Zemlja

Zemlja
oddaljenost od Sonca	149.600.000 km (1,00 AE)
premer planeta	12.756,3 km
masa planeta	5,972x1024 kg

Zemlja je tretji planet od Sonca in peti največji.

Zemlja je edini planet, čigar ime v veliki večini jezikov ne prihaja iz grške in rimske mitologije. V rimski mitologiji je bila boginja Zemlje Tellus - rodovitna prst (grško: Gaia, terra mater - mater Zemlja).

Šele v času Kopernika (šestnajsto stoletje) so razumeli, da je Zemlja le še en planet.

Zemljo seveda lahko preučujemo brez pomoči vesoljskih vozil. Vendar smo šele v dvajsetem stoletju dobili zemljevide celotnega planeta. Slike iz vesolja so velikega pomena: na primer, zelo nam pomagajo pri napovedovanju vremena in še posebno pri sledenju in napovedovanju hurikanov. Ter so seveda izjemno lepe.

Zemlja je razdeljena v nekaj plasti, ki imajo svojstvene kemične in seizmične značilnosti:

Skorja ima zelo spremenljivo debelino, je tanjša pod oceani ter debelejša pod kontinenti. Notranje jedro in skorja sta trdna. Zunanje jedro in plašč sta tekoča. Različne plasti so ločene s diskontiunitetami, ki so pomembne za seizmične podatke. Najbolj poznana je Mohorovičičeva diskontiuniteta med skorjo in zgornjim plaščem.

Večino mase Zemlje vsebuje plašč, večino preostalega pa je v jedru; del, ki ga naseljujemo, je le majhen del celote (vrednosti spodaj so v 10²⁴ kilogramov):

Jedro je verjetno sestavljeno večinoma iz železa (ali nikelj-železa), čeprav je možno, da so prisotni tudi nekateri lažji elementi. Temperature v središču jedra so lahko visoke tudi 7500 K, kar je več kot na površini Sonca. Spodnji plašč je verjetno večinoma iz silicija, magnezija in kisika z nekaj železa, kalcija in aluminija. Zgornji plašč je večinoma iz olivina in piroksina (železovi in magnezijevi silikati), kalcija in aluminija. Večino tega vemo samo iz seizmičnih preiskovanj; primerki iz zgornjega plašča pridejo na površje z vulkani, vendar je večina Zemlje nedostopna. Skorja je večinoma iz kremena (silicijev dioksid) in ostalih silikatov, kot je ortoklaz. Gledano v celoti je Zemljina kemična sestava (po masi) sledeča: 

Zemlja je najgostejše večje telo v sončnem sistemu.

Ostali zemeljski planeti imajo verjetno podobno strukturo in sestavo z nekaterimi razlikami: Luna ima najmanjše jedro, Merkur ima zelo veliko jedro (v primerjavi z njegovim premerom), plašča Marsa in Lune sta precej debelejša, Luna in Merkur najbrž nimata kemično raznoliki skorji, Zemlja je verjetno edina z različnim notranjim in zunanjim jedrom. Vendar pa moramo vedeti, da o notranjosti planetov ter tudi Zemlje vemo zelo malo in še to bolj teoretično.

V nasprotju z ostalimi zemeljskimi planeti je Zemljina skorja razdeljena v nekaj trdnih plošč, ki neodvisno plavajo okoli na vročem plašču. Teorija, ki to opisuje, se imenuje tektonika plošč. Zasnovana je na dveh glavnih procesih: raztezanju in subdukciji. Razširjanje se pojavi, ko se dve plošči oddaljujeta ena od druge in nastaja vmes nova skorja iz magme, ki prihaja od odspodaj. Subdukcija se pojavlja, ko dve plošči trčita in se ena plošča "potaplja" pod drugo in se uniči v plašču. Prav tako obstaja tudi prečno gibanje na nekaterih prelomnicah (npr. prelomnica Svetega Andreja v Kaliforniji) ter trčenja med kontinetalnimi ploščami (npr. Indija in Evrazija). Sedaj poznamo osem velikih plošč:

• Severnoameriška plošča - Severna Amerika, zahodni severni Atlantik in Grenlandija
• Južnoameriška plošča - Južna Amerika in zahodni južni Atlantik
• Antarktična plošča - Antarktika in "Južni ocean"
• Evrazijska plošča - vzhodni Atlantik, Evropa in Azija brez Indije
• Afriška plošča - Afrika, vzhodni južni Atlantik in zahodni Indijski ocean
• Indijsko-Avstralska plošča - Indija, Avstralija, Nova Zelandija in večina Indijskega oceana
• plošča Nazca - vzhodni Tihi ocean pri Južni Ameriki
• Pacifiška plošča - večina Tihega oceana (ter južna obala Kalifornije!)

Prav tako je tudi dvajset ali več manjših plošč, kot so Arabska, Kokosova in Filipinska. Potresi so precej bolj možni na mejah plošč - prelomnicah. Če nanesemo položaje potresov, potem zlahka vidimo prelomnice (desno).

Površje Zemlje je zelo mlado. V razmeroma kratkem času 500 milijonov let (po astronomskih standardih) so erozija in tektonski procesi uničili in na novo ustvarili večino Zemljinega površja in tako izbrisali skoraj vse sledove prejšnje geološke zgodovine površja (recimo udarne kraterje). Tako je bila zgodnja zgodovina Zemlje večinoma izbrisana. Zemlja je stara med 4,5 in 4,6 milijardami let, najstarejše skale so stare okoli 4 milijarde let, redke pa so tudi skale, starejše od treh milijard let. Najstarejši fosili živih organizmov so stari manj kot 3,9 milijarde let. O pomembnem obdobju, ko je začelo nastajati življenje, nimamo nobenih zapisov.

71 odstotkov Zemljine površine je pokrito z vodo. Zemlja je edini planet, na katerem lahko voda obstaja na površini v tekoči obliki (čeprav je mogoče tekoč etan ali metan na površini Titana in tekoča voda pod površino Evrope). Tekoča voda je seveda nujna za obstoj življenja, ki ga poznamo. Tudi toplotna kapaciteta oceanov je zelo pomembna za vzdrževanje razmeroma stabilne temperature na Zemlji. Tekoča voda je prav tako glavni vzrok erozije in pa vremena na Zemljinih kontinentih, ki je edinstven proces v sončnem sistemu (čeprav je ta morda kdaj obstajal na Marsu).

Zemljina atmosfera je iz 77% dušika, 21% kisika in z sledovi argona, ogljikovega dioksida in vode. Verjetno je v preteklosti bilo v atmosferi precej več ogljikovega dioksida v Zemljini atmosferi, toda od takrat je bil skoraj ves vkomponiran v karbonatne kamnine, nekaj pa v oceane, kjer so ga porabile rastline. Tektonika plošč in biološki procesi danes vzdržujejo stalen dotok ogljikovega dioksida iz atmosfere v razne "kotline" ter nazaj. Majhen delež ogljikovega dioksida, ki je vedno v atmosferi, je zelo pomemben za vzdrževanje temperature Zemljinega površja preko efekta tople grede. Ta efekt vzdigne povprečno temperaturo površja za okoli 35 stopinj Celzija nad tisto, ki bi bila sicer (iz ledenih -21 C do udobnih +14 C); brez tega bi oceani zamrznili ter življenje, ki ga poznamo, bi bilo nemogoče.

Obstoj prostega ogljika je zelo nenavaden pojav, če gledamo iz stališča kemije. Kisik je zelo reaktiven plin in bi se pod "normalnimi" pogoji hitro združil z ostalimi elementi. Kisik v Zemljini atmosferi nastaja in se vzdržuje z biološkimi procesi. Brez življenja ne bi bilo prostega kisika.

Medsebojen vpliv Zemlje in Lune upočasnjuje Zemljino rotacijo za okoli 2 milisekundi na stoletje. Zdajšnje raziskave kažejo, da je bilo pred 900 milijoni leti v enem letu 481 18-urnih dni.

Zemlja ima zmerno magnetno polje, ki nastaja zaradi električnega naboja v zunanjem jedru. Medsebojen vpliv sončnega vetra, Zemljinega magnetnega polja in Zemljine zgornje atmosfere povzroča aurore (glej Medplanetarna snov). Nepravilnosti v teh zadevah povzročajo, da se magnetna pola premikata glede na površje in včasih celo obrneta; geomagnetski severni pol je trenutno v severni Kanadi. ("Geomagnetski severni pol" je mesto na Zemlji, ki je natančno nad južnim polom Zemljinega magnetnega polja - tu je diagram.)

Zemljino magnetno polje in pa vpliv sončnega vetra nanj sta vzrok Van Allenovima radiacijskima pasovoma. Ta sta v obliki krofa in vsebujeta ioniziran plin (ali plazma), ki je ujet v orbiti okoli Zemlje. Zunanji pas se razteza na višini od 19.000 km do 41.000 km, notranji pa med 7.600 km in 13.000 km.

Zemljin satelit

Zemlja ima le en naravni satelit, Luno. Toda:

• na tisoče majhnih umetnih satelitov je prav tako nameščenih v orbitah okoli Zemlje;
• asteroid 3753 (1986 TO) ima zapleteno orbitalno razmerje z Zemljo; pravzaprav ni luna, uporablja se izraz "spremljevalec". Nekako je podobno položaju Saturnovih lun Janusa in Epimeteja.
• Lilith ne obstaja, je pa zanimiva zgodba.

Dodatne informacije o Zemlji in Luni

več slik in filmskih izsekov o Zemlji

splošno

• od ASU
• od LANL
• od JPL
• od RPIF
• od StarDate
• od NSSDC
• od NASA Spacelink

vulkani

• slike zemeljskih in havajskih vulkanov (LANL)
• Vulkanske značilnosti na Havajih in drugih svetovih (ExInEd Hypercard stack)
• Vulkanski svet
• Električni vulkan

pogledi na Zemljo in slike

• slike zemeljskih oblakov iz vesolja (LANL)
• besedilo in slike o zemeljskih udarnih kraterjih (LANL)
• Endeavourjevi pogledi na Zemljo (ExInEd Hypercard stack)
• Primerjava Zemlje in planetarnih sosedov (ExInEd Hypercard stack)
• Earth Viewer, interaktivni zemljevid Zemlje
• Galerija velikega globusa
• Zemlja, kot jo vidimo iz vesolja (slike in misli astronavtov; od Calvina Hamiltona iz LANL)
• Zemlja iz vesolja, Nasine slike Zemlje
• slike satelita Landsat, ki prikazujejo ZDA
• slike AVHRR

magnetosfera

• Vpršanja in odgovori o geomagnetizmu
• več o magnetnih polih
• Začetniški vodič po Zemljini magnetosferi
• Zemljina magnetosfera

ostalo

• Zemljina notranjost (Rosanna L. Hamilton iz LANL)
• Navidezna geomorfologija
• Enciklopedija o atmosferskem prostoru
• viri o geografiji
• Zakaj je nebo modro?

Odprta vprašanja

• Naše znanje o notranjosti Zemlje izvira predvsem iz zelo posrednih dokazov. Kako lahko dobimo več informacij?
• Kljub postopnim zviševanjem solarne konstante je povprečna temperatura na Zemljini površini ostala zelo stabilna nekaj milijard let. Najboljša teorija pravi, da je bilo to doseženo z spreminjanjem količine ogljikovega dioksida v atmosferi za regulacijo efekta tople grede. Toda kako je bilo to narejeno? Hipoteza o Gai trdi, da to aktivno regulira biosfera. Več podrobnih podatkov o Veneri in Marsu bi dalo oporo.
• Koliko ogljikovega dioksida lahko "odložimo" v Zemljino atmosfero, dokler se ne spremeni v Venero?