Планета Земля (1 а.е.)

Главная > Естественные науки > Астрономия > Солнечная система > Земля

От любви вращается Земля :)

Земля из космоса

Разделы страницы о Земле:

  • Земля как космическое тело
  • Двойная система Земля-Луна
  • Зарождение нашей планеты
  • Развитие Земли в космосе
  • Далёкое будущее Земли

Отдельные страницы о Земле:

Другие полезные страницы:


Земля как космическое тело и объект небесной механики

Раздел об астрономических свойствах Земли, ее движении и колебаниях, об основах земного календаря... Также смотрите широкий спектр наук о Земле (геологию в "широком" смысле).

Географические параметры Земли

Численные характеристики земной поверхности:

По всей планете По северному полушарию По южному полушарию
Площадь Земли 510,2 млн кв км.
Площадь суши на Земле 149 млн кв км.
Часть площади Земли, занятая сушей 29,2%.
Площадь воды на Земле в целом 361,2 млн кв км.
Часть площади Земли занятая водой 70,8%.
Площадь северного полушария - около 255,1 млн кв км.
Площадь, которую суша занимает в северном полушарии 100,5 млн кв км.
Часть плошади северного полкшария занятая сушей 39,4%.
Площадь воды в северном полушарии 154,6 млн кв км.
Часть площади северного полушария, занятая водой 60,6%.
Площадь южного полушария, как и у северного - 255,1 млн кв км.
Площадь суши в южном полушарии 48,5 млн кв км.
Часть площади южного полушария, занятая сушей 19%.
Площадь, которую вода занимает в южном полушарии 206,6 млн кв км.
Часть площади южного полушария, занятая водой 81%.

Как видим, в северном полушарии суши в 2 раза больше, чем в южном. Планета находится в одном из геодинамических максимумов, который повторится через 800 млн. лет.

Относительно постоянные параметры Земли

Эти параметры планеты, конечно, тоже меняются, но однонаправленно и очень медленно:

  • Macca: 5,976 * 1024 кг.
  • Плотность: 5,518 г/см3.
  • Диаметр: 12756 км.
  • Расстояние от Cолнца (среднее): 1 а.е., то есть 150 x106км.
  • Период обращения по орбите (сидерический год): 365,24219 суток.
  • Длина суток: 23 ч 56 мин 4,1 сек.
  • Угол наклона оси вращения: 23°27' (примерно 23,5°).
  • Ускорение свободного падения: 9,8 м/c2.
  • Площадь поверхности: 510,2 млн. кв.км.
  • Объем: 1,083 * 1012 куб.км.
  • Скорость вращения по орбите: 29,8 км/c.
  • Аномалистический период - 365,25964 дня.
  • Тропический год:
  • Температура поверхности: максимум +58 °C, минимальная -90 °C (средняя - ?).

Расстояние от Земли до Солнца принято за астрономическую единицу, в точности равную 149 597 870 700 метрам.

Переменные параметры движения Земли

Следующие космические параметры Земли меняются периодически (в разных источниках цифры разнятся):

  1. изменение эксцентриситета (вытянутости орбиты) с периодом 92000 лет (называют и 90 и 93 тыс.л.),
  2. изменение наклона эклиптики с периодом 40700 лет (около 41 тысяч лет),
  3. вращение земной оси с периодом 25920 лет (около 26 тысяч лет), называемая прецессией (оси), которая происходит вместе с нутацией - колебанием оси; прецессию земной оси называют также перемещением восходящего узла орбиты;
  4. предварение равноденствия с периодом 21000 лет.
  5. перемещение перигелия орбиты Земли с периодом 10000 лет.

Описанные факторы являются периодическими с некратным периодом, поэтому регулярно возникают достаточно продолжительные эпохи, когда они оказывают кумулятивное влияние, усиливая друг друга. Наложение наиболее значимых циклов колебаний земной орбиты и оси вращения даёт кривую, называемую кривой Миланковича, а её гармоники называются циклами Миланковича.

Перемена этих орбитально-ротационных параметров изменяет приток солнечного тепла (инсоляцию) и обуславливает изменение земного климата. Упомянутая кривая Миланковича как раз удовлетворительно описывает ледниковые максимумы и минимумы голоцена.

Эпохи, способствующие возникновению оледенения - это эпохи, когда происходит сочетание следующих факторов:

  1. Эксцентриситет орбиты Земли достигает умеренных и высоких значений;
  2. Дата прохождения Земли перигелия близка к дате зимнего солнцестояния в северном полушарии.

При таком сочетании Земля движется по удалённой части своей орбиты тогда, когда в северном полушарии лето. В результате лето северного полушария становится более длительным (интервал между датами весеннего и осеннего равноденствия становится больше полугода, так как орбитальная скорость Земли при движении по удалённой части эллиптической орбиты становится меньше средней) и прохладным (расстояние от Земли до Солнца больше среднего), что является фактором, способствующим росту оледенения. Миланкович писал: «Не суровая зима, но прохладное лето способствует надвиганию ледников».

Изменение эксцентриситета земной орбиты

Периодичность изменения вытянутости орбиты Земли: называют 90000, 92000, 93000, 10000 лет. Кумулятивные циклы - 95. 125, 400 тысяч лет.

Изменение наклона земной оси к плоскости эклиптики

Угол наклона оси вращения Земли меняется с периодом около 40000 лет (встречаются также величины 40700, 41000). Кроме того сама ось, не меняя этого угла, совершает прецессию - конусообразное вращение (см. ниже).

Прецессия (конусообразное вращение) земной оси

Ось вращения Земли, угол наклона которой относительно нормали к эклиптике составляет 23°27' (23,4°), медленно поворачивается около нормали к эклиптике (от 22.1° до 24.5°), совершая полный оборот по отношению к неподвижным звёздам за 25 920 лет. Встречаются также величины 25 725, 25 729, 25 740, 25 765, 25 776 (последняя величина - по Ньютону). Поэтому лучше говорить обтекаемо - около 26 тысяч лет. [Гармоники - 19, 22, 24 000 лет.] Это явление называется прецессией земной оси [не путать с прецессией равноденствия (предварением равноденствия), чей цикл - приблизительно 21 000 лет].

Вследствие прецессии точка весеннего равноденствия движется по эклиптике навстречу кажущемуся годичному движению Солнца (предварение равноденствия), проходя 50,24'' в год, полюс мира перемещается между звездами, экваториальные координаты звезд непрерывно изменяются.

Причину прецессии земной оси Ньютон связывал с приплюснутостью Земного шара, на который действуют внешние силы.

Одновременно с прецессионным движением земная ось испытывает нутационные колебания, обусловленные притяжением Солнца и Луны [и других планет].

Предварение равноденствия при орбитальном движении Земли

Из-за прецессии земной оси возникает предварение равноденствия (которое называют также прецессией равноденствия).

Момент весеннего равноденствия обегает всю орбиту за 21000 лет (прецессия равноденствий), при этом летние месяцы могут совпадать с большим и малым расстояниями Земли от Солнца [т.е., один и тот же сезон может быть и в перигее, и в апогее].

Двойная система Земля-Луна - источник календаря

Длительность года и месяца

К. У. Аллен даёт следующую продолжительность года в различных измерениях:

  1. Тропический год от (равноденствия до равноденствия): 365,242199 средних солнечных суток.
  2. Сидерический год (относительно неподвижных звёзд): 365,25636556 суток.
  3. Время изменения прямого восхождения среднего Солнца на 360, измеренного относительно неподвижной эклиптики: 365,2551897 суток.
  4. Аномалистический год (время между последовательными про-хождениями через перигелий): 365,25964134 суток.
  5. Затменный (драконический) год: 346,620031 суток.
  6. Юлианский год: 365,25 суток.
  7. Григорианский календарный год: 365,2425 суток.

К этому нужно добавить ещё и 5 различных измерений месяца:

  1. Сидерический месяц (относительно неподвижных звёзд): 27,32166140 эфемеридных суток.
  2. Синодический месяц (от новолуния до новолуния): 29,5305882 суток.
  3. Тропический месяц (от равноденствия до равноденствия): 27,32158214 суток.
  4. Аномалистический месяц (промежуток времени между последовательными прохождениями Луны через перигелий): 27,5545505 суток.
  5. Драконический месяц (между двумя последовательными прохождениями через узел орбиты): 27,212220 суток.

Изменение календарных параметров в геологической истории

Земля и Луна - двойной космический объект

Система Земля-Луна для Солнца и планет является, по сути, двойным космическим объектом.

Эволюция этой системы в фанерозое играла важнейшую роль в изменении ротационного режима Земли, что влияло на продолжительность земных суток и лет.

Трудно в это поверить, но 1.3 млрд. лет назад (в мезопротерозое) в земном году было 540 дней, от 13 до 14 месяцев по 42 дня, а сутки состояли всего из 15 часов.

По суточным ритмам роста кораллов, моллюсков и строматолитов установлено, что число суточных ритмов в годичном цикле составило:

  1. в докембрии - 880;
  2. в кембрии - 424;
  3. в O2 (ордовик) - 412;
  4. в S (силур) - 410;
  5. в D1 (ранний девон?) - 410;
  6. в D2 (средний девон?) - 405,5;
  7. в D3 (поздний девон?) - 398;
  8. в C3 (поздний карбон?) - 380-390;
  9. в T (триас?) - 371,6;
  10. в K (мел?) - 375.

Специалисты Даремского университета во главе с Лесли Моррисоном на основании данных о солнечных и лунных затмениях с 720 года до н.э. по 2015 год н.э., рассчитали, что земные сутки удлиняются на минуту за 6,7 млн лет (каждые 100 лет - на 1,8 мс) и через 200 млн лет в земных сутках появится 25-й час.

Точки Лагранжа в системе Земля-Луна

Точки Лагранжа - позиции устойчивого гравитационного равновесия между Луной и Землей. Некоторые из них даже играют роль в астрологии как фиктивные планеты - например, астрологические планеты Лилит (Чёрная Луна) и Селена (Белая Луна).

Зарождение нашей планеты

Ранняя Земля

Согласно вычислениям, Земля сформировалась через 29 млн лет после образования Солнечной системы — около 4 567 млрд лет назад. Ранее считалось, что процесс формирования Земли занял 60 миллионов лет. Заметим, что ланета Марс образовалась ещё быстрее - спустя 13 миллионов лет после рождения Солнечной системы.

Изучение концентрации вольфрама, в результате распада гафния, показывает, что ядро Земли было сформировано спустя 30-35 млн лет после рождения Солнечной системы [через несколько миллионов лет после рождения самой плланеты, т.е., практически, сразу?], а изучение изотопов свинца, получившихся из урана, указывает на более поздний срок - 80 млн лет спустя. Геологи Вуд и Холлидей утверждают, что 99% ядра были сформированы, когда Земле исполнилось только 30 млн лет, а последний процент добавился в ходе катастрофического столкновения с небесным телом размером с Марс примерно 45 млн лет спустя, в ходе которого помимо всего прочего возникла и Луна, а к самой Земле добавилось примерно 10% от ее первоначальной массы.

На основании того, что содержание редких металлов самария и неодима в коре Земли совпадает с таковым у Меркурия и значительно меньше, чем в падающих на Землю астероидах, было предположено, что Земля в далеком прошлом столкнулась с телом, соразмерным Марсу или Меркурию. Вполне возможно, что этим телом мог быть сам Меркурий или гипотетическая Тейя, столкновение с которой привело также к образованию Луны.

Компьютерное моделирование показало, что сера, попавшая на Землю после ее столкновения с похожим на Меркурий телом, позволила неодиму, а также урану и другим химическим элементам, соединяясь с серой, проникнуть внутрь железного ядра Земли и спровоцировать возникновение там ядерных реакций. В результате произошел разогрев планеты и запустилось магнитное динамо, приведшее к возникновению магнитосферы Земли. Именно это событие создало на планете необходимые для зарождения жизни условия.

Развитие Земли в космосе и влияние космоса на Землю

Орбиты Земли и Солнца в Галактике

Вспышки сверхновых и их влияние на планету

Физики из России, США и Европы выяснили, что "обстрел" Земли сверхновыми примерно 3,2 и 8,7 миллиона лет назад должен был сбить "биочасы" животным, облучить их достаточно высокой дозой радиации и ускорить их эволюцию. (Источник - Astrophysical Journal Letters)

Далёкое будущее Земли (поглощение Солнцем, потеря воздуха, воды...)

Раньше считалось, что катастрофическая потеря воды произойдет примерно через 5 миллиардов лет, однако по современным прогнозам уже через 1.2 миллиарда лет Земля потеряет все свои океаны и превратится в высушенную пустыню. По другим прогнозам, гибель жизни наступит раньше - уже через 500 млн лет, т.к. весь углекислый гах растворится в океанах и растения погибнут [думаю, жизнь приспособится].

Также подсчитано, что ежегодно в космос уходит около 60 тыс. тонн кислорода. Если темпы улетучивания атмосферы сохранятся на нынешнем уровне, то планета потеряет свою атмосферу через 2 миллирда лет, и, соответственно, станет непригодной для жизни.

Следующая по времени катастрофа - от Солнца, которое будет дважды угрожать Земле. Впервые — через 7,7 миллиардов лет. Тогда оно станет больше нынешних своих размеров в 120 раз и поглотит Меркурий и Венеру. Через 100 миллионов лет [после этого] Солнце во второй раз будет иметь возможность уничтожить Землю, но вновь безуспешно. Когда Солнце станет "белым карликом" в 10 тысяч миль диаметром, орбита Земли изменит траекторию.

Прогнозы возможных катастроф и стихийных бедствий на Земле смотрите на странице прогнозов.


Главная > Науки о природе > Астрономия > Солнечная система :

О Солнечной системе | Солнце | Вулканоиды | Меркурий | Венера | Земля | Марс | Астероиды | Юпитер | Сатурн | Уран | Кентавры | Нептун | Пояс Койпера | Седна | Облако Оорта | Метеориты

Связанные темы: Астрология | Календари

На правах рекламы (см. условия):    


© «Сайт Игоря Гаршина», 2002, 2005. Пишите письма (Письмо И.Гаршину).
Страница обновлена 04.10.2017
Я.Метрика: просмотры, визиты и хиты сегодня