Maapallo | ||||
---|---|---|---|---|
Planeetta | ||||
| ||||
Orbitaaliset ominaisuudet | ||||
Aikakausi : J2000.0 | ||||
Perihelion |
147 098 290 km 0,98329134 AU [comm. yksi] |
|||
Aphelion |
152 098 232 km 1,01671388 AU [comm. yksi] |
|||
Pääakseli ( a ) |
149 598 261 km 1,00000261 AU [yksi] |
|||
Orbitaalin epäkeskisyys ( e ) | 0,01671123 [1] [2] | |||
sideerinen ajanjakso |
365,256363004 päivää 365 päivää 6 h 9 min 10 s [3] |
|||
Kiertonopeus ( v ) |
29,783 km/s 107,218 km /h [2] |
|||
Keskimääräinen poikkeama ( M o ) | 357,51716° [2] | |||
Kaltevuus ( i ) | 7,155° (suhteessa auringon päiväntasaajaan) [4] , 1,57869° (suhteessa muuttumattomaan tasoon) [4] | |||
Nouseva solmupituusaste ( Ω ) | 348,73936° [2] | |||
Periapsis - argumentti ( ω ) | 114,20783° [2] | |||
Kenen satelliitti | Aurinko | |||
satelliitteja | Kuu ja yli 8300 keinotekoista satelliittia [5] | |||
fyysiset ominaisuudet | ||||
polaarinen supistuminen | 0,0033528 [2] | |||
Päiväntasaajan säde | 6378,1 km [2] | |||
Napainen säde | 6356,8 km [2] | |||
Keskisäde | 6371,0 km [2] | |||
Suuri ympyrän ympärysmitta |
40 075,017 km ( Päiväntasaaja ) 40 007,863 km ( Meridiaani ) [6] |
|||
Pinta-ala ( S ) |
510 072 000 km² [7] [8] 148 940 000 km² maata (29,2 %) [7] 361 132 000 km² vettä (70,8 %) [7] |
|||
Volyymi ( V ) | 1,08321⋅10 12 km³ [2] | |||
Massa ( m ) | 5,9726⋅10 24 kg (3⋅10 -6 M ☉ ) [2] | |||
Keskimääräinen tiheys ( ρ ) | 5,5153 g/cm³ [2] | |||
Painovoiman kiihtyvyys päiväntasaajalla ( g ) | 9,780327 m/s² (0,99732 g) [2] | |||
Ensimmäinen pakonopeus ( v 1 ) | 7,91 km/s [comm. 2] | |||
Toinen pakonopeus ( v 2 ) | 11,186 km/s [2] | |||
Päiväntasaajan pyörimisnopeus | 1674,4 km/h (465,1 m/s) [9] | |||
Kiertojakso ( T ) |
0,99726968 päivää (23 h 56 m 4,100 s ) on sideerinen kiertojakso [10] , 24 tuntia on keskimääräisen aurinkopäivän kesto |
|||
Akselin kallistus | 23°26ʹ21ʺ,4119 [3] | |||
Albedo |
0,306 (sidos) [2] 0,434 (geometrinen) [2] |
|||
Lämpötila | ||||
|
||||
Celsius |
|
|||
Kelvin |
|
|||
Tunnelma [2] | ||||
Yhdiste: 78,08 % - typpi (N 2 ) 20,95 % - happi (O 2 ) 0,93 % - argon (Ar) 0,04 % - hiilidioksidi (CO 2 ) [15] Noin 1 % vesihöyrystä (ilmastosta riippuen) |
||||
Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa | ||||
Tietoja Wikidatasta ? |
Maa on aurinkokunnan kolmas planeetta Auringosta laskettuna . Tihein , halkaisijaltaan ja massaltaan viides kaikista aurinkokunnan planeetoista ja suurin maanpäällisistä planeetoista , joihin kuuluvat myös Merkurius , Venus ja Mars . Ainoa ihmisen tällä hetkellä tuntema ruumis universumissa , jossa elävät organismit .
Journalismissa ja populaaritieteellisessä kirjallisuudessa voidaan käyttää synonyymejä termejä - maailma , sininen planeetta [16] [17] [18] , Terra ( latinasta Terra ).
Tieteelliset todisteet osoittavat, että Maa muodostui aurinkosumusta noin 4,54 miljardia vuotta sitten [19] ja hankki pian sen jälkeen ainoan luonnollisen satelliittinsa Kuun . Elämä ilmeni oletettavasti Maapallolla noin 4,25 miljardia vuotta sitten [20] eli pian sen esiintymisen jälkeen . Sen jälkeen maapallon biosfääri on merkittävästi muuttanut ilmakehää ja muita abioottisia tekijöitä , mikä on aiheuttanut aerobisten organismien määrällisen kasvun sekä otsonikerroksen muodostumisen , joka yhdessä Maan magneettikentän kanssa heikentää elämälle haitallista auringonsäteilyä . 21] , mikä säilyttää edellytykset elämän olemassaololle maan päällä. Itse maankuoren säteily on vähentynyt merkittävästi sen muodostumisen jälkeen sen sisältämien radionuklidien asteittaisen hajoamisen vuoksi. Maankuori on jaettu useisiin segmentteihin eli tektonisiin levyihin , jotka liikkuvat pinnan poikki muutaman senttimetrin luokkaa vuodessa. Geologia tutkii Maan koostumusta, rakennetta ja kehitysmalleja .
Noin 70,8 % planeetan pinta-alasta on Maailman valtameren [22] vallassa, loput maanosista ja saarista . Mantereilla on jokia , järviä , pohjavettä ja jäätä, jotka yhdessä maailman valtameren kanssa muodostavat hydrosfäärin . Nestemäistä vettä , joka on välttämätön kaikille tunnetuille elämänmuodoille, ei ole olemassa muiden aurinkokunnan planeettojen ja planetoidien pinnalla kuin Maan. Maan navat ovat jääkerroksen peitossa, joka sisältää arktisen merijään ja Etelämantereen jäälevyn .
Maan sisäosat ovat melko aktiivisia ja koostuvat paksusta, erittäin viskoosista kerroksesta, jota kutsutaan vaipaksi ja joka peittää nestemäisen ulkoytimen, joka on Maan magneettikentän lähde, ja kiinteästä sisäisestä ytimestä , joka oletettavasti koostuu raudasta ja nikkeli [23] . Maan fyysiset ominaisuudet ja sen kiertorata ovat mahdollistaneet elämän jatkumisen viimeisten 3,5 miljardin vuoden ajan. Eri arvioiden mukaan maapallo säilyttää olosuhteet elävien organismien olemassaololle vielä 0,5–2,3 miljardia vuotta [24] [25] [26] .
Maa on vuorovaikutuksessa ( painovoimat vetää puoleensa ) muiden avaruudessa olevien esineiden kanssa , mukaan lukien aurinko ja kuu . Maa kiertää Auringon ja tekee täydellisen kierroksen sen ympäri noin 365,26 aurinkopäivässä - sideerinen vuosi . Maan pyörimisakseli on kallistettu 23,44° suhteessa kohtisuoraan sen kiertoratatasoon nähden, mikä aiheuttaa maapallon pinnalla vuodenaikojen vaihtelua yhden trooppisen vuoden ajanjaksolla - 365,24 aurinkopäivää. Vuorokausi on nyt noin 24 tuntia [2] [27] . Kuu aloitti kiertoradansa Maan ympäri noin 4,53 miljardia vuotta sitten. Kuun gravitaatiovaikutus Maahan on valtamerten vuoroveden syy . Kuu myös stabiloi Maan akselin kallistusta ja hidastaa vähitellen Maan pyörimistä [28] [29] [30] . Joidenkin teorioiden mukaan asteroidien törmäykset johtivat merkittäviin muutoksiin ympäristössä ja maan pinnassa, mikä aiheutti erityisesti erilaisten olentolajien massasukupuuttoja [31] .
Planeetalla asuu noin 8,7 miljoonaa elävää olentoa, mukaan lukien ihmiset [32] . Ihmiskunta jakaa maapallon 193 itsenäiseen YK: n jäsenvaltioon ja Vatikaanin valtioon , jonka kaikki YK:n jäsenvaltiot tunnustavat , lisäksi 13 tunnustamatonta ja osittain tunnustettua valtiota hallitsee eri osia maan pinnasta [33] . Ihmiskulttuuri on muodostanut monia ajatuksia maailmankaikkeuden rakenteesta - kuten käsite litteästä maasta , maailman geosentrinen järjestelmä ja Gaia-hypoteesi , jonka mukaan Maa on yksi superorganismi [34] .
Nykyaikainen tieteellinen hypoteesi Maan ja muiden aurinkokunnan planeettojen muodostumisesta on aurinkosumuhypoteesi , jonka mukaan aurinkokunta muodostui suuresta tähtienvälisen pölyn ja kaasun pilvestä [35] . Pilvi koostui pääasiassa vedystä ja heliumista , jotka muodostuivat alkuräjähdyksen jälkeen , sekä raskaammista alkuaineista , jotka jäivät supernovaräjähdyksen jälkeen . Noin 4,5 miljardia vuotta sitten pilvi alkoi kutistua, mikä luultavasti johtui useiden valovuosien etäisyydellä puhjenneen supernovan shokkiaallon vaikutuksesta [36] . Kun pilvi alkoi supistua, sen kulmamomentti , painovoima ja inertia litistyivät protoplaneetaksi, joka oli kohtisuorassa sen pyörimisakseliin nähden. Sen jälkeen protoplanetaarisen kiekon fragmentit alkoivat törmätä painovoiman vaikutuksesta ja sulautuessaan muodostivat ensimmäiset planetoidit [37] .
Kasvuprosessin aikana aurinkokunnan muodostumisen jälkeen jäljelle jääneet planetoidit , pöly, kaasu ja roskat alkoivat sulautua yhä suuremmiksi esineiksi muodostaen planeettoja [37] . Maan likimääräinen muodostumisajankohta on 4,54 ± 0,04 miljardia vuotta sitten [19] . Koko planeetan muodostumisprosessi kesti noin 10-20 miljoonaa vuotta [38] .
Kuu muodostui myöhemmin, noin 4,527 ± 0,01 miljardia vuotta sitten [39] , vaikka sen alkuperää ei ole vielä tarkasti selvitetty. Päähypoteesi väittää, että se muodostui kasaantumista materiaalista, joka jäi jäljelle Maan tangentiaalisen törmäyksen jälkeen [40] kooltaan Marsia [41] vastaavan esineen kanssa, jonka massa on 10-12 % Maan [42] massasta. (joskus tätä objektia kutsutaan nimellä " Theia ") [43] . Tämä törmäys vapautti noin 100 miljoonaa kertaa enemmän energiaa kuin se, jonka oletettiin aiheuttaneen dinosaurusten sukupuuttoon [44] . Tämä riitti haihduttamaan Maan ulkokerrokset ja sulattamaan molemmat kappaleet [45] [46] . Osa vaipasta sinkoutui Maan kiertoradalle, mikä ennustaa, miksi Kuu on vailla metallimateriaalia [47] ja selittää sen epätavallisen koostumuksen [48] . Oman painovoimansa vaikutuksesta sinkoutunut materiaali otti pallomaisen muodon ja Kuu muodostui [49] .
Proto-Maa laajeni akkretion myötä ja oli tarpeeksi kuuma sulamaan metalleja ja mineraaleja. Rauta , samoin kuin siihen geokemiallisesti sukua olevat siderofiiliset alkuaineet , joiden tiheys on suurempi kuin silikaatit ja alumiinisilikaatit , laskeutuivat kohti maan keskustaa [50] . Tämä johti maan sisäisten kerrosten erottumiseen vaipaksi ja metallisydämeksi vain 10 miljoonaa vuotta sen jälkeen, kun maa alkoi muodostua, jolloin muodostui maapallon kerrosrakenne ja Maan magneettikenttä [51] .
Kaasujen vapautuminen maankuoresta ja vulkaaninen aktiivisuus johtivat primääriilmakehän muodostumiseen. Vesihöyryn tiivistyminen , jota komeettojen ja asteroidien tuoma jää tehosti , johti valtamerien muodostumiseen [52] . Maan ilmakehä koostui tuolloin kevyistä atmofiilisistä alkuaineista: vedystä ja heliumista [53] , mutta sisälsi paljon enemmän hiilidioksidia kuin nyt, ja tämä pelasti valtameret jäätymiseltä, koska auringon valoisuus ei silloin ylittänyt 70 % nykyisestä tasosta. [54] . Noin 3,5 miljardia vuotta sitten muodostui Maan magneettikenttä , joka esti aurinkotuulen aiheuttaman ilmakehän tuhoutumisen [55] .
Planeetan pinta on muuttunut jatkuvasti satojen miljoonien vuosien ajan: maanosat ilmestyivät ja romahtivat, liikkuivat pintaa pitkin, kerääntyivät ajoittain supermantereeksi ja hajautuivat sitten eristyneiksi maanosiksi . Joten noin 750 miljoonaa vuotta sitten yksittäinen Rodinia jakautui , sitten sen osat yhdistyivät Pannotiaan (600-540 miljoonaa vuotta sitten) ja sitten - viimeiseksi supermantereiksi - Pangeaksi , joka hajosi 180 miljoonaa vuotta sitten [56] .
Geologinen aikajana - maapallon historian geologinen aikaskaala; käytetään geologiassa ja paleontologiassa , eräänlainen kalenteri satojen tuhansien ja miljoonien vuosien aikaväleille. Fanerotsoisen geokronologisen mittakaavan ehdotti ensimmäisen kerran englantilainen geologi A. Holmes vuonna 1938 [57] . Eläimen jäänteiden puuttumisen vuoksi prekambrian geokronologinen mittakaava rakennettiin pääasiassa kivien absoluuttisten iän määrittelyjen mukaan [57] .
Maan historia on jaettu eri ajanjaksoihin. Heidän rajansa kulkevat tärkeimpien silloin tapahtuneiden tapahtumien läpi.
Raja fanerotsoic-ajan aikakausien välillä piirtyy suurimpien evoluutiotapahtumien - globaalien sukupuuttojen - mukaan. Paleotsooisen aikakauden erottaa mesozoisesta aikakaudesta maapallon historian suurin permilainen massasukupuutto . Mesotsoisen aikakauden erottaa kenozoisuudesta liitukauden ja paleogeenin sukupuutto [comm. 3] .
Cenozoic aikakausi on jaettu kolmeen ajanjaksoon: paleogeeni , neogeeni ja kvaternaari (antropogeeni). Nämä ajanjaksot puolestaan on jaettu geologisiin aikakausiin (osastoihin): Paleogeeni - paleoseeniin , eoseeniin ja oligoseeniin ; Neogeenistä - mioseeniin ja plioseeniin . Antropogeeneihin kuuluvat pleistoseeni ja holoseeni .
Miljoonia vuosia
On olemassa useita teorioita elämän syntymisestä maapallolla. Noin 3,5-3,9 miljardia vuotta sitten ilmestyi " viimeinen universaali yhteinen esi -isä ", josta kaikki muut elävät organismit myöhemmin polveutuivat [58] [59] [60] .
Fotosynteesin kehittyminen antoi eläville organismeille mahdollisuuden käyttää aurinkoenergiaa suoraan. Tämä johti ilmakehän täyttymiseen hapella, joka alkoi noin 2,5 miljardia vuotta sitten [61] , ja ylemmissä kerroksissa otsonikerroksen muodostumiseen . Pienten solujen symbioosi suurempien solujen kanssa johti monimutkaisten solujen - eukaryoottien - kehittymiseen [62] . Noin 2,1 miljardia vuotta sitten ilmestyi monisoluisia organismeja, jotka jatkoivat sopeutumista ympäristöolosuhteisiin [63] . Haitallisen ultraviolettisäteilyn otsonikerrokseen imeytymisen ansiosta elämä pystyi aloittamaan maan pinnan kehityksen [64] .
Vuonna 1960 esitettiin Snowball Earth -hypoteesi , jonka mukaan maapallo oli kokonaan jään peitossa 750-580 miljoonaa vuotta sitten. Tämä hypoteesi selittää kambrikauden räjähdyksen - monisoluisten elämänmuotojen monimuotoisuuden jyrkän lisääntymisen noin 542 miljoonaa vuotta sitten [65] . Tämä hypoteesi on nyt vahvistettu [66] [67] :
Tämä on ensimmäinen kerta, kun jään on osoitettu saavuttaneen trooppiset leveysasteet Sturtian jääkauden aikana, mikä on suora todiste siitä, että "Lumipallomaa" oli olemassa tämän jääkauden aikana, sanoo johtava kirjailija Francis A. Macdonald Harvardin yliopistosta . "Tietomme osoittavat myös, että tämä jäätikkö on kestänyt vähintään 5 miljoonaa vuotta.
Tutkittujen jäätiköiden ikä on lähellä 930 mailia [1500 kilometriä] koillis-Kanadassa sijaitsevan suuren magmaisen provinssin ikää [67] , mikä epäsuorasti vahvistaa vulkanismin suuren roolin planeetan vapauttamisessa jäävankeudesta [66] . [68] .
Noin 1200 miljoonaa vuotta sitten ilmestyivät ensimmäiset levät ja noin 450 miljoonaa vuotta sitten ensimmäiset korkeammat kasvit [69] . Selkärangattomat ilmestyivät Ediacaran aikana [70] ja selkärankaiset ilmestyivät kambrian räjähdyksen aikana noin 525 miljoonaa vuotta sitten [71] .
Kambrian räjähdyksen jälkeen on tapahtunut viisi massasukupuuttoa [72] . Permikauden lopulla tapahtunut sukupuutto , joka on maan elämän historian massiivisin [73] , johti yli 90 % planeetan elävistä olentoista kuolemaan [74] . Permin katastrofin jälkeen arkosaurusista [75] tuli yleisin maan selkärankainen , joista dinosaurukset saivat alkunsa triaskauden lopussa . He hallitsivat planeettaa Jurassin ja Liitukauden aikana [76] . Liitu-paleogeeninen sukupuuttotapahtuma tapahtui 66 Ma , todennäköisesti meteoriitin törmäyksen seurauksena ; se johti ei-lintuisten dinosaurusten ja muiden suurten matelijoiden sukupuuttoon, mutta ohitti monet pienet eläimet, kuten nisäkkäät [77] , jotka olivat tuolloin pieniä hyönteissyöjäeläimiä , ja linnut, dinosaurusten evolutionaarinen haara [78] . Viimeisten 65 miljoonan vuoden aikana on kehittynyt valtava valikoima nisäkäslajeja, ja useita miljoonia vuosia sitten apinan kaltaiset eläimet ovat saaneet kyvyn kävellä pystyasennossa [79] . Tämä mahdollisti työkalujen käytön ja edisti kommunikaatiota, mikä auttoi ravinnonhakua ja lisäsi isojen aivojen tarvetta. Maatalouden ja sitten sivilisaation kehitys antoi ihmisille lyhyessä ajassa mahdollisuuden vaikuttaa maapalloon niin kuin mikään muu elämänmuoto [80] , vaikuttaa muiden lajien luontoon ja runsauttamiseen.
Viimeinen jääkausi alkoi noin 40 miljoonaa vuotta sitten ja saavutti huippunsa pleistoseenissa noin 3 miljoonaa vuotta sitten. Maan pinnan keskilämpötilan pitkittyneiden ja merkittävien muutosten taustalla, jotka voivat liittyä aurinkokunnan kiertokulkuun galaksin keskustan ympärillä (noin 200 miljoonaa vuotta), on myös pienempiä jäähtymisjaksoja. ja 40-100 tuhannen vuoden välein tapahtuva lämpeneminen amplitudiltaan ja kestoltaan (katso Milankovitchin jaksot ), jotka ovat luonteeltaan selkeästi itsevärähteleviä, mahdollisesti johtuen palautteen vaikutuksesta koko biosfäärin reaktiosta kokonaisuutena, joka pyrkii stabiloitumaan Maan ilmasto (katso James Lovelockin esittämä Gaia-hypoteesi ).
Viimeinen jääkauden sykli pohjoisella pallonpuoliskolla päättyi noin 10 tuhatta vuotta sitten [81] .
Maa kuuluu maanpäällisiin planeetoihin , ja toisin kuin kaasujättiläiset , kuten Jupiter , sillä on kiinteä pinta. Se on suurin aurinkokunnan neljästä maanpäällisestä planeettasta sekä kooltaan että massaltaan. Lisäksi maapallolla näiden neljän planeetan joukossa on suurin tiheys, pintapainovoima ja magneettikenttä [ 82] . Se on ainoa tunnettu planeetta, jolla on aktiivinen levytektoniikka [83] .
Maan suolet on jaettu kerroksiin kemiallisten ja fysikaalisten ( reologisten ) ominaisuuksien mukaan, mutta toisin kuin muilla maanpäällisillä planeetoilla, maapallolla on selkeä ulko- ja sisäydin . Maan ulkokerros on kova kuori, joka koostuu pääasiassa silikaateista. Sen erottaa vaipasta raja, jossa pitkittäisten seismisten aaltojen nopeudet kasvavat jyrkästi - Mohorovichic-pinta [84] .
Kova kuori ja vaipan viskoosi yläosa muodostavat litosfäärin [85] . Litosfäärin alapuolella on astenosfääri , suhteellisen alhaisen viskositeetin , kovuuden ja lujuuden omaava kerros ylemmässä vaipassa [86] .
Merkittäviä muutoksia vaipan kiderakenteessa tapahtuu 410-660 km:n syvyydessä pinnan alapuolella, peittäen ( siirtymävyöhyke ), joka erottaa ylemmän ja alemman vaipan. Vaipan alla on nestekerros, joka koostuu sulasta raudasta ja nikkelin , rikin ja piin epäpuhtauksista - Maan ydin [87] . Seismiset mittaukset osoittavat, että se koostuu kahdesta osasta: kiinteästä sisäytimestä (säde ~ 1220 km) ja nestemäisestä ulkoytimestä (säde ~ 2250 km) [88] [89] .
Maan muoto ( geoidi ) on lähellä litteää ellipsoidia . Geoidin ja sitä approksimoivan ellipsoidin välinen ero on 100 metriä [91] . Planeetan keskimääräinen halkaisija on noin 12 742 km ja ympärysmitta 40 000 km , koska mittari määriteltiin aiemmin 1/10 000 000 etäisyydestä päiväntasaajasta pohjoisnavalle Pariisin kautta [92] (virheellisen kirjanpidon vuoksi Maan napapuristuksessa standardimittari on 1795 vuotta, mikä osoittautui noin 0,2 mm lyhyemmäksi, tästä syystä epätarkkuudet).
Maan pyöriminen luo päiväntasaajan pullistuman , joten päiväntasaajan halkaisija on 43 km suurempi kuin napa [93] . Maan pinnan korkein kohta on Mount Everest (8848 m merenpinnan yläpuolella ) ja syvin Mariana-hauta ( 10 994 m merenpinnan alapuolella) [94] . Päiväntasaajan pullistuman vuoksi kaukaisimmat pisteet pinnalla Maan keskustasta ovat Chimborazo -tulivuoren huippu Ecuadorissa ja Huascaran - vuori Perussa [95] [96] [97] .
Yhdiste | Kaava | Prosentti _ |
---|---|---|
Pii(IV)oksidi | SiO2_ _ | 59,71 % |
Alumiinioksidi | Al2O3 _ _ _ | 15,41 % |
kalsiumoksidia | CaO | 4,90 % |
magnesiumoksidi | MgO | 4,36 % |
natriumoksidi | Na2O _ _ | 3,55 % |
Rauta(II)oksidi | FeO | 3,52 % |
kaliumoksidi | K2O _ _ | 2,80 % |
Rauta(III)oksidi | Fe2O3 _ _ _ | 2,63 % |
Vesi | H2O _ _ | 1,52 % |
Titaani(IV)oksidi | TiO2_ _ | 0,60 % |
Fosfori(V)oksidi | P2O5 _ _ _ | 0,22 % |
Kaikki yhteensä | 99,22 % |
Maan massa on noin 5,9736⋅1024 kg . Maapallon muodostavien atomien kokonaismäärä on ≈ 1,3-1,4⋅10 50 , mukaan lukien happi ≈ 6,8⋅10 49 (51 %), rauta ≈ 2,3⋅10 49 (17 %), magnesium ja pii ≈ 1,9⋅10 49 (15 %) [99] . Massa koostuu pääasiassa raudasta (32,1 %), hapesta (30,1 %), piistä (15,1 %), magnesiumista (13,9 %), rikistä (2,9 %), nikkelistä (1 ,8 %), kalsiumista (1,5 % ). ) ja alumiini (1,4 %); muiden elementtien osuus on 1,2 %. Massasegregaatiosta johtuen ydinalueen uskotaan koostuvan raudasta (88,8 %), pienestä määrästä nikkeliä (5,8 %), rikistä (4,5 %) ja noin 1 %:sta muita alkuaineita [100] . On huomionarvoista, että hiiltä, joka on elämän perusta, on maankuoressa vain 0,1 %.
Geokemisti Frank Clark laski, että maankuoren hapesta on hieman yli 47 prosenttia. Yleisimmät kiviä muodostavat mineraalit maankuoressa ovat lähes kokonaan oksideja ; kloorin, rikin ja fluorin kokonaispitoisuus kivissä on yleensä alle 1 %. Tärkeimmät oksidit ovat piidioksidi (SiO 2 ), alumiinioksidi (Al 2 O 3 ), rautaoksidi (FeO), kalsiumoksidi (CaO), magnesiumoksidi (MgO), kaliumoksidi (K 2 O) ja natriumoksidi (Na 2 O ) ) . Piidioksidi toimii pääasiassa happamana väliaineena ja muodostaa silikaatteja; kaikkien tärkeimpien vulkaanisten kivien luonne liittyy siihen. Laskelmissa, jotka perustuivat 1672 kivilajin analyysiin, Clark päätteli, että 99,22 % niistä sisältää 11 oksidia (taulukko oikealla). Kaikkia muita komponentteja löytyy hyvin pieniä määriä.
Alla on tarkempia tietoja Maan kemiallisesta koostumuksesta (inerttien kaasujen osalta tiedot on annettu yksikössä 10 -8 cm³/g; muiden alkuaineiden osalta - prosentteina) [100] .
Maapallolla, kuten muilla maanpäällisillä planeetoilla , on kerrostettu sisäinen rakenne. Se koostuu kiinteistä silikaattikuorista ( kuori , erittäin viskoosi vaippa ) ja metallinen ydin . Ytimen ulkoosa on nestemäistä (paljon vähemmän viskoosia kuin vaippa), kun taas sisäosa on kiinteää.
sisäinen lämpöPlaneetan sisäinen lämpö saadaan aikaan Maan muodostumisen alkuvaiheessa tapahtuneen aineen kertymisestä jääneen jäännöslämmön (noin 20 %) [101] ja epävakaiden isotooppien radioaktiivisen hajoamisen yhdistelmästä: kalium-40 , uraani-238 , uraani-235 ja torium-232 [102] . Kolmen näistä isotoopeista puoliintumisaika on yli miljardi vuotta [102] . Planeetan keskellä lämpötila voi nousta 6000 °C:seen (enemmän kuin Auringon pinnalla), ja paine voi nousta 360 GPa :iin (3,6 miljoonaa atm ) [103] . Osa ytimen lämpöenergiasta siirtyy pillien kautta maankuoreen . Pilvet synnyttävät kuumia pisteitä ja ansoja [104] . Koska suurin osa Maan tuottamasta lämmöstä saadaan radioaktiivisesta hajoamisesta, maapallon historian alussa, jolloin lyhytikäisten isotooppien varannot eivät vielä olleet lopussa, planeettamme energian vapautuminen oli paljon nykyistä suurempi [23] . .
Isotooppi | Lämmön vapautuminen, W /kg isotooppi |
Puoliintumisaika , vuotta _ |
Keskimääräinen pitoisuus vaipassa, kg isotooppia/kg vaippaa |
Lämmönpoisto, W/kg vaippa |
---|---|---|---|---|
238 U | 9,46⋅10 −5 | 4,47⋅10 9 | 30,8⋅10 −9 | 2,91⋅10 −12 |
235 U | 5,69⋅10 −4 | 7.04⋅108 _ | 0,22⋅10 −9 | 1,25⋅10 −13 |
232th _ | 2,64⋅10 -5 | 1,40⋅10 10 | 124⋅10 −9 | 3,27⋅10 −12 |
40 000 _ | 2,92⋅10 -5 | 1,25⋅10 9 | 36,9⋅10 −9 | 1,08⋅10 −12 |
Maan lämpöenergian keskimääräiset häviöt ovat 87 mW/m² eli 4,42⋅10 13 W (globaalit lämpöhäviöt) [106] . Osa ytimen lämpöenergiasta kuljetetaan pölyihin - kuumiin vaippavirtoihin. Nämä pölyt voivat aiheuttaa ansoja [104] , repeämiä ja kuumia kohtia . Suurin osa energiasta Maa menettää levytektoniikan , vaippa-aineen nousun kautta valtameren keskiharjanteille . Viimeinen päätyyppi lämpöhäviössä on lämpöhäviö litosfäärin läpi ja enemmän lämpöhäviötä tapahtuu tällä tavalla valtamerissä, koska maankuori on siellä paljon ohuempaa kuin mantereiden alla [107] .
LitosfääriLitosfääri ( muista kreikan sanoista λίθος "kivi" ja σφαῖρα "pallo, pallo") on Maan kiinteä kuori. Koostuu maankuoresta ja ylävaipasta . Litosfäärin rakenteessa erotetaan liikkuvat alueet (taitetut vyöt) ja suhteellisen vakaat alustat. Litosfäärin lohkot - litosfäärilevyt - liikkuvat suhteellisen plastista astenosfääriä pitkin . Geologian levytektoniikan osa on omistettu näiden liikkeiden tutkimukselle ja kuvaukselle .
Litosfäärin alla on astenosfääri , joka muodostaa vaipan ulkoosan. Astenosfääri käyttäytyy kuin ylikuumentunut ja erittäin viskoosi neste [108] , jossa tapahtuu seismisten aaltojen nopeuden laskua, mikä osoittaa kivien plastisuuden muutosta [85] .
Litosfäärin ulkokuoren osoittamiseen käytettiin nyt vanhentunutta termiä sial , joka tulee kivien Si ( lat. Silicium - pii ) ja Al ( lat. Alumiini - alumiini ) pääelementtien nimestä .
MaankuoriMaankuori on kiinteän maan yläosa. Se on erotettu vaipasta rajalla, jossa seismiset aallon nopeudet kasvavat jyrkästi - Mohorovichichin raja . Kuorta on kahta tyyppiä - mannermainen ja valtameri. Kuoren paksuus vaihtelee 6 km:stä valtameren alla 30-70 km:iin mantereilla [88] [109] . Mannerkuoressa erotetaan kolme kerrosta: sedimenttipeite , graniitti ja basaltti . Valtameren kuori koostuu pääasiassa mafisista kivistä sekä sedimenttikerroksesta. Maankuori on jaettu erikokoisiin litosfäärilevyihin, jotka liikkuvat suhteessa toisiinsa. Näiden liikkeiden kinematiikkaa kuvaa levytektoniikka .
Maankuori valtamerten ja mantereiden alla vaihtelee huomattavasti.
Maankuoren paksuus mantereiden alla on yleensä 35–45 kilometriä, vuoristoisilla alueilla kuoren paksuus voi olla jopa 70 kilometriä [109] . Syvyyden myötä magnesium- ja rautaoksidien pitoisuus maankuoren koostumuksessa kasvaa , piidioksidin pitoisuus vähenee, ja tämä suuntaus on selvempi siirtyessään ylempään vaippaan (substraattiin) [109] .
Mannerkuoren yläosa on epäjatkuva kerros, joka koostuu sedimentti- ja vulkaanisista kivistä. Kerrokset voidaan rypistää taiteiksi, siirtää rakoa pitkin [109] . Suojissa ei ole sedimenttikuorta. Alla on gneisseistä ja graniiteista koostuva graniittikerros (pitkittäisaaltojen nopeus tässä kerroksessa on jopa 6,4 km/s) [109] . Vielä alempana on basalttikerros (6,4–7,6 km/s), joka koostuu metamorfisista kivistä , basalteista ja gabbrosta. Näiden kahden kerroksen välissä on ehdollinen raja, jota kutsutaan Conrad-pinnaksi . Pitkittäisten seismisten aaltojen nopeus kulkiessaan tämän pinnan läpi kasvaa äkillisesti 6:sta 6,5 km/s:iin [110] .
Valtamerien alla oleva kuori on 5-10 kilometriä paksu. Se on jaettu useisiin kerroksiin. Ensinnäkin sijaitsee ylempi kerros, joka koostuu alle kilometrin paksuisista pohjasedimenteistä [109] . Alla on toinen kerros, joka koostuu pääasiassa serpentiniitistä , basaltista ja luultavasti sedimenttien välikerroksista [109] . Pitkittäisten seismisten aaltojen nopeus tässä kerroksessa on 4-6 km/s ja sen paksuus on 1-2,5 km [109] . Alempi, "valtamerellinen" kerros koostuu gabbrosta . Tämän kerroksen keskimääräinen paksuus on noin 5 km ja seismisen aallon nopeus 6,4-7 km/s [109] .
Syvyys, km | Kerros | Tiheys, g/cm³ [112] | |
---|---|---|---|
0-60 | Litosfääri (vaihtelee paikallisesti 5-200 km) | — | |
0-35 | Kora (vaihtelee paikallisesti 5-70 km) | 2,2-2,9 | |
35-60 | Vaipan ylin osa | 3.4—4.4 | |
35-2890 | Vaippa | 3.4-5.6 | |
100-700 | Astenosfääri | — | |
2890-5100 | ulkoinen ydin | 9.9-12.2 | |
5100-6378 | sisempi ydin | 12.8-13.1 |
Vaippa on maan silikaattikuori , joka sijaitsee maankuoren ja maan ytimen välissä [113] .
Vaippa muodostaa 67 % Maan massasta ja noin 83 % sen tilavuudesta (ilmakehää lukuun ottamatta). Se ulottuu maankuoren rajalta (5-70 kilometrin syvyydessä) noin 2900 kilometrin syvyydessä sijaitsevan ytimen rajalle [113] . Sen erottaa maankuoresta Mohorovichichin pinta , jossa seismisten aaltojen nopeus siirtymisen aikana kuoresta vaippaan kasvaa nopeasti 6,7-7,6:sta 7,9-8,2 km/s:iin. Vaippa sijaitsee valtavalla syvyydellä, ja aineen paineen kasvaessa tapahtuu faasimuutoksia, joissa mineraalit saavat yhä tiheämmän rakenteen. Maan vaippa on jaettu ylempään vaippaan ja alempaan vaippaan. Ylempi kerros puolestaan on jaettu substraattiin, Gutenberg-kerrokseen ja Golitsyn-kerrokseen (keskivaippa) [113] .
Nykyaikaisten tieteellisten käsitysten mukaan maan vaipan koostumuksen katsotaan olevan samanlainen kuin kivimeteoriittien, erityisesti kondriittien, koostumus.
Vaipan koostumus sisältää pääasiassa kemiallisia alkuaineita, jotka olivat kiinteässä tilassa tai kiinteissä kemiallisissa yhdisteissä Maan muodostumisen aikana: piitä , rautaa , happea , magnesiumia jne. Nämä alkuaineet muodostavat silikaatteja piidioksidin kanssa. Ylävaipassa (substraatissa) on todennäköisimmin enemmän forsteriittia MgSiO 4 , kun taas fayaliitti Fe 2 SiO 4 pitoisuus kasvaa jonkin verran syvemmälle . Alemmalla vaipalla nämä mineraalit hajosivat erittäin korkean paineen vaikutuksesta oksideiksi (SiO 2 , MgO, FeO) [114] .
Vaipan kokonaistila määräytyy lämpötilojen ja superkorkean paineen vaikutuksesta. Paineen vuoksi lähes koko vaipan aine on korkeasta lämpötilasta huolimatta kiinteässä kiteisessä tilassa. Ainoa poikkeus on astenosfääri, jossa paineen vaikutus on heikompi kuin lämpötilat lähellä aineen sulamispistettä. Ilmeisesti tämän vaikutuksen vuoksi tässä oleva aine on joko amorfisessa tilassa tai puolisulassa [114] .
Maan ydinYdin on maan keskeinen, syvin osa, vaipan alla oleva pallo , joka oletettavasti koostuu rauta - nikkeli -seoksesta, johon on sekoitettu muita siderofiilisiä alkuaineita . Syvyys - 2900 km. Pallon keskisäde on 3485 km. Se on jaettu kiinteään sisäytimeen , jonka säde on noin 1300 km, ja nestemäiseen ulkoytimeen , jonka paksuus on noin 2200 km, joiden välillä erotetaan joskus siirtymävyöhyke. Maan ytimen lämpötila saavuttaa 6000 °C [115] , tiheys on noin 12,5 t/m³, paine jopa 360 GPa (3,55 miljoonaa ilmakehää) [103] [115] . Ytimen massa on 1,9354⋅1024 kg .
Lähde | Si , paino-% | Fe , paino-% | Ni , paino-% | S , paino-% | O , paino-% | Mn , ppm | Cr , ppm | Co , ppm | P , ppm |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Allegre et ai., 1995, taulukko 2 , s. 522 | 7.35 | 79,39±2 | 4,87±0,3 | 2,30±0,2 | 4,10±0,5 | 5820 | 7790 | 2530 | 3690 |
Mc Donough, 2003, taulukko 4 (linkki ei saatavilla) . Arkistoitu alkuperäisestä 8. lokakuuta 2013. s. 556 | 6.0 | 85.5 | 5.20 | 1.90 | ~0 | 300 | 9000 | 2500 | 2000 |
Laatan nimi | Pinta- ala 10 6 km² |
Kattavuus |
---|---|---|
Afrikkalainen levy | 61.3 | Afrikka |
Etelämantereen levy | 60.9 | Etelämanner |
australialainen levy | 47.2 | Australia |
Euraasian levy | 67.8 | Aasiassa ja Euroopassa |
Pohjois-Amerikan levy | 75.9 | Pohjois-Amerikassa ja Koillis - Siperiassa |
Etelä-Amerikan lautanen | 43.6 | Etelä-Amerikka |
Tyynenmeren levy | 103.3 | Tyyni valtameri |
Tektonisten levyjen teorian mukaan maankuori koostuu suhteellisen yhtenäisistä lohkoista - litosfäärilevyistä, jotka ovat jatkuvassa liikkeessä toisiinsa nähden. Levyt ovat jäykkiä segmenttejä, jotka liikkuvat suhteessa toisiinsa. Niiden keskinäistä liikettä on kolmea tyyppiä: konvergenssi (konvergenssi), divergenssi (divergenssi) ja leikkausliikkeet muunnosvirheitä pitkin . Tektonisten laattojen välisissä vaurioissa voi tapahtua maanjäristyksiä , vulkaanista toimintaa, vuorten rakentamista ja valtameren painumien muodostumista [117] .
Oikeanpuoleisessa taulukossa on luettelo suurimmista tektonisista levyistä kooineen. Pienemmistä laatoista mainittakoon Hindustani- , Arabian- , Karibian- , Nazca- ja Scotia -laatat . Australian levy itse asiassa sulautui Hindustaniin 50-55 miljoonaa vuotta sitten. Oceanic levyt liikkuvat nopeimmin; näin ollen Cocos-levy liikkuu 75 mm vuodessa [118] ja Tyynenmeren levy 52-69 mm vuodessa. Pienin nopeus on Euraasian levyllä - 21 mm vuodessa [119] .
Planeetan pintaa lähellä olevia osia (ylempi litosfääri, hydrosfääri, alempi ilmakehä) kutsutaan yleisesti maantieteelliseksi verhoksi ja niitä tutkitaan maantieteellisesti .
Maan kohokuvio on hyvin monimuotoista. Noin 70,8 % [121] planeetan pinnasta on veden peitossa (mukaan lukien mannerjalustat ). Vedenalainen pinta on vuoristoinen, sisältää valtameren keskiharjanteiden järjestelmän sekä vedenalaisia tulivuoria [93] , valtamerihautoja , sukellusveneiden kanjoneita , valtameren tasankoja ja syvyystasankoja . Loput 29,2 %, joita ei peitä vesi, sisältävät vuoret , aavikot , tasangot , tasangot jne.
Geologisten ajanjaksojen aikana planeetan pinta muuttuu jatkuvasti tektonisten prosessien ja eroosion vuoksi . Pienemmässä määrin maanpinnan kohokuvio muodostuu sään vaikutuksesta , mikä johtuu sateesta , lämpötilan vaihteluista ja kemiallisista vaikutuksista. Muuttaa maan pintaa ja jäätiköitä , rannikkoeroosiota , koralliriuttojen muodostumista , törmäyksiä suurten meteoriittien kanssa [122] .
Mannerlevyjen liikkuessa planeetan poikki valtameren pohja vajoaa niiden etenevien reunojen alle. Samaan aikaan syvyydestä nouseva vaippa-aine luo eroavan rajan valtameren keskiharjanteille . Yhdessä nämä kaksi prosessia johtavat valtameren levyn materiaalin jatkuvaan uusiutumiseen. Suurin osa valtameren pohjasta on alle 100 miljoonaa vuotta vanha. Vanhin valtameren kuori sijaitsee Tyynenmeren länsiosassa ja sen ikä on noin 200 miljoonaa vuotta. Vertailun vuoksi vanhimpien maalta löydettyjen fossiilien ikä on noin 3 miljardia vuotta [123] [124] .
Mannerlevyt koostuvat matalatiheydestä materiaalista, kuten vulkaanisesta graniitista ja andesiitista . Harvempi on basaltti , tiheä vulkaaninen kivi, joka on merenpohjan pääkomponentti [125] . Noin 75 % maanosien pinnasta on peitetty sedimenttikivillä , vaikka nämä kivet muodostavat noin 5 % maankuoresta [126] . Kolmanneksi yleisimmät kivet maan päällä ovat metamorfisia kiviä , jotka muodostuvat sedimentti- tai magmakivien muutoksen (metamorfismin) seurauksena korkean paineen, korkean lämpötilan tai molempien samanaikaisesti vaikutuksesta. Yleisimmät silikaatit maan pinnalla ovat kvartsi , maasälpä , amfiboli , kiille , pyrokseeni ja oliviini [127] ; karbonaatit - kalsiitti ( kalkkikivessä ), aragoniitti ja dolomiitti [128] .
Pedosfääri , litosfäärin ylin kerros, sisältää maaperän . Se sijaitsee litosfäärin , ilmakehän ja hydrosfäärin välisellä rajalla . Viljelyn maan (ihmisen viljelemä) kokonaispinta-ala on 13,31 % maan pinta-alasta, josta vain 4,71 % on pysyvästi viljelykasvien hallinnassa [8] . Noin 40 % maapallon pinta-alasta on nykyään pelto- ja laitumien käytössä, mikä on noin 1,3⋅10 7 km² peltoa ja 3,4⋅10 7 km² laidunta [129] .
Hydrosfääri ( muista kreikkalaisista sanoista ὕδωρ "vesi" ja σφαῖρα "pallo") on maapallon kaikkien vesivarojen kokonaisuus.
Nestemäisen veden esiintyminen Maan pinnalla on ainutlaatuinen ominaisuus, joka erottaa planeettamme muista aurinkokunnan esineistä . Suurin osa vedestä on keskittynyt valtameriin ja meriin , paljon vähemmän - jokiverkostoihin , järviin, soihin ja pohjaveteen . Ilmakehässä on myös suuria vesivarantoja pilvien ja vesihöyryn muodossa .
Osa vedestä on kiinteässä tilassa jäätiköiden , lumipeitteen ja ikiroudan muodossa , jotka muodostavat kryosfäärin .
Maailmanmeren veden kokonaismassa on noin 1,35⋅1018 tonnia eli noin 1/4400 maan kokonaismassasta. Valtamerten pinta-ala on noin 3,618⋅10 8 km² ja keskisyvyys 3682 m, mikä mahdollistaa veden kokonaismäärän laskemisen niissä: 1,332⋅10 9 km³ [130] . Jos kaikki tämä vesi jakautuisi tasaisesti pinnalle, saataisiin kerros, jonka paksuus on yli 2,7 km [comm. 4] . Kaikesta maapallolla olevasta vedestä vain 2,5 % on tuoretta , loput suolaista. Suurin osa makeasta vedestä, noin 68,7 %, on tällä hetkellä jäätiköissä [131] . Nestemäinen vesi ilmestyi maan päälle luultavasti noin neljä miljardia vuotta sitten [132] .
Maan valtamerten keskimääräinen suolapitoisuus on noin 35 grammaa suolaa kilogrammaa merivettä kohti (35 ‰) [133] . Suuri osa tästä suolasta vapautui tulivuorenpurkauksissa tai uutettiin jäähtyneistä magmakivistä, jotka muodostivat valtameren pohjan [132] .
Valtameret sisältävät liuenneita ilmakehän kaasuja, jotka ovat välttämättömiä monien vesieliömuotojen selviytymiselle [134] . Merivedellä on merkittävä vaikutus maailman ilmastoon , jolloin se on kesällä viileämpää ja talvella lämpimämpää [135] . Veden lämpötilan vaihtelut valtamerissä voivat johtaa merkittäviin ilmastomuutoksiin, kuten El Niñoon [136] .
Ilmakehä ( muista kreikan sanoista ἀτμός "höyry" ja σφαῖρα "pallo") on maapalloa ympäröivä kaasukuori; Se koostuu typestä ja hapesta, ja siinä on pieniä määriä vesihöyryä, hiilidioksidia ja muita kaasuja. Muodostumisensa jälkeen se on muuttunut merkittävästi biosfäärin vaikutuksesta . Happipitoisen fotosynteesin ilmaantuminen 2,4–2,5 miljardia vuotta sitten vaikutti aerobisten organismien kehittymiseen , samoin kuin ilmakehän happisaturaatioon ja otsonikerroksen muodostumiseen, joka suojaa kaikkia eläviä olentoja haitallisilta ultraviolettisäteiltä [61] . Ilmakehä määrää maan pinnan sään , suojaa planeettaa kosmisilta säteiltä ja osittain meteoriittipommituksista [137] . Se säätelee myös pääasiallisia ilmastoa muodostavia prosesseja: veden kiertokulkua luonnossa , ilmamassojen kiertoa ja lämmönsiirtoa [114] . Ilmakehän kaasumolekyylit voivat vangita lämpöenergiaa estäen sitä karkaamasta ulkoavaruuteen , mikä nostaa planeetan lämpötilaa. Tätä ilmiötä kutsutaan kasvihuoneilmiöksi . Vesihöyryä , hiilidioksidia, metaania ja otsonia pidetään tärkeimpinä kasvihuonekaasuina . Ilman tätä lämmöneristysvaikutusta Maan keskimääräinen pintalämpötila olisi -18 ja -23°C välillä (vaikka todellisuudessa se on 14,8°C), eikä elämää todennäköisesti olisi olemassa [121] .
Auringon sähkömagneettinen säteily, joka on tärkein energianlähde kemiallisille, fysikaalisille ja biologisille prosesseille Maan maantieteellisessä verhossa, tulee maan pinnalle ilmakehän kautta [114] .
Maan ilmakehä on jaettu kerroksiin, joiden lämpötila , tiheys , kemiallinen koostumus jne. eroavat toisistaan. Maapallon ilmakehän muodostavien kaasujen kokonaismassa on noin 5,15⋅10 18 kg. Merenpinnalla ilmakehä kohdistaa Maan pintaan paineen , joka on 1 atm (101,325 kPa) [2] . Keskimääräinen ilman tiheys pinnalla on 1,22 g / l , ja se pienenee nopeasti korkeuden kasvaessa: esimerkiksi 10 km:n korkeudessa merenpinnan yläpuolella se on 0,41 g / l ja 100 km:n korkeudessa - 10 − 7 g/l l [114] .
Ilmakehän alaosassa on noin 80 % sen kokonaismassasta ja 99 % kaikesta vesihöyrystä (1,3-1,5⋅10 13 tonnia), tätä kerrosta kutsutaan troposfääriksi [138] . Sen paksuus vaihtelee ja riippuu ilmastotyypistä ja vuodenaikojen tekijöistä: esimerkiksi napa - alueilla se on noin 8-10 km, lauhkealla vyöhykkeellä jopa 10-12 km ja trooppisilla tai päiväntasaajalla 16-18 km. km [139] . Tässä ilmakehän kerroksessa lämpötila laskee keskimäärin 6 °C jokaista kilometriä kohti, kun liikut ylöspäin [114] . Yllä on siirtymäkerros - tropopause , joka erottaa troposfäärin stratosfääristä. Lämpötila on täällä 190–220 K (−73–83 °C).
Stratosfääri - ilmakehän kerros, joka sijaitsee 10–12–55 km:n korkeudessa (sääolosuhteista ja vuodenajoista riippuen). Sen osuus on enintään 20 % ilmakehän kokonaismassasta. Tälle kerrokselle on ominaista lämpötilan lasku ~25 km:n korkeuteen, jota seuraa mesosfäärin rajalla tapahtuva nousu lähes 0 °C:seen [140] . Tätä rajaa kutsutaan stratopausiksi ja se sijaitsee 47-52 km:n korkeudessa [141] . Stratosfäärissä on ilmakehän korkein otsonipitoisuus , joka suojaa kaikkia maan eläviä organismeja Auringon haitallisilta ultraviolettisäteilyltä . Auringon säteilyn voimakas absorptio otsonikerrokseen aiheuttaa nopean lämpötilan nousun tässä ilmakehän osassa [114] .
Mesosfääri sijaitsee 50–80 km:n korkeudessa maan pinnan yläpuolella stratosfäärin ja termosfäärin välissä. Sen erottaa näistä kerroksista mesopaussi (80–90 km) [142] . Tämä on kylmin paikka maan päällä, lämpötila laskee täällä -100 °C:een [143] . Tässä lämpötilassa ilman sisältämä vesi jäätyy nopeasti muodostaen toisinaan hämäriä pilviä [143] . Ne voidaan havaita heti auringonlaskun jälkeen, mutta paras näkyvyys syntyy, kun se on 4-16° horisontin alapuolella [143] . Suurin osa maan ilmakehään pääsevistä meteoriiteista palaa mesosfäärissä. Maan pinnalta katsottuna ne havaitaan tähdenlennot [143] .
100 km:n korkeudessa merenpinnan yläpuolella maan ilmakehän ja ulkoavaruuden välillä on ehdollinen raja - Karmanin viiva [144] .
Termosfäärissä lämpötila nousee nopeasti 1000 K: iin (727 °C), mikä johtuu lyhytaaltoisen auringon säteilyn imeytymisestä siihen. Tämä on ilmakehän laajin kerros (80-1000 km). Noin 800 km:n korkeudessa lämpötilan nousu pysähtyy, koska ilma on täällä erittäin harvinaista ja absorboi heikosti auringonsäteilyä [114] .
Ionosfääri sisältää kaksi viimeistä kerrosta. Molekyylit ionisoituvat täällä aurinkotuulen vaikutuksesta ja revontulia ilmestyy [145] .
Eksosfääri on maapallon ilmakehän uloin ja erittäin harvinainen osa. Tässä kerroksessa hiukkaset pystyvät voittamaan Maan toisen kosmisen nopeuden ja pakenemaan avaruuteen. Tämä aiheuttaa hitaan, mutta vakaan prosessin, jota kutsutaan ilmakehän hajoamiseksi (sironta). Avaruuteen karkaa pääasiassa kevyiden kaasujen hiukkasia: vety ja helium [146] . Vetymolekyylit, joilla on alhaisin molekyylipaino , saavuttavat helpommin pakonopeuden ja pääsevät ulos avaruuteen nopeammin kuin muut kaasut [147] . Pelkistysaineiden , kuten vedyn , häviämisen uskotaan olevan välttämätön edellytys hapen vakaalle kertymiselle ilmakehään [148] . Siksi vedyn kyky poistua Maan ilmakehästä on saattanut vaikuttaa elämän kehittymiseen planeetalla [149] . Tällä hetkellä suurin osa ilmakehään tulevasta vedystä muuttuu vedeksi poistumatta maapallosta, ja vedyn hävikki johtuu pääasiassa metaanin tuhoutumisesta yläilmakehässä [150] .
Ilmakehän kemiallinen koostumusMaan pinnalla kuivattu ilma sisältää noin 78,08 % typpeä (tilavuuden mukaan), 20,95 % happea , 0,93 % argonia ja noin 0,03 % hiilidioksidia . Komponenttien tilavuuspitoisuus riippuu ilman kosteudesta - siinä olevan vesihöyryn pitoisuudesta , joka vaihtelee 0,1 - 1,5% ilmastosta, vuodenajasta ja maastosta riippuen. Esimerkiksi lämpötilassa 20°C ja suhteellisessa kosteudessa 60 % (huoneilman keskimääräinen kosteus kesällä) ilman happipitoisuus on 20,64 %. Muut komponentit muodostavat enintään 0,1 %: nämä ovat vety, metaani , hiilimonoksidi , rikkioksidit ja typen oksidit ja muut inertit kaasut , paitsi argon [151] . Lisäksi ilmassa on aina kiinteitä hiukkasia (pöly on orgaanisten materiaalien hiukkasia, tuhkaa, nokea , siitepölyä jne., alhaisissa lämpötiloissa - jääkiteitä) ja vesipisaroita (pilvet, sumu) - aerosolit . Hiukkasten pitoisuus pienenee korkeuden kasvaessa. Aerosolihiukkasten pitoisuus ilmakehän koostumuksessa vaihtelee vuodenajasta, ilmastosta ja maastosta riippuen. Yli 200 km:n korkeudella ilmakehän pääkomponentti on typpi. Yli 600 km:n korkeudella vallitsee helium ja 2000 km:stä lähtien vety ("vetykorona") [114] .
Sää ja ilmastoMaan ilmakehällä ei ole selkeitä rajoja, se ohenee ja harvenee vähitellen siirtyen avaruuteen . Kolme neljäsosaa ilmakehän massasta sijaitsee ensimmäisten 11 kilometrin päässä planeetan pinnasta ( troposfääri ). Aurinkoenergia lämmittää tätä kerrosta lähellä pintaa, jolloin ilma laajenee ja vähentää sen tiheyttä. Lämmitetty ilma nousee sitten ja korvataan kylmemmällä, tiheämmällä ilmalla. Näin syntyy ilmakehän kierto - ilmamassan suljettujen virtausten järjestelmä lämpöenergian uudelleenjakautumisen kautta [152] .
Ilmakehän kierto perustuu päiväntasaajavyöhykkeen pasaatituuleen (alle 30° leveysastetta) ja lauhkeisiin länsituuleen (leveysasteilla 30° ja 60° välillä) [153] . Merivirrat ovat myös tärkeitä tekijöitä ilmaston muodostumisessa, samoin kuin termohaliinikierto , joka jakaa lämpöenergiaa päiväntasaajalta polaarisille alueille [154] .
Pinnasta nouseva vesihöyry muodostaa ilmakehään pilviä. Kun ilmakehän olosuhteet sallivat lämpimän, kostean ilman nousemisen, tämä vesi tiivistyy ja putoaa pintaan sateena , lumena tai rakeina [152] . Suurin osa maalle tulevasta sateesta päätyy jokiin ja palaa lopulta valtameriin tai jää järviin ja haihtuu sitten uudelleen toistaen kiertoa. Tämä veden kierto luonnossa on elintärkeä tekijä elämän olemassaololle maalla. Vuotuinen sademäärä vaihtelee muutamasta metristä muutamaan millimetriin alueen maantieteellisestä sijainnista riippuen. Ilmakehän kiertokulku , maaston topologiset piirteet ja lämpötilaerot määräävät kullekin alueelle sademäärän keskimääräisenä [155] .
Maan pintaan saapuvan aurinkoenergian määrä vähenee leveysasteen kasvaessa . Korkeammilla leveysasteilla auringonvalo osuu pintaan terävämmässä kulmassa kuin alemmilla leveysasteilla; ja sen täytyy kulkea pidempi reitti maan ilmakehässä. Tämän seurauksena keskimääräinen vuotuinen ilman lämpötila (merenpinnan tasolla) laskee noin 0,4 °C, kun liikkuu 1 aste päiväntasaajan molemmin puolin [156] . Maa on jaettu ilmastovyöhykkeisiin - luonnollisiin vyöhykkeisiin , joilla on suunnilleen tasainen ilmasto. Ilmastotyypit voidaan luokitella lämpötilatilan, talven ja kesän sademäärän mukaan. Yleisin ilmastoluokitusjärjestelmä on Köppen-luokitus , jonka mukaan paras kriteeri ilmastotyypin määrittämisessä on, mitä kasvit kasvavat tietyllä alueella luonnonoloissa [157] . Järjestelmään kuuluu viisi pääilmastoaluetta ( trooppiset sademetsät , aavikot , lauhkea vyöhyke , mannerilmasto ja napatyyppi ), jotka puolestaan on jaettu tarkempiin alatyyppeihin [153] .
Biosfääri ( muista kreikkalaisista sanoista βιος "elämä" ja σφαῖρα "pallo, pallo") on joukko maapallon kuorien osia ( lito- , hydro- ja ilmakehä), jossa elävät organismit ovat niiden vaikutuksen alaisia ja elintärkeän toimintansa tuotteiden käytössä. Termiä "biosfääri" ehdotti ensimmäisen kerran itävaltalainen geologi ja paleontologi Eduard Suess vuonna 1875 [158] .
Biosfääri on Maan kuori, jossa elävät organismit asuvat ja joita ne muuttavat. Se alkoi muodostua aikaisintaan 3,8 miljardia vuotta sitten, kun ensimmäiset organismit alkoivat ilmaantua planeetallemme. Se sisältää koko hydrosfäärin , litosfäärin yläosan ja ilmakehän alaosan , eli se asuu ekosfäärissä . Biosfääri on kaikkien elävien organismien kokonaisuus. Se on koti useille miljoonille kasvilajeille , eläimille , sienille ja mikro -organismeille .
Biosfääri koostuu ekosysteemeistä , joihin kuuluvat elävien organismien yhteisöt ( biosenoosi ), niiden elinympäristöt ( biotooppi ), yhteysjärjestelmät, jotka vaihtavat ainetta ja energiaa keskenään. Maalla ne eroavat toisistaan pääasiassa maantieteellisen leveysasteen, korkeuden ja sademäärän erojen perusteella. Maan ekosysteemit, joita esiintyy arktisella tai Etelämantereella , korkeilla korkeuksilla tai erittäin kuivilla alueilla, ovat suhteellisen köyhiä kasveilta ja eläimiltä. lajien monimuotoisuuden huiput päiväntasaajan sademetsissä [159] .
Maan magneettikenttä ensimmäisessä approksimaatiossa on dipoli , jonka navat sijaitsevat lähellä planeetan maantieteellisiä napoja. Kenttä muodostaa magnetosfäärin , joka taittaa aurinkotuulen hiukkasia . Ne kerääntyvät säteilyvyöhykkeisiin - kahteen samankeskiseen toruksen muotoiseen alueeseen maan ympärillä. Magneettinapojen lähellä nämä hiukkaset voivat "pudota" ilmakehään ja johtaa auroroihin . Päiväntasaajalla Maan magneettikentän induktio on 3,05⋅10 -5 T ja magneettinen momentti 7,91⋅10 15 T m³ [160] .
" Magneettisen dynamon " teorian mukaan kenttä syntyy maan keskialueella, jossa lämpö saa aikaan sähkövirran virtauksen nestemäisessä metalliytimessä. Tämä puolestaan synnyttää magneettikentän lähellä maata. Konvektioliikkeet ytimessä ovat kaoottisia; magneettiset navat ajautuvat ja muuttavat ajoittain napaisuuttaan. Tämä aiheuttaa Maan magneettikentässä käänteitä , joita tapahtuu keskimäärin useita kertoja muutaman miljoonan vuoden välein. Viimeisin käänne tapahtui noin 700 000 vuotta sitten [161] [162] .
Magnetosfääri on maapallon ympärillä oleva avaruusalue, joka muodostuu , kun aurinkotuulen varautuneiden hiukkasten virta poikkeaa alkuperäisestä liikeradastaan magneettikentän vaikutuksesta. Auringon puoleisella puolella sen keulaiskun paksuus on noin 17 km [163] ja se sijaitsee noin 90 000 km :n etäisyydellä Maasta [164] . Planeetan yöpuolella magnetosfääri ulottuu pitkäksi lieriömäiseksi.
Kun korkeaenergiset hiukkaset törmäävät Maan magnetosfääriin, ilmaantuu säteilyvöitä (Van Allenin vyöt). Aurora syntyy, kun aurinkoplasma saavuttaa Maan ilmakehän lähellä magneettisia napoja [165] .
Maapallolla kestää keskimäärin 23 tuntia 56 minuuttia ja 4,091 sekuntia (sideerinen päivä ) tehdäkseen yhden kierroksen akselinsa ympäri [166] [167] . Planeetan pyörimisnopeus lännestä itään on noin 15° tunnissa (1° 4 minuutissa, 15' minuutissa). Tämä vastaa Auringon tai Kuun kulmahalkaisijaa , noin 0,5°, 2 minuutin välein (Auringon ja Kuun näennäiset koot ovat suunnilleen samat) [168] [169] .
Maan pyörimisnopeus on epävakaa: sen pyörimisnopeus suhteessa taivaanpalloon muuttuu (huhti- ja marraskuussa vuorokauden pituus poikkeaa referenssistä 0,001 s), pyörimisakseli precessoituu (20,1" vuodessa) ja vaihtelee (hetkellisen navan etäisyys keskiarvosta ei ylitä 15' ) [170] . Suurella aikaskaalalla se hidastuu Maan yhden kierroksen kesto on pidentynyt viimeisen 2000 vuoden aikana keskimäärin 0,0023 sekuntia vuosisadassa (viimeisten 250 vuoden havaintojen mukaan tämä lisäys on pienempi - noin 0,0014 sekuntia 100 vuodessa) [171] Vuorovesikiihtyvyydestä johtuen jokainen seuraava päivä on pidempi kuin edellinen keskimäärin 29 nanosekuntia [172] .
Maan kiertoaika suhteessa kiinteisiin tähtiin on Kansainvälisen maan kiertopalvelun (IERS) mukaan 86164,098903691 sekuntia UT1 tai 23 tuntia 56 minuuttia 4,098903691 s [3] [173] .
Maa kiertää Auringon elliptisellä kiertoradalla noin 150 miljoonan kilometrin etäisyydellä keskinopeudella 29 765 km/s. Nopeus vaihtelee välillä 30,27 km/s ( perihelionissa ) 29,27 km/s ( afelionissa ) [114] [174] . Maapallo kiertää kiertoradalla täydellisen 365,2564 keskimääräisessä aurinkopäivässä (yksi sideerinen vuosi ). Auringon vuotuinen liike maasta havaittuihin tähtiin nähden on noin 1° vuorokaudessa idän suunnassa. Aurinko ja koko aurinkokunta kiertävät Linnunradan galaksin keskustaa lähes ympyrämäisellä kiertoradalla noin 220 km/s nopeudella. Linnunradan lähimpiin tähtiin verrattuna aurinkokunta liikkuu noin 20 km/s nopeudella kohti pistettä ( huippua ), joka sijaitsee Lyyran ja Herkuleen tähtikuvioiden rajalla .
Kuu kiertää Maan kanssa yhteisen massakeskuksen ympäri tähtiin nähden 27,32 päivän välein. Aikaväli kahden identtisen kuun vaiheen välillä ( synodinen kuukausi ) on 29,53059 päivää. Taivaan pohjoisnavasta katsottuna Kuu liikkuu vastapäivään Maan ympäri . Samaan suuntaan kaikkien planeettojen kierto Auringon ympäri ja Auringon, Maan ja Kuun pyöriminen akselinsa ympäri. Maan pyörimisakseli on poikkeutettu kohtisuorasta sen kiertoradan tasoon nähden 23,4 ° (Auringon näennäinen korkeus riippuu vuodenajasta ); Kuun kiertorata on kalteva 5° suhteessa Maan kiertorataan (ilman tätä poikkeamaa tapahtuisi yksi auringon- ja yksi kuunpimennys joka kuukausi ) [175] .
Maan akselin kallistuksen vuoksi Auringon korkeus horisontin yläpuolella muuttuu ympäri vuoden. Kesäisin pohjoisilla leveysasteilla olevalle tarkkailijalle, kun pohjoisnapa on kallistettuna aurinkoa kohti, päivänvalotunnit kestävät pidempään ja Aurinko on korkeammalla taivaalla. Tämä johtaa korkeampiin keskimääräisiin ilmanlämpötiloihin. Talvella, kun pohjoisnapa on kallistettu poispäin Auringosta, tilanne kääntyy päinvastaiseksi ja keskilämpötila laskee. Napapiirin takana on tähän aikaan napayö , joka napapiirin leveysasteella kestää lähes kaksi päivää (aurinko ei nouse talvipäivänseisauksen päivänä) ja saavuttaa pohjoisnavalla puoli vuotta.
Maan akselin kallistumisesta johtuvat sääolosuhteiden muutokset johtavat vuodenaikojen vaihtumiseen . Neljä vuodenaikaa määrittävät kaksi päivänseisausta - hetket, jolloin maapallon akseli on maksimaalisesti kallistunut kohti aurinkoa tai poispäin Auringosta - ja kaksi päiväntasausta . Talvipäivänseisaus on noin 21. joulukuuta , kesäpäivänseisaus noin 21. kesäkuuta , kevätpäiväntasaus noin 20. maaliskuuta ja syyspäiväntasaus noin 23. syyskuuta . Kun pohjoisnapa on kallistettu aurinkoa kohti, etelänapa kallistuu vastaavasti poispäin siitä. Joten kun pohjoisella pallonpuoliskolla on kesä, eteläisellä pallonpuoliskolla on talvi ja päinvastoin (vaikka kuukaudet on nimetty samalla tavalla, eli esim. helmikuu on talvikuukausi pohjoisella pallonpuoliskolla, mutta kesä on eteläisellä pallonpuoliskolla).
Maan akselin kallistuskulma on suhteellisen vakio pitkän aikaa. Se kuitenkin käy läpi pieniä siirtymiä (tunnetaan nimellä nutaatio ) 18,6 vuoden välein. On myös pitkäaikaisia vaihteluita (noin 41 000 vuotta ). Myös Maan akselin suunta muuttuu ajan myötä, precessiojakson kesto on 25 000 vuotta . Precessio on syy sidereal-vuoden ja trooppisen vuoden väliseen eroon . Molemmat liikkeet johtuvat Auringon ja Kuun muuttuvasta vetovoimasta, joka kohdistaa Maan päiväntasaajan pullistumaan . Maan navat liikkuvat sen pintaan nähden useita metrejä. Tällä napojen liikkeellä on useita syklisiä komponentteja, joita kutsutaan yhteisesti kvasijaksolliseksi liikkeeksi . Tämän liikkeen vuotuisten komponenttien lisäksi on olemassa 14 kuukauden sykli, jota kutsutaan maan napojen Chandler-liikkeeksi . Maan pyörimisnopeus ei myöskään ole vakio, mikä heijastuu vuorokauden pituuden muutoksena [176] .
Maapallo käy tällä hetkellä perihelionin läpi tammikuun 3. päivän ja aphelionin 4. heinäkuuta tienoilla. Maahan perihelionissa saavuttavan aurinkoenergian määrä on 6,9 % enemmän kuin aphelionissa, koska etäisyys Maan ja Auringon välillä on 3,4 % suurempi. Tämä selittyy käänteisen neliön lailla . Koska eteläinen pallonpuolisko on kallistettu aurinkoa kohti suunnilleen samaan aikaan, kun Maa on lähinnä aurinkoa, se saa vuoden aikana hieman enemmän aurinkoenergiaa kuin pohjoinen pallonpuolisko. Tämä vaikutus on kuitenkin paljon vähemmän tärkeä kuin maapallon akselin kallistumisesta johtuva kokonaisenergian muutos, ja lisäksi suurin osa ylimääräisestä energiasta imeytyy suureen vesimäärään eteläisellä pallonpuoliskolla [177] .
Maan osalta Hill -pallon (maan vetovoiman vaikutusalueen ) säde on noin 1,5 miljoonaa km [178] [comm. 5] . Tämä on suurin etäisyys, jolla Maan painovoiman vaikutus on suurempi kuin muiden planeettojen ja Auringon painovoiman vaikutus.
Maapallo kuvattiin ensimmäisen kerran avaruudesta vuonna 1959 Explorer-6- laitteella [179] . Ensimmäinen ihminen, joka näki maan avaruudesta, oli Juri Gagarin vuonna 1961 . Apollo 8 : n miehistö vuonna 1968 havaitsi ensimmäisenä Maan nousevan Kuun kiertoradalta. Vuonna 1972 Apollo 17 :n miehistö otti kuuluisan kuvan Maasta - " The Blue Marble ".
Ulkoavaruudesta ja "ulkoisilta" planeetoilta (sijaitsee Maan kiertoradan ulkopuolella) Maan kulku kuun vaiheiden kaltaisten vaiheiden läpi voidaan havaita samalla tavalla kuin maallinen tarkkailija voi nähdä Venuksen vaiheet ( Galileon löytämä). Galilei ).
Kuu on suhteellisen suuri planeetan kaltainen satelliitti, jonka halkaisija on neljäsosa Maan halkaisijasta. Se on planeetansa kokoon nähden aurinkokunnan suurin satelliitti. Maan kuun nimen jälkeen muiden planeettojen luonnollisia satelliitteja kutsutaan myös "kuiksi".
Maan ja Kuun välinen gravitaatiovoima on syynä maan vuoroveden syntymiseen . Samanlainen vaikutus Kuuhun ilmenee siinä, että se on jatkuvasti kohti Maata samalla puolella (Kuun pyörimisjakso akselinsa ympäri on yhtä suuri kuin sen kierrosjakso Maan ympäri; katso myös vuorovesikiihtyvyys). kuu ). Tätä kutsutaan vuorovesisynkronointiksi . Kuun kierroksen aikana Maan ympäri Aurinko valaisee satelliitin pinnan eri osia, mikä ilmenee kuun vaiheiden ilmiönä : pinnan tumma osa erottuu valopäätteestä .
Vuorovesisynkronoinnin vuoksi Kuu poistuu maasta noin 38 mm vuodessa. Miljoonien vuosien kuluttua tämä pieni muutos, samoin kuin maapallon vuorokauden lisääntyminen 23 mikrosekuntia vuodessa, johtavat merkittäviin muutoksiin [180] . Joten esimerkiksi devonilla (noin 410 miljoonaa vuotta sitten) vuodessa oli 400 päivää ja yksi päivä kesti 21,8 tuntia [181] .
Kuu voi vaikuttaa merkittävästi elämän kehitykseen muuttamalla planeetan ilmastoa. Paleontologiset löydöt ja tietokonemallit osoittavat, että Maan akselin kallistus stabiloituu maan ja kuun vuorovesisynkronoinnin avulla [182] . Jos Maan pyörimisakseli lähestyisi ekliptiikan tasoa , planeetan ilmasto muuttuisi erittäin ankaraksi. Toinen napoista osoittaisi suoraan aurinkoon ja toinen vastakkaiseen suuntaan, ja kun maa kiertää Auringon ympäri, ne vaihtaisivat paikkaa. Napat osoittaisivat suoraan aurinkoon kesällä ja talvella. Tällaista tilannetta tutkineet planetologit väittävät, että tässä tapauksessa kaikki suuret eläimet ja korkeammat kasvit kuolisivat pois maan päällä [ 183] .
Kuun kulmakoko Maasta katsottuna on hyvin lähellä Auringon näennäistä kokoa. Näiden kahden taivaankappaleen kulmamitat (ja avaruuskulma ) ovat samanlaiset, koska vaikka Auringon halkaisija on 400 kertaa suurempi kuin kuun, se on 400 kertaa kauempana Maasta. Tämän seikan ja Kuun kiertoradan merkittävän epäkeskisyyden vuoksi maapallolla voidaan havaita sekä täydellisiä että rengaspimennyksiä .
Yleisin Kuun alkuperää koskeva hypoteesi , jättiläisiskuhypoteesi , väittää, että Kuu syntyi protoplaneetan Thei (noin Marsin kokoisen) törmäyksen seurauksena protomaan kanssa. Tämä selittää muun muassa syyt kuun ja maan koostumuksen samankaltaisuuteen ja eroihin [184] .
Tällä hetkellä maapallolla ei ole Kuuta lukuun ottamatta muita luonnollisia satelliitteja, mutta luonnollisia rinnakkaiskiertosatelliitteja on ainakin kaksi - asteroidit 3753 Cruitney , 2002 AA 29 [185] [186] ja monia keinotekoisia satelliitteja .
Suurten (halkaisijaltaan useita tuhansia kilometriä) asteroidien putoaminen Maahan aiheuttaa sen tuhoutumisvaaran, mutta kaikki nykyaikana havaitut vastaavat kappaleet ovat liian pieniä tähän, ja niiden putoaminen on vaarallista vain biosfäärille. Yleisten hypoteesien mukaan tällaiset putoukset olisivat saattaneet aiheuttaa useita massasukupuuttoja [187] [188] , mutta varmaa vastausta ei ole vielä saatu.
Asteroideja, joiden perihelion etäisyydet ovat pienempiä tai yhtä suuria kuin 1,3 tähtitieteellistä yksikköä [189] , pidetään lähellä maapalloa. Asteroidit, jotka saattavat lähestyä Maata etäisyydellä, joka on pienempi tai yhtä suuri kuin 0,05 AU lähitulevaisuudessa. ja joiden absoluuttinen tähtien suuruus ei ylitä 22 m , katsotaan mahdollisesti vaarallisiksi esineiksi. Jos otamme asteroidien keskimääräisen albedon arvoksi 0,13, tämä arvo vastaa kappaleita, joiden halkaisija on yli 150 m [189] . Pienemmän kokoiset kappaleet, kun ne kulkevat ilmakehän läpi, enimmäkseen tuhoutuvat ja poltetaan aiheuttamatta merkittävää uhkaa maapallolle [189] . Tällaiset esineet voivat aiheuttaa vain paikallisia vahinkoja. Vain 20 % Maan lähiasteroideista on potentiaalisesti vaarallisia [189] .
Neliö
Rantaviivan pituus: 356 000 km [8]
Tiedot vuodelta 2011 [8]
Kasteltu maa: 3 096 621,45 km² (vuodesta 2011) [8]
31. lokakuuta 2011 maailman väkiluku oli 7 miljardia [190] . YK: n arvioiden mukaan maailman väkiluku nousee 9,2 miljardiin vuonna 2050 [191] . Tammikuun 1. päivänä 2018 maailman väkiluku oli 7,5915 miljardia [192] . Suurimman osan väestönkasvusta odotetaan tapahtuvan kehitysmaissa . Keskimääräinen väestötiheys maalla on noin 47 henkilöä/km², se vaihtelee suuresti eri paikoissa maapallolla, ja se on korkein Aasiassa . Ennusteiden mukaan vuoteen 2030 mennessä väestön kaupungistuminen saavuttaa 60 % [193] , kun nyt se on maailmassa keskimäärin 49 % [193] .
17. joulukuuta 2017 mennessä 553 ihmistä on matkustanut Maan ulkopuolella [194] , joista 12 oli Kuussa .
Kartta tärkeimmistä maantieteellisistä kohteista:
Antarktis Oseania Afrikka Aasia Euroopassa Pohjois-Venäjän sana "maa" juontaa juurensa Praslaviin. *zemja samalla merkityksellä, joka puolestaan jatkaa Proto-I.e. *dʰeĝʰōm "maa" [197] [198] [199] .
Englanniksi maa on maa . Tämä sana jatkaa vanhan englannin eorthe ja keskienglannin erthe [200] . Maaplaneetan nimenä käytettiin ensimmäisen kerran noin vuonna 1400 [201] . Tämä on planeetan ainoa nimi, jota ei ole otettu kreikkalais-roomalaisesta mytologiasta.
Maan standardi tähtitieteellinen merkki on ympyrän ääriviivattu risti: . Tätä symbolia on käytetty eri kulttuureissa eri tarkoituksiin. Toinen versio symbolista on ympyrän päällä oleva risti ( ), tyylitelty pallo ; käytettiin varhaisena tähtitieteellisenä symbolina maaplaneetalle [202] .
Monissa kulttuureissa maapallo on jumalallinen. Hänet yhdistetään jumalattareen, äitijumalattareen , nimeltään Äiti Maa, jota usein kuvataan hedelmällisyyden jumalattarena.
Atsteekit kutsuivat maata Tonantziniksi - "äidimme" . Kiinalaisten keskuudessa tämä on jumalatar Hou-Tu (后土) [203] , joka on samanlainen kuin kreikkalainen Maan jumalatar Gaia . Norjalaisessa mytologiassa maanjumalatar Jord oli Thorin äiti ja Annarin tytär . Muinaisessa egyptiläisessä mytologiassa , toisin kuin monissa muissa kulttuureissa, maa tunnistetaan mieheen - Geb -jumalaan ja taivas naiseen - jumalatar Pähkinä .
Monissa uskonnoissa on maailman syntyä koskevia myyttejä , jotka kertovat yhden tai useamman jumaluuden luomisesta Maan .
Monissa muinaisissa kulttuureissa maata pidettiin litteänä , joten Mesopotamian kulttuurissa maailmaa esitettiin tasaisena kiekkona, joka kelluu valtameren pinnalla. Muinaiset kreikkalaiset filosofit tekivät oletuksia maan pallomaisesta muodosta ; tämä näkemys oli Pythagoras . Keskiajalla useimmat eurooppalaiset uskoivat, että maapallo oli pallomainen, kuten Thomas Aquinuksen kaltaiset ajattelijat ovat osoittaneet [204] . Ennen avaruuslentojen tuloa arviot Maan pallomaisesta muodosta perustuivat toissijaisten merkkien havaintoihin ja muiden planeettojen samanlaiseen muotoon [205] .
Tekninen kehitys 1900- luvun jälkipuoliskolla muutti yleistä käsitystä maapallosta. Ennen avaruuslentojen alkua Maata kuvattiin usein vihreänä maailmana. Tieteiskirjailija Frank Paul saattoi olla ensimmäinen, joka kuvasi pilvettömän sinisen planeetan (jossa on selkeästi rajattu maa) Amazing Storiesin heinäkuun 1940 numeron [206] takana .
Vuonna 1972 Apollo 17 :n miehistö otti kuuluisan valokuvan maapallosta nimeltä " Blue Marble " ("Blue Marble"). Vuonna 1990 Voyager 1 :llä kaukaa otettu valokuva Maasta sai Carl Saganin vertaamaan planeettaa vaaleansiniseen pisteeseen [207 ] . Maata verrattiin myös suureen avaruusalukseen, jonka elämää ylläpitävä järjestelmä vaatii ylläpitoa [208] . Maan biosfääriä pidettiin joskus yhtenä suurena organismina [209] .
Viimeisten kahden vuosisadan aikana kasvava ympäristöliike on ollut huolissaan ihmisen toiminnan kasvavasta vaikutuksesta maapallon luontoon. Tämän yhteiskuntapoliittisen liikkeen päätehtävät ovat luonnonvarojen suojelu ja saastumisen poistaminen . Luonnonsuojelijat kannattavat maapallon luonnonvarojen kestävää käyttöä ja ympäristönhoitoa. Tämä voidaan heidän mielestään saavuttaa tekemällä muutoksia julkiseen politiikkaan ja muuttamalla jokaisen yksilöllistä asennetta. Tämä pätee erityisesti uusiutumattomien luonnonvarojen laajamittaiseen käyttöön . Tarve ottaa huomioon tuotannon ympäristövaikutukset aiheuttavat lisäkustannuksia, mikä johtaa ristiriitaan kaupallisten etujen ja ympäristöliikkeiden ideoiden välillä [210] .
Planeetan tulevaisuus liittyy läheisesti Auringon tulevaisuuteen . " Käytetyn " heliumin kertymisen seurauksena Auringon ytimeen tähden kirkkaus alkaa hitaasti kasvaa. Se kasvaa 10 % seuraavien 1,1 miljardin vuoden aikana [211] , ja sen seurauksena aurinkokunnan asuttava vyöhyke siirtyy nykyisen Maan kiertoradan ulkopuolelle. Joidenkin ilmastomallien mukaan maan pinnalle putoavan auringon säteilyn määrän lisääntyminen johtaa katastrofaalisiin seurauksiin, mukaan lukien mahdollisuus kaikkien valtamerten täydelliseen haihtumiseen [212] .
Maan pinnan lämpötilan nousu kiihdyttää CO2:n epäorgaanista kiertoa ja laskee sen pitoisuuden kasveille tappavalle tasolle (10 ppm C4 - fotosynteesiin ) 500–900 Ma [24] . Kasvillisuuden katoaminen johtaa ilmakehän happipitoisuuden laskuun , ja elämä Maan päällä tulee mahdottomaksi muutamassa miljoonassa vuodessa [213] . Toisen miljardin vuoden kuluttua vesi katoaa kokonaan planeetan pinnalta ja keskimääräinen pintalämpötila nousee 70 °C:seen [214] . Suurin osa maasta tulee käyttökelvottomaksi [25] [213] , ja sen on ensin jäätävä mereen [215] . Mutta vaikka aurinko olisi ikuinen ja muuttumaton, Maan jatkuva sisäinen jäähtyminen voisi johtaa suurimman osan ilmakehästä ja valtameristä ( tulivuoren toiminnan vähenemisen vuoksi) [216] . Siihen mennessä ainoat elävät olennot maan päällä ovat extremofiilejä , eliöitä, jotka kestävät korkeita lämpötiloja ja veden puutetta [214] .
3,5 miljardin vuoden kuluttua tästä hetkestä Auringon kirkkaus kasvaa 40 % nykyiseen verrattuna [217] . Olosuhteet Maan pinnalla ovat siihen mennessä samanlaiset kuin nykyajan Venuksen pintaolosuhteet [217] : valtameret haihtuvat kokonaan ja pakenevat avaruuteen [217] , pinnasta tulee karu kuuma aavikko [217] . Tämä katastrofi tekee mahdottomaksi minkään elämänmuodon olemassaolon maan päällä [217] .
Auringon ytimestä loppuu vety 7,05 [217] miljardin vuoden kuluttua. Tämä saa Auringon poistumaan pääsarjasta ja siirtymään punaiseen jättiläisvaiheeseen [218] . Malli osoittaa, että sen säde kasvaa arvoon, joka vastaa noin 120 % nykyisestä Maan kiertoradan säteestä (1,2 AU ), ja sen valoisuus kasvaa kertoimella 2350–2730 [219] . Siihen mennessä Maan kiertorata voi kuitenkin kasvaa 1,4 AU:iin, koska Auringon vetovoima heikkenee, koska se menettää 28-33 % massastaan aurinkotuulen lisääntyessä [217] [ 219] [220] . Vuonna 2008 tehdyt tutkimukset osoittavat kuitenkin, että Aurinko saattaa silti absorboida Maan vuorovesivuorovaikutusten vuoksi sen ulkokuoren kanssa [219] .
Siihen mennessä Maan pinta on sulanut [221] [222] , koska sen lämpötila saavuttaa 1370 °C [223] . Punaisen jättiläisen voimakkain aurinkotuuli puhaltaa todennäköisesti maan ilmakehän avaruuteen [224] . Maan pinnalta katsottuna Aurinko näyttää valtavalta punaiselta ympyrältä, jonka kulmakoko on ≈160° ja miehittää siten suurimman osan taivaasta [comm. 6] . 10 miljoonan vuoden kuluttua siitä, kun aurinko siirtyy punaisen jättiläisen vaiheeseen, auringon ytimen lämpötila saavuttaa 100 miljoonaa K, tapahtuu heliumin välähdys [ 217] ja lämpöydinreaktio alkaa syntetisoida heliumista hiiltä ja happea . 218] , Auringon säde pienenee jopa 9,5 moderniin [217] . "Poltavan heliumin" vaihe (Helium Burning Phase) kestää 100-110 miljoonaa vuotta, minkä jälkeen tähden ulkokuorten nopea laajeneminen toistuu ja siitä tulee jälleen punainen jättiläinen. Saavutettuaan asymptoottisen jättimäisen haaran Auringon halkaisija kasvaa 213 kertaa nykyiseen kokoonsa verrattuna [217] . 20 miljoonan vuoden kuluttua alkaa tähden pinnan epävakaat pulsaatiot [217] . Tähän Auringon olemassaolon vaiheeseen liittyy voimakkaita soihdutuksia, ajoittain sen kirkkaus ylittää nykyisen tason 5000 kertaa [218] . Tämä johtuu siitä tosiasiasta, että aiemmin vaikuttamattomat heliumjäännökset pääsevät lämpöydinreaktioon [218] .
Noin 75 000 vuoden [218] jälkeen (muiden lähteiden mukaan 400 000 [217] ) Aurinko luopuu kuorinsa, ja lopulta punaisesta jättiläisestä jää jäljelle vain sen pieni keskusydin - valkoinen kääpiö , pieni, kuuma, mutta erittäin tiheä kohde, jonka massa on noin 54,1 % alkuperäisestä aurinkoenergiasta [225] . Jos maa voi välttää Auringon ulkokuorten imeytymisen punaisen jättiläisen vaiheen aikana, se on olemassa vielä monia miljardeja (ja jopa triljoonia) vuosia, niin kauan kuin maailmankaikkeus on olemassa , mutta olosuhteet uudelleen ilmaantumiselle elämää (ainakin nykyisessä muodossaan) ei ole maan päällä. Auringon saapuessa valkoisen kääpiön vaiheeseen Maan pinta jäähtyy vähitellen ja sukeltaa pimeyteen [214] . Jos kuvittelemme Auringon koon tulevaisuuden Maan pinnalta, niin se ei näytä kiekolta, vaan kiiltävältä pisteeltä, jonka kulmakoko on noin 0°0'9" [comm. 7] .
Temaattiset sivustot |
| |||
---|---|---|---|---|
Sanakirjat ja tietosanakirjat |
| |||
|
Maapallo | ||
---|---|---|
Maan historia | ||
Maan fyysiset ominaisuudet | ||
Maan kuoret | ||
Maantiede ja geologia | ||
Ympäristö | ||
Katso myös | ||
|
Maan kuoret | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Ulkoinen | |||||||
Sisäinen |
|
ulkoavaruudessa | Maan sijainti|
---|---|
Maa → Aurinkokunta → Paikallinen tähtienvälinen pilvi → Paikallinen kupla → Gould Belt → Orion Arm → Linnunrata → Linnunradan alaryhmä → Paikallinen ryhmä → Paikallinen lehti → Paikallinen galaksien superjoukko → Laniakea → Kalat-Cetus-superjoukkokompleksi → Hubblen tilavuus → Metagalaksi → Universe → ? multiversumi | |
Merkki " → " tarkoittaa "sisältyy" tai "on osa" |
aurinkokunta | |
---|---|
Keskitähti ja planeetat _ | |
kääpiöplaneetat | Ceres Pluto Haumea Makemake Eris Ehdokkaat Sedna Orc Quaoar Ase-ase 2002 MS 4 |
Suuret satelliitit | |
Satelliitit / renkaat | Maa / ∅ Mars Jupiter / ∅ Saturnus / ∅ Uranus / ∅ Neptunus / ∅ Pluto / ∅ Haumea Makemake Eris Ehdokkaat Orca quawara |
Ensimmäiset löydetyt asteroidit | |
Pienet ruumiit | |
keinotekoisia esineitä | |
Hypoteettiset esineet |
|