Земля у світовому просторі, її походження
Склад та будова Землі
Величина та форма Землі
Рельєф поверхні Землі
Гравітаційне поле Землі
Магнітне поле Землі
Хімічний склад Землі
Внутрішні сфери Землі
Зовнішні сфери Землі
Питання для самоперевірки
Земля – одне з незліченних небесних тіл, розсіяних у безмежному просторі Всесвіту. Становищем Землі у світовому просторі люди почали цікавитись ще в далекому минулому. Тоді Земля вважалася центром світу, навколо якого обертаються всі планети, зокрема Сонце. Детально ця схема світобудови була розроблена олександрійським ученим Птоломеєм у II столітті н. е. і називаласягеоцентричної.
Справжнє становище Землі як однієї з планет Сонячної системи було доведено у XVI столітті польським астрономом Миколою Коперником (1473-1543). Його відкриття послужило поштовхом у розвиток астрономії на науковій основі.
Сонячна система, якій належить Земля, - дуже невелика ділянка Всесвіту, що примикає до відносно великого за розмірами і масою центрального тіла - Сонця. Навколо нього за певними орбітами обертається безліч дрібних тіл - планети, супутники, астероїди, комети, а також космічний пил та гази.
Планети обертаються навколо Сонця майже в одній площині орбітами, близькими до кругових. У Сонячній системі відомі 9 планет: Меркурій, Венера, Земля, Марс, Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Відстань їх від Сонця підпорядковується певної закономірності: відстань наступної планети приблизно вдвічі більша, ніжпопередньої. Земля перебуває від Сонця з відривом 149.500 тис. км - 1 астрономічна одиниця. За становищем у Сонячній системі, розмірам та особливостям будови планети поділяються на дві групи: "земного" типу (Меркурій, Венера, Земля, Марс) і планети-гіганти (Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун). Планети першої групи мають порівняно високу густину, невеликі розміри, мало супутників. Планети-гіганти, навпаки, мають малу щільність, близьку до 1, великі розміри, багато супутників.
Місяць - природний супутник Землі, що знаходиться від нього на відстані 384 400 км (між центрами). Діаметр Місяця 3476 км. Впливає на Землю та її рух значний вплив (припливи та відливи, а також деформації у твердій оболонці, аналогічні їм). Щільність Місяця 3,34 г/см 3 (0,6 густини Землі), маса = 1/81 маси Землі. На Місяці нема атмосфери. Специфічна риса місячного ландшафту - достаток характерних кільцевих гір, що утворюють різні кратери та цирки. У надрах Місяця немає важких елементів-металів, він не має магнітного поля. На поверхні Місяця виділяються "моря" та "суша". Моря заповнені породами типу базальтів, що виконують дно земних океанів. У складі місячних порід переважають SiO2 (40,0-43,8%), FeO (18,0-21,3%), Al2O3 (11,0-13,6%), CaO (10,0-10,7%) %), MgO (7,0-11,7%); відповідні аналізи для земних толеїтових базальтів дають 47,9%, 9,8%, 11,8%, 9,3%, 14,0%. Води в місячних породах немає, а домішках у різних, але, загалом, малих обсягах зустрічаються майже всі елементи, відомі Землі. З мінералів для місячних порід типові піроксени, плагіоклази, ільменіт, олівін, кристобаліт. Для "суші" – породи типу анортозитів. Вік зразків місячних порід - 3,6-3,9 млрд. років - подібний до віку земних порід.
Сонце - центральне тіло Сонячної системи, що надає на Землю найбільшевплив. Маса Сонця в 332400 разів більша за земну. Діаметр Сонця в 109 разів більший за діаметр Землі і дорівнює 1391 тис. км. Температура поверхні сонця 6000 про , а надрах 20000000 про . Енергія Сонця зумовлює більшість фізичних та хімічних процесів на Землі, є джерелом життя. У той же час Сонце – звичайна зірка Всесвіту.
Земля отримує лише 1/22000000000 частку енергії Сонця, але її вистачає до створення сприятливих життєвих умов.
Космогонічні гіпотези. Ще за часів зародження науки про Землю питання її походження розглядався у зв'язку з проблемою походження Сонячної системи загалом. 1755 року з'явилася гіпотеза, висунута відомим німецьким ученим І.Кантом: Сонячна система сталася з розсіяної матерії, "первинного хаосу". Частинки " хаосу " спочатку були нерухомі, але, в міру того як більш щільні і великі частинки притягували менш щільні (за законом всесвітнього тяжіння), вони рухаються. Так утворилися великі згустки, які були відокремлені зірки і планети. Важливо в гіпотезі Канта те, що усунено питання про перше, "божественне", поштовх (який припускав Ньютон). Усе у цій гіпотезі пояснюється фізичними законами.
Французький математик та астроном П.Лаплас розвинув цю гіпотезу. Він зауважив, що всі планети Сонячної системи рухаються навколо Сонця майже в одній площині та близьких до кругових орбіт, в одному напрямку. Виходячи з цього, Лаплас представив утворення Сонячної системи з гігантської розпеченої газової туманності, що обертається, з більш щільним центральним ядром. Внаслідок стиснення туманності збільшується швидкість її обертання. В результаті зростаючої відцентрової сили від туманності стали відокремлюватися концентричні газові кільця вздовжекваторіальна площина. Кільця продовжували обертатися, а результаті нерівномірного розподілу матерії у них виникли згущення - зародки планет, і навіть їх супутників. Остаточне формування планет відбувалося при охолодженні газових згустків. Гіпотеза Канта-Лапласа здобула широке визнання і вважалася незаперечною протягом більш ніж ста років.
На початку ХХ століття було виявлено деякі особливості будови Сонячної системи, які не укладаються в рамки гіпотези Канта-Лапласа (Уран обертається на боці, деякі супутники Юпітера, Сатурна та Урана, сам Уран та Венера обертаються в інший бік). Проти гіпотези були деякі закони механіки.
У 30-х роках нашого століття популярність здобула гіпотеза англійського вченого Д.Джинса про те, що планетні згустки матерії були вирвані з Сонця притягненням гігантської зірки, що проходить близько. Він, по суті, повернувся до "приливної" гіпотези Ж.Бюффона про згусток, вирваний із Сонця кометою. Але, по-перше, ймовірність такої події в нашій області Галактики практично дорівнює нулю, а по-друге, як пояснити з цього погляду множинність планетних систем? Подібні ідеї висунули також американські вчені Ф.Мультон та Т.Чемберлен.
У 40-х роках ХХ століття увагу привернула гіпотеза утворення планет із твердої метеорної речовини, розроблена радянським академіком О.Ю.Шмідтом. За цією гіпотезою Земля утворилася з розрідженої пилової хмари в результаті непружного зіткнення (акреції) твердих частинок під дією взаємного тяжіння. Передбачалося, що Земля була холодною і розігрілася вторинним шляхом внаслідок радіоактивного розпаду важких елементів.
Гіпотеза добре пояснює утворення щільних малих та легких великих планет, а також розподіл маси та моментукількості руху (у Сонця відповідно 90% та 2%; у планет - 1/700 та 98%) в результаті диференціації рою за допомогою Сонця. Пилову матерію було захоплено Сонцем з Галактики. Великий недолік гіпотези О.Ю.Шмідта – відрив питання походження планет від проблеми походження Сонця та зірок, хоча у цих питаннях багато спільного. Мала ймовірність зустрічі метеоритної хмари порівняно з газовою.
В даний час утворення Сонячної системи представляється таким чином:
Утворення Сонця і сплощеної навколосонячної туманності, що обертається, з міжзоряної газопилової хмари, ймовірно, під впливом близького вибуху "наднової" зірки.
Еволюція сонця та навколосонячної туманності з передачею електромагнітним чи турбулентно-конвективним способом моменту кількості руху від Сонця планетам.
Конденсація "пилової плазми" в кільця навколо Сонця, а матеріалу кілець - в планетезималі (шляхом акреції).
Подальша конденсація планетезималей у планети.
Повторення подібного процесу навколо планет із заснуванням їх супутників.
Вся ця еволюція відбувалася дуже швидко (загалом близько 100 млн. років) і трапилася приблизно 4,7 млрд. років тому.