Bumi adalah objek studi untuk sejumlah besar ilmu geosains. Ilmu yang mempelajari Bumi sebagai benda angkasa termasuk dalam bidang, struktur dan komposisi Bumi dipelajari oleh geologi, keadaan atmosfer - oleh meteorologi, totalitas manifestasi kehidupan di planet - oleh biologi. Geografi menggambarkan ciri-ciri relief permukaan planet - samudra, laut, danau dan perairan, benua dan pulau-pulau, gunung dan lembah, serta pemukiman dan masyarakat. pendidikan: kota dan desa, negara bagian, wilayah ekonomi, dll.

Karakteristik planet

Bumi berputar mengelilingi bintang Matahari dalam orbit elips (sangat mendekati lingkaran) dengan kecepatan rata-rata 29.765 m/s pada jarak rata-rata 149.600.000 km per periode, yang kira-kira sama dengan 365,24 hari. Bumi mempunyai satelit yang mengorbit Matahari pada jarak rata-rata 384.400 km. Kemiringan sumbu bumi terhadap bidang ekliptika adalah 66 0 33"22". Periode revolusi planet pada porosnya adalah 23 jam 56 menit 4,1 s kemiringan sumbu dan revolusi mengelilingi Matahari menyebabkan perubahan waktu dalam setahun.

Bentuk bumi adalah geoid. Jari-jari rata-rata bumi adalah 6371,032 km, khatulistiwa - 6378,16 km, kutub - 6356,777 km. Luas permukaan bumi adalah 510 juta km², volume - 1,083 · 10 12 km², kepadatan rata-rata - 5518 kg/m³. Massa bumi adalah 5976,10 21 kg. Bumi mempunyai medan magnet dan medan listrik yang berkaitan erat. Medan gravitasi bumi menentukan bentuknya yang mendekati bola dan keberadaan atmosfer.

Menurut konsep kosmogonik modern, Bumi terbentuk sekitar 4,7 miliar tahun yang lalu dari materi gas yang tersebar di tata surya protosolar. Sebagai hasil dari diferensiasi materi bumi, di bawah pengaruh medan gravitasinya, dalam kondisi pemanasan interior bumi, cangkang dengan komposisi kimia yang berbeda, keadaan agregasi dan sifat fisik - geosfer - muncul dan berkembang: inti (di tengah), mantel, kerak bumi, hidrosfer, atmosfer, magnetosfer . Komposisi bumi didominasi oleh besi (34,6%), oksigen (29,5%), silikon (15,2%), magnesium (12,7%). Kerak bumi, mantel, dan inti bumi berbentuk padat (inti luar dianggap cair). Dari permukaan bumi menuju pusat, tekanan, kepadatan dan suhu meningkat. Tekanan di pusat planet adalah 3,6 · 10 11 Pa, kepadatannya sekitar 12,5 · 10³ kg/m³, dan suhu berkisar antara 5000 hingga 6000 °C. Jenis utama kerak bumi adalah benua dan samudera; di zona transisi dari benua ke lautan, kerak dengan struktur perantara berkembang.

Bentuk Bumi

Sosok Bumi merupakan idealisasi yang digunakan untuk mencoba menggambarkan bentuk planet. Tergantung pada tujuan uraiannya, berbagai model bentuk bumi digunakan.

Pendekatan pertama

Bentuk gambaran bumi yang paling kasar pada pendekatan pertama adalah bola. Untuk sebagian besar permasalahan geosains umum, perkiraan ini tampaknya cukup untuk digunakan dalam deskripsi atau studi proses geografis tertentu. Dalam hal ini, perataan planet di kutub ditolak sebagai pernyataan yang tidak penting. Bumi memiliki satu sumbu rotasi dan bidang ekuator - bidang simetri dan bidang simetri meridian, yang secara khas membedakannya dari kumpulan simetri bola ideal yang tak terhingga. Struktur horizontal selubung geografis dicirikan oleh zonalitas tertentu dan simetri tertentu relatif terhadap ekuator.

Perkiraan kedua

Jika didekati lebih dekat, bentuk Bumi disamakan dengan ellipsoid revolusi. Model ini, ditandai dengan sumbu yang diucapkan, bidang simetri ekuator, dan bidang meridional, digunakan dalam geodesi untuk menghitung koordinat, membangun jaringan kartografi, perhitungan, dll. Selisih sumbu setengah ellipsoid tersebut adalah 21 km, sumbu mayor 6378,160 km, sumbu minor 6356,777 km, eksentrisitas 1/298,25. Posisi permukaan dapat dengan mudah dihitung secara teoritis, tetapi tidak bisa ditentukan secara eksperimental di alam.

Perkiraan ketiga

Karena bagian bumi khatulistiwa juga berbentuk elips dengan selisih panjang setengah sumbu 200 m dan eksentrisitas 1/30000, maka model ketiga adalah ellipsoid triaksial. Model ini hampir tidak pernah digunakan dalam studi geografis; model ini hanya menunjukkan struktur internal planet yang kompleks.

Perkiraan keempat

Geoid adalah permukaan ekuipotensial yang bertepatan dengan permukaan rata-rata Samudra Dunia; ini adalah tempat kedudukan geometris titik-titik di ruang angkasa yang memiliki potensi gravitasi yang sama. Permukaan seperti itu memiliki bentuk kompleks yang tidak beraturan, yaitu. bukan pesawat. Permukaan rata pada setiap titik tegak lurus terhadap garis tegak lurus. Signifikansi praktis dan pentingnya model ini adalah bahwa hanya dengan bantuan garis tegak lurus, level, level dan instrumen geodesi lainnya seseorang dapat melacak posisi permukaan datar, yaitu. dalam kasus kami, geoid.

Lautan dan daratan

Ciri umum struktur permukaan bumi adalah sebarannya menjadi benua dan lautan. Sebagian besar bumi ditempati oleh Samudra Dunia (361,1 juta km² 70,8%), daratan seluas 149,1 juta km² (29,2%), dan membentuk enam benua (Eurasia, Afrika, Amerika Utara, Amerika Selatan, dan Australia) dan pulau-pulau. Tingginya di atas permukaan lautan rata-rata 875 m (ketinggian tertinggi adalah 8848 m - Gunung Chomolungma), pegunungan menempati lebih dari 1/3 permukaan tanah. Gurun menutupi sekitar 20% permukaan tanah, hutan - sekitar 30%, gletser - lebih dari 10%. Amplitudo ketinggian di planet ini mencapai 20 km. Kedalaman rata-rata lautan di dunia adalah sekitar 3800 m (kedalaman terbesar adalah 11020 m - Palung Mariana (palung) di Samudera Pasifik). Volume air di planet ini adalah 1.370 juta km³, salinitas rata-rata adalah 35 ‰ (g/l).

Struktur geologi

Struktur geologi bumi

Inti dalam diperkirakan berdiameter 2.600 km dan terdiri dari besi atau nikel murni, inti luar setebal 2.250 km besi cair atau nikel, dan mantel, setebal sekitar 2.900 km, sebagian besar terdiri dari batuan keras, terpisah dari kerak di permukaan Mohorovic. Kerak bumi dan mantel atas membentuk 12 blok bergerak utama, beberapa di antaranya menopang benua. Dataran tinggi terus bergerak lambat, gerakan ini disebut pergeseran tektonik.

Struktur internal dan komposisi Bumi “padat”. 3. terdiri dari tiga geosfer utama: kerak bumi, mantel dan inti, yang selanjutnya terbagi menjadi beberapa lapisan. Substansi geosfer ini berbeda dalam sifat fisik, kondisi dan komposisi mineralogi. Bergantung pada besarnya kecepatan gelombang seismik dan sifat perubahannya terhadap kedalaman, Bumi “padat” dibagi menjadi delapan lapisan seismik: A, B, C, D ", D", E, F dan G. In Selain itu, lapisan yang sangat kuat dibedakan di bumi yaitu litosfer dan lapisan lunak berikutnya - astenosfer. Bola A, atau kerak bumi, memiliki ketebalan yang bervariasi (di wilayah benua - 33 km, di wilayah samudera - 6 km). km, rata-rata - 18 km).

Kerak bumi menebal di bawah pegunungan dan hampir menghilang di lembah retakan di pegunungan tengah laut. Di batas bawah kerak bumi, permukaan Mohorovicic, kecepatan gelombang seismik meningkat secara tiba-tiba, yang terutama disebabkan oleh perubahan komposisi material seiring dengan kedalaman, transisi dari granit dan basal ke batuan ultrabasa di mantel atas. Lapisan B, C, D", D" termasuk dalam mantel. Lapisan E, F dan G membentuk inti bumi dengan radius 3486 km. Pada perbatasan dengan inti (permukaan Gutenberg), kecepatan gelombang longitudinal menurun tajam sebesar 30%, dan gelombang transversal menghilang yang berarti inti terluar. (lapisan E, memanjang hingga kedalaman 4980 km) cair Di bawah lapisan transisi F (4980-5120 km) terdapat inti dalam padat (lapisan G), di mana gelombang transversal kembali merambat.

Unsur kimia berikut mendominasi kerak padat: oksigen (47,0%), silikon (29,0%), aluminium (8,05%), besi (4,65%), kalsium (2,96%), natrium (2,5%), magnesium (1,87% ), kalium (2,5%), titanium (0,45%), yang jumlahnya mencapai 98,98%. Unsur paling langka: Po (sekitar 2,10 -14%), Ra (2,10 -10%), Re (7,10 -8%), Au (4,3 · 10 -7%), Bi (9 · 10 -7%) dll.

Sebagai hasil dari proses magmatik, metamorf, tektonik, dan sedimentasi, kerak bumi berdiferensiasi tajam; proses kompleks konsentrasi dan dispersi unsur-unsur kimia terjadi di dalamnya, yang mengarah pada pembentukan berbagai jenis batuan.

Mantel atas diyakini memiliki komposisi yang mirip dengan batuan ultrabasa, didominasi oleh O (42,5%), Mg (25,9%), Si (19,0%) dan Fe (9,85%). Dalam istilah mineral, olivin mendominasi di sini, dengan jumlah piroksen yang lebih sedikit. Mantel bawah dianggap analog dengan meteorit berbatu (kondrit). Inti bumi memiliki komposisi yang mirip dengan meteorit besi dan mengandung sekitar 80% Fe, 9% Ni, 0,6% Co. Berdasarkan model meteorit, dihitung rata-rata komposisi bumi yang didominasi oleh Fe (35%), A (30%), Si (15%) dan Mg (13%).

Suhu adalah salah satu karakteristik terpenting interior bumi, yang memungkinkan kita menjelaskan keadaan materi di berbagai lapisan dan membangun gambaran umum tentang proses global. Berdasarkan pengukuran di sumur, suhu pada kilometer pertama meningkat seiring kedalaman dengan gradien 20 °C/km. Pada kedalaman 100 km, tempat sumber utama gunung berapi berada, suhu rata-rata sedikit lebih rendah dari titik leleh batuan dan sama dengan 1100 ° C. Pada saat yang sama, di bawah lautan pada kedalaman 100- 200 km suhunya 100-200 ° C lebih tinggi daripada di benua. Kepadatan materi di lapisan C pada 420 km sesuai dengan tekanan 1,4 10 10 Pa dan diidentifikasi dengan transisi fase ke olivin, yang terjadi pada suhu. sekitar 1600 °C. Pada perbatasan dengan inti pada tekanan 1,4 · 10 11 Pa dan suhu Pada sekitar 4000 °C, silikat berada dalam keadaan padat, dan besi dalam keadaan cair. Di lapisan transisi F, tempat besi membeku, suhunya bisa mencapai 5000 °C, di pusat bumi - 5000-6000 °C, yaitu cukup untuk suhu Matahari.

atmosfer bumi

Atmosfer bumi yang massa totalnya 5,15 · 10 15 ton, terdiri dari udara - campuran terutama nitrogen (78,08%) dan oksigen (20,95%), 0,93% argon, 0,03% karbon dioksida, sisanya adalah uap air, serta gas inert dan gas lainnya. Suhu permukaan bumi maksimum adalah 57-58°C (di gurun tropis Afrika dan Amerika Utara), suhu minimum sekitar -90°C (di wilayah tengah Antartika).

Atmosfer bumi melindungi semua makhluk hidup dari efek berbahaya radiasi kosmik.

Komposisi kimia atmosfer bumi: 78,1% - nitrogen, 20 - oksigen, 0,9 - argon, sisanya - karbon dioksida, uap air, hidrogen, helium, neon.

Atmosfer bumi meliputi :

• troposfer (hingga 15 km)
• stratosfer (15-100 km)
• ionosfer (100 - 500 km).

Cuaca dan iklim

Lapisan atmosfer yang paling bawah disebut troposfer. Fenomena yang menentukan cuaca terjadi di dalamnya. Karena pemanasan permukaan bumi yang tidak merata oleh radiasi matahari, sejumlah besar udara terus-menerus bersirkulasi di troposfer. Arus udara utama di atmosfer bumi adalah angin pasat pada pita hingga 30° di sepanjang khatulistiwa dan angin barat di zona beriklim sedang pada pita dari 30° hingga 60°. Faktor lain dalam perpindahan panas adalah sistem arus laut.

Air mempunyai siklus yang konstan di permukaan bumi. Menguap dari permukaan air dan daratan, dalam kondisi yang menguntungkan, uap air naik ke atmosfer, yang mengarah pada pembentukan awan. Air kembali ke permukaan bumi dalam bentuk presipitasi dan mengalir ke laut dan samudera sepanjang tahun.

Jumlah energi matahari yang diterima permukaan bumi berkurang seiring bertambahnya garis lintang. Semakin jauh dari garis khatulistiwa, semakin kecil sudut datangnya sinar matahari ke permukaan, dan semakin besar jarak yang harus ditempuh sinar tersebut di atmosfer. Akibatnya, suhu rata-rata tahunan di permukaan laut menurun sekitar 0,4 °C per derajat garis lintang. Permukaan bumi terbagi menjadi zona lintang dengan iklim yang kurang lebih sama: tropis, subtropis, sedang, dan kutub. Klasifikasi iklim bergantung pada suhu dan curah hujan. Yang paling dikenal luas adalah klasifikasi iklim Köppen, yang membedakan lima kelompok besar - tropis lembab, gurun, garis lintang tengah lembab, iklim kontinental, iklim kutub dingin. Masing-masing kelompok ini dibagi menjadi kelompok-kelompok tertentu.

Pengaruh manusia terhadap atmosfer bumi

Atmosfer bumi sangat dipengaruhi oleh aktivitas manusia. Sekitar 300 juta mobil setiap tahunnya mengeluarkan 400 juta ton karbon oksida, lebih dari 100 juta ton karbohidrat, dan ratusan ribu ton timbal ke atmosfer. Penghasil emisi atmosfer yang kuat: pembangkit listrik tenaga panas, metalurgi, kimia, petrokimia, pulp dan industri lainnya, kendaraan bermotor.

Menghirup udara yang tercemar secara sistematis memperburuk kesehatan masyarakat. Kotoran gas dan debu dapat menimbulkan bau tidak sedap pada udara, mengiritasi selaput lendir mata dan saluran pernapasan bagian atas sehingga mengurangi fungsi pelindungnya, serta menyebabkan bronkitis kronis dan penyakit paru-paru. Sejumlah penelitian telah menunjukkan bahwa dengan latar belakang kelainan patologis pada tubuh (penyakit paru-paru, jantung, hati, ginjal, dan organ lainnya), efek berbahaya dari polusi atmosfer lebih terasa. Hujan asam telah menjadi masalah lingkungan yang penting. Setiap tahun, ketika bahan bakar dibakar, hingga 15 juta ton sulfur dioksida memasuki atmosfer, yang bila digabungkan dengan air, membentuk larutan asam sulfat lemah, yang jatuh ke tanah bersama dengan hujan. Hujan asam berdampak negatif terhadap manusia, tanaman, bangunan, dll.

Polusi udara ambien juga secara tidak langsung dapat mempengaruhi kondisi kesehatan dan sanitasi masyarakat.

Akumulasi karbon dioksida di atmosfer dapat menyebabkan pemanasan iklim akibat efek rumah kaca. Esensinya adalah lapisan karbon dioksida, yang dengan bebas mentransmisikan radiasi matahari ke bumi, akan menunda kembalinya radiasi panas ke lapisan atas atmosfer. Oleh karena itu, suhu di lapisan bawah atmosfer akan meningkat, yang pada gilirannya akan menyebabkan mencairnya gletser, salju, naiknya permukaan samudera dan lautan, serta banjir di sebagian besar daratan.

Cerita

Bumi terbentuk sekitar 4540 juta tahun yang lalu dari awan protoplanet berbentuk cakram bersama dengan planet-planet lain di tata surya. Pembentukan Bumi akibat akresi berlangsung 10-20 juta tahun. Pada mulanya bumi benar-benar cair, namun lambat laun mendingin, dan cangkang padat tipis terbentuk di permukaannya - kerak bumi.

Tak lama setelah terbentuknya Bumi, kurang lebih 4530 juta tahun yang lalu, Bulan pun terbentuk. Teori modern tentang pembentukan satu satelit alami Bumi menyatakan bahwa hal ini terjadi akibat tumbukan dengan benda langit masif yang disebut Theia.
Atmosfer utama bumi terbentuk sebagai hasil degassing batuan dan aktivitas gunung berapi. Air mengembun dari atmosfer membentuk Samudra Dunia. Meskipun Matahari pada saat itu 70% lebih lemah dibandingkan sekarang, data geologi menunjukkan bahwa lautan tidak membeku, yang mungkin disebabkan oleh efek rumah kaca. Sekitar 3,5 miliar tahun yang lalu, medan magnet bumi terbentuk, melindungi atmosfer dari angin matahari.

Pembentukan Bumi dan tahap awal perkembangannya (berlangsung sekitar 1,2 miliar tahun) termasuk dalam sejarah pra-geologi. Usia absolut batuan tertua adalah lebih dari 3,5 miliar tahun dan, mulai saat ini, sejarah geologi Bumi dimulai, yang terbagi menjadi dua tahap yang tidak sama: Prakambrium, yang menempati sekitar 5/6 dari seluruh kronologi geologi ( sekitar 3 miliar tahun), dan Fanerozoikum, mencakup 570 juta tahun terakhir. Sekitar 3-3,5 miliar tahun yang lalu, sebagai hasil dari evolusi alami materi, kehidupan muncul di Bumi, perkembangan biosfer dimulai - totalitas semua organisme hidup (yang disebut materi hidup di Bumi), yang secara signifikan mempengaruhi perkembangan atmosfer, hidrosfer dan geosfer (setidaknya di bagian cangkang sedimen). Akibat bencana oksigen, aktivitas organisme hidup mengubah komposisi atmosfer bumi, memperkayanya dengan oksigen, sehingga membuka peluang bagi perkembangan makhluk hidup aerobik.

Faktor baru yang mempunyai pengaruh kuat terhadap biosfer bahkan geosfer adalah aktivitas umat manusia, yang muncul di Bumi setelah kemunculan manusia sebagai akibat evolusi kurang dari 3 juta tahun yang lalu (kesatuan mengenai penanggalan belum tercapai dan beberapa peneliti percaya - 7 juta tahun yang lalu). Oleh karena itu, dalam proses perkembangan biosfer, formasi dan perkembangan lebih lanjut dari noosfer - cangkang bumi, yang sangat dipengaruhi oleh aktivitas manusia, dibedakan.

Tingginya laju pertumbuhan populasi bumi (populasi dunia adalah 275 juta pada tahun 1000, 1,6 miliar pada tahun 1900 dan sekitar 6,7 miliar pada tahun 2009) dan meningkatnya pengaruh masyarakat manusia terhadap lingkungan alam telah menimbulkan masalah dalam penggunaan sumber daya alam secara rasional. dan perlindungan alam.

Bumi

Bumi

planet tata surya, urutan ketiga setelah matahari. Mengorbit di sekelilingnya dalam bentuk elips, mendekati orbit melingkar (dengan eksentrisitas 0,017), dengan lih. kecepatan kira-kira. 30 km/detik. Menikahi. Jarak Bumi ke Matahari 149,6 juta km, masa revolusi 365,24 sr. hari-hari cerah (tahun tropis). Pada hari Rabu. Pada jarak 384,4 ribu km dari Bumi, satelit alami Bulan berputar mengelilinginya. Bumi berputar pada porosnya (memiliki kemiringan terhadap bidang ekliptika sebesar 66°33 22) dalam waktu 23 jam 56 menit (hari sideris). Rotasi Bumi mengelilingi Matahari dan kemiringan sumbu Bumi berhubungan dengan pergantian musim di Bumi, dan rotasi pada porosnya berhubungan dengan pergantian siang dan malam.

Struktur bumi: 1– kerak benua; 2 – kerak samudera; 3 - batuan sedimen; 4 – lapisan granit; 5 – lapisan basal; 6 - mantel; 7 – bagian luar inti; 8 - inti

Bumi berbentuk geoid (kira-kira berbentuk bola ellipsoidal triaksial), lih. yang radiusnya 6371,0 km, khatulistiwa – 6378,2 km, kutub – 6356,8 km; dl. keliling ekuator adalah 40.075,7 km. Luas permukaan bumi - 510,2 juta km² (termasuk daratan - 149 km², atau 29,2%, lautan dan samudera - 361,1 juta km², atau 70,8%), volume - 1083 10 12 km³, berat – 5976·10 21 kg, rata-rata. kepadatan – 5518 kg/m³. Bumi memiliki medan gravitasi yang menentukan bentuknya yang bulat dan kokoh suasana, serta medan magnet dan medan listrik yang berkaitan erat. Komposisi bumi didominasi oleh besi (34,6%), oksigen (29,5%), silikon (15,2%) dan magnesium (12,7%). Struktur bagian dalam bumi ditunjukkan pada gambar.

Pemandangan umum Bumi dari luar angkasa

Kondisi di bumi mendukung keberadaan kehidupan. Wilayah kehidupan aktif membentuk cangkang khusus Bumi - lingkungan, itu melakukan biologis sirkulasi zat dan aliran energi. Bumi juga punya amplop geografis, ditandai dengan komposisi dan struktur yang kompleks. Banyak ilmu yang mempelajari bumi (astronomi, geodesi, geologi, geokimia, geofisika, geografi fisik, geosains, biologi, dll).

Geografi. Ensiklopedia bergambar modern. - M.: Rosman. Diedit oleh Prof. A.P. Gorkina. 2006 .

Bumi

planet tempat kita tinggal; planet ketiga dari Matahari dan planet terbesar kelima di Tata Surya. Tata Surya diyakini terbentuk dari awan gas dan debu yang berputar-putar ca. 5 miliar tahun yang lalu. Bumi kaya akan sumber daya alam, mempunyai iklim yang baik, dan mungkin merupakan satu-satunya planet yang mendukung kehidupan. Di bagian dalam bumi, terjadi proses geodinamika aktif, yang diwujudkan dalam penyebaran dasar laut (pertumbuhan kerak samudera dan penyebaran selanjutnya), pergeseran benua, gempa bumi, letusan gunung berapi, dll.
Bumi berputar pada porosnya. Meskipun pergerakan ini tidak terlihat di permukaan, sebuah titik di ekuator bergerak dengan kecepatan kira-kira. 1600 km/jam. Bumi juga berputar mengelilingi Matahari dalam orbit kira-kira. 958 juta km dengan kecepatan rata-rata 29,8 km/s, menyelesaikan satu revolusi penuh dalam waktu sekitar satu tahun (rata-rata 365,242 hari matahari). Lihat juga tata surya.
KARAKTER FISIK
Bentuk dan komposisi. Bumi adalah bola yang terdiri dari tiga lapisan - padat (litosfer), cair (hidrosfer), dan gas (atmosfer). Kepadatan batuan penyusun litosfer meningkat menuju pusat. Yang disebut “Bumi padat” mencakup inti yang sebagian besar terbuat dari besi, mantel yang terbuat dari mineral logam ringan (seperti magnesium), dan kerak padat yang relatif tipis. Di beberapa tempat terfragmentasi (di daerah patahan) atau terlipat (di sabuk pegunungan).
Di bawah pengaruh gravitasi Matahari, Bulan dan planet-planet lain sepanjang tahun, bentuk orbit dan konfigurasi bumi sedikit berubah, dan pasang surut pun timbul. Di Bumi sendiri, terjadi pergeseran benua secara perlahan, rasio daratan dan lautan berangsur-angsur berubah, dan dalam proses evolusi kehidupan yang konstan, lingkungan mengalami transformasi. Kehidupan di Bumi terkonsentrasi di zona kontak litosfer, hidrosfer, dan atmosfer. Zona ini, bersama dengan semua organisme hidup, atau biota, disebut biosfer. Di luar biosfer, kehidupan hanya bisa ada jika terdapat sistem pendukung kehidupan khusus, seperti pesawat luar angkasa.
Bentuk dan ukuran. Perkiraan garis besar dan dimensi bumi telah diketahui selama lebih dari 2000 tahun. Kembali pada abad ke-3. SM. Ilmuwan Yunani Eratosthenes menghitung jari-jari Bumi dengan cukup akurat. Saat ini diketahui diameter khatulistiwanya adalah 12.754 km, dan diameter kutubnya kira-kira. 12.711 km. Secara geometris, Bumi berbentuk bola ellipsoidal triaksial, pipih di kutubnya (Gbr. 1, 2). Luas permukaan bumi kira-kira. 510 juta km 2, dimana 361 juta km 2 adalah air. Volume bumi kira-kira. 1121 miliar km3.
Ketimpangan jari-jari bumi antara lain disebabkan oleh perputaran planet yang mengakibatkan gaya sentrifugal maksimum di ekuator dan melemah di kutub. Andai saja gaya ini bekerja di bumi, maka semua benda di permukaannya akan terbang ke luar angkasa, namun karena gaya gravitasi, hal ini tidak terjadi.
Gaya gravitasi, atau gravitasi, menjaga bulan tetap pada orbitnya dan atmosfernya dekat dengan permukaan bumi. Akibat rotasi bumi dan aksi gaya sentrifugal, gravitasi di permukaannya agak berkurang. Gaya gravitasi menyebabkan percepatan benda jatuh bebas yang besarnya kira-kira 9,8 m/s 2 .
Heterogenitas permukaan bumi menentukan perbedaan gravitasi di berbagai wilayah. Pengukuran percepatan gravitasi memberikan informasi tentang struktur internal bumi. Misalnya, nilai yang lebih tinggi diamati di dekat pegunungan. Jika nilainya lebih rendah dari yang diperkirakan, maka kita dapat berasumsi bahwa pegunungan tersebut tersusun dari batuan yang kurang padat. Lihat juga geodesi
Massa dan kepadatan. Massa bumi kira-kira. 6000×10 18 ton Sebagai perbandingan, massa Jupiter sekitar 318 kali lebih besar, Matahari - 333 ribu kali. Sebaliknya, massa Bumi 81,8 kali massa Bulan. Kepadatan bumi bervariasi dari dapat diabaikan di bagian atas atmosfer hingga sangat tinggi di pusat planet. Mengetahui massa dan volume bumi, para ilmuwan menghitung bahwa kepadatan rata-ratanya kira-kira 5,5 kali kepadatan air. Salah satu batuan paling umum di permukaan bumi, granit memiliki kepadatan 2,7 g/cm3, kepadatan di dalam mantel bervariasi dari 3 hingga 5 g/cm3, di dalam inti dari 8 hingga 15 g/cm3. Di pusat bumi bisa mencapai 17 g/cm3. Sebaliknya, massa jenis udara di permukaan bumi kira-kira 1/800 massa jenis air, dan di bagian atas atmosfer kepadatannya sangat rendah.
Tekanan. Atmosfer memberikan tekanan pada permukaan bumi di permukaan laut dengan gaya sebesar 1 kg/cm2 (tekanan satu atmosfer), yang berkurang seiring dengan ketinggian. Pada ketinggian sekitar. Setelah 8 km turun sekitar dua pertiganya. Di dalam bumi, tekanan meningkat dengan cepat: pada batas inti bumi, tekanannya kira-kira. 1,5 juta atmosfer, dan di pusatnya - hingga 3,7 juta atmosfer.
Suhu di Bumi sangat bervariasi. Misalnya, rekor suhu tertinggi +58°C tercatat di Al-Azizia (Libya) pada 13 September 1922, dan rekor terendah, -89,2°C, di stasiun Vostok dekat Kutub Selatan di Antartika pada 21 Juli, 1983. Dengan kedalaman beberapa kilometer pertama dari permukaan bumi, suhu naik 0,6°C setiap 18 m, kemudian proses ini melambat. Inti yang terletak di pusat bumi dipanaskan hingga suhu 5000–6000 °C. Di lapisan atmosfer dekat permukaan, suhu udara rata-rata adalah 15 °C, di troposfer (bagian utama bawah atmosfer atmosfer bumi) secara bertahap mengecil, dan di atasnya (mulai dari stratosfer) sangat bervariasi tergantung pada ketinggian absolut.
Cangkang bumi yang suhunya biasanya di bawah 0°C disebut kriosfer. Di daerah tropis dimulai pada ketinggian kira-kira. 4500 m, di lintang tinggi (utara dan selatan 60–70°) - dari permukaan laut. Di wilayah subkutub di benua, kriosfer dapat meluas beberapa puluh ratusan meter di bawah permukaan bumi, membentuk cakrawala permafrost.
Geomagnetisme. Pada tahun 1600, fisikawan Inggris W. Gilbert menunjukkan bahwa Bumi berperilaku seperti magnet yang sangat besar. Gerakan turbulen di inti luar yang mengandung besi cair tampaknya menghasilkan arus listrik yang menciptakan medan magnet kuat yang membentang lebih dari 64.000 km ke luar angkasa. Garis-garis gaya medan ini meninggalkan satu kutub magnet bumi dan masuk ke kutub lainnya (Gbr. 3). Kutub magnet bergerak mengelilingi kutub geografis bumi. Medan geomagnetik melayang ke arah barat dengan kecepatan 24 km/tahun. Saat ini, Kutub Magnetik Utara terletak di antara pulau-pulau di Kanada bagian utara. Para ilmuwan percaya bahwa dalam periode sejarah geologi yang panjang, kutub magnet kira-kira bertepatan dengan kutub geografis. Di setiap titik di permukaan bumi, medan magnet dicirikan oleh komponen intensitas horizontal, deklinasi magnet (sudut antara komponen ini dan bidang meridian geografis) dan kemiringan magnet (sudut antara vektor intensitas dan bidang cakrawala). ). Di Kutub Magnet Utara, jarum kompas yang dipasang vertikal akan mengarah lurus ke bawah, dan di Kutub Magnet Selatan akan mengarah lurus ke atas. Namun pada kutub magnet, jarum kompas yang diletakkan secara horizontal berputar secara acak pada porosnya, sehingga kompas tidak berguna untuk navigasi di sini. Lihat juga geomagnetisme.
Geomagnetisme menentukan keberadaan medan magnet luar – magnetosfer. Saat ini, kutub magnet Utara bertanda positif (garis-garis medan mengarah ke dalam Bumi), dan kutub magnet Selatan bertanda negatif (garis-garis medan mengarah ke luar). Di masa lalu geologis, polaritasnya telah terbalik dari waktu ke waktu. Angin matahari (aliran partikel elementer yang dipancarkan Matahari) merusak medan magnet bumi: di sisi siang hari yang menghadap Matahari, ia dikompresi, dan di sisi sebaliknya, di sisi malam, ia diregangkan menjadi apa yang disebut. Ekor magnet bumi.
Di bawah 1.000 km, partikel elektromagnetik di lapisan atas atmosfer bumi yang tipis bertabrakan dengan molekul oksigen dan nitrogen, sehingga menghasilkan cahaya yang dikenal sebagai aurora, yang hanya terlihat sepenuhnya dari luar angkasa. Aurora yang paling mengesankan dikaitkan dengan badai magnet matahari, sinkron dengan aktivitas matahari maksimum, yang memiliki siklus 11 tahun dan 22 tahun. Saat ini, Cahaya Utara paling baik terlihat dari Kanada dan Alaska. Pada Abad Pertengahan, ketika kutub utara magnet terletak lebih jauh ke timur, aurora sering terlihat di Skandinavia, Rusia bagian utara, dan Tiongkok bagian utara.
STRUKTUR
Litosfer(dari bahasa Yunani lithos - batu dan sphaira - bola) - cangkang Bumi "padat". Sebelumnya, bumi diyakini terdiri dari kerak tipis yang keras dan lelehan panas yang mendidih di bawahnya, dan hanya kerak keras yang diklasifikasikan sebagai litosfer. Saat ini diyakini bahwa Bumi “padat” mencakup tiga cangkang konsentris yang disebut kerak bumi, mantel, dan inti (Gbr. 4). Kerak bumi dan mantel atas merupakan benda padat, bagian luar inti bumi berperilaku seperti media cair, dan bagian dalam berperilaku seperti benda padat. Ahli seismologi mengklasifikasikan kerak bumi dan mantel atas sebagai litosfer. Dasar litosfer terletak pada kedalaman 100 hingga 160 km pada kontak dengan astenosfer (zona dengan kekerasan, kekuatan dan viskositas yang berkurang di dalam mantel atas, mungkin terdiri dari batuan cair).
kerak bumi– kulit terluar bumi yang tipis dengan ketebalan rata-rata 32 km. Ia paling tipis di bawah lautan (dari 4 hingga 10 km), dan paling kuat di bawah benua (dari 13 hingga 90 km). Kerak bumi menyumbang sekitar 5% dari volume bumi.
Perbedaan dibuat antara kerak benua dan samudera (Gbr. 5). Yang pertama sebelumnya disebut sial, karena granit dan beberapa batuan lain yang menyusunnya terutama mengandung silikon (Si) dan aluminium (Al). Kerak samudera disebut sima karena dominasi silikon (Si) dan magnesium (Mg) dalam komposisi batuannya. Biasanya terdiri dari basal berwarna gelap, seringkali berasal dari gunung berapi. Ada juga daerah dengan kerak peralihan, dimana kerak samudera perlahan berubah menjadi kerak benua atau sebaliknya sebagian kerak benua berubah menjadi kerak samudera. Transformasi semacam ini terjadi dalam proses peleburan sebagian atau seluruhnya, serta sebagai akibat dari proses dinamis kerak.
Sekitar sepertiga permukaan bumi merupakan daratan, terdiri dari enam benua (Eurasia, Amerika Utara dan Selatan, Australia dan Antartika), pulau-pulau dan gugusan pulau (kepulauan). Sebagian besar daratannya terletak di belahan bumi utara. Posisi relatif benua telah berubah sepanjang sejarah geologi. Sekitar 200 juta tahun yang lalu, benua-benua tersebut sebagian besar terletak di Belahan Bumi Selatan dan membentuk benua super raksasa Gondwana. (cm. Juga GEOLOGI).
Ketinggian permukaan kerak bumi sangat bervariasi dari satu daerah ke daerah lain: titik tertinggi di Bumi adalah Gunung Qomolungma (Everest) di Himalaya (8.848 m di atas permukaan laut), dan titik terendah adalah di dasar Challenger Deep di Mariana Palung dekat Filipina (11.033 m di bawah permukaan). Dengan demikian, amplitudo ketinggian permukaan kerak bumi lebih dari 19 km. Pada umumnya negara pegunungan dengan ketinggian diatas 820 m diatas permukaan laut. m menempati sekitar 17% permukaan bumi, dan sisa daratan - kurang dari 12%. Sekitar 58% permukaan bumi berada di cekungan laut dalam (3–5 km), dan 13% berada di landas kontinen yang cukup dangkal dan wilayah peralihan. Tepi rak biasanya terletak pada kedalaman kira-kira. 200 m.
Sangat jarang penelitian langsung dapat mencakup lapisan kerak bumi yang terletak lebih dalam dari 1,5 km (seperti misalnya di tambang emas Afrika Selatan dengan kedalaman lebih dari 3 km, sumur minyak Texas dengan kedalaman sekitar 8 km). km dan yang terdalam di dunia - lebih dari 12 km - sumur pengeboran eksperimental Kola). Berdasarkan studi terhadap sumur ini dan sumur lainnya, sejumlah besar informasi telah diperoleh tentang komposisi, suhu dan sifat-sifat lain dari kerak bumi. Selain itu, di daerah dengan pergerakan tektonik yang intens, misalnya, di Grand Canyon di Sungai Colorado dan di negara pegunungan, pemahaman mendetail tentang struktur dalam kerak bumi dapat diperoleh.
Telah diketahui bahwa kerak bumi terdiri dari batuan padat. Pengecualiannya adalah zona vulkanik, di mana terdapat kantong-kantong batuan cair, atau magma, yang mengalir ke permukaan dalam bentuk lava. Secara umum batuan kerak bumi terdiri dari sekitar 75% oksigen dan silikon serta 13% aluminium dan besi. Kombinasi unsur-unsur ini dan beberapa unsur lainnya membentuk mineral penyusun batuan. Kadang-kadang unsur kimia dan mineral tertentu yang memiliki kepentingan ekonomi yang signifikan ditemukan di kerak bumi dalam konsentrasi yang signifikan. Ini termasuk karbon (berlian dan grafit), belerang, bijih emas, perak, besi, tembaga, timah, seng, aluminium dan logam lainnya. Lihat juga sumber daya mineral; mineral dan mineralogi.
Mantel- cangkang bumi “padat”, terletak di bawah kerak bumi dan memanjang hingga kedalaman kurang lebih 2900 km. Ini terbagi menjadi mantel atas (tebal sekitar 900 km) dan bawah (tebal sekitar 1900 km) dan terdiri dari silikat besi-magnesium hitam kehijauan (peridotit, dunit, eklogit). Pada suhu dan tekanan permukaan, batuan ini kira-kira dua kali lebih keras dari granit, tetapi pada kedalaman yang lebih dalam, batuan ini menjadi plastis dan mengalir perlahan. Akibat peluruhan unsur radioaktif (terutama isotop kalium dan uranium), mantel secara bertahap memanas dari bawah. Kadang-kadang, selama proses pembentukan gunung, balok-balok kerak bumi terbenam ke dalam bahan mantel, di mana mereka meleleh, dan kemudian selama letusan gunung berapi, bersama dengan lava, mereka terbawa ke permukaan (kadang-kadang lava termasuk pecahan peridotit, dunit dan eklogit).
Pada tahun 1909, ahli geofisika Kroasia A. Mohorovicic menemukan bahwa kecepatan rambat gelombang seismik longitudinal meningkat tajam pada kedalaman kira-kira. 35 km di bawah benua dan 5–10 km di bawah dasar laut. Batas ini sesuai dengan batas antara kerak dan mantel bumi dan disebut permukaan Mohorovicic. Posisi batas bawah mantel atas kurang pasti. Gelombang longitudinal, menembus ke dalam mantel, merambat dengan percepatan hingga mencapai astenosfer, di mana pergerakannya melambat. Mantel bawah, di mana kecepatan gelombang ini meningkat lagi, lebih kaku dibandingkan astenosfer, namun agak lebih elastis dibandingkan mantel atas.
Inti Bumi terbagi menjadi eksternal dan internal. Yang pertama dimulai pada kedalaman sekitar 2900 km dan memiliki ketebalan sekitar. 2100 km. Batas antara mantel bawah dan inti luar disebut lapisan Gutenberg. Dalam batasnya, gelombang longitudinal melambat, dan gelombang transversal tidak merambat sama sekali. Hal ini menunjukkan bahwa inti luar berperilaku seperti cairan, karena gelombang transversal tidak dapat merambat dalam media cair. Inti luarnya diyakini terdiri dari besi cair yang mempunyai massa jenis 8 hingga 10 g/cm 3 . Inti bagian dalam memiliki radius kira-kira. 1350 km dianggap benda tegar, karena kecepatan rambat gelombang seismik di dalamnya kembali meningkat tajam. Inti bagian dalam tampaknya hampir seluruhnya terdiri dari unsur besi dan nikel dengan kepadatan sangat tinggi. Lihat juga geologi.
Hidrosfer mewakili totalitas seluruh perairan alami di dan dekat permukaan bumi. Massanya kurang dari 0,03% massa seluruh bumi. Hampir 98% hidrosfer terdiri dari air asin di samudra dan lautan, meliputi sekitar. 71% dari permukaan bumi. Sekitar 4% berasal dari es benua, danau, sungai dan air tanah; sebagian air terkandung dalam mineral dan satwa liar.
Empat samudera (Pasifik - yang terbesar dan terdalam, menempati hampir setengah permukaan bumi, Atlantik, Hindia, dan Arktik) bersama dengan lautan membentuk satu wilayah perairan - Samudra Dunia. Namun, lautan tidak tersebar merata di Bumi dan kedalamannya sangat bervariasi. Di beberapa tempat, lautan hanya dipisahkan oleh sebidang tanah sempit (misalnya Atlantik dan Pasifik - Tanah Genting Panama) atau selat perairan dangkal (misalnya Selat Bering - lautan Arktik dan Pasifik). Kelanjutan benua di bawah air adalah landas kontinen yang agak dangkal, menempati wilayah yang luas di lepas pantai Amerika Utara, Asia Timur, dan Australia utara, dan landai menuju lautan terbuka. Tepian landas kontinen (edge) biasanya berakhir secara tiba-tiba pada peralihan ke lereng benua, yang mula-mula turun tajam dan kemudian berangsur-angsur mendatar di zona kaki benua, sehingga membentuk dasar laut dalam dengan kedalaman rata-rata 3700–5500 m. Lereng benua biasanya dipotong oleh ngarai bawah laut yang dalam, sering kali merupakan kelanjutan laut dari lembah sungai besar. Sedimen sungai terbawa melalui ngarai ini dan membentuk kipas bawah laut di kaki benua. Hanya partikel tanah liat terbaik yang mencapai dataran jurang laut dalam. Dasar laut memiliki permukaan yang tidak rata dan merupakan kombinasi dataran tinggi bawah air dan barisan pegunungan, yang di beberapa tempat di atasnya terdapat pegunungan vulkanik (gunung bawah laut yang puncaknya datar disebut guyot). Di laut tropis, gunung bawah laut berujung pada terumbu karang berbentuk cincin yang membentuk atol. Di sepanjang pinggiran Samudra Pasifik dan di sepanjang busur pulau muda Samudra Atlantik dan Hindia terdapat parit dengan kedalaman lebih dari 11 km.
Air laut merupakan larutan yang mengandung rata-rata 3,5% mineral (salinitasnya biasanya dinyatakan dalam ppm, ‰). Komponen utama air laut adalah natrium klorida; magnesium klorida dan sulfat, kalsium sulfat, natrium bromida, dll. juga terdapat di beberapa laut pedalaman, karena masuknya air tawar dalam jumlah besar, memiliki salinitas yang lebih rendah (misalnya, salinitas maksimum Laut Baltik adalah 11‰), sedangkan laut dan danau pedalaman lainnya dicirikan oleh salinitas yang sangat tinggi (Laut Mati – 260–310‰, Great Salt Lake – 137–300‰).
Suasana- cangkang udara bumi, terdiri dari lima lapisan konsentris - troposfer, stratosfer, mesosfer, termosfer, dan eksosfer. Tidak ada batas atas atmosfer yang sebenarnya. Lapisan luar, yang dimulai pada ketinggian sekitar 700 km, secara bertahap menipis dan berpindah ke ruang antarplanet. Selain itu, terdapat juga magnetosfer yang menembus seluruh lapisan atmosfer dan melampaui batasnya.
Atmosfer terdiri dari campuran gas: nitrogen (78,08% volumenya), oksigen (20,95%), argon (0,9%), karbon dioksida (0,03%) dan gas mulia - neon, helium, kripton, dan xenon (0,01% secara keseluruhan). Uap air terdapat hampir di semua tempat di dekat permukaan bumi. Di atmosfer kota dan kawasan industri, ditemukan peningkatan konsentrasi sulfur dioksida, karbon dioksida dan karbon monoksida, metana, karbon fluorida, dan gas lain yang berasal dari antropogenik. Lihat juga polusi udara.
Troposfer – lapisan atmosfer tempat terjadinya cuaca. Di daerah beriklim sedang, ketinggiannya mencapai sekitar 10 km. Batas atasnya, yang dikenal sebagai tropopause, lebih tinggi di wilayah khatulistiwa dibandingkan di kutub. Ada juga perubahan musim - tropopause sedikit lebih tinggi di musim panas dibandingkan di musim dingin. Di dalam tropopause, banyak sekali udara yang bersirkulasi. Suhu udara rata-rata di lapisan permukaan atmosfer adalah kira-kira. 15° C. Dengan ketinggian, suhu menurun sekitar 0,6° untuk setiap 100 m ketinggian. Udara dingin dari lapisan atas atmosfer turun, dan udara hangat naik. Namun di bawah pengaruh rotasi bumi pada porosnya dan ciri-ciri lokal distribusi panas dan kelembapan, skema dasar sirkulasi atmosfer ini mengalami perubahan. Sebagian besar energi panas matahari memasuki atmosfer di daerah tropis dan subtropis, dari sana, sebagai akibat konveksi, massa udara hangat diangkut ke lintang tinggi, di mana mereka kehilangan panas. Lihat juga METEOROLOGI DAN KLIMATOLOGI.
Stratosfir terletak pada kisaran 10 hingga 50 km di atas permukaan laut. Hal ini ditandai dengan angin dan suhu yang cukup konstan (rata-rata sekitar -50° C) dan awan mutiara langka yang dibentuk oleh kristal es. Namun, di lapisan atas stratosfer, suhu meningkat. Arus udara turbulen yang kuat, yang dikenal sebagai aliran jet, beredar mengelilingi bumi di garis lintang kutub dan di sabuk khatulistiwa. Tergantung pada arah perjalanan pesawat jet yang terbang di stratosfer bawah, aliran jet bisa berbahaya atau bermanfaat bagi penerbangan. Di stratosfer, radiasi ultraviolet matahari dan partikel bermuatan (terutama proton dan elektron) berinteraksi dengan oksigen, menghasilkan ion ozon, oksigen, dan nitrogen. Konsentrasi ozon tertinggi ditemukan di stratosfer bawah.
Mesosfer– lapisan atmosfer yang terletak pada kisaran ketinggian 50 hingga 80 km. Dalam batasnya, suhu secara bertahap menurun dari sekitar 0°C pada batas bawah hingga –90°C (terkadang hingga –110°C) pada batas atas – mesopause. Berhubungan dengan lapisan tengah mesosfer adalah batas bawah ionosfer, tempat gelombang elektromagnetik dipantulkan oleh partikel terionisasi.
Wilayah antara 10 dan 150 km kadang-kadang disebut kemosfer karena di sinilah, terutama di mesosfer, terjadi reaksi fotokimia.
Termosfer– lapisan atmosfer yang tinggi dari sekitar 80 hingga 700 km, di mana suhu meningkat. Karena atmosfer di sini lebih tipis, energi panas molekul - terutama oksigen - rendah, dan suhu bergantung pada waktu, aktivitas matahari, dan beberapa faktor lainnya. Pada malam hari, suhu berkisar dari sekitar 320°C selama periode aktivitas matahari minimal hingga 2200°C selama periode puncak aktivitas matahari.
Eksosfer – lapisan paling atas atmosfer, dimulai pada ketinggian kira-kira. 700 km, dimana atom dan molekul berada sangat jauh satu sama lain sehingga jarang bertabrakan. Inilah yang disebut tingkat kritis di mana atmosfer berhenti berperilaku seperti gas biasa, dan atom serta molekul bergerak dalam medan gravitasi bumi seperti satelit. Di lapisan ini, komponen utama atmosfer adalah hidrogen dan helium – unsur ringan yang akhirnya lepas ke luar angkasa.
Kemampuan bumi dalam menahan atmosfer bergantung pada kekuatan gravitasi dan kecepatan molekul udara. Benda apa pun yang bergerak menjauhi bumi dengan kecepatan kurang dari 8 km/s akan kembali ke bumi karena pengaruh gravitasi. Dengan kecepatan 8–11 km/s, benda tersebut diluncurkan ke orbit rendah Bumi, dan di atas 11 km/s ia mengatasi gravitasi Bumi.
Banyak partikel berenergi tinggi di lapisan atas atmosfer dapat dengan cepat menguap ke luar angkasa jika tidak ditangkap oleh medan magnet bumi (magnetosfer), yang melindungi seluruh organisme hidup (termasuk manusia) dari pengaruh berbahaya kosmik berintensitas rendah. radiasi. Lihat juga suasana;materi antarbintang; eksplorasi dan penggunaan ruang angkasa.
GEODINAMIKA
Pergerakan kerak bumi dan evolusi benua. Perubahan utama muka bumi terdiri dari pembentukan pegunungan dan perubahan luas serta garis besar benua, yang naik dan turun selama pembentukan. Misalnya, Dataran Tinggi Colorado dengan luas 647,5 ribu km 2 yang dulunya terletak di permukaan laut, saat ini memiliki ketinggian absolut rata-rata sekitar. 2000 m, dan Dataran Tinggi Tibet dengan luas sekitar. 2 juta km 2 naik sekitar 5 km. Massa daratan seperti itu bisa naik dengan kecepatan sekitar. 1mm/tahun. Setelah pembangunan gunung berakhir, proses destruktif mulai terjadi, terutama erosi air dan, pada tingkat lebih rendah, erosi angin. Sungai terus menerus mengikis batuan dan mengendapkan sedimen di hilir. Misalnya, Sungai Mississippi setiap tahunnya membawa sekitar. 750 juta ton sedimen terlarut dan padat.
Kerak benua tersusun dari material yang relatif ringan, sehingga benua, seperti gunung es, mengapung di dalam mantel plastik padat bumi. Pada saat yang sama, bagian bawah, sebagian besar benua terletak di bawah permukaan laut. Kerak bumi terbenam paling dalam ke dalam mantel di area struktur pegunungan, membentuk apa yang disebut. "akar" pegunungan. Ketika gunung-gunung dihancurkan dan produk-produk pelapukan dihilangkan, kerugian-kerugian ini dikompensasi oleh “pertumbuhan” baru dari pegunungan. Di sisi lain, kelebihan muatan di delta sungai dengan puing-puing yang masuk menjadi penyebab penurunan permukaan tanah secara terus-menerus. Pemeliharaan keadaan keseimbangan bagian-bagian benua yang terendam di bawah permukaan laut dan terletak di atasnya disebut isostasi.
Gempa bumi dan aktivitas gunung berapi. Akibat pergerakan balok-balok besar di permukaan bumi, terbentuklah patahan pada kerak bumi dan terjadilah pelipatan. Sistem patahan dan patahan global raksasa, yang dikenal sebagai celah tengah laut, mengelilingi bumi sejauh lebih dari 65 ribu km. Keretakan ini ditandai dengan pergerakan sepanjang patahan, gempa bumi, dan aliran energi panas internal yang kuat, yang menunjukkan bahwa magma terletak di dekat permukaan bumi. Sesar San Andreas di California selatan juga termasuk dalam sistem ini, di mana selama gempa bumi, masing-masing blok permukaan bumi bergeser secara vertikal hingga 3 m. Cincin Api Pasifik dan sabuk pegunungan Alpine-Himalaya adalah wilayah utama aktivitas vulkanik yang terkait dengan keretakan tengah laut. Hampir 2/3 dari sekitar 500 gunung berapi yang diketahui berada di wilayah pertama. Di sinilah kira-kira. 80% dari seluruh gempa bumi di Bumi. Terkadang gunung berapi baru muncul di depan mata kita, seperti gunung berapi Paricutin di Meksiko (1943) atau Surtsey di lepas pantai selatan Islandia (1965).
Pasang surut bumi. Sifat yang sangat berbeda adalah deformasi periodik Bumi dengan amplitudo rata-rata 10–20 cm, yang dikenal sebagai pasang surut bumi, yang sebagian disebabkan oleh gaya tarik Bumi oleh Matahari dan Bulan. Selain itu, titik-titik di langit tempat orbit Bulan memotong bidang orbit Bumi mengorbit Bumi dengan jangka waktu 18,6 tahun. Siklus ini mempengaruhi keadaan “padat” Bumi, atmosfer, dan lautan. Peningkatan ketinggian pasang surut di landas kontinen dapat memicu gempa bumi kuat dan letusan gunung berapi. Di daerah beriklim sedang, hal ini dapat menyebabkan peningkatan kecepatan beberapa arus laut, seperti Arus Teluk dan Kuroshio. Kemudian perairan hangat mereka akan memiliki pengaruh yang lebih signifikan terhadap iklim. Lihat juga arus laut; laut ; BULAN ; pasang surut.
Pergeseran benua. Meskipun sebagian besar ahli geologi percaya bahwa pembentukan patahan dan pelipatan terjadi di darat dan di dasar lautan, posisi benua dan cekungan samudera diyakini telah ditetapkan secara pasti. Pada tahun 1912, ahli geofisika Jerman A. Wegener menyatakan bahwa daratan purba terpecah menjadi beberapa bagian dan hanyut seperti gunung es di kerak samudera yang lebih plastik. Maka hipotesis ini tidak mendapat dukungan di antara sebagian besar ahli geologi. Namun, sebagai hasil studi cekungan laut dalam pada 1950-1970an, diperoleh bukti tak terbantahkan yang mendukung hipotesis Wegener. Saat ini, teori lempeng tektonik menjadi dasar pemikiran tentang evolusi bumi.
Dasar laut menyebar. Survei magnetik laut dalam di dasar laut menunjukkan bahwa batuan vulkanik purba ditutupi oleh lapisan tipis sedimen sungai. Batuan vulkanik ini, terutama basal, menyimpan informasi tentang medan geomagnetik saat mendingin selama evolusi bumi. Karena, sebagaimana disebutkan di atas, polaritas medan geomagnetik berubah dari waktu ke waktu, basal yang terbentuk pada era yang berbeda memiliki magnetisasi dengan tanda yang berlawanan. Dasar laut terbagi menjadi potongan-potongan batuan yang berbeda tanda magnetisasinya. Garis-garis paralel yang terletak di kedua sisi pegunungan tengah laut memiliki lebar dan arah kekuatan medan magnet yang simetris. Formasi termuda terletak paling dekat dengan puncak punggung bukit, karena mewakili lava basaltik yang baru meletus. Para ilmuwan percaya bahwa batuan cair panas naik di sepanjang retakan dan menyebar di kedua sisi sumbu punggungan (proses ini dapat dibandingkan dengan dua ban berjalan yang bergerak ke arah yang berlawanan), dan garis-garis dengan magnetisasi yang berlawanan bergantian di permukaan punggungan. Usia dasar laut mana pun dapat ditentukan dengan sangat akurat. Data ini dianggap sebagai bukti terpercaya yang mendukung penyebaran (ekspansi) dasar laut.
Lempeng tektonik. Jika dasar laut mengembang pada zona jahitan punggungan tengah laut, ini berarti permukaan bumi bertambah atau terdapat area di mana kerak samudera menghilang dan tenggelam ke dalam astenosfer. Daerah seperti itu, yang disebut zona subduksi, memang ditemukan di sabuk yang berbatasan dengan Samudera Pasifik dan di jalur terputus-putus yang membentang dari Asia Tenggara hingga Mediterania. Semua zona ini terbatas pada palung laut dalam yang mengelilingi busur pulau. Kebanyakan ahli geologi percaya bahwa di permukaan bumi terdapat beberapa lempeng litosfer kaku yang “mengambang” di astenosfer. Lempeng-lempeng tersebut dapat meluncur melewati satu sama lain, atau salah satu lempeng dapat tenggelam di bawah lempeng lainnya dalam zona subduksi. Model lempeng tektonik terpadu memberikan penjelasan terbaik tentang distribusi struktur geologi besar dan zona aktivitas tektonik, serta perubahan posisi relatif benua.
Zona seismik. Punggungan tengah laut dan zona subduksi merupakan daerah yang sering mengalami gempa bumi besar dan letusan gunung berapi. Daerah-daerah ini dihubungkan oleh patahan linier panjang yang dapat ditelusuri ke seluruh dunia. Gempa bumi terbatas pada sesar dan sangat jarang terjadi di wilayah lain. Ke arah benua, episentrum gempa terletak semakin dalam. Fakta ini menjelaskan mekanisme subduksi: lempeng samudera yang mengembang tenggelam ke bawah sabuk vulkanik dengan sudut kira-kira. 45°. Saat “meluncur”, kerak samudera meleleh menjadi magma, yang mengalir melalui retakan sebagai lava ke permukaan.
Bangunan gunung. Ketika cekungan samudera purba dihancurkan oleh subduksi, lempeng benua saling bertabrakan atau dengan pecahan lempeng. Segera setelah ini terjadi, kerak bumi menjadi sangat terkompresi, terbentuk gaya dorong, dan ketebalan kerak bumi hampir dua kali lipat. Akibat isostasi, zona lipatan mengalami pengangkatan sehingga terbentuklah gunung-gunung. Sabuk struktur pegunungan pada tahap lipatan Alpen dapat ditelusuri di sepanjang pantai Pasifik dan di zona Alpine-Himalaya. Di wilayah ini, banyak tumbukan lempeng litosfer dan pengangkatan wilayah dimulai sekitar tahun. 50 juta tahun yang lalu. Sistem pegunungan yang lebih kuno, seperti Pegunungan Appalachian, berusia lebih dari 250 juta tahun, namun saat ini sistem tersebut sudah sangat hancur dan halus sehingga kehilangan tampilan khas pegunungannya dan berubah menjadi permukaan yang hampir datar. Namun, karena "akar" mereka terkubur di dalam mantel dan mengapung, mereka mengalami pengangkatan berulang kali. Namun seiring berjalannya waktu, pegunungan kuno tersebut akan berubah menjadi dataran. Sebagian besar proses geologi melalui tahapan masa muda, kedewasaan, dan usia tua, namun siklus ini biasanya memakan waktu yang sangat lama.
Distribusi panas dan kelembaban. Interaksi hidrosfer dan atmosfer mengontrol distribusi panas dan kelembapan di permukaan bumi. Hubungan antara daratan dan lautan sangat menentukan sifat iklim. Ketika permukaan tanah meningkat, terjadi pendinginan. Distribusi daratan dan lautan yang tidak merata saat ini menjadi prasyarat berkembangnya glasiasi.
Permukaan bumi dan atmosfer menerima panas paling banyak dari Matahari, yang sepanjang keberadaan planet kita memancarkan energi panas dan cahaya dengan intensitas yang hampir sama. Atmosfer mencegah Bumi mengembalikan energi ini terlalu cepat ke luar angkasa. Sekitar 34% radiasi matahari hilang akibat pantulan awan, 19% diserap atmosfer, dan hanya 47% yang sampai ke permukaan bumi. Total masuknya radiasi matahari ke batas atas atmosfer sama dengan pelepasan radiasi dari batas tersebut ke luar angkasa. Hasilnya, keseimbangan termal sistem bumi-atmosfer terbentuk.
Permukaan tanah dan udara tanah dengan cepat memanas pada siang hari dan kehilangan panas dengan cepat pada malam hari. Jika tidak ada lapisan yang memerangkap panas di troposfer atas, amplitudo fluktuasi suhu harian bisa jauh lebih besar. Misalnya, Bulan menerima panas dari Matahari dalam jumlah yang sama dengan Bumi, namun karena Bulan tidak memiliki atmosfer, suhu permukaannya naik menjadi sekitar 101°C pada siang hari dan turun hingga -153°C pada malam hari.
Lautan, yang suhu airnya berubah jauh lebih lambat dibandingkan suhu permukaan bumi atau udara, mempunyai efek moderat yang kuat terhadap iklim. Pada malam hari dan musim dingin, udara di lautan mendingin jauh lebih lambat dibandingkan di daratan, dan jika massa udara lautan bergerak melintasi benua, hal ini menyebabkan pemanasan. Sebaliknya pada siang hari dan musim panas angin laut mendinginkan daratan.
Distribusi kelembaban di permukaan bumi ditentukan oleh siklus air di alam. Setiap detik, sejumlah besar air menguap ke atmosfer, terutama dari permukaan lautan. Udara laut yang lembab, menyapu benua, menjadi dingin. Uap air tersebut kemudian mengembun dan kembali ke permukaan bumi dalam bentuk hujan atau salju. Sebagian disimpan di lapisan salju, sungai dan danau, dan sebagian lagi kembali ke laut, tempat penguapan terjadi lagi. Ini melengkapi siklus hidrologi.
Arus laut adalah mekanisme termoregulasi bumi yang kuat. Berkat mereka, suhu yang seragam dan moderat dipertahankan di wilayah lautan tropis dan air hangat diangkut ke wilayah lintang tinggi yang lebih dingin.
Karena air memainkan peran penting dalam proses erosi, maka air mempengaruhi pergerakan kerak bumi. Dan setiap redistribusi massa yang disebabkan oleh pergerakan tersebut dalam kondisi Bumi berputar pada porosnya, pada gilirannya, dapat berkontribusi pada perubahan posisi poros Bumi. Selama zaman es, permukaan air laut turun karena air menumpuk di gletser. Hal ini, pada gilirannya, menyebabkan perluasan benua dan peningkatan kontras iklim. Berkurangnya aliran sungai dan turunnya permukaan laut mencegah arus laut yang hangat mencapai daerah dingin, sehingga menyebabkan perubahan iklim lebih lanjut.
GERAKAN BUMI
Bumi berputar pada porosnya dan berputar mengelilingi Matahari. Pergerakan ini diperumit oleh pengaruh gravitasi benda lain di Tata Surya yang merupakan bagian dari Galaksi kita (Gbr. 6). Galaksi berputar mengelilingi pusatnya, oleh karena itu tata surya, bersama dengan Bumi, terlibat dalam pergerakan ini.
Rotasi di sekitar porosnya sendiri. Bumi melakukan satu kali revolusi pada porosnya dalam waktu 23 jam 56 menit 4,09 detik. Rotasi terjadi dari barat ke timur, yaitu. berlawanan arah jarum jam (dilihat dari Kutub Utara). Oleh karena itu, Matahari dan Bulan tampak terbit di timur dan terbenam di barat. Bumi melakukan sekitar 365 1/4 putaran dalam satu putaran mengelilingi Matahari, yaitu satu tahun atau memakan waktu 365 1/4 hari. Karena untuk setiap revolusi seperti itu, selain satu hari penuh, seperempat hari tambahan dihabiskan, setiap empat tahun satu hari ditambahkan ke kalender. Tarikan gravitasi Bulan secara bertahap memperlambat rotasi Bumi dan memperpanjang hari sekitar 1/1000 detik setiap abad. Menurut data geologi, laju rotasi bumi bisa saja berubah, namun tidak lebih dari 5%.
Revolusi Bumi mengelilingi Matahari. Bumi berputar mengelilingi Matahari dalam orbit elips, hampir melingkar, dengan arah dari Barat ke Timur dengan kecepatan kira-kira. 107.000 km/jam. Jarak rata-rata ke Matahari adalah 149.598 ribu km, dan selisih jarak terbesar dan terkecil adalah 4,8 juta km. Eksentrisitas (penyimpangan dari lingkaran) orbit bumi berubah sangat sedikit selama siklus yang berlangsung selama 94 ribu tahun. Perubahan jarak ke Matahari diyakini berkontribusi pada pembentukan siklus iklim yang kompleks, yang terkait dengan maju dan mundurnya gletser selama zaman es. Teori ini, yang dikembangkan oleh ahli matematika Yugoslavia M. Milankovic, dikonfirmasi oleh data geologi.
Sumbu rotasi bumi condong ke bidang orbit dengan sudut 66°33", sehingga terjadi pergantian musim. Saat Matahari berada di atas Garis Tropis Utara (23°27" LU), musim panas dimulai di Belahan Bumi Utara , sedangkan Bumi terletak terjauh dari Matahari. Di Belahan Bumi Selatan, musim panas dimulai saat Matahari terbit di atas Garis Tropis Selatan (23°27" S). Pada saat ini, musim dingin dimulai di Belahan Bumi Utara.
Presesi. Gaya tarik menarik Matahari, Bulan dan planet-planet lain tidak mengubah sudut kemiringan sumbu bumi, tetapi menyebabkan bumi bergerak sepanjang kerucut melingkar. Gerakan ini disebut presesi. Kutub Utara saat ini mengarah ke Bintang Utara. Siklus presesi lengkap kira-kira. 25.800 tahun dan memberikan kontribusi signifikan terhadap siklus iklim yang ditulis Milanković.
Dua kali setahun, saat Matahari tepat berada di atas khatulistiwa, dan dua kali sebulan, saat posisi Bulan sama, gaya tarik-menarik yang menyebabkan presesi berkurang menjadi nol dan terjadi peningkatan dan penurunan laju presesi secara periodik. Gerakan osilasi poros bumi ini disebut nutasi, yang mencapai puncaknya setiap 18,6 tahun. Periodisitas ini menempati urutan kedua pengaruhnya terhadap iklim setelah pergantian musim.
Sistem Bumi-Bulan. Bumi dan Bulan dihubungkan oleh saling tarik-menarik. Pusat gravitasi keseluruhan, yang disebut pusat massa, terletak pada garis yang menghubungkan pusat Bumi dan Bulan. Karena massa Bumi hampir 82 kali massa Bulan, pusat massa sistem ini terletak di kedalaman lebih dari 1.600 km dari permukaan Bumi. Baik Bumi dan Bulan mengorbit titik ini dalam 27,3 hari. Saat mengorbit Matahari, pusat massanya menggambarkan elips mulus, meskipun masing-masing benda ini memiliki lintasan bergelombang.
Bentuk gerakan lainnya. Di dalam Galaksi, Bumi dan objek lain di Tata Surya bergerak dengan kecepatan kira-kira. 19 km/s ke arah bintang Vega. Selain itu, Matahari dan bintang-bintang tetangga lainnya mengorbit pusat galaksi dengan kecepatan kira-kira. 220 km/detik. Pada gilirannya, Galaksi kita adalah bagian dari sekelompok kecil galaksi lokal, yang selanjutnya merupakan bagian dari gugusan galaksi raksasa.
LITERATUR
Magnitsky V.A. Struktur internal dan fisika bumi. M., 1965
Vernadsky V.I.

Bumi merupakan planet ketiga dari Matahari dan terbesar kelima di antara seluruh planet di Tata Surya. Ia juga merupakan planet terestrial dengan diameter, massa dan kepadatan terbesar.

Kadang-kadang disebut sebagai Dunia, Planet Biru, kadang-kadang Terra (dari bahasa Latin Terra). Satu-satunya benda yang diketahui manusia saat ini, Tata Surya pada khususnya dan Alam Semesta pada umumnya, dihuni oleh organisme hidup.

Bukti ilmiah menunjukkan bahwa Bumi terbentuk dari nebula matahari sekitar 4,54 miliar tahun yang lalu, dan tak lama kemudian memperoleh satu-satunya satelit alaminya, Bulan. Kehidupan muncul di Bumi sekitar 3,5 miliar tahun yang lalu, yaitu dalam waktu 1 miliar tahun setelah asal usulnya. Sejak itu, biosfer bumi telah mengubah atmosfer dan faktor abiotik lainnya secara signifikan, menyebabkan pertumbuhan kuantitatif organisme aerobik, serta pembentukan lapisan ozon, yang bersama dengan medan magnet bumi, melemahkan radiasi matahari yang berbahaya bagi kehidupan. dengan demikian menjaga kondisi keberadaan kehidupan di Bumi.

Radiasi yang ditimbulkan oleh kerak bumi sendiri telah berkurang secara signifikan sejak terbentuknya akibat peluruhan radionuklida di dalamnya secara bertahap. Kerak bumi terbagi menjadi beberapa segmen, atau lempeng tektonik, yang bergerak melintasi permukaan dengan kecepatan beberapa sentimeter per tahun. Sekitar 70,8% permukaan planet ini ditempati oleh Samudra Dunia, sisanya ditempati oleh benua dan pulau-pulau. Ada sungai dan danau di benua; bersama dengan Samudra Dunia, mereka membentuk hidrosfer. Air cair, yang penting bagi semua bentuk kehidupan yang diketahui, tidak ada di permukaan planet atau planetoid mana pun di Tata Surya selain Bumi. Kutub bumi ditutupi oleh lapisan es yang mencakup es laut Arktik dan lapisan es Antartika.

Bagian dalam bumi cukup aktif dan terdiri dari lapisan tebal dan sangat kental yang disebut mantel, yang menutupi inti luar yang cair, yang merupakan sumber medan magnet bumi, dan inti padat bagian dalam, yang mungkin terdiri dari besi dan nikel. Karakteristik fisik Bumi dan pergerakan orbitnya memungkinkan adanya kehidupan selama 3,5 miliar tahun terakhir. Menurut berbagai perkiraan, Bumi akan mempertahankan kondisi keberadaan organisme hidup selama 0,5 - 2,3 miliar tahun lagi.

Bumi berinteraksi (ditarik oleh gaya gravitasi) dengan benda lain di luar angkasa, termasuk Matahari dan Bulan. Bumi berputar mengelilingi Matahari dan melakukan satu revolusi penuh mengelilinginya dalam waktu sekitar 365,26 hari matahari - satu tahun sidereal. Sumbu rotasi bumi mempunyai kemiringan sebesar 23,44° relatif terhadap tegak lurus bidang orbitnya, hal ini menyebabkan perubahan musim di permukaan planet dengan jangka waktu satu tahun tropis - 365,24 hari matahari. Satu hari sekarang kira-kira 24 jam. Bulan memulai orbitnya mengelilingi Bumi sekitar 4,53 miliar tahun yang lalu. Pengaruh gravitasi Bulan terhadap Bumi menyebabkan terjadinya pasang surut air laut. Bulan juga menstabilkan kemiringan poros bumi dan secara bertahap memperlambat rotasi bumi. Beberapa teori menyatakan bahwa dampak asteroid menyebabkan perubahan signifikan pada lingkungan dan permukaan bumi, khususnya menyebabkan kepunahan massal berbagai spesies makhluk hidup.

Planet ini adalah rumah bagi jutaan spesies makhluk hidup, termasuk manusia. Wilayah bumi terbagi menjadi 195 negara merdeka, yang berinteraksi satu sama lain melalui hubungan diplomatik, perjalanan, perdagangan atau aksi militer. Kebudayaan manusia telah membentuk banyak gagasan tentang struktur alam semesta - seperti konsep Bumi datar, sistem geosentris dunia, dan hipotesis Gaia, yang menyatakan bahwa Bumi adalah superorganisme tunggal.

Sejarah Bumi

Hipotesis ilmiah modern mengenai pembentukan Bumi dan planet-planet lain di Tata Surya adalah hipotesis nebula matahari, yang menyatakan bahwa Tata Surya terbentuk dari awan besar debu dan gas antarbintang. Awan tersebut sebagian besar terdiri dari hidrogen dan helium, yang terbentuk setelah Big Bang, dan unsur-unsur lebih berat yang ditinggalkan oleh ledakan supernova. Sekitar 4,5 miliar tahun yang lalu, awan mulai menyusut, kemungkinan besar disebabkan oleh dampak gelombang kejut supernova yang meletus beberapa tahun cahaya jauhnya. Saat awan mulai berkontraksi, momentum sudut, gravitasi, dan inersianya meratakannya menjadi piringan protoplanet yang tegak lurus terhadap sumbu rotasinya. Setelah itu, puing-puing di piringan protoplanet mulai bertabrakan di bawah pengaruh gravitasi dan, bergabung, membentuk planetoid pertama.

Selama proses akresi, planetoid, debu, gas, dan puing-puing sisa pembentukan tata surya mulai bergabung menjadi objek yang lebih besar, membentuk planet. Perkiraan tanggal pembentukan Bumi adalah 4,54±0,04 miliar tahun yang lalu. Keseluruhan proses pembentukan planet memakan waktu kurang lebih 10-20 juta tahun.

Bulan terbentuk kemudian, sekitar 4,527 ± 0,01 miliar tahun yang lalu, meskipun asal usulnya belum diketahui secara pasti. Hipotesis utamanya adalah bahwa ia terbentuk melalui pertambahan material yang tersisa setelah tumbukan tangensial Bumi dengan benda yang ukurannya mirip Mars dan 10% massa Bumi (terkadang benda ini disebut “Theia”). Tabrakan ini melepaskan energi sekitar 100 juta kali lebih banyak dibandingkan yang menyebabkan kepunahan dinosaurus. Ini cukup untuk menguapkan lapisan terluar bumi dan melelehkan kedua benda tersebut. Beberapa mantel terlempar ke orbit Bumi, yang memperkirakan mengapa Bulan tidak memiliki bahan logam dan menjelaskan komposisinya yang tidak biasa. Di bawah pengaruh gravitasinya sendiri, material yang dikeluarkan menjadi berbentuk bola dan Bulan pun terbentuk.

Proto-Bumi bertambah besar melalui akresi dan cukup panas untuk melelehkan logam dan mineral. Besi, serta unsur-unsur siderofil yang terkait secara geokimia, yang memiliki kepadatan lebih tinggi daripada silikat dan aluminosilikat, tenggelam ke pusat bumi. Hal ini menyebabkan terpisahnya lapisan dalam bumi menjadi mantel dan inti logam hanya 10 juta tahun setelah bumi mulai terbentuk, sehingga menghasilkan struktur berlapis bumi dan membentuk medan magnet bumi. Pelepasan gas dari kerak bumi dan aktivitas vulkanik menyebabkan terbentuknya atmosfer primer. Kondensasi uap air, yang diperkuat oleh es yang dibawa oleh komet dan asteroid, menyebabkan terbentuknya lautan. Atmosfer bumi pada waktu itu terdiri dari unsur-unsur atmosferik ringan: hidrogen dan helium, tetapi mengandung lebih banyak karbon dioksida daripada sekarang, dan ini menyelamatkan lautan dari pembekuan, karena luminositas Matahari pada waktu itu tidak melebihi 70% dari tingkatnya saat ini. Sekitar 3,5 miliar tahun yang lalu, medan magnet bumi terbentuk, yang mencegah angin matahari merusak atmosfer.

Permukaan planet ini terus berubah selama ratusan juta tahun: benua muncul dan runtuh. Mereka bergerak melintasi permukaan, terkadang berkumpul menjadi benua super. Sekitar 750 juta tahun yang lalu, benua super paling awal yang diketahui, Rodinia, mulai pecah. Belakangan, bagian-bagian ini bersatu menjadi Pannotia (600-540 juta tahun lalu), kemudian menjadi superkontinen terakhir - Pangaea, yang pecah 180 juta tahun lalu.

Munculnya kehidupan

Ada sejumlah hipotesis tentang asal usul kehidupan di Bumi. Sekitar 3,5-3,8 miliar tahun yang lalu, “nenek moyang universal terakhir” muncul, yang kemudian menjadi keturunan semua organisme hidup lainnya.

Perkembangan fotosintesis memungkinkan organisme hidup menggunakan energi matahari secara langsung. Hal ini menyebabkan oksigenasi di atmosfer, yang dimulai sekitar 2500 juta tahun yang lalu, dan di lapisan atas hingga terbentuknya lapisan ozon. Simbiosis sel kecil dengan sel yang lebih besar menyebabkan perkembangan sel kompleks - eukariota. Sekitar 2,1 miliar tahun lalu, organisme multiseluler muncul dan terus beradaptasi dengan kondisi sekitarnya. Berkat penyerapan radiasi ultraviolet yang berbahaya oleh lapisan ozon, kehidupan dapat mulai berkembang di permukaan bumi.

Pada tahun 1960, hipotesis Bumi Bola Salju dikemukakan, yang menyatakan bahwa antara 750 dan 580 juta tahun yang lalu Bumi seluruhnya tertutup es. Hipotesis ini menjelaskan Ledakan Kambrium, peningkatan dramatis keanekaragaman bentuk kehidupan multiseluler sekitar 542 juta tahun yang lalu.

Sekitar 1200 juta tahun yang lalu alga pertama muncul, dan sekitar 450 juta tahun yang lalu tumbuhan tingkat tinggi pertama muncul. Invertebrata muncul pada periode Ediacaran, dan vertebrata muncul pada ledakan Kambrium sekitar 525 juta tahun yang lalu.

Ada lima kepunahan massal sejak ledakan Kambrium. Peristiwa kepunahan akhir Permian, yang terbesar dalam sejarah kehidupan di Bumi, mengakibatkan kematian lebih dari 90% makhluk hidup di planet ini. Setelah bencana Permian, archosaurus menjadi vertebrata darat yang paling umum, tempat dinosaurus berevolusi pada akhir periode Trias. Mereka mendominasi planet ini selama periode Jurassic dan Cretaceous. Peristiwa kepunahan Kapur-Paleogen terjadi 65 juta tahun yang lalu, kemungkinan disebabkan oleh hantaman meteorit; hal ini menyebabkan kepunahan dinosaurus dan reptil besar lainnya, tetapi melewati banyak hewan kecil seperti mamalia, yang pada waktu itu merupakan hewan pemakan serangga kecil, dan burung, yang merupakan cabang evolusi dinosaurus. Selama 65 juta tahun terakhir, berbagai macam spesies mamalia telah berevolusi, dan beberapa juta tahun yang lalu, hewan mirip kera memperoleh kemampuan untuk berjalan tegak. Hal ini memungkinkan penggunaan alat dan fasilitasi komunikasi, yang membantu memperoleh makanan dan merangsang kebutuhan akan otak yang besar. Perkembangan pertanian, dan kemudian peradaban, dalam waktu singkat memungkinkan manusia mempengaruhi bumi dengan cara yang berbeda dari bentuk kehidupan lainnya, mempengaruhi sifat dan jumlah spesies lainnya.

Zaman es terakhir dimulai sekitar 40 juta tahun yang lalu dan mencapai puncaknya pada Pleistosen sekitar 3 juta tahun yang lalu. Dengan latar belakang perubahan jangka panjang dan signifikan pada suhu rata-rata permukaan bumi, yang mungkin terkait dengan periode revolusi Tata Surya mengelilingi pusat Galaksi (sekitar 200 juta tahun), terdapat juga siklus pendinginan dan pemanasan yang amplitudo dan durasinya lebih kecil, terjadi setiap 40-100 ribu tahun , jelas memiliki sifat berosilasi sendiri, kemungkinan disebabkan oleh aksi umpan balik dari reaksi seluruh biosfer secara keseluruhan, yang berupaya memastikan stabilisasi iklim bumi (lihat hipotesis Gaia yang dikemukakan oleh James Lovelock, serta teori regulasi biotik yang dikemukakan oleh V.G. Gorshkov).

Siklus glasiasi terakhir di Belahan Bumi Utara berakhir sekitar 10 ribu tahun lalu.

Struktur Bumi

Menurut teori lempeng tektonik, bagian terluar bumi terdiri dari dua lapisan: litosfer, yang meliputi kerak bumi, dan bagian atas mantel yang membeku. Di bawah litosfer terdapat astenosfer, yang membentuk bagian terluar mantel. Astenosfer berperilaku seperti cairan yang sangat panas dan sangat kental.

Litosfer terbagi menjadi lempeng tektonik, dan seolah-olah mengapung di astenosfer. Pelat merupakan segmen kaku yang bergerak relatif satu sama lain. Ada tiga jenis pergerakan timbal baliknya: konvergensi (konvergensi), divergensi (divergence) dan pergerakan strike-slip sepanjang sesar transformasi. Gempa bumi, aktivitas gunung berapi, pembentukan gunung, dan pembentukan cekungan lautan dapat terjadi akibat patahan antar lempeng tektonik.

Daftar lempeng tektonik terbesar beserta ukurannya diberikan pada tabel di sebelah kanan. Lempeng yang lebih kecil meliputi lempeng Hindustan, Arab, Karibia, Nazca, dan Scotia. Lempeng Australia sebenarnya menyatu dengan lempeng Hindustan antara 50 dan 55 juta tahun yang lalu. Lempeng samudera bergerak paling cepat; Dengan demikian, lempeng Cocos bergerak dengan kecepatan 75 mm per tahun, dan lempeng Pasifik bergerak dengan kecepatan 52-69 mm per tahun. Kecepatan terendah lempeng Eurasia adalah 21 mm per tahun.

Amplop geografis

Bagian dekat permukaan planet (bagian atas litosfer, hidrosfer, lapisan bawah atmosfer) umumnya disebut selubung geografis dan dipelajari oleh geografi.

Relief bumi sangat beragam. Sekitar 70,8% permukaan planet ini tertutup air (termasuk landas kontinen). Permukaan bawah lautnya bergunung-gunung dan mencakup sistem pegunungan tengah laut, serta gunung berapi bawah laut, palung laut, ngarai bawah laut, dataran tinggi samudera, dan dataran abisal. 29,2% sisanya, tidak tertutup air, meliputi pegunungan, gurun, dataran, dataran tinggi, dll.

Selama periode geologis, permukaan planet ini terus berubah akibat proses tektonik dan erosi. Relief lempeng tektonik terbentuk di bawah pengaruh pelapukan, yang merupakan akibat dari curah hujan, fluktuasi suhu, dan pengaruh kimia. Permukaan bumi berubah akibat gletser, erosi pantai, pembentukan terumbu karang, dan tumbukan meteorit besar.

Ketika lempeng benua bergerak melintasi planet ini, dasar laut tenggelam di bawah tepiannya yang semakin maju. Pada saat yang sama, material mantel yang naik dari kedalaman menciptakan batas divergen di pegunungan tengah laut. Bersama-sama, kedua proses ini menyebabkan pembaruan terus-menerus pada material lempeng samudera. Sebagian besar dasar laut berumur kurang dari 100 juta tahun. Kerak samudera tertua terletak di Samudera Pasifik bagian barat dan berumur sekitar 200 juta tahun. Sebagai perbandingan, fosil tertua yang ditemukan di darat berumur sekitar 3 miliar tahun.

Lempeng benua tersusun dari material berkepadatan rendah seperti granit vulkanik dan andesit. Yang kurang umum adalah basal, batuan vulkanik padat yang merupakan komponen utama dasar laut. Sekitar 75% permukaan benua ditutupi oleh batuan sedimen, meskipun batuan tersebut menyusun sekitar 5% kerak bumi. Batuan ketiga yang paling umum di Bumi adalah batuan metamorf, terbentuk oleh perubahan (metamorfisme) batuan sedimen atau batuan beku di bawah tekanan tinggi, suhu tinggi, atau keduanya. Silikat yang paling umum di permukaan bumi adalah kuarsa, feldspar, amphibole, mika, piroksen, dan olivin; karbonat - kalsit (dalam batu kapur), aragonit dan dolomit.

Pedosfer adalah lapisan paling atas litosfer dan termasuk tanah. Letaknya di perbatasan antara litosfer, atmosfer, dan hidrosfer. Saat ini, total luas lahan garapan adalah 13,31% dari luas permukaan tanah, dimana hanya 4,71% yang ditempati secara permanen oleh tanaman pertanian. Sekitar 40% dari luas daratan bumi saat ini digunakan untuk lahan subur dan padang rumput, yaitu sekitar 1,3.107 km² lahan subur dan 3.4.107 km² padang rumput.

Hidrosfer

Hidrosfer (dari bahasa Yunani kuno Yδωρ - air dan σφαῖρα - bola) adalah totalitas seluruh cadangan air di Bumi.

Kehadiran air dalam bentuk cair di permukaan bumi merupakan suatu sifat unik yang membedakan planet kita dengan benda lain di tata surya. Sebagian besar air terkonsentrasi di lautan dan lautan, apalagi di jaringan sungai, danau, rawa, dan air tanah. Terdapat juga cadangan air dalam jumlah besar di atmosfer, dalam bentuk awan dan uap air.

Sebagian air berbentuk padat berupa gletser, lapisan salju, dan lapisan es, sehingga membentuk kriosfer.

Total massa air di Samudra Dunia kira-kira 1,35·1018 ton, atau sekitar 1/4400 dari total massa Bumi. Lautan mempunyai luas sekitar 3.618.108 km2 dengan kedalaman rata-rata 3.682 m, yang memungkinkan kita menghitung total volume air di dalamnya: 1.332.109 km3. Jika semua air ini tersebar merata di permukaan, maka akan terbentuk lapisan setebal lebih dari 2,7 km. Dari seluruh air di bumi, hanya 2,5% yang segar, sisanya asin. Sebagian besar air tawar, sekitar 68,7%, saat ini terkandung di gletser. Air cair mungkin muncul di Bumi sekitar empat miliar tahun yang lalu.

Salinitas rata-rata lautan di bumi adalah sekitar 35 gram garam per kilogram air laut (35 ‰). Sebagian besar garam ini dilepaskan oleh letusan gunung berapi atau diekstraksi dari batuan beku dingin yang membentuk dasar laut.

atmosfer bumi

Atmosfer adalah lapisan gas yang mengelilingi planet Bumi; terdiri dari nitrogen dan oksigen, dengan sejumlah kecil uap air, karbon dioksida dan gas lainnya. Sejak pembentukannya, ia telah berubah secara signifikan di bawah pengaruh biosfer. Munculnya fotosintesis oksigenik 2,4-2,5 miliar tahun yang lalu berkontribusi pada perkembangan organisme aerob, serta kejenuhan atmosfer dengan oksigen dan pembentukan lapisan ozon, yang melindungi semua makhluk hidup dari sinar ultraviolet yang berbahaya. Atmosfer menentukan cuaca di permukaan bumi, melindungi planet dari sinar kosmik, dan sebagian dari pemboman meteorit. Ia juga mengatur proses utama pembentukan iklim: siklus air di alam, sirkulasi massa udara, dan perpindahan panas. Molekul di atmosfer dapat menangkap energi panas, mencegahnya keluar ke luar angkasa, sehingga meningkatkan suhu planet. Fenomena ini dikenal dengan efek rumah kaca. Gas rumah kaca utama adalah uap air, karbon dioksida, metana, dan ozon. Tanpa efek isolasi termal ini, suhu rata-rata permukaan bumi akan berkisar antara minus 18 dan minus 23 °C, meskipun kenyataannya suhunya 14,8 °C, dan kemungkinan besar kehidupan tidak akan ada.

Atmosfer bumi terbagi menjadi beberapa lapisan yang berbeda suhu, kepadatan, komposisi kimia, dll. Massa total gas yang menyusun atmosfer bumi kurang lebih 5,15 1018 kg. Di permukaan laut, atmosfer memberikan tekanan sebesar 1 atm (101,325 kPa) di permukaan bumi. Kepadatan udara rata-rata di permukaan adalah 1,22 g/l, dan dengan cepat menurun seiring bertambahnya ketinggian: misalnya, pada ketinggian 10 km di atas permukaan laut kepadatannya tidak lebih dari 0,41 g/l, dan pada ketinggian 100 km - 10−7 g/l.

Bagian bawah atmosfer mengandung sekitar 80% massa totalnya dan 99% seluruh uap air (1,3-1,5 1013 ton); lapisan ini disebut troposfer. Ketebalannya bervariasi dan tergantung pada jenis iklim dan faktor musim: misalnya di daerah kutub sekitar 8-10 km, di daerah beriklim sedang hingga 10-12 km, dan di daerah tropis atau khatulistiwa mencapai 16-18 km. km. Di lapisan atmosfer ini, suhu turun rata-rata 6 °C untuk setiap kilometer seiring bertambahnya ketinggian. Di atas adalah lapisan transisi - tropopause, yang memisahkan troposfer dari stratosfer. Suhu di sini antara 190-220 K.

Stratosfer merupakan lapisan atmosfer yang terletak pada ketinggian 10-12 hingga 55 km (tergantung kondisi cuaca dan waktu dalam setahun). Jumlahnya tidak lebih dari 20% dari total massa atmosfer. Lapisan ini ditandai dengan penurunan suhu hingga ketinggian ~25 km, diikuti dengan peningkatan di perbatasan dengan mesosfer hingga hampir 0 °C. Batas ini disebut stratopause dan terletak pada ketinggian 47-52 km. Stratosfer mengandung konsentrasi ozon tertinggi di atmosfer, yang melindungi semua organisme hidup di bumi dari radiasi ultraviolet yang berbahaya dari Matahari. Intensitas penyerapan radiasi matahari oleh lapisan ozon menyebabkan peningkatan suhu yang cepat di bagian atmosfer tersebut.

Mesosfer terletak pada ketinggian 50 hingga 80 km di atas permukaan bumi, antara stratosfer dan termosfer. Lapisan ini dipisahkan oleh mesopause (80-90 km). Ini adalah tempat terdingin di Bumi, suhu di sini turun hingga −100 °C. Pada suhu ini, air di udara dengan cepat membeku, membentuk awan noctilucent. Mereka dapat diamati segera setelah matahari terbenam, tetapi visibilitas terbaik tercipta saat berada pada suhu 4 hingga 16° di bawah cakrawala. Di mesosfer, sebagian besar meteorit yang menembus atmosfer bumi terbakar. Dari permukaan bumi mereka diamati sebagai bintang jatuh. Pada ketinggian 100 km di atas permukaan laut terdapat batas konvensional antara atmosfer bumi dan ruang angkasa – garis Karman.

Di termosfer, suhu dengan cepat naik hingga 1000 K, hal ini disebabkan adanya penyerapan radiasi matahari gelombang pendek di dalamnya. Ini adalah lapisan atmosfer terpanjang (80-1000 km). Pada ketinggian sekitar 800 km, kenaikan suhu terhenti, karena udara di sini sangat tipis dan lemah dalam menyerap radiasi matahari.

Ionosfer mencakup dua lapisan terakhir. Di sini, molekul terionisasi di bawah pengaruh angin matahari dan terjadi aurora.

Eksosfer adalah bagian terluar dan sangat langka dari atmosfer bumi. Di lapisan ini, partikel mampu mengatasi kecepatan lepas kedua Bumi dan lepas ke luar angkasa. Hal ini menyebabkan proses yang lambat namun stabil yang disebut disipasi atmosfer. Sebagian besar partikel gas ringan lepas ke luar angkasa: hidrogen dan helium. Molekul hidrogen, yang memiliki berat molekul paling rendah, dapat lebih mudah mencapai kecepatan lepas dan lepas ke luar angkasa dengan kecepatan lebih cepat dibandingkan gas lainnya. Hilangnya zat pereduksi seperti hidrogen diyakini merupakan kondisi yang diperlukan agar akumulasi oksigen berkelanjutan di atmosfer dapat terjadi. Akibatnya, kemampuan hidrogen untuk meninggalkan atmosfer bumi mungkin mempengaruhi perkembangan kehidupan di planet ini. Saat ini, sebagian besar hidrogen yang masuk ke atmosfer diubah menjadi air tanpa meninggalkan bumi, dan hilangnya hidrogen terutama terjadi dari penghancuran metana di lapisan atas atmosfer.

Komposisi kimia atmosfer

Di permukaan bumi, udara mengandung hingga 78,08% nitrogen (berdasarkan volume), 20,95% oksigen, 0,93% argon, dan sekitar 0,03% karbon dioksida. Komponen lainnya berjumlah tidak lebih dari 0,1%: hidrogen, metana, karbon monoksida, sulfur dan nitrogen oksida, uap air, dan gas inert. Tergantung pada waktu dalam setahun, iklim dan medan, atmosfer dapat mencakup debu, partikel bahan organik, abu, jelaga, dll. Di atas 200 km, nitrogen menjadi komponen utama atmosfer. Pada ketinggian 600 km, helium mendominasi, dan dari ketinggian 2000 km, hidrogen (“hidrogen corona”) mendominasi.

Cuaca dan iklim

Atmosfer bumi tidak memiliki batas yang pasti; secara bertahap ia menjadi lebih tipis dan lebih tipis, bergerak ke luar angkasa. Tiga perempat massa atmosfer terdapat pada 11 kilometer pertama dari permukaan planet (troposfer). Energi matahari memanaskan lapisan dekat permukaan ini, menyebabkan udara mengembang dan mengurangi kepadatannya. Udara panas kemudian naik, dan digantikan oleh udara yang lebih dingin dan lebih padat. Beginilah sirkulasi atmosfer muncul - sistem aliran massa udara yang tertutup melalui redistribusi energi panas.

Dasar sirkulasi atmosfer adalah angin pasat di sabuk khatulistiwa (di bawah garis lintang 30°) dan angin barat di zona beriklim sedang (pada garis lintang antara 30° dan 60°). Arus laut juga merupakan faktor penting dalam membentuk iklim, seperti halnya sirkulasi termohalin, yang mendistribusikan energi panas dari daerah khatulistiwa ke daerah kutub.

Uap air yang naik dari permukaan membentuk awan di atmosfer. Ketika kondisi atmosfer memungkinkan naiknya udara hangat dan lembab, air ini mengembun dan jatuh ke permukaan sebagai hujan, salju, atau hujan es. Sebagian besar curah hujan yang jatuh di daratan berakhir di sungai dan akhirnya kembali ke lautan atau tetap di danau sebelum menguap kembali, mengulangi siklus tersebut. Siklus air di alam ini sangat penting bagi keberadaan kehidupan di darat. Jumlah curah hujan yang turun setiap tahunnya bervariasi, mulai dari beberapa meter hingga beberapa milimeter, tergantung letak geografis wilayah. Sirkulasi atmosfer, ciri topologi suatu wilayah, dan perubahan suhu menentukan jumlah rata-rata curah hujan yang turun di setiap wilayah.

Jumlah energi matahari yang mencapai permukaan bumi berkurang seiring bertambahnya garis lintang. Di lintang yang lebih tinggi, sinar matahari menyinari permukaan dengan sudut yang lebih tajam dibandingkan di lintang yang lebih rendah; dan ia harus menempuh jalur yang lebih panjang di atmosfer bumi. Akibatnya, suhu udara rata-rata tahunan (di permukaan laut) menurun sekitar 0,4 °C ketika bergerak 1 derajat di kedua sisi khatulistiwa. Bumi terbagi menjadi zona iklim – zona alami yang memiliki iklim yang kurang lebih seragam. Jenis iklim dapat diklasifikasikan berdasarkan rezim suhu, jumlah curah hujan musim dingin dan musim panas. Sistem klasifikasi iklim yang paling umum adalah klasifikasi Köppen, yang menurutnya kriteria terbaik untuk menentukan jenis iklim adalah tanaman apa yang tumbuh di suatu wilayah dalam kondisi alami. Sistem ini mencakup lima zona iklim utama (hutan hujan tropis, gurun, zona sedang, iklim kontinental, dan tipe kutub), yang kemudian dibagi menjadi subtipe yang lebih spesifik.

Lingkungan

Biosfer adalah kumpulan bagian-bagian cangkang bumi (lito-, hidro- dan atmosfer), yang dihuni oleh organisme hidup, berada di bawah pengaruhnya dan ditempati oleh produk-produk aktivitas vitalnya. Istilah "biosfer" pertama kali dikemukakan oleh ahli geologi dan paleontologi Austria Eduard Suess pada tahun 1875. Biosfer adalah cangkang bumi yang dihuni oleh organisme hidup dan diubah olehnya. Ia mulai terbentuk tidak lebih awal dari 3,8 miliar tahun yang lalu, ketika organisme pertama mulai muncul di planet kita. Ini mencakup seluruh hidrosfer, litosfer bagian atas dan atmosfer bagian bawah, yaitu menghuni ekosfer. Biosfer adalah totalitas semua organisme hidup. Ini adalah rumah bagi lebih dari 3.000.000 spesies tumbuhan, hewan, jamur dan mikroorganisme.

Biosfer terdiri dari ekosistem, yang meliputi komunitas organisme hidup (biocenosis), habitatnya (biotope), dan sistem hubungan yang bertukar materi dan energi di antara mereka. Di darat mereka dipisahkan terutama oleh garis lintang, ketinggian dan perbedaan curah hujan. Ekosistem darat, yang ditemukan di Arktik atau Antartika, di dataran tinggi atau di daerah yang sangat kering, relatif miskin tumbuhan dan hewan; keanekaragaman spesies mencapai puncaknya di hutan hujan tropis di sabuk khatulistiwa.

Medan magnet bumi

Sebagai perkiraan pertama, medan magnet bumi adalah dipol, yang kutub-kutubnya terletak di sebelah kutub geografis planet. Medan tersebut membentuk magnetosfer, yang membelokkan partikel angin matahari. Mereka terakumulasi di sabuk radiasi - dua wilayah berbentuk torus konsentris di sekitar bumi. Di dekat kutub magnet, partikel-partikel ini dapat “mengendap” ke atmosfer dan menyebabkan munculnya aurora. Di daerah khatulistiwa, medan magnet bumi mempunyai induksi sebesar 3,05·10-5 T dan momen magnet sebesar 7,91·1015 T·m3.

Menurut teori “dinamo magnet”, medan dihasilkan di wilayah tengah bumi, dimana panas menciptakan aliran arus listrik pada inti logam cair. Hal ini pada gilirannya menyebabkan munculnya medan magnet di dekat Bumi. Pergerakan konveksi di inti bersifat kacau; kutub magnet melayang dan secara berkala mengubah polaritasnya. Hal ini menyebabkan pembalikan medan magnet bumi yang terjadi rata-rata beberapa kali setiap beberapa juta tahun. Pembalikan terakhir terjadi sekitar 700.000 tahun yang lalu.

Magnetosfer adalah wilayah ruang di sekitar bumi yang terbentuk ketika aliran partikel angin matahari bermuatan menyimpang dari lintasan aslinya di bawah pengaruh medan magnet. Di sisi yang menghadap Matahari, guncangan busurnya tebalnya sekitar 17 km dan terletak pada jarak sekitar 90.000 km dari Bumi. Di sisi malam planet, magnetosfer memanjang, memperoleh bentuk silinder yang panjang.

Ketika partikel bermuatan energi tinggi bertabrakan dengan magnetosfer bumi, sabuk radiasi (sabuk Van Allen) muncul. Aurora terjadi ketika plasma matahari mencapai atmosfer bumi di wilayah kutub magnet.

Orbit dan rotasi bumi

Bumi membutuhkan rata-rata 23 jam 56 menit 4,091 detik (hari sideris) untuk menyelesaikan satu revolusi pada porosnya. Kecepatan rotasi planet dari barat ke timur kira-kira 15 derajat per jam (1 derajat per 4 menit, 15′ per menit). Ini setara dengan diameter sudut Matahari atau Bulan setiap dua menit (ukuran nyata Matahari dan Bulan kira-kira sama).

Rotasi bumi tidak stabil: kecepatan rotasi relatif terhadap bola langit berubah (pada bulan April dan November, panjang hari berbeda dari standar sebesar 0,001 detik), sumbu rotasi mengalami presesi (sebesar 20,1″ per tahun ) dan berfluktuasi (jarak kutub sesaat dari rata-rata tidak melebihi 15′ ). Dalam skala waktu yang besar, hal ini melambat. Durasi satu revolusi bumi telah meningkat selama 2000 tahun terakhir rata-rata 0,0023 detik per abad (menurut pengamatan selama 250 tahun terakhir, peningkatan ini lebih sedikit - sekitar 0,0014 detik per 100 tahun). Karena percepatan pasang surut, rata-rata setiap hari berikutnya ~29 nanodetik lebih lama dari hari sebelumnya.

Periode rotasi bumi relatif terhadap bintang tetap, dalam International Earth Rotation Service (IERS), sama dengan 86164.098903691 detik menurut versi UT1 atau 23 jam 56 menit. 4.098903691 hal.

Bumi bergerak mengelilingi Matahari dalam orbit elips dengan jarak sekitar 150 juta km dengan kecepatan rata-rata 29,765 km/detik. Kecepatannya berkisar antara 30,27 km/detik (di perihelion) hingga 29,27 km/detik (di aphelion). Bergerak dalam orbit, Bumi melakukan revolusi penuh dalam rata-rata 365.2564 hari matahari (satu tahun sidereal). Dari Bumi, pergerakan Matahari relatif terhadap bintang-bintang sekitar 1° per hari ke arah timur. Kecepatan orbit bumi tidak konstan: pada bulan Juli (saat melewati aphelion) kecepatannya minimal sekitar 60 menit busur per hari, dan saat melewati perihelion pada bulan Januari kecepatan maksimumnya sekitar 62 menit per hari. Matahari dan seluruh tata surya berputar mengelilingi pusat galaksi Bima Sakti dalam orbit hampir melingkar dengan kecepatan sekitar 220 km/s. Pada gilirannya, Tata Surya di dalam Bima Sakti bergerak dengan kecepatan sekitar 20 km/s menuju titik (puncak) yang terletak di perbatasan konstelasi Lyra dan Hercules, dan semakin cepat seiring dengan mengembangnya Alam Semesta.

Bulan dan Bumi berputar mengelilingi pusat massa yang sama setiap 27,32 hari relatif terhadap bintang. Selang waktu antara dua fase bulan yang identik (bulan sinodik) adalah 29,53059 hari. Jika dilihat dari kutub utara langit, Bulan bergerak mengelilingi Bumi berlawanan arah jarum jam. Rotasi semua planet mengelilingi Matahari dan rotasi Matahari, Bumi, dan Bulan pada porosnya terjadi dalam arah yang sama. Sumbu rotasi bumi menyimpang dari tegak lurus bidang orbitnya sebesar 23,5 derajat (arah dan sudut kemiringan sumbu bumi berubah karena presesi, dan ketinggian nyata Matahari bergantung pada waktu dalam setahun); Orbit Bulan memiliki kemiringan 5 derajat terhadap orbit Bumi (tanpa penyimpangan ini, akan terjadi satu gerhana matahari dan satu gerhana bulan setiap bulannya).

Akibat kemiringan sumbu bumi, ketinggian Matahari di atas cakrawala berubah sepanjang tahun. Bagi pengamat di garis lintang utara pada musim panas, saat Kutub Utara condong ke arah Matahari, waktu siang hari berlangsung lebih lama dan Matahari lebih tinggi di langit. Hal ini menyebabkan suhu udara rata-rata lebih tinggi. Ketika Kutub Utara menjauhi Matahari, segalanya menjadi terbalik dan iklim menjadi lebih dingin. Di luar Lingkaran Arktik saat ini terdapat malam kutub, yang di garis lintang Lingkaran Arktik berlangsung hampir dua hari (matahari tidak terbit pada hari titik balik matahari musim dingin), mencapai enam bulan di Kutub Utara.

Perubahan iklim ini (yang disebabkan oleh kemiringan poros bumi) menyebabkan terjadinya pergantian musim. Keempat musim ditentukan oleh titik balik matahari - momen ketika poros bumi paling miring ke arah Matahari atau menjauhi Matahari - dan ekuinoks. Titik balik matahari musim dingin terjadi sekitar tanggal 21 Desember, titik balik matahari musim panas sekitar tanggal 21 Juni, titik balik matahari musim semi sekitar tanggal 20 Maret, dan titik balik matahari musim gugur sekitar tanggal 23 September. Jika Kutub Utara condong ke arah Matahari, maka Kutub Selatan akan menjauhi Matahari. Jadi, bila musim panas di belahan bumi utara, maka musim dingin di belahan bumi selatan, dan sebaliknya (meskipun bulan-bulannya disebut sama, misalnya Februari di belahan bumi utara adalah bulan terakhir (dan terdingin). musim dingin, dan di belahan bumi selatan merupakan bulan terakhir (dan terhangat) di musim panas).

Sudut kemiringan sumbu bumi relatif konstan dalam jangka waktu yang lama. Namun, ia mengalami sedikit perpindahan (dikenal sebagai nutasi) dengan selang waktu 18,6 tahun. Ada juga osilasi jangka panjang (sekitar 41.000 tahun) yang dikenal sebagai siklus Milankovitch. Orientasi poros bumi juga berubah seiring berjalannya waktu, durasi periode presesi adalah 25.000 tahun; presesi inilah yang menyebabkan perbedaan antara tahun sideris dan tahun tropis. Kedua pergerakan tersebut disebabkan oleh perubahan tarikan gravitasi Matahari dan Bulan terhadap tonjolan ekuator Bumi. Kutub bumi bergerak relatif terhadap permukaannya sejauh beberapa meter. Pergerakan kutub ini mempunyai berbagai komponen siklik, yang secara kolektif disebut gerakan kuasiperiodik. Selain komponen tahunan pergerakan ini, terdapat siklus 14 bulan yang disebut pergerakan kutub bumi Chandler. Kecepatan rotasi bumi juga tidak konstan yang tercermin dari perubahan panjang hari.

Saat ini Bumi melewati perihelion sekitar tanggal 3 Januari dan aphelion sekitar tanggal 4 Juli. Jumlah energi matahari yang mencapai Bumi pada perihelion 6,9% lebih besar dibandingkan pada aphelion, karena jarak Bumi ke Matahari pada aphelion lebih besar 3,4%. Hal ini dijelaskan oleh hukum kuadrat terbalik. Karena belahan bumi selatan miring ke arah matahari pada waktu yang sama dengan jarak terdekat bumi dengan matahari, maka belahan bumi selatan menerima lebih banyak energi matahari sepanjang tahun dibandingkan belahan bumi utara. Namun, efek ini jauh lebih kecil dibandingkan perubahan energi total akibat kemiringan sumbu bumi, dan, selain itu, sebagian besar kelebihan energi diserap oleh sejumlah besar air di belahan bumi selatan.

Untuk Bumi, radius bola Bukit (lingkup pengaruh gravitasi bumi) kurang lebih 1,5 juta km. Ini adalah jarak maksimum di mana pengaruh gravitasi bumi lebih besar dibandingkan pengaruh gravitasi planet lain dan Matahari.

Pengamatan

Bumi pertama kali difoto dari luar angkasa pada tahun 1959 oleh Explorer 6. Orang pertama yang melihat Bumi dari luar angkasa adalah Yuri Gagarin pada tahun 1961. Awak Apollo 8 pada tahun 1968 adalah orang pertama yang mengamati terbitnya Bumi dari orbit bulan. Pada tahun 1972, kru Apollo 17 mengambil gambar Bumi yang terkenal - "The Blue Marble".

Dari luar angkasa dan dari planet-planet "luar" (terletak di luar orbit Bumi), kita dapat mengamati perjalanan Bumi melalui fase-fase yang mirip dengan Bulan, seperti halnya pengamat di Bumi dapat melihat fase-fase Venus (ditemukan oleh Galileo Galilei ).

Bulan

Bulan adalah satelit mirip planet yang relatif besar dengan diameter seperempat diameter Bumi. Ini adalah satelit terbesar di tata surya dibandingkan dengan ukuran planetnya. Berdasarkan nama Bulan Bumi, satelit alami planet lain disebut juga “bulan”.

Gaya tarik gravitasi antara Bumi dan Bulan menjadi penyebab terjadinya pasang surut bumi. Pengaruh serupa terhadap Bulan juga terlihat dalam kenyataan bahwa ia terus-menerus menghadap Bumi dengan sisi yang sama (periode revolusi Bulan pada porosnya sama dengan periode revolusinya mengelilingi Bumi; lihat juga percepatan pasang surut Bulan ). Ini disebut sinkronisasi pasang surut. Selama orbit Bulan mengelilingi Bumi, Matahari menyinari berbagai bagian permukaan satelit, yang diwujudkan dalam fenomena fase bulan: bagian permukaan yang gelap dipisahkan dari bagian terang oleh terminator.

Karena sinkronisasi pasang surut, Bulan menjauh dari Bumi sekitar 38 mm per tahun. Selama jutaan tahun, perubahan kecil ini, ditambah peningkatan hari bumi sebesar 23 mikrodetik per tahun, akan membawa perubahan yang signifikan. Misalnya, pada zaman Devonian (kira-kira 410 juta tahun yang lalu) terdapat 400 hari dalam setahun, dan satu hari berlangsung selama 21,8 jam.

Bulan secara signifikan dapat mempengaruhi perkembangan kehidupan dengan mengubah iklim di planet ini. Temuan paleontologi dan model komputer menunjukkan bahwa kemiringan sumbu bumi distabilkan oleh sinkronisasi pasang surut bumi dengan Bulan. Jika sumbu rotasi bumi bergerak mendekati bidang ekliptika, akibatnya iklim planet akan menjadi sangat buruk. Salah satu kutub akan mengarah langsung ke Matahari, dan kutub lainnya akan mengarah ke arah berlawanan, dan saat Bumi berputar mengelilingi Matahari, kutub-kutub tersebut akan berpindah tempat. Kutubnya akan mengarah langsung ke Matahari pada musim panas dan musim dingin. Ahli planet yang telah mempelajari situasi ini menyatakan bahwa, dalam kasus ini, semua hewan besar dan tumbuhan tingkat tinggi akan punah di Bumi.

Ukuran sudut Bulan jika dilihat dari Bumi sangat mirip dengan ukuran Matahari. Dimensi sudut (dan sudut padat) kedua benda langit ini serupa, karena meskipun diameter Matahari 400 kali lebih besar dari Bulan, namun jaraknya 400 kali lebih jauh dari Bumi. Karena keadaan ini dan adanya eksentrisitas orbit Bulan yang signifikan, baik gerhana total maupun gerhana cincin dapat diamati di Bumi.

Hipotesis paling umum tentang asal usul Bulan, hipotesis tumbukan raksasa, menyatakan bahwa Bulan terbentuk dari tumbukan protoplanet Theia (seukuran Mars) dengan proto Bumi. Hal ini antara lain menjelaskan alasan persamaan dan perbedaan komposisi tanah bulan dan tanah terestrial.

Saat ini, Bumi tidak memiliki satelit alami lain kecuali Bulan, tetapi setidaknya terdapat dua satelit koorbital alami - asteroid 3753 Cruithney, 2002 AA29 dan banyak satelit buatan.

Asteroid Dekat Bumi

Jatuhnya asteroid besar (berdiameter beberapa ribu km) ke Bumi menimbulkan bahaya kehancurannya, namun semua benda yang diamati di era modern terlalu kecil untuk ini dan kejatuhannya hanya berbahaya bagi biosfer. Menurut hipotesis populer, penurunan tersebut dapat menyebabkan beberapa kepunahan massal. Asteroid dengan jarak perihelion kurang dari atau sama dengan 1,3 unit astronomi yang mungkin mendekati Bumi dalam jarak kurang dari atau sama dengan 0,05 AU di masa mendatang. Artinya, mereka dianggap sebagai objek yang berpotensi berbahaya. Secara total, telah tercatat sekitar 6.200 objek yang melintas pada jarak hingga 1,3 unit astronomi dari Bumi. Bahaya jatuhnya mereka ke planet ini dianggap dapat diabaikan. Menurut perkiraan modern, tabrakan dengan benda-benda seperti itu (menurut perkiraan paling pesimis) tidak mungkin terjadi lebih dari sekali setiap seratus ribu tahun.

Informasi geografis

Persegi

• Permukaan: 510,072 juta km²
• Daratan: 148,94 juta km² (29,1%)
• Air: 361,132 juta km² (70,9%)

Panjang garis pantai: 356.000 km

Menggunakan sushi

Data tahun 2011

• tanah subur - 10,43%
• penanaman abadi - 1,15%
• lainnya - 88,42%

Lahan beririgasi: 3.096.621,45 km² (per 2011)

Geografi sosial-ekonomi

Pada tanggal 31 Oktober 2011, jumlah penduduk dunia mencapai 7 miliar jiwa. PBB memperkirakan populasi dunia akan mencapai 7,3 miliar pada tahun 2013 dan 9,2 miliar pada tahun 2050. Sebagian besar pertumbuhan penduduk diperkirakan terjadi di negara-negara berkembang. Kepadatan penduduk rata-rata di darat adalah sekitar 40 orang/km2, dan sangat bervariasi di berbagai belahan bumi, dengan kepadatan tertinggi di Asia. Tingkat urbanisasi penduduk diproyeksikan mencapai 60% pada tahun 2030, naik dari rata-rata global saat ini sebesar 49%.

Peran dalam budaya

Kata Rusia untuk “bumi” berasal dari Praslav. *zemja dengan arti yang sama, yang selanjutnya melanjutkan pra-yaitu. *dheĝhōm “bumi”.

Dalam bahasa Inggris, Bumi adalah Bumi. Kata ini merupakan kelanjutan dari bahasa Inggris Kuno eorthe dan bahasa Inggris Pertengahan erthe. Bumi pertama kali digunakan sebagai nama planet sekitar tahun 1400. Inilah satu-satunya nama planet yang tidak diambil dari mitologi Yunani-Romawi.

Tanda astronomi standar Bumi adalah salib yang dilingkari. Simbol ini telah digunakan dalam budaya berbeda untuk tujuan berbeda. Versi lain dari simbol tersebut adalah tanda silang di atas lingkaran (♁), sebuah bola bergaya; digunakan sebagai simbol astronomi awal untuk planet Bumi.

Dalam banyak kebudayaan, Bumi didewakan. Dia diasosiasikan dengan seorang dewi, dewi ibu, yang disebut Ibu Pertiwi, dan sering digambarkan sebagai dewi kesuburan.

Suku Aztec menyebut Bumi Tonantzin - “ibu kami”. Bagi orang Cina, ini adalah dewi Hou-Tu (后土), mirip dengan dewi Bumi Yunani - Gaia. Dalam mitologi Nordik, dewi Bumi Jord adalah ibu dari Thor dan putri Annar. Dalam mitologi Mesir kuno, tidak seperti banyak budaya lain, Bumi diidentikkan dengan laki-laki - dewa Geb, dan langit dengan perempuan - dewi Nut.

Dalam banyak agama, terdapat mitos tentang asal usul dunia, yang menceritakan tentang penciptaan bumi oleh satu atau lebih dewa.

Dalam banyak kebudayaan kuno, Bumi dianggap datar; misalnya, dalam budaya Mesopotamia, dunia direpresentasikan sebagai piringan datar yang mengambang di permukaan lautan. Asumsi tentang bentuk bumi dibuat oleh para filsuf Yunani kuno; Pythagoras menganut sudut pandang ini. Pada Abad Pertengahan, sebagian besar orang Eropa percaya bahwa bumi itu bulat, hal ini dibuktikan oleh para pemikir seperti Thomas Aquinas. Sebelum munculnya penerbangan luar angkasa, penilaian tentang bentuk bumi yang bulat didasarkan pada pengamatan ciri-ciri sekunder dan kemiripan bentuk planet lain.

Kemajuan teknologi pada paruh kedua abad ke-20 mengubah persepsi umum tentang Bumi. Sebelum penerbangan luar angkasa, Bumi sering digambarkan sebagai dunia yang hijau. Penulis fiksi ilmiah Frank Paul mungkin orang pertama yang menggambarkan planet biru tak berawan (dengan daratan terlihat jelas) di belakang majalah Amazing Stories edisi Juli 1940.

Pada tahun 1972, kru Apollo 17 mengambil foto Bumi yang terkenal, yang disebut “Marmer Biru”. Sebuah foto Bumi yang diambil pada tahun 1990 oleh Voyager 1 dari jarak yang sangat jauh membuat Carl Sagan membandingkan planet ini dengan titik biru pucat. Bumi juga diibaratkan sebuah pesawat luar angkasa berukuran besar dengan sistem penyangga kehidupan yang harus dijaga. Biosfer bumi terkadang digambarkan sebagai satu organisme besar.

Ekologi

Selama dua abad terakhir, gerakan lingkungan hidup yang berkembang telah menyatakan keprihatinannya terhadap semakin besarnya dampak aktivitas manusia terhadap lingkungan bumi. Tujuan utama gerakan sosial-politik ini adalah perlindungan sumber daya alam dan penghapusan polusi. Para aktivis konservasi menganjurkan penggunaan sumber daya alam dan pengelolaan lingkungan secara berkelanjutan. Hal ini menurut mereka dapat dicapai dengan melakukan perubahan kebijakan pemerintah dan mengubah sikap individu setiap orang. Hal ini terutama berlaku untuk penggunaan sumber daya tak terbarukan dalam skala besar. Kebutuhan untuk memperhitungkan dampak produksi terhadap lingkungan menimbulkan biaya tambahan, yang berujung pada konflik antara kepentingan komersial dan gagasan gerakan lingkungan.

Masa Depan Bumi

Masa depan planet ini berkaitan erat dengan masa depan Matahari. Akibat akumulasi helium “bekas” di inti Matahari, luminositas bintang akan mulai meningkat secara perlahan. Ini akan meningkat sebesar 10% selama 1,1 miliar tahun ke depan, dan akibatnya, zona layak huni di tata surya akan bergeser melampaui orbit Bumi saat ini. Menurut beberapa model iklim, peningkatan jumlah radiasi matahari yang jatuh di permukaan bumi akan menimbulkan konsekuensi bencana, termasuk kemungkinan penguapan seluruh lautan.

Meningkatnya suhu permukaan bumi akan mempercepat sirkulasi CO2 anorganik, mengurangi konsentrasinya hingga tingkat yang mematikan bagi tanaman (10 ppm untuk fotosintesis C4) dalam waktu 500-900 juta tahun. Hilangnya vegetasi akan menyebabkan penurunan kandungan oksigen di atmosfer dan kehidupan di Bumi menjadi tidak mungkin terjadi dalam beberapa juta tahun. Dalam satu miliar tahun ke depan, air akan hilang sama sekali dari permukaan planet ini, dan suhu rata-rata permukaan akan mencapai 70 °C. Sebagian besar daratan akan menjadi tidak cocok untuk kehidupan, dan sebagian besar akan tetap berada di lautan. Namun meskipun Matahari abadi dan tidak berubah, pendinginan internal Bumi yang terus-menerus dapat menyebabkan hilangnya sebagian besar atmosfer dan lautan (akibat penurunan aktivitas gunung berapi). Pada saat itu, satu-satunya makhluk hidup di Bumi akan tetap menjadi ekstremofil, organisme yang mampu bertahan pada suhu tinggi dan kekurangan air.

3,5 miliar tahun dari sekarang, luminositas Matahari akan meningkat sebesar 40% dibandingkan levelnya saat ini. Kondisi permukaan bumi pada saat itu akan serupa dengan kondisi permukaan Venus modern: lautan akan menguap seluruhnya dan terbang ke luar angkasa, permukaan akan menjadi gurun panas yang tandus. Bencana ini akan membuat mustahil adanya kehidupan dalam bentuk apa pun di Bumi. Dalam 7,05 miliar tahun, inti matahari akan kehabisan hidrogen. Hal ini akan menyebabkan Matahari meninggalkan deret utama dan memasuki tahap raksasa merah. Model tersebut menunjukkan bahwa radiusnya akan meningkat hingga nilai yang setara dengan sekitar 77,5% dari radius orbit Bumi saat ini (0,775 AU), dan luminositasnya akan meningkat sebesar 2350-2700 kali. Namun, pada saat itu orbit bumi mungkin meningkat menjadi 1,4 AU. Artinya, gravitasi Matahari akan melemah karena kehilangan 28-33% massanya akibat penguatan angin matahari. Namun penelitian pada tahun 2008 menunjukkan bahwa Bumi mungkin masih terserap Matahari karena interaksi pasang surut dengan kulit terluarnya.

Pada saat itu, permukaan bumi akan berada dalam keadaan cair, karena suhu di bumi akan mencapai 1370 °C. Atmosfer bumi kemungkinan besar akan terhembus ke luar angkasa oleh angin matahari terkuat yang dipancarkan raksasa merah tersebut. Dalam 10 juta tahun sejak Matahari memasuki fase raksasa merah, suhu inti matahari akan mencapai 100 juta K, ledakan helium akan terjadi, dan reaksi termonuklir sintesis karbon dan oksigen dari helium akan dimulai, Matahari. akan berkurang radiusnya menjadi 9,5 yang modern. Fase Pembakaran Helium akan berlangsung 100-110 juta tahun, setelah itu ekspansi cepat kulit terluar bintang akan terulang kembali, dan ia akan kembali menjadi raksasa merah. Memasuki cabang raksasa asimtotik, diameter Matahari akan bertambah 213 kali lipat. Setelah 20 juta tahun, periode denyut tidak stabil di permukaan bintang akan dimulai. Fase keberadaan Matahari ini akan disertai dengan semburan api yang dahsyat, terkadang luminositasnya akan melebihi tingkat saat ini sebanyak 5.000 kali lipat. Hal ini terjadi karena residu helium yang sebelumnya tidak terpengaruh akan masuk ke dalam reaksi termonuklir.

Dalam waktu sekitar 75.000 tahun (menurut sumber lain - 400.000), Matahari akan melepaskan cangkangnya, dan pada akhirnya yang tersisa dari raksasa merah ini hanyalah inti pusatnya yang kecil - katai putih, benda kecil, panas, namun sangat padat, dengan massa sekitar 54,1% dari massa matahari aslinya. Jika Bumi dapat menghindari penyerapan oleh kulit terluar Matahari selama fase raksasa merah, maka Bumi akan ada selama miliaran (dan bahkan triliunan) tahun, selama Alam Semesta masih ada, namun kondisi untuk kemunculan kembali Bumi akan tetap ada. kehidupan (setidaknya dalam bentuknya yang sekarang) tidak akan ada di Bumi. Saat Matahari memasuki fase katai putih, permukaan bumi secara bertahap akan mendingin dan tenggelam dalam kegelapan. Jika dibayangkan ukuran Matahari dari permukaan Bumi masa depan, ia tidak akan terlihat seperti piringan, melainkan seperti titik bersinar dengan dimensi sudut sekitar 0°0’9″.

Sebuah lubang hitam dengan massa yang sama dengan Bumi akan memiliki radius Schwarzschild sebesar 8 mm.

(Dikunjungi 1 100 kali, 1 kunjungan hari ini)