kuin silikaatit ja alumiinisilikaatit, upposivat Maan keskustaan. Tämä johti maan sisäisten kerrosten erottumiseen vaipaksi ja metallisydämeksi vain 10 miljoonaa vuotta sen jälkeen, kun maa alkoi muodostua, mikä tuotti Maan kerrosrakenteen ja muotoili Maan magneettikentän. Kaasujen vapautuminen maankuoresta ja vulkaaninen toiminta johtivat primääriilmakehän muodostumiseen. Vesihöyryn tiivistyminen, jota komeettojen ja asteroidien tuoma jää tehosti, johti valtamerien muodostumiseen. Maan ilmakehä koostui tuolloin kevyistä atmofiilisistä alkuaineista: vedystä ja heliumista, mutta sisälsi paljon enemmän hiilidioksidia kuin nyt, ja tämä pelasti valtameret jäätymiseltä, koska Auringon kirkkaus ei silloin ylittänyt 70 % sen nykyisestä tasosta. Noin 3,5 miljardia vuotta sitten muodostui Maan magneettikenttä, joka esti aurinkotuulta tuhoamasta ilmakehää.

Planeetan pinta muuttui jatkuvasti satojen miljoonien vuosien aikana: maanosat ilmestyivät ja romahtivat. Ne liikkuivat pinnan poikki ja kokoontuivat toisinaan supermantereeksi. Noin 750 miljoonaa vuotta sitten varhaisin tunnettu supermanner Rodinia alkoi hajota. Myöhemmin nämä osat yhdistyivät Pannotiaan (600-540 miljoonaa vuotta sitten), sitten viimeiseen supermantereen - Pangeaan, joka hajosi 180 miljoonaa vuotta sitten.

Elämän syntyminen

Maapallon elämän syntymisestä on olemassa useita hypoteeseja. Noin 3,5-3,8 miljardia vuotta sitten ilmestyi "viimeinen yleinen yhteinen esi-isä", josta kaikki muut elävät organismit myöhemmin polveutuivat.

Fotosynteesin kehittyminen antoi eläville organismeille mahdollisuuden käyttää aurinkoenergiaa suoraan. Tämä johti ilmakehän hapettumiseen, joka alkoi noin 2500 miljoonaa vuotta sitten, ja ylemmissä kerroksissa otsonikerroksen muodostumiseen. Pienten solujen symbioosi suurempien kanssa johti monimutkaisten solujen - eukaryoottien - kehittymiseen. Noin 2,1 miljardia vuotta sitten ilmestyi monisoluisia organismeja, jotka jatkoivat sopeutumista ympäröiviin olosuhteisiinsa. Haitallisen ultraviolettisäteilyn otsonikerrokseen imeytymisen ansiosta elämä saattoi alkaa kehittää maan pintaa.

Vuonna 1960 esitettiin Snowball Earth -hypoteesi väittäen, että 750-580 miljoonaa vuotta sitten Maa oli kokonaan jään peitossa. Tämä hypoteesi selittää kambrian räjähdyksen, monisoluisten elämänmuotojen monimuotoisuuden dramaattisen lisääntymisen noin 542 miljoonaa vuotta sitten.

Noin 1200 miljoonaa vuotta sitten ilmestyivät ensimmäiset levät ja noin 450 miljoonaa vuotta sitten ensimmäiset korkeammat kasvit. Selkärangattomat ilmestyivät Ediacaran aikana ja selkärankaiset kambrian räjähdyksen aikana noin 525 miljoonaa vuotta sitten.

Kambrian räjähdyksen jälkeen on tapahtunut viisi massasukupuuttoa. Permikauden lopun sukupuuttotapahtuma, maan elämän historian suurin tapahtuma, johti yli 90 % planeetan elävistä olennoista kuolemaan. Permin katastrofin jälkeen arkosaurusista tuli yleisin maaselkärankainen, joista dinosaurukset kehittyivät triasskauden lopussa. He hallitsivat planeettaa Jurassin ja Liitukauden aikana. Liitu-paleogeeninen sukupuuttotapahtuma tapahtui 65 miljoonaa vuotta sitten, luultavasti meteoriitin törmäyksen seurauksena; se johti dinosaurusten ja muiden suurten matelijoiden sukupuuttoon, mutta ohitti monet pienet eläimet, kuten nisäkkäät, jotka olivat tuolloin pieniä hyönteissyöjäeläimiä, ja linnut, dinosaurusten evoluutionaarinen haara. Viimeisten 65 miljoonan vuoden aikana on kehittynyt valtava määrä erilaisia ​​nisäkäslajeja, ja muutama miljoona vuotta sitten apinan kaltaiset eläimet saivat kyvyn kävellä pystyssä. Tämä mahdollisti työkalujen käytön ja helpotti kommunikaatiota, mikä auttoi ruoan saamisessa ja lisäsi suurten aivojen tarvetta. Maatalouden ja sitten sivilisaation kehitys antoi lyhyessä ajassa ihmisille mahdollisuuden vaikuttaa maapalloon kuin mikään muu elämänmuoto, vaikuttaa muiden lajien luonteeseen ja määrään.

Viimeinen jääkausi alkoi noin 40 miljoonaa vuotta sitten ja saavutti huippunsa pleistoseenissa noin 3 miljoonaa vuotta sitten. Maan pinnan keskilämpötilan pitkäaikaisten ja merkittävien muutosten taustalla, jotka voivat liittyä aurinkokunnan kiertokulkuun galaksin keskustan ympärillä (noin 200 miljoonaa vuotta), on olemassa myös amplitudiltaan ja kestoltaan pienempiä jäähtymistä ja lämpenemistä, joita esiintyy 40-100 tuhannen vuoden välein ja jotka ovat luonteeltaan selvästi itsevärähteleviä, mahdollisesti johtuen palautteen vaikutuksesta koko biosfäärin reaktiosta kokonaisuutena ja pyrkien varmistamaan biosfäärin stabiloitumisen. Maan ilmasto (katso James Lovelockin esittämä Gaia-hypoteesi sekä V.G. Gorshkovin ehdottama bioottisen säätelyn teoria).

Viimeinen jääkauden sykli pohjoisella pallonpuoliskolla päättyi noin 10 tuhatta vuotta sitten.

Maan rakenne

Levytektonisen teorian mukaan maan ulompi osa koostuu kahdesta kerroksesta: litosfääristä, joka sisältää maankuoren, ja jähmettyneestä vaipan yläosasta. Litosfäärin alapuolella on astenosfääri, joka muodostaa vaipan ulkoosan. Astenosfääri käyttäytyy kuin tulistettu ja erittäin viskoosi neste.

Litosfääri on jaettu tektonisiin levyihin, ja se näyttää kelluvan astenosfäärissä. Levyt ovat jäykkiä segmenttejä, jotka liikkuvat suhteessa toisiinsa. Niiden keskinäistä liikettä on kolmea tyyppiä: konvergenssi (konvergenssi), hajaantuminen (divergenssi) ja liukuliikkeet muunnosvirheitä pitkin. Maanjäristykset, tulivuoren toiminta, vuoristorakentaminen ja valtamerien altaiden muodostuminen voivat tapahtua tektonisten laattojen välisissä vaurioissa.

Oikeanpuoleisessa taulukossa on luettelo suurimmista tektonisista levyistä kooineen. Pienempiä levyjä ovat Hindustanin, Arabian, Karibian, Nazcan ja Scotian levyt. Australian levy itse asiassa sulautui Hindustanin levyyn 50-55 miljoonaa vuotta sitten. Valtamerilevyt liikkuvat nopeimmin; Siten Cocos-levy liikkuu nopeudella 75 mm vuodessa ja Tyynenmeren levy nopeudella 52-69 mm vuodessa. Euraasian levyn alin nopeus on 21 mm vuodessa.

Maantieteellinen kirjekuori

Planeetan pintaa lähellä olevia osia (litosfäärin yläosa, hydrosfääri, ilmakehän alemmat kerrokset) kutsutaan yleisesti maantieteelliseksi verhoksi ja niitä tutkitaan maantieteellisesti.

Maan kohokuvio on hyvin monimuotoista. Noin 70,8 % planeetan pinnasta on veden peitossa (mukaan lukien mannerjalustat). Vedenalainen pinta on vuoristoinen ja sisältää valtameren keskiharjanteiden järjestelmän sekä sukellusvenetulivuoria, valtamerten juoksuhautoja, sukellusvenekanjoneita, valtamerten tasankoja ja syvyystasankoja. Loput 29,2 %, joita ei peitä vesi, sisältävät vuoret, aavikot, tasangot, tasangot jne.

Geologisten ajanjaksojen aikana planeetan pinta muuttuu jatkuvasti tektonisten prosessien ja eroosion vuoksi. Tektonisten laattojen kohokuvio muodostuu sään vaikutuksesta, mikä on seurausta sateesta, lämpötilan vaihteluista ja kemiallisista vaikutuksista. Maan pintaa muuttavat jäätiköt, rannikkoeroosio, koralliriuttojen muodostuminen ja törmäykset suurten meteoriittien kanssa.

Mannerlevyjen liikkuessa planeetan poikki valtameren pohja vajoaa niiden etenevien reunojen alle. Samanaikaisesti syvyydestä kohoava vaippamateriaali luo eroavan rajan valtameren keskiharjanteille. Yhdessä nämä kaksi prosessia johtavat valtameren levyn materiaalin jatkuvaan uusiutumiseen. Suurin osa valtameren pohjasta on alle 100 miljoonaa vuotta vanha. Vanhin valtameren kuori sijaitsee läntisellä Tyynellämerellä ja on noin 200 miljoonaa vuotta vanha. Vertailun vuoksi, vanhimmat maalta löydetyt fossiilit ovat noin 3 miljardia vuotta vanhoja.

Mannerlevyt koostuvat matalatiheyksistä materiaaleista, kuten vulkaanisesta graniitista ja andesiitista. Harvempi on basaltti, tiheä vulkaaninen kivi, joka on valtameren pohjan pääkomponentti. Noin 75 % maanosien pinnasta on peitetty sedimenttikivillä, vaikka nämä kivet muodostavat noin 5 % maankuoresta. Kolmanneksi yleisimmät kivet maan päällä ovat metamorfisia kiviä, jotka muodostuvat sedimentti- tai magmakivien muuttumisesta (metamorfismista) korkeassa paineessa, korkeassa lämpötilassa tai molemmissa. Yleisimmät silikaatit maan pinnalla ovat kvartsi, maasälpä, amfiboli, kiille, pyrokseeni ja oliviini; karbonaatit - kalsiitti (kalkkikivessä), aragoniitti ja dolomiitti.

Pedosfääri on litosfäärin ylin kerros ja sisältää maaperän. Se sijaitsee litosfäärin, ilmakehän ja hydrosfäärin rajalla. Nykyään viljelymaan kokonaispinta-ala on 13,31 % maan pinta-alasta, josta vain 4,71 % on pysyvästi maatalousviljelmiä. Noin 40 % maapallon pinta-alasta on nykyään pelto- ja laidunmaata, mikä on noin 1,3 107 km² peltoa ja 3,4 107 km² nurmikkoa.

Hydrosfääri

Hydrosfääri (muinaisesta kreikasta Yδωρ - vesi ja σφαῖρα - pallo) on maapallon kaikkien vesivarojen kokonaisuus.

Nestemäisen veden läsnäolo Maan pinnalla on ainutlaatuinen ominaisuus, joka erottaa planeettamme muista aurinkokunnan esineistä. Suurin osa vedestä on keskittynyt valtameriin ja meriin, paljon vähemmän jokiverkostoihin, järviin, soihin ja pohjaveteen. Ilmakehässä on myös suuria vesivarantoja pilvien ja vesihöyryn muodossa.

Osa vedestä on kiinteässä tilassa jäätiköiden, lumipeitteen ja ikiroudan muodossa, jotka muodostavat kryosfäärin.

Maailmanmeren veden kokonaismassa on noin 1,35·1018 tonnia eli noin 1/4400 maan kokonaismassasta. Valtamerten pinta-ala on noin 3 618 108 km2 ja niiden keskimääräinen syvyys on 3 682 m, mikä antaa meille mahdollisuuden laskea niissä olevan veden kokonaismäärä: 1 332 109 km3. Jos kaikki tämä vesi jakautuisi tasaisesti pinnalle, muodostuisi yli 2,7 km paksuinen kerros. Kaikesta maapallolla olevasta vedestä vain 2,5 % on tuoretta, loput suolaista. Suurin osa makeasta vedestä, noin 68,7 %, on tällä hetkellä jäätiköissä. Nestemäinen vesi ilmestyi maan päälle luultavasti noin neljä miljardia vuotta sitten.

Maan valtamerten keskimääräinen suolapitoisuus on noin 35 grammaa suolaa kilogrammaa merivettä kohti (35 ‰). Suuri osa tästä suolasta vapautui tulivuorenpurkauksissa tai uutettiin jäähtyneistä magmakivistä, jotka muodostivat valtameren pohjan.

Maan ilmakehä

Ilmakehä on maapalloa ympäröivä kaasukuori; koostuu typestä ja hapesta, ja siinä on pieniä määriä vesihöyryä, hiilidioksidia ja muita kaasuja. Muodostumisensa jälkeen se on muuttunut merkittävästi biosfäärin vaikutuksesta. Happipitoisen fotosynteesin ilmestyminen 2,4–2,5 miljardia vuotta sitten vaikutti aerobisten organismien kehittymiseen sekä ilmakehän kyllästymiseen hapella ja otsonikerroksen muodostumiseen, joka suojaa kaikkia eläviä olentoja haitallisilta ultraviolettisäteiltä. Ilmakehä määrää maan pinnan sään, suojaa planeettaa kosmisilta säteiltä ja osittain meteoriittipommituksista. Se säätelee myös pääasiallisia ilmastoa muodostavia prosesseja: veden kiertokulkua luonnossa, ilmamassojen kiertoa ja lämmönsiirtoa. Ilmakehän molekyylit voivat siepata lämpöenergiaa, estäen sitä karkaamasta avaruuteen, mikä nostaa planeetan lämpötilaa. Tätä ilmiötä kutsutaan kasvihuoneilmiöksi. Tärkeimmät kasvihuonekaasut ovat vesihöyry, hiilidioksidi, metaani ja otsoni. Ilman tätä lämmöneristysvaikutusta Maan keskimääräinen pintalämpötila olisi miinus 18 ja miinus 23 °C välillä, vaikka todellisuudessa se on 14,8 °C, ja elämää ei todennäköisesti olisi olemassa.

Maan ilmakehä on jaettu kerroksiin, joiden lämpötila, tiheys, kemiallinen koostumus jne. eroavat toisistaan. Maapallon ilmakehän muodostavien kaasujen kokonaismassa on noin 5,15 1018 kg. Merenpinnan tasolla ilmakehä kohdistaa 1 atm (101,325 kPa) paineen maan pintaan. Keskimääräinen ilman tiheys pinnalla on 1,22 g/l, ja se pienenee nopeasti korkeuden kasvaessa: esimerkiksi 10 km:n korkeudessa merenpinnan yläpuolella se on korkeintaan 0,41 g/l ja 100 km:n korkeudessa. - 10-7 g/l.

Ilmakehän alaosa sisältää noin 80 % sen kokonaismassasta ja 99 % kaikesta vesihöyrystä (1,3-1,5 1013 tonnia), tätä kerrosta kutsutaan troposfääriksi. Sen paksuus vaihtelee ja riippuu ilmastotyypistä ja vuodenaikojen tekijöistä: esimerkiksi napa-alueilla se on noin 8-10 km, lauhkealla vyöhykkeellä jopa 10-12 km ja trooppisilla tai päiväntasaajan alueilla se saavuttaa 16-18 km. Tässä ilmakehän kerroksessa lämpötila laskee keskimäärin 6 °C jokaista kilometriä kohti, kun liikut korkeudessa. Yläpuolella on siirtymäkerros - tropopaussi, joka erottaa troposfäärin stratosfääristä. Lämpötila täällä on 190-220 K.

Stratosfääri on ilmakehän kerros, joka sijaitsee 10–12–55 km:n korkeudessa (sääolosuhteista ja vuodenajasta riippuen). Sen osuus on enintään 20 % ilmakehän kokonaismassasta. Tälle kerrokselle on ominaista lämpötilan lasku ~25 km:n korkeuteen, jota seuraa mesosfäärin rajalla lämpötilan nousu lähes 0 °C:seen. Tätä rajaa kutsutaan stratopausiksi ja se sijaitsee 47-52 km:n korkeudessa. Stratosfäärissä on ilmakehän korkein otsonipitoisuus, joka suojaa kaikkia maan eläviä organismeja Auringon haitallisilta ultraviolettisäteilyltä. Auringon säteilyn voimakas absorptio otsonikerrokseen aiheuttaa nopean lämpötilan nousun tässä ilmakehän osassa.

Mesosfääri sijaitsee 50–80 km:n korkeudella maan pinnasta stratosfäärin ja termosfäärin välissä. Sen erottaa näistä kerroksista mesopaussi (80-90 km). Tämä on kylmin paikka maan päällä, lämpötila laskee täällä -100 °C:een. Tässä lämpötilassa ilmassa oleva vesi jäätyy nopeasti muodostaen hämäriä pilviä. Ne voidaan havaita heti auringonlaskun jälkeen, mutta paras näkyvyys syntyy, kun se on 4-16 ° horisontin alapuolella. Mesosfäärissä suurin osa maan ilmakehän tunkeutuvista meteoriiteista palaa. Maan pinnalta ne havaitaan putoavina tähtinä. 100 kilometrin korkeudessa merenpinnan yläpuolella maan ilmakehän ja avaruuden välillä on tavanomainen raja - Karmanin viiva.

Termosfäärissä lämpötila nousee nopeasti 1000 K: iin, mikä johtuu lyhytaaltoisen auringon säteilyn imeytymisestä siihen. Tämä on ilmakehän pisin kerros (80-1000 km). Noin 800 km:n korkeudessa lämpötilan nousu pysähtyy, koska täällä oleva ilma on erittäin harvinaista ja absorboi heikosti auringonsäteilyä.

Ionosfääri sisältää kaksi viimeistä kerrosta. Täällä molekyylit ionisoituvat aurinkotuulen vaikutuksesta ja syntyy revontulia.

Eksosfääri on maapallon ilmakehän uloin ja erittäin harvinainen osa. Tässä kerroksessa hiukkaset pystyvät voittamaan Maan toisen pakonopeuden ja pakenemaan avaruuteen. Tämä aiheuttaa hitaan mutta vakaan prosessin, jota kutsutaan ilmakehän hajoamiseksi. Avaruuteen pääsee pääosin kevyiden kaasujen hiukkasia: vety ja helium. Vetymolekyylit, joilla on alhaisin molekyylipaino, saavuttavat helpommin pakonopeuden ja pääsevät avaruuteen nopeammin kuin muut kaasut. Pelkistysaineiden, kuten vedyn, häviämisen uskotaan olevan välttämätön edellytys hapen jatkuvalle kertymiselle ilmakehään. Näin ollen vedyn kyky poistua maapallon ilmakehästä on saattanut vaikuttaa elämän kehittymiseen planeetalla. Tällä hetkellä suurin osa ilmakehään tulevasta vedystä muuttuu vedeksi poistumatta maapallosta, ja vedyn hävikki johtuu pääasiassa metaanin tuhoutumisesta yläilmakehässä.

Ilmakehän kemiallinen koostumus

Maan pinnalla ilma sisältää jopa 78,08 % typpeä (tilavuuden mukaan), 20,95 % happea, 0,93 % argonia ja noin 0,03 % hiilidioksidia. Loput komponentit muodostavat enintään 0,1 %: vety, metaani, hiilimonoksidi, rikki- ja typen oksidit, vesihöyry ja inertit kaasut. Vuodenajasta, ilmastosta ja maastosta riippuen ilmakehässä voi olla pölyä, orgaanisten aineiden hiukkasia, tuhkaa, nokea jne. Yli 200 km:n yläpuolella ilmakehän pääkomponentiksi tulee typpi. 600 km:n korkeudessa vallitsee helium ja 2000 km:stä lähtien vety ("vetykorona").

Sää ja ilmasto

Maan ilmakehällä ei ole tiettyjä rajoja, se ohenee ja harvenee siirtyessään avaruuteen. Kolme neljäsosaa ilmakehän massasta sijaitsee ensimmäisten 11 kilometrin etäisyydellä planeetan pinnasta (troposfääri). Aurinkoenergia lämmittää tätä kerrosta lähellä pintaa, jolloin ilma laajenee ja vähentää sen tiheyttä. Lämmitetty ilma nousee sitten ylös ja tilalle tulee viileämpi, tiheämpi ilma. Näin syntyy ilmakehän kiertokulku - ilmamassojen suljettujen virtausten järjestelmä lämpöenergian uudelleenjaon kautta.

Ilmakehän kiertoliikkeen perustana ovat kaupan tuulet päiväntasaajan vyöhykkeellä (alle 30° leveysastetta) ja länsituulet lauhkealla vyöhykkeellä (leveysasteilla 30° ja 60° välillä). Valtameren virrat ovat myös tärkeitä tekijöitä ilmaston muokkaamisessa, kuten myös termohaliinikierto, joka jakaa lämpöenergiaa päiväntasaajalta napa-alueille.

Pinnasta nouseva vesihöyry muodostaa ilmakehään pilviä. Kun ilmakehän olosuhteet sallivat lämpimän, kostean ilman nousemisen, tämä vesi tiivistyy ja putoaa pintaan sateena, lumena tai rakeina. Suurin osa maalle tulevasta sateesta päätyy jokiin ja palaa lopulta valtameriin tai jää järviin ennen kuin haihtuu uudelleen ja toistaa kiertoa. Tämä veden kiertokulku luonnossa on elintärkeä elämän olemassaololle maalla. Vuotuinen sademäärä vaihtelee useista metreistä useisiin millimetreihin riippuen alueen maantieteellisestä sijainnista. Ilmakehän kiertokulku, alueen topologiset piirteet ja lämpötilan muutokset määräävät kullakin alueella sademäärän.

Maan pintaan saapuvan aurinkoenergian määrä vähenee leveysasteen kasvaessa. Korkeammilla leveysasteilla auringonvalo osuu pintaan terävämmässä kulmassa kuin alemmilla leveysasteilla; ja sen täytyy kulkea pidempi reitti maan ilmakehässä. Tämän seurauksena vuoden keskimääräinen ilman lämpötila (merenpinnan tasolla) laskee noin 0,4 °C, kun liikkuu 1 aste päiväntasaajan molemmin puolin. Maa on jaettu ilmastovyöhykkeisiin - luonnollisiin vyöhykkeisiin, joilla on suunnilleen tasainen ilmasto. Ilmastotyypit voidaan luokitella lämpötilatilan, talven ja kesän sademäärän mukaan. Yleisin ilmastoluokitusjärjestelmä on Köppen-luokitus, jonka mukaan paras kriteeri ilmastotyypin määrittämisessä on, mitä kasvit kasvavat tietyllä alueella luonnonoloissa. Järjestelmään kuuluu viisi pääilmastoaluetta (trooppiset sademetsät, aavikot, lauhkeat vyöhykkeet, mannerilmasto ja napatyypit), jotka puolestaan ​​on jaettu tarkempiin alatyyppeihin.

Biosfääri

Biosfääri on kokoelma maan kuorien osia (lito-, vesi- ja ilmakehä), joka on elävien organismien asuttama, on niiden vaikutuksen alaisena ja jonka elintärkeän toiminnan tuotteet miehittävät. Termiä "biosfääri" ehdotti ensimmäisen kerran itävaltalainen geologi ja paleontologi Eduard Suess vuonna 1875. Biosfääri on elävien organismien asuttama ja niiden muuntama maapallon kuori. Se alkoi muodostua aikaisintaan 3,8 miljardia vuotta sitten, kun ensimmäiset organismit alkoivat ilmaantua planeetallemme. Se sisältää koko hydrosfäärin, litosfäärin yläosan ja ilmakehän alaosan, eli se asuu ekosfäärissä. Biosfääri on kaikkien elävien organismien kokonaisuus. Se on koti yli 3 000 000 kasvilajille, eläimille, sienille ja mikro-organismeille.

Biosfääri koostuu ekosysteemeistä, joihin kuuluvat elävien organismien yhteisöt (biokenoosi), niiden elinympäristöt (biotooppi) ja yhteyksien järjestelmät, jotka vaihtavat ainetta ja energiaa niiden välillä. Maalla niitä erottaa pääasiassa leveysaste, korkeus ja sademäärät. Maan ekosysteemit, joita esiintyy arktisella alueella tai Etelämantereella, korkealla tai erittäin kuivilla alueilla, ovat suhteellisen köyhiä kasveilta ja eläimiltä. lajien monimuotoisuus saavuttaa huippunsa päiväntasaajan vyöhykkeen trooppisissa sademetsissä.

Maan magneettikenttä

Ensimmäisen likiarvon mukaan Maan magneettikenttä on dipoli, jonka navat sijaitsevat planeetan maantieteellisten napojen vieressä. Kenttä muodostaa magnetosfäärin, joka taivuttaa aurinkotuulen hiukkasia. Ne kerääntyvät säteilyvyöhykkeisiin - kahteen samankeskiseen toruksen muotoiseen alueeseen maan ympärillä. Magneettisten napojen lähellä nämä hiukkaset voivat "saostua" ilmakehään ja johtaa revontulien ilmestymiseen. Päiväntasaajalla Maan magneettikentän induktio on 3,05·10-5 T ja magneettinen momentti 7,91·1015 T·m3.

"Magneettisen dynamo" teorian mukaan kenttä syntyy maan keskialueella, jossa lämpö synnyttää sähkövirran virran nestemäisessä metalliytimessä. Tämä puolestaan ​​johtaa magneettikentän syntymiseen lähellä maata. Konvektioliikkeet ytimessä ovat kaoottisia; magneettiset navat ajautuvat ja muuttavat ajoittain napaisuuttaan. Tämä aiheuttaa Maan magneettikentässä käänteitä, joita tapahtuu keskimäärin useita kertoja muutaman miljoonan vuoden välein. Viimeisin käänne tapahtui noin 700 000 vuotta sitten.

Magnetosfääri on maapallon ympärillä oleva avaruusalue, joka muodostuu, kun varautuneiden aurinkotuulen hiukkasten virta poikkeaa alkuperäisestä liikeradastaan ​​magneettikentän vaikutuksesta. Auringon puoleisella puolella sen keulaisku on noin 17 km paksu ja sijaitsee noin 90 000 km:n etäisyydellä Maasta. Planeetan yöpuolella magnetosfääri pitenee ja saa pitkän lieriömäisen muodon.

Kun korkeaenergiset hiukkaset törmäävät Maan magnetosfääriin, ilmaantuu säteilyvöitä (Van Allenin vyöt). Aurora syntyy, kun aurinkoplasma saavuttaa Maan ilmakehän magneettinapojen alueella.

Maan kiertorata ja kierto

Maapallolta kuluu keskimäärin 23 tuntia 56 minuuttia ja 4,091 sekuntia (sideerinen päivä) yhden kierroksen suorittamiseen akselinsa ympäri. Planeetan kiertonopeus lännestä itään on noin 15 astetta tunnissa (1 aste 4 minuutissa, 15′ minuutissa). Tämä vastaa Auringon tai Kuun kulmahalkaisijaa kahden minuutin välein (Auringon ja Kuun näennäiset koot ovat suunnilleen samat).

Maan pyörimisnopeus on epävakaa: sen pyörimisnopeus suhteessa taivaanpalloon muuttuu (huhti- ja marraskuussa vuorokauden pituus poikkeaa standardista 0,001 s), pyörimisakseli precessoituu (20,1″ vuodessa). ) ja vaihtelee (hetkellisen navan etäisyys keskiarvosta ei ylitä 15′ ). Suurella aikaskaalalla se hidastuu. Maan yhden kierroksen kesto on pidentynyt viimeisen 2000 vuoden aikana keskimäärin 0,0023 sekuntia vuosisadassa (viimeisten 250 vuoden havaintojen mukaan tämä lisäys on pienempi - noin 0,0014 sekuntia 100 vuodessa). Vuorovesikiihtyvyydestä johtuen jokainen seuraava päivä on keskimäärin ~29 nanosekuntia pidempi kuin edellinen.

Maan kiertoaika suhteessa kiinteisiin tähtiin on International Earth Rotation Servicen (IERS) mukaan 86164,098903691 sekuntia UT1-version mukaan tai 23 tuntia 56 minuuttia. 4,098903691 s.

Maa kiertää Auringon elliptisellä kiertoradalla noin 150 miljoonan km:n etäisyydellä keskinopeudella 29,765 km/s. Nopeus vaihtelee 30,27 km/s (perihelionissa) 29,27 km/s (afelionissa). Liikkuessaan kiertoradalla Maa tekee täyden kierroksen 365,2564 keskimääräisessä aurinkopäivässä (yksi sideerinen vuosi). Maasta auringon liike suhteessa tähtiin on noin 1° vuorokaudessa idän suunnassa. Maan kiertonopeus ei ole vakio: heinäkuussa (afelion ohittaessa) se on minimaalinen ja on noin 60 kaariminuuttia vuorokaudessa ja tammikuussa perihelin ohittaessa maksimi, noin 62 minuuttia vuorokaudessa. Aurinko ja koko aurinkokunta kiertävät Linnunradan galaksin keskustaa lähes pyöreällä kiertoradalla noin 220 km/s nopeudella. Linnunradan aurinkokunta puolestaan ​​liikkuu noin 20 km/s nopeudella kohti pistettä (huippua), joka sijaitsee Lyyran ja Herkuleen tähdistöjen rajalla, kiihtyen universumin laajentuessa.

Kuu ja Maa kiertävät yhteisen massakeskuksen 27,32 päivän välein suhteessa tähtiin. Kahden identtisen kuun vaiheen (synodisen kuukauden) välinen aikaväli on 29,53059 päivää. Taivaan pohjoisnavasta katsottuna Kuu kiertää maata vastapäivään. Kaikkien planeettojen pyöriminen Auringon ympäri sekä Auringon, Maan ja Kuun pyöriminen akselinsa ympäri tapahtuu samaan suuntaan. Maan pyörimisakseli poikkeaa kohtisuorasta sen kiertoradan tasoon nähden 23,5 astetta (Maan akselin suunta ja kaltevuuskulma muuttuvat precession vuoksi, ja Auringon näennäinen korkeus riippuu vuodenajasta); Kuun kiertorata on kalteva 5 astetta suhteessa Maan kiertorataan (ilman tätä poikkeamaa olisi yksi auringon- ja yksi kuunpimennys joka kuukausi).

Maan akselin kallistumisesta johtuen Auringon korkeus horisontin yläpuolella muuttuu ympäri vuoden. Kesäisin pohjoisilla leveysasteilla olevalle tarkkailijalle, kun pohjoisnapa on kallistettuna aurinkoa kohti, päivänvalotunnit kestävät pidempään ja Aurinko on korkeammalla taivaalla. Tämä johtaa korkeampiin keskimääräisiin ilmanlämpötiloihin. Kun pohjoisnava kallistuu poispäin auringosta, kaikki kääntyy päinvastaiseksi ja ilmasto kylmenee. Napapiirin takana on tällä hetkellä napayö, joka napapiirin leveysasteella kestää lähes kaksi päivää (aurinko ei nouse talvipäivänseisauksen päivänä) ja saavuttaa kuusi kuukautta pohjoisnavalla.

Nämä ilmastonmuutokset (joka johtuu maan akselin kallistumisesta) johtavat vuodenaikojen vaihtumiseen. Neljä vuodenaikaa määrittävät päivänseisaukset - hetket, jolloin maan akseli on eniten kallistunut kohti aurinkoa tai poispäin auringosta - ja päiväntasaus. Talvipäivänseisaus on noin 21. joulukuuta, kesä noin 21. kesäkuuta, kevätpäiväntasaus noin 20. maaliskuuta ja syyspäiväntasaus noin 23. syyskuuta. Kun pohjoisnapa on kallistettu aurinkoa kohti, etelänapa kallistuu siitä poispäin. Näin ollen kun pohjoisella pallonpuoliskolla on kesä, eteläisellä pallonpuoliskolla on talvi ja päinvastoin (vaikka kuukausia kutsutaan samalla tavalla, eli esimerkiksi helmikuu pohjoisella pallonpuoliskolla on viimeinen (ja kylmin) kuukausi talvella, ja eteläisellä pallonpuoliskolla se on kesän viimeinen (ja lämpimin) kuukausi).

Maan akselin kallistuskulma on suhteellisen vakio pitkän ajan kuluessa. Se kuitenkin käy läpi pieniä siirtymiä (tunnetaan nimellä nutaatio) 18,6 vuoden välein. On myös pitkäjaksoisia värähtelyjä (noin 41 000 vuotta), jotka tunnetaan Milankovitchin jaksoina. Maan akselin suunta myös muuttuu ajan myötä, precessiojakson kesto on 25 000 vuotta; tämä precessio on syy sidereal-vuoden ja trooppisen vuoden väliseen eroon. Molemmat liikkeet johtuvat auringon ja kuun muuttuvasta vetovoimasta, joka kohdistaa Maan päiväntasaajan pullistumaan. Maan navat liikkuvat sen pintaan nähden useita metrejä. Tällä napojen liikkeellä on erilaisia ​​syklisiä komponentteja, joita kutsutaan yhteisesti kvasiperiodiseksi liikkeeksi. Tämän liikkeen vuotuisten komponenttien lisäksi on olemassa 14 kuukauden sykli, jota kutsutaan maan napojen Chandler-liikkeeksi. Maan pyörimisnopeus ei myöskään ole vakio, mikä heijastuu vuorokauden pituuden muutoksena.

Tällä hetkellä maapallo ohittaa periheelin tammikuun 3. päivänä ja aphelionin 4. heinäkuuta. Maahan perihelionissa saavuttavan aurinkoenergian määrä on 6,9 % suurempi kuin aphelionissa, koska etäisyys Maan ja Auringon välillä on 3,4 % suurempi. Tämä selittyy käänteisen neliön lailla. Koska eteläinen pallonpuolisko on kallistettu aurinkoa kohti suunnilleen samaan aikaan, kun Maa on lähinnä aurinkoa, se saa hieman enemmän aurinkoenergiaa ympäri vuoden kuin pohjoinen pallonpuolisko. Tämä vaikutus on kuitenkin paljon vähemmän merkittävä kuin Maan akselin kallistumisesta johtuva kokonaisenergian muutos, ja lisäksi suurin osa ylimääräisestä energiasta imeytyy eteläisen pallonpuoliskon suureen vesimäärään.

Maan osalta Hill-pallon (Maan painovoiman vaikutusalueen) säde on noin 1,5 miljoonaa km. Tämä on suurin etäisyys, jolla Maan painovoiman vaikutus on suurempi kuin muiden planeettojen ja Auringon painovoiman vaikutus.

Havainto

Maan valokuvasi ensimmäisen kerran avaruudesta vuonna 1959 Explorer 6:lla. Ensimmäinen ihminen, joka näki maan avaruudesta, oli Juri Gagarin vuonna 1961. Apollo 8:n miehistö vuonna 1968 havaitsi ensimmäisenä Maan nousun Kuun kiertoradalta. Vuonna 1972 Apollo 17:n miehistö otti kuuluisan kuvan Maasta - "Sinisen marmorin".

Ulkoavaruudesta ja "ulkoisilta" planeetoilta (sijaitsee Maan kiertoradan ulkopuolella) on mahdollista tarkkailla Maan kulkua Kuun kaltaisten vaiheiden läpi, aivan kuten maapallolla oleva tarkkailija voi nähdä Venuksen vaiheet (löysi Galileo Galilei ).

Kuu

Kuu on suhteellisen suuri planeetan kaltainen satelliitti, jonka halkaisija on neljäsosa Maan halkaisijasta. Se on aurinkokunnan suurin satelliitti planeetansa kokoon nähden. Maan kuun nimen perusteella muiden planeettojen luonnollisia satelliitteja kutsutaan myös "kuuiksi".

Maan ja Kuun välinen gravitaatiovoima on syy Maan vuoroveden. Samanlainen vaikutus Kuuhun ilmenee siinä tosiasiassa, että se on jatkuvasti kohti Maata samalla puolella (Kuun kierrosjakso akselinsa ympäri on yhtä suuri kuin sen kierrosjakso Maan ympäri; katso myös Kuun vuorovesikiihtyvyys ). Tätä kutsutaan vuorovesisynkronointiksi. Kuun kiertoradalla Maan ympäri Aurinko valaisee satelliitin pinnan eri osia, mikä ilmenee kuun vaiheiden ilmiönä: pinnan tumma osa on erotettu vaaleasta terminaattorilla.

Vuorovesisynkronoinnin ansiosta Kuu siirtyy pois maasta noin 38 mm vuodessa. Miljoonien vuosien aikana tämä pieni muutos sekä Maan vuorokauden lisääntyminen 23 mikrosekuntia vuodessa johtavat merkittäviin muutoksiin. Esimerkiksi devonilla (noin 410 miljoonaa vuotta sitten) vuodessa oli 400 päivää ja yksi päivä kesti 21,8 tuntia.

Kuu voi vaikuttaa merkittävästi elämän kehitykseen muuttamalla planeetan ilmastoa. Paleontologiset löydökset ja tietokonemallit osoittavat, että Maan akselin kallistusta stabiloi Maan vuorovesisynkronointi Kuun kanssa. Jos Maan pyörimisakseli siirtyisi lähemmäs ekliptista tasoa, planeetan ilmasto muuttuisi sen seurauksena erittäin ankaraksi. Toinen napoista osoittaisi suoraan aurinkoon ja toinen vastakkaiseen suuntaan, ja kun maa pyörii Auringon ympäri, ne vaihtaisivat paikkaa. Napat osoittaisivat suoraan aurinkoon päin kesällä ja talvella. Tätä tilannetta tutkineet planetologit väittävät, että tässä tapauksessa kaikki suuret eläimet ja korkeammat kasvit kuolisivat sukupuuttoon maan päällä.

Kuun kulmakoko Maasta katsottuna on hyvin lähellä Auringon näennäistä kokoa. Näiden kahden taivaankappaleen kulmamitat (ja avaruuskulma) ovat samanlaiset, koska vaikka Auringon halkaisija on 400 kertaa suurempi kuin Kuun, se on 400 kertaa kauempana Maasta. Tämän seikan ja Kuun kiertoradan merkittävän epäkeskisyyden vuoksi maapallolla voidaan havaita sekä täydellisiä että rengaspimennyksiä.

Yleisin Kuun alkuperää koskeva hypoteesi, jättiläisiskuhypoteesi, väittää, että Kuu syntyi protoplaneetan Theian (noin Marsin kokoisen) törmäyksessä protomaan kanssa. Tämä selittää muun muassa syyt kuun ja maaperän koostumuksen yhtäläisyyksiin ja eroihin.

Tällä hetkellä maapallolla ei ole muita luonnollisia satelliitteja kuin Kuu, mutta luonnollisia rinnakkaiskiertosatelliitteja on ainakin kaksi - asteroidit 3753 Cruithney, 2002 AA29 ja monia keinotekoisia.

Maan lähellä olevat asteroidit

Suurten (halkaisijaltaan useita tuhansia kilometriä) asteroidien putoaminen Maahan aiheuttaa sen tuhoutumisvaaran, mutta kaikki nykyaikana havaitut sellaiset kappaleet ovat liian pieniä tähän ja niiden putoaminen on vaarallista vain biosfäärille. Suosittujen hypoteesien mukaan tällaiset putoukset olisivat saattaneet aiheuttaa useita massasukupuuttoja. Asteroidit, joiden perihelion etäisyys on enintään 1,3 tähtitieteellistä yksikköä ja jotka voivat lähestyä Maata enintään 0,05 AU:n etäisyydellä lähitulevaisuudessa. Eli niitä pidetään mahdollisesti vaarallisina esineinä. Yhteensä on rekisteröity noin 6 200 kohdetta, jotka kulkevat jopa 1,3 tähtitieteellisen yksikön etäisyydellä Maasta. Vaaraa, että ne putoavat planeetalle, pidetään mitättömänä. Nykyaikaisten arvioiden mukaan törmäyksiä tällaisten kappaleiden kanssa (pessimistisimpien ennusteiden mukaan) ei todennäköisesti tapahdu useammin kuin kerran sadassa tuhannessa vuodessa.

Maantieteelliset tiedot

Neliö

• Pinta-ala: 510,072 miljoonaa km²
• Maa: 148,94 miljoonaa km² (29,1 %)
• Vesi: 361,132 miljoonaa km² (70,9 %)

Rantaviivan pituus: 356 000 km

Sushin käyttö

Tiedot vuodelta 2011

• peltomaa - 10,43 %
• monivuotiset istutukset - 1,15%
• muut - 88,42 %

Kastetut maat: 3 096 621,45 km² (vuodesta 2011)

Sosioekonominen maantiede

31. lokakuuta 2011 maailman väkiluku oli 7 miljardia ihmistä. YK arvioi, että maailman väkiluku nousee 7,3 miljardiin vuonna 2013 ja 9,2 miljardiin vuonna 2050. Suurin osa väestönkasvusta tapahtuu kehitysmaissa. Keskimääräinen väestötiheys maalla on noin 40 ihmistä/km2, ja se vaihtelee suuresti eri puolilla maapalloa, korkein Aasiassa. Väestön kaupungistumisasteen ennustetaan nousevan 60 prosenttiin vuoteen 2030 mennessä nykyisestä 49 prosentista maailmanlaajuisesti.

Rooli kulttuurissa

Venäjän sana "maa" juontaa juurensa Praslaviin. *zemja samalla merkityksellä, joka puolestaan ​​jatkaa pra-ts. *dheĝhōm "maa".

Englanniksi maa on maa. Tämä sana jatkuu vanhasta englannista eorthe ja keskienglannista erthe. Maapalloa käytettiin ensimmäisen kerran planeetan nimenä noin vuonna 1400. Tämä on planeetan ainoa nimi, jota ei ole otettu kreikkalais-roomalaisesta mytologiasta.

Maapallon tavallinen tähtitieteellinen merkki on ympyrän muotoinen risti. Tätä symbolia on käytetty eri kulttuureissa eri tarkoituksiin. Toinen versio symbolista on ympyrän päällä oleva risti (♁), tyylitelty pallo; Käytettiin maapallon varhaisena tähtitieteellisenä symbolina.

Monissa kulttuureissa maapallo on jumalallinen. Hänet yhdistetään jumalattareen, äitijumalattareen, nimeltään Äiti Maa, ja hänet kuvataan usein hedelmällisyyden jumalattarena.

Atsteekit kutsuivat maata Tonantziniksi - "äidimme". Kiinalaisille tämä on jumalatar Hou-Tu (后土), joka on samanlainen kuin kreikkalainen Maan jumalatar - Gaia. Norjalaisessa mytologiassa maanjumalatar Jord oli Thorin äiti ja Annarin tytär. Muinaisessa egyptiläisessä mytologiassa, toisin kuin monissa muissa kulttuureissa, maa tunnistetaan mieheen - Geb-jumalaan ja taivas naiseen - jumalatar Pähkinä.

Monissa uskonnoissa on myyttejä maailman alkuperästä, jotka kertovat maan luomisesta yhden tai useamman jumaluuden toimesta.

Monissa muinaisissa kulttuureissa maata pidettiin litteänä, esimerkiksi Mesopotamian kulttuurissa maailmaa esitettiin tasaisena kiekkona, joka kelluu valtameren pinnalla. Muinaiset kreikkalaiset filosofit tekivät oletuksia Maan pallomaisesta muodosta; Pythagoras noudatti tätä näkemystä. Keskiajalla useimmat eurooppalaiset uskoivat, että maapallo oli pallomainen, minkä todistivat ajattelijat, kuten Tuomas Akvinolainen. Ennen avaruuslennon tuloa Maan pallomaista muotoa koskevat tuomiot perustuivat toissijaisten piirteiden havaintoihin ja muiden planeettojen samanlaiseen muotoon.

Tekninen kehitys 1900-luvun jälkipuoliskolla muutti yleistä käsitystä maapallosta. Ennen avaruuslentoa Maata kuvattiin usein vihreänä maailmana. Tieteiskirjailija Frank Paul saattoi olla ensimmäinen, joka kuvasi pilvettömän sinisen planeetan (jossa maa näkyy selvästi) Amazing Stories -lehden heinäkuun 1940 numeron takaosassa.

Vuonna 1972 Apollo 17:n miehistö otti kuuluisan valokuvan maapallosta nimeltä "Blue Marble". Voyager 1:n vuonna 1990 ottama valokuva maasta kaukaa siitä sai Carl Saganin vertaamaan planeettaa vaaleansiniseen pisteeseen. Maata verrattiin myös suureen avaruusalukseen, jossa on elämää ylläpitävä järjestelmä, jota on ylläpidettävä. Maan biosfääriä on joskus kuvattu yhdeksi suureksi organismiksi.

Ekologia

Viimeisten kahden vuosisadan aikana kasvava ympäristöliike on ilmaissut huolensa ihmisen toiminnan kasvavasta vaikutuksesta maapallon ympäristöön. Tämän yhteiskuntapoliittisen liikkeen keskeiset tavoitteet ovat luonnonvarojen suojelu ja saastumisen poistaminen. Luonnonsuojelijat kannattavat planeetan luonnonvarojen kestävää käyttöä ja ympäristönhoitoa. Tämä voidaan heidän mielestään saavuttaa tekemällä muutoksia hallituksen politiikkaan ja muuttamalla jokaisen yksilöllistä asennetta. Tämä pätee erityisesti uusiutumattomien luonnonvarojen laajamittaiseen käyttöön. Tarve ottaa huomioon tuotannon ympäristövaikutukset aiheuttavat lisäkustannuksia, mikä johtaa ristiriitaan kaupallisten etujen ja ympäristöliikkeiden ajatusten välillä.

Maan tulevaisuus

Planeetan tulevaisuus liittyy läheisesti Auringon tulevaisuuteen. "Käytetyn" heliumin kertymisen seurauksena Auringon ytimeen tähden kirkkaus alkaa hitaasti kasvaa. Se kasvaa 10 % seuraavien 1,1 miljardin vuoden aikana, ja sen seurauksena aurinkokunnan asuttava vyöhyke siirtyy nykyisen Maan kiertoradan ulkopuolelle. Joidenkin ilmastomallien mukaan maan pinnalle putoavan auringon säteilyn määrän lisääminen johtaa katastrofaalisiin seurauksiin, mukaan lukien mahdollisuus kaikkien valtamerten täydelliseen haihtumiseen.

Maapallon pintalämpötilan nousu kiihdyttää CO2:n epäorgaanista kiertoa ja laskee sen pitoisuuden kasveille tappavalle tasolle (10 ppm C4-fotosynteesiin) 500-900 miljoonan vuoden sisällä. Kasvillisuuden katoaminen johtaa ilmakehän happipitoisuuden laskuun ja elämä Maan päällä muuttuu mahdottomaksi muutamassa miljoonassa vuodessa. Toisen miljardin vuoden kuluttua vesi katoaa kokonaan planeetan pinnalta ja keskimääräinen pintalämpötila nousee 70 °C:seen. Suurin osa maasta tulee elämäkelvottomaksi, ja se jää ensisijaisesti valtamereen. Mutta vaikka aurinko olisi ikuinen ja muuttumaton, maan jatkuva sisäinen jäähtyminen voisi johtaa suurimman osan ilmakehästä ja valtameristä (tulivuoren toiminnan vähentymisen vuoksi). Siihen mennessä maapallon ainoat elävät olennot jäävät äärimmäisiksi eliöiksi, jotka kestävät korkeita lämpötiloja ja veden puutetta.

3,5 miljardin vuoden kuluttua Auringon kirkkaus kasvaa 40 % nykyiseen tasoon verrattuna. Olosuhteet Maan pinnalla ovat siihen mennessä samanlaiset kuin nykyajan Venuksen pintaolosuhteet: valtameret haihtuvat kokonaan ja lentävät avaruuteen, pinnasta tulee karu kuuma aavikko. Tämä katastrofi tekee mahdottomaksi minkäänlaista elämää maan päällä. Auringon ytimestä loppuu vety 7,05 miljardin vuoden kuluttua. Tämä johtaa siihen, että aurinko poistuu pääsarjasta ja siirtyy punaisen jättiläisen vaiheeseen. Malli osoittaa, että sen säde kasvaa arvoon, joka vastaa noin 77,5 % maan nykyisestä kiertoradan säteestä (0,775 AU), ja sen valoisuus kasvaa kertoimella 2350-2700. Siihen mennessä maapallon kiertorata voi kuitenkin kasvaa 1,4 AU:iin. Eli koska Auringon painovoima heikkenee johtuen siitä, että se menettää 28-33% massastaan ​​aurinkotuulen voimistuessa. Vuodelta 2008 tehdyt tutkimukset osoittavat kuitenkin, että Aurinko saattaa silti absorboida Maan vuorovesivuorovaikutusten vuoksi sen ulkokuoren kanssa.

Siihen mennessä Maan pinta on sulassa tilassa, kun lämpötila maapallolla nousee 1370 °C:seen. Punaisen jättiläisen voimakkain aurinkotuuli puhaltaa todennäköisesti maan ilmakehän avaruuteen. 10 miljoonan vuoden kuluttua siitä, kun aurinko siirtyy punaisen jättiläisen vaiheeseen, auringon ytimen lämpötila nousee 100 miljoonaan K, tapahtuu heliumin leimahdus ja alkaa lämpöydinreaktio hiili- ja happisynteesin heliumista. säde pienenee 9,5 nykyaikaisiin. Heliumin palamisvaihe kestää 100-110 miljoonaa vuotta, minkä jälkeen tähden ulkokuorten nopea laajeneminen toistuu ja siitä tulee jälleen punainen jättiläinen. Tultuaan asymptoottiseen jättimäiseen haaraan Auringon halkaisija kasvaa 213-kertaiseksi. 20 miljoonan vuoden kuluttua alkaa tähden pinnan epävakaat pulsaatiot. Tähän Auringon olemassaolon vaiheeseen liittyy voimakkaita soihdutuksia, ajoittain sen kirkkaus ylittää nykyisen tason 5000 kertaa. Tämä tapahtuu, koska aiemmin vaikuttamattomat heliumjäännökset pääsevät lämpöydinreaktioon.

Noin 75 000 vuodessa (muiden lähteiden mukaan 400 000) Aurinko irtoaa kuorensa, ja lopulta punaisesta jättiläisestä jää jäljelle vain sen pieni keskusydin - valkoinen kääpiö, pieni, kuuma, mutta erittäin tiheä esine, jonka massa on noin 54,1 % alkuperäisestä aurinkoenergiasta. Jos maa voi välttää Auringon ulkokuorten absorboitumisen punaisen jättiläisen vaiheen aikana, se on olemassa monia miljardeja (ja jopa triljoonia) vuosia, niin kauan kuin maailmankaikkeus on olemassa, mutta olosuhteet sen uudelleen syntymiselle elämää (ainakin nykyisessä muodossaan) ei ole maan päällä. Kun aurinko siirtyy valkoisen kääpiön vaiheeseen, maan pinta jäähtyy vähitellen ja syöksyy pimeyteen. Jos kuvittelet Auringon koon tulevan Maan pinnalta, se ei näytä kiekolta, vaan loistavalta pisteeltä, jonka kulmamitat ovat noin 0°0'9″.

Maan massaa vastaavan mustan aukon Schwarzschildin säde on 8 mm.

(Vierailtu 1 100 kertaa, 1 käyntiä tänään)