земля

земля

Голубой мрамор , наиболее широко используемая фотография Земли [1] [2], сделаннаямиссией Аполлон-17 в 1972 году.
Обозначения
Альтернативные названия	Гайя , Терра , Теллус , мир , земной шар
Прилагательные	Земной, земной, земной, теллурический
Орбитальные характеристики
Эпоха J2000 [n 1]
Афелий	152 100 000  км ( 94 500 000  миль) [n 2]
Перигелий	147 095 000  км ( 91 401 000  миль) [n 2]
Большая полуось	149 598 023  км ( 92 955 902  миль) [3]
Эксцентриситет	0,016 7086 [3]
Орбитальный период	365,256 363 004  д [4] ( 31 558,149 7635  кс )
Средняя орбитальная скорость	29,78 км / с [5] ( 107 200  км / ч; 66 600  миль / ч)
Средняя аномалия	358,617 °
Наклон	7,155 ° до Солнца «s экватора ; 1,578 69 ° [6] к неизменной плоскости ; От 0,000 05 ° до эклиптики J2000
Долгота восходящего узла	От −11,260 64 ° [5] до эклиптики J2000
Время перигелия	2 января 2021 г., 13:59 [7]
Аргумент перигелия	114.207 83 ° [5]
Спутники	1 естественный спутник: Луна 5 квази-спутников > 3 300 действующих искусственных спутников [8] > 18 000 отслеживаемых космических обломков [n 3]
Физические характеристики
Средний радиус	6 371,0  км ( 3 958,8  миль) [9]
Экваториальный радиус	6 378,137  км ( 3 963,191  миль) [10] [11]
Полярный радиус	6 356,752  км ( 3 949,903  миль) [12]
Сплющивание	1 /298,257 222 101 ( ETRS89 ) [13]
Длина окружности	40 075,017  км экваториальная ( 24 901,461  миль) [11] 40 007,86  км меридионально ( 24 859,73  миль) [14] [n 4]
Площадь поверхности	510 067 420  км 2 ( 196 938 130  квадратных миль) [15] [n 5] 148 940 000  км 2 земли ( 57 510 000  кв. Миль) 361 132 000  км 2 воды ( 139 434 000  квадратных миль)
Объем	1.083 21 × 10 12  км 3 (2,598 76 × 10 11  куб. Миль ) [5]
Масса	5,972 37 × 10 24  кг (1,316 68 × 10 25  фунтов ) [16] (3,0 × 10 −6  M ☉ )
Средняя плотность	5,514 г / см 3 (0,1992 фунта / куб. Дюйм) [5]
Поверхностная гравитация	9.806 65  м / с 2 (1  г ; 32,1740 фут / с 2 ) [17]
Фактор инерции момента	0,3307 [18]
Скорость убегания	11,186 км / с [5] ( 40 270  км / ч; 25 020  миль / ч)
Сидерический период вращения	0,997 269 68  д [19] (23ч 56м 4.100с)
Экваториальная скорость вращения	0,4651 км / с [20] ( 1 674,4  км / ч; 1 040,4  миль / ч)
Осевой наклон	23,439 2811 ° [4]
Альбедо	0,367 геометрический [5] 0,306 Бонда [5]
Температура поверхности . мин иметь в виду Максимум Цельсия -89,2 ° C [21] 14 ° C (1961–90) [22] 56,7 ° C [23] Фаренгейт −128,5 ° F 57,2 ° F (1961–90) 134,0 ° F
Атмосфера
Поверхностное давление	101,325  кПа (при MSL )
Состав по объему	78,08% азота ( N 2; сухой воздух) [5] 20,95% кислорода ( O 2) ~ 1% водяного пара ( климатическая переменная) 0,9340% аргона 0,0413% двуокиси углерода [24] 0,00182% неон [5] 0,00052% гелия 0,00019% метана 0,00011% криптона 0,00006% водорода

Земля - третья планета от Солнца и единственный известный астрономический объект, на котором обитает жизнь. Около 29,2% поверхности Земли - это суша, состоящая из континентов и островов. Остальные 70,8% покрыты водой , в основном океанами, морями, заливами и другими солеными водоемами, но также озерами, реками и другими пресными водами, которые вместе составляют гидросферу . Большая часть полярных регионов Земли покрыта льдом. Внешний слой Земли разделен на несколько жестких тектонических плит, которые мигрируют по поверхности в течение многих миллионов лет, в то время как его внутренняя часть остается активной с внутренним твердым железным ядром., жидкое внешнее ядро, которое генерирует магнитное поле Земли , и конвективная мантия, которая движет тектоникой плит.

Атмосфера Земли состоит в основном из азота и кислорода . Тропические регионы получают больше солнечной энергии, чем полярные, и перераспределяются атмосферной и океанской циркуляцией . Парниковые газы также играют важную роль в регулировании температуры поверхности. Климат региона определяется не только широтой, но и высотой над уровнем моря, а также близостью к умеренным океанам, среди других факторов. Суровые погодные условия, такие как тропические циклоны, грозы и волны тепла, наблюдаются в большинстве регионов и оказывают большое влияние на жизнь.

Гравитация Земли взаимодействует с другими объектами в космосе, особенно с Луной , которая является единственным естественным спутником Земли . Земля обращается вокруг Солнца за 365,25 дня. Ось вращения Земли наклонена по отношению к плоскости ее орбиты, создавая времена года на Земле. Гравитационное взаимодействие Земли и Луны вызывает приливы и отливы, стабилизирует ориентацию Земли вокруг своей оси, и постепенно замедляет свое вращение . Земля - ​​самая плотная планета Солнечной системы и самая большая и массивная из четырех каменистых планет .

Согласно оценке радиометрического датирования и другим свидетельствам, Земля сформировалась более 4,5 миллиардов лет назад . В первый миллиард лет истории Земли , жизнь появилась в океане и начали сказываться земную атмосферу и поверхность, что приводит к пролиферации анаэробных и, позже , аэробных организмов . Некоторые геологические данные указывают на то, что жизнь могла возникнуть уже 4,1 миллиарда лет назад. С тех пор сочетание удаленности Земли от Солнца, физических свойств и геологической истории позволило жизни развиваться и процветать. В истории жизни на Земле , биоразнообразиепережил длительные периоды экспансии, иногда перемежающейся массовыми вымираниями . Более 99% всех видов, когда-либо живших на Земле, вымерли. Почти 8 миллиардов людей живут на Земле, и их выживание зависит от ее биосферы и природных ресурсов. Люди все больше влияют на поверхность Земли, гидрологию, атмосферные процессы и другие виды жизни.

Этимология

Современное английское слово Земля образовалась через среднеанглийский язык от древнеанглийского существительного, которое чаще всего пишется как eorðe . ^[25] Он имеет родственные слова во всех германских языках , и их корень был реконструирован как * erþō . В своем самом раннем подтверждении слово eorðe уже использовалось для перевода многих значений латинского terra и греческого γῆ gē : земля, ее почва , суша, человеческий мир, поверхность мира (включая море) и сам земной шар. Как и в случае с Романом Террой/ Tellus и греческой Gaia , Земля , возможно, была персонифицированной богиней в германском язычестве : конец скандинавской мифологии включены Jord ( «земля»), а великанша часто назначают как мать Thor . ^[26]

Исторически земля писалась строчными буквами. С раннего средневековья английском , его определенный смысл выражалось как «земной шар» , как на земле. В раннем современном английском языке многие существительные были написаны с заглавной буквы, и земля также была написана как Земля , особенно когда упоминается вместе с другими небесными телами. Совсем недавно, имя иногда просто даются как Земли , по аналогии с названиями других планет , хотя земля и форма с остаются общими. ^[25] Теперь стили домов меняются: оксфордское правописание. считает строчную форму наиболее распространенной, а заглавную - приемлемым вариантом. Другая Конвенция заглавным «Земля» , когда появляется в качестве имени (например, «атмосфера Земли») , но записывает в нижнем регистре , когда предшествует в (например, «в атмосфере Земли»). Он почти всегда появляется в нижнем регистре в разговорных выражениях, таких как «что, черт возьми, ты делаешь?» ^[27]

Иногда название Terra / т ɛr ə / используется в научных письменном виде и особенно в научной фантастике , чтобы отличить обитаемую планету человечества от других, ^[28] в то время как в поэзии Tellus / т ɛ л ə s / используется для обозначения персонификации земли. ^[29] Терра - это также название планеты на некоторых романских языках (языках, которые произошли от латыни ), таких как итальянский и португальский., в то время как в других романских языках это слово дало начало именам с немного измененным написанием (например, испанский Tierra и французский Terre ). Latinate форма Гея или Гея ( английский: / dʒ я ə / ) греческого поэтическим названием Gaia ( Γαῖα ; древнегреческий:  [ɡâi̯.a] или[ɡâj.ja] ) встречается редко, хотя альтернативное название Gaia стало обычнымсвязи с гипотезой Геи , в этом случае его произношение / ɡ aɪ ə / а не более классический английский / ɡ eɪ ə / . ^[30]

У планеты Земля есть несколько прилагательных. От самой Земли происходит земное . От латинского Terra приходит терран / т ɛr ə п / , ^[31] наземной / т ə г ɛ с т р я ə л / , ^[32] , и (через французский) поверхность земли / т ə г я н / , ^[33] и от латинского Tellusприходит Tellurian / т ɛ л ʊər я ə н / ^[34] и теллурическое . ^[35]

Хронология

Формирование

Самый старый материал, обнаруженный в Солнечной системе, датируется 4,5682+0,0002
−0,0004 Ga (миллиард лет) назад. ^[36] АвторПервоначальная Земля сформировалась в 4,54 ± 0,04 млрд лет . ^[37] Тела Солнечной системы сформировались и эволюционировали вместе с Солнцем. Теоретически солнечная туманность разделяет объем молекулярного облака посредством гравитационного коллапса, которое начинает вращаться и сжиматься в околозвездный диск , а затем планеты вырастают из этого диска вместе с Солнцем. Туманность содержит газ, ледяные зерна и пыль (включая первичные нуклиды ). Согласно теории туманностей , планетезимали, образовавшиеся в результате аккреции, при этом, по оценкам, для формирования изначальной Земли могло потребоваться от 70 до 100 миллионов лет. ^[38]

Оценки возраста Луны колеблются от 4,5 млрд лет до значительно моложе. ^[39] Одна из ведущей гипотеза состоит в том, что она была сформирована путем аккреции из материала засыпке с Земли после того, как Марс -sized объекта с примерно 10% от массы Земли, названной Тейя , столкнулись с Землей. ^[40] Он ударил Землю скользящим ударом, и часть его массы слилась с Землей. ^{[41] [42]} Примерно между 4,1 и3,8 млрд лет назад многочисленные столкновения с астероидами во время поздней тяжелой бомбардировки вызвали значительные изменения в большей поверхностной среде Луны и, соответственно, на Земле. ^[43]

Геологическая история

Атмосфера Земли и океаны образовались в результате вулканической активности и дегазации . ^[44] Водяной пар из этих источников конденсировался в океаны, дополненный водой и льдом астероидов, протопланет и комет . ^[45] Воды, достаточное для заполнения океанов, могло быть на Земле с момента ее образования. ^[46] В этой модели атмосферные парниковые газы предохраняли океаны от замерзания, когда только что сформировавшееся Солнце имело только 70% от его текущей светимости . ^[47] Автор3,5 млрд лет назад было установлено магнитное поле Земли , которое помогло предотвратить разрушение атмосферы солнечным ветром . ^[48]

Когда расплавленный внешний слой Земли охладился, образовалась первая твердая кора , которая, как считается, имела основной состав. Первая континентальная кора , более кислая по составу, образовалась в результате частичного плавления этой основной коры. Присутствие зерен минерального циркона хадейского возраста в эоархейских осадочных породах предполагает, что по крайней мере некоторая часть кислой коры существовала еще вТолько 4,4 млрд лет140  млн лет после образования Земли. ^[49] Существуют две основные модели того, как этот первоначальный небольшой объем континентальной коры эволюционировал, чтобы достичь своей нынешней численности: ^[50] (1) относительно устойчивый рост до настоящего времени, ^[51] который подтверждается радиометрическим датированием. континентальной коры во всем мире и (2) начальный быстрый рост объема континентальной коры во время архея , формирующий основную часть континентальной коры, которая существует сейчас, ^{[52] [53],} что подтверждается изотопными данными по гафнию в цирконах и неодимв осадочных породах. Две модели и подтверждающие их данные могут быть согласованы с помощью крупномасштабной рециркуляции континентальной коры , особенно на ранних этапах истории Земли. ^[54]

Новая континентальная кора формируется в результате тектоники плит , процесса, в конечном итоге вызванного непрерывной потерей тепла из недр Земли. За период сотен миллионов лет тектонические силы заставили области континентальной коры сгруппироваться вместе, чтобы сформировать суперконтиненты , которые впоследствии распались. Приблизительно750 млн лет назад , один из самых ранних известных суперконтинентов, Родиния , начал распадаться. Позднее континенты воссоединились, чтобы сформировать Паннотию в600–540 млн лет назад , затем, наконец, Пангея , которая также начала распадаться на180 млн . Лет . ^[55]

Самая последняя картина ледниковых периодов началась примерно40 Ма , ^[56] , а затем усиливается в течение плейстоцена около3 млн лет . ^{[57] В} регионах высоких и средних широт с тех пор повторялись циклы оледенения и таяния, повторяющиеся примерно каждые 21 000, 41 000 и 100 000 лет. ^[58] Последний ледниковый период , в просторечии называется «последнего ледникового периода», покрытое большие части континентов, вплоть до средних широт, на льду и закончился около 11700 лет назад. ^[59]

Происхождение жизни и эволюции

Химические реакции привели к появлению первых самовоспроизводящихся молекул около четырех миллиардов лет назад. Полмиллиарда лет спустя возник последний общий предок всей нынешней жизни . ^[60] Эволюция фотосинтеза позволила солнечной энергии собирать непосредственно формы жизни. Образующийся молекулярный кислород ( O
2) накапливается в атмосфере и за счет взаимодействия с ультрафиолетовым солнечным излучением образует защитный озоновый слой ( O
3) в верхних слоях атмосферы. ^[61] Включение более мелких клеток в более крупные привело к развитию сложных клеток, называемых эукариотами . ^[62] Истинные многоклеточные организмы, сформированные как клетки в колониях, становились все более специализированными. Благодаря поглощению вредного ультрафиолетового излучения озоновым слоем жизнь колонизировала поверхность Земли. ^[63] Среди самых ранних ископаемых свидетельств жизни является микробных матов окаменелости найдены в 3,48 млрд годовалого песчаника в Западной Австралии , ^[64] биогенные графит находится в 3,7 млрд однолетних метаосадочных пород в Западной Гренландии , ^[65] и остатки биотического материала , найденных в 4,1 млрд однолетних пород в Западной Австралии. ^{[66] [67]} Самое раннее прямое свидетельство существования жизни на Земле содержится в австралийских скалах возрастом 3,45 миллиарда лет, на которых видны окаменелости микроорганизмов . ^{[68] [69]}

В неопротерозое ,От 1000 до 541 млн лет назад большая часть Земли могла быть покрыта льдом. Эта гипотеза получила название « Земля-снежок », и она представляет особый интерес, поскольку она предшествовала кембрийскому взрыву , когда многоклеточные формы жизни значительно усложнились. ^{[70] [71]} После кембрийского взрыва,535 млн лет назад произошло по крайней мере пять крупных массовых вымираний и множество незначительных. ^{[72] [73]} Помимо предполагаемого текущего вымирания в голоцене , самым последним из них было66 млн лет назад , когда удар астероида вызвал вымирание нептичьих динозавров и других крупных рептилий, но в значительной степени пощадил мелких животных, таких как насекомые , млекопитающие , ящерицы и птицы . В прошлом жизнь млекопитающих изменилась66 Mys , а несколько миллионов лет назад африканская обезьяна приобрела способность стоять прямо. ^[74] Это облегчило использование инструментов и поощрило общение, которое обеспечило питание и стимуляцию, необходимые для более крупного мозга, что привело к эволюции человека . Развитие сельского хозяйства , а затем цивилизации , привело к людям , имеющим влияние на Землю и природы и количества других форм жизни , которая продолжается и по сей день. ^[75]

Будущее

Поскольку углекислый газ ( CO
2) имеет долгую жизнь в атмосфере, умеренный уровень CO
2Выбросы могут отсрочить начало следующего ледникового периода на 100 000 лет. ^[76] Ожидаемое долгосрочное будущее Земли связано с будущим Солнца. В течение следующего1,1 миллиарда лет светимость Солнца увеличится на 10%, а в течение следующих3,5 миллиарда лет на 40%. ^[77] Повышение температуры поверхности Земли ускорит круговорот неорганического углерода , уменьшая CO.
2 концентрация до смертельно низкого для растений уровня (10  ppm для фотосинтеза C4 ) примерно в100–900 миллионов лет . ^{[78] [79]} Отсутствие растительности приведет к потере кислорода в атмосфере, что сделает жизнь животных невозможной. ^[80] Из-за повышенной светимости средняя температура Земли может достичь 100 ° C (212 ° F) через 1,5 миллиарда лет, а вся океанская вода испарится и уйдет в космос в течение примерно 1,6–3 миллиардов лет. ^[81] Даже если бы Солнце было стабильным, часть воды в современных океанах опустится до мантии из-за уменьшения выхода пара из срединно-океанических хребтов. ^{[81] [82]}

Солнце превратится в красного гиганта примерно через5 миллиардов лет . Модели предсказывают, что Солнце расширится примерно до 1  а.е. (150 миллионов км; 93 миллиона миль), что примерно в 250 раз больше его нынешнего радиуса. ^{[77] [83]} Судьба Земли менее ясна. Будучи красным гигантом, Солнце потеряет примерно 30% своей массы, поэтому без приливных эффектов Земля переместится на орбиту в 1,7 а.е. (250 миллионов км; 160 миллионов миль) от Солнца, когда звезда достигнет своего максимального радиуса. ^[77]

Физические характеристики

Размер и форма

Форма Земли почти сферическая. Существует небольшое уплощение у полюсов и выпуклые вокруг экватора из - за вращение Земли , ^[85] , следовательно, лучшее приближение формы Земли представляет собой сплюснутый сфероид , чей экваториальный диаметр составляет 43 км (27 миль) больше , чем полюсов -Для -диаметр полюса. ^[86]

Точка на поверхности, наиболее удаленная от центра масс Земли, - это вершина экваториального вулкана Чимборасо в Эквадоре (6384,4 км или 3967,1 миль). ^{[87] [88] [89]} Средний диаметр эталонного сфероида составляет 12 742 км (7 918 миль). Местная топография отклоняется от этого идеализированного сфероида, хотя в глобальном масштабе эти отклонения малы по сравнению с радиусом Земли: максимальное отклонение всего 0,17% находится в Марианской впадине (10 925 метров или 35 843 фута ниже местного уровня моря) ^[90], тогда как Гора Эверест (8848 метров или 29 029 футов над уровнем местного моря) представляет собой отклонение в 0,14%.^{[n 6] [92]}

В геодезии точная форма, которую океаны Земли приняли бы в отсутствие суши и возмущений, таких как приливы и ветры, называется геоидом . Точнее, геоид - это поверхность гравитационного эквипотенциала на среднем уровне моря (MSL). ^[93] Топография морской поверхности - это отклонения воды от MSL, аналогичные топографии суши.

Химический состав

Масса Земли примерно5,97 × 10 ²⁴  кг (5970 Yg ). Он состоит в основном из железа (32,1%), кислорода (30,1%), кремния (15,1%), магния (13,9%), серы (2,9%), никеля (1,8%), кальция (1,5%) и алюминия ( 1,4%), а оставшиеся 1,2% составляют следовые количества других элементов. По оценкам, из-за массовой сегрегации центральная часть в основном состоит из железа (88,8%) с меньшими количествами никеля (5,8%), серы (4,5%) и менее 1% микроэлементов. ^[96]

Наиболее распространенными составляющими коры горных пород являются почти все оксиды : хлор, сера и фтор являются важными исключениями из этого правила, и их общее количество в любой породе обычно намного меньше 1%. Более 99% корки состоит из 11 оксидов, в основном кремнезема, глинозема, оксидов железа, извести, магнезии, поташа и соды. ^{[97] [96]}

Внутренняя структура

Внутренняя часть Земли, как и другие планеты земной группы, делится на слои по их химическим или физическим ( реологическим ) свойствам. Внешний слой представляет собой химически отличную силикатную твердую корку, под которой находится высоковязкая твердая мантия. Кора отделена от мантии разрывом Мохоровичич . ^[100] Толщина коры колеблется от примерно 6 километров (3,7 миль) под океаном до 30–50 км (19–31 миль) на континентах. Кора и холодная, жесткая верхняя часть верхней мантии вместе известны как литосфера, которая разделена на независимо движущиеся тектонические плиты. ^[101]

Под литосферой находится астеносфера , слой с относительно низкой вязкостью, по которому движется литосфера. Важные изменения в кристаллической структуре мантии происходят на глубинах 410 и 660 км (250 и 410 миль) от поверхности, охватывая переходную зону , разделяющую верхнюю и нижнюю мантию. Под мантией жидкое внешнее ядро с чрезвычайно низкой вязкостью находится над твердым внутренним ядром . ^[102] Внутреннее ядро ​​Земли может вращаться с немного большей угловой скоростью, чем остальная часть планеты, продвигаясь на 0,1–0,5 ° в год, хотя также предлагались как несколько более высокие, так и гораздо более низкие скорости. ^[103] Радиус внутреннего ядра составляет примерно одну пятую от радиуса Земли.Плотность увеличивается с глубиной, как описано в таблице справа.

Нагревать

Основными изотопами, производящими тепло на Земле, являются калий-40 , уран-238 и торий-232 . ^[104] В центре температура может достигать 6000 ° C (10830 ° F), ^[105] а давление может достигать 360  ГПа (52 миллиона  фунтов на квадратный дюйм ). ^[106] Поскольку большая часть тепла обеспечивается радиоактивным распадом, ученые постулируют, что в начале истории Земли, до того, как изотопы с коротким периодом полураспада были истощены, производство тепла Землей было намного выше. Приблизительно3  млрд лет , то есть в два раза больше тепла, чем в настоящее время, что увеличило бы скорость мантийной конвекции и тектоники плит и позволило бы производить необычные магматические породы, такие как коматииты , которые сегодня редко образуются. ^{[107] [108]}

Средняя потеря тепла от Земли составляет 87 мВт м ^-2 , для глобальных потерь тепла в размере4,42 × 10 ¹³  Вт . ^[109] Часть тепловой энергии ядра переносится к коре мантийными шлейфами , формой конвекции, состоящей из восходящих потоков высокотемпературных пород. Эти шлейфы могут образовывать горячие точки и наводнения . ^[110] Большая часть тепла на Земле теряется из-за тектоники плит, из-за подъема мантии, связанного со срединно-океаническими хребтами . Последний основной способ потери тепла - это теплопроводность через литосферу, большая часть которой происходит под океанами, потому что кора там намного тоньше, чем у континентов. ^[111]

Тектонические плиты

Механически жесткий внешний слой Земли, литосфера, разделен на тектонические плиты. Эти пластины представляют собой жесткие сегменты, которые перемещаются относительно друг друга на одном из трех типов границ: на сходящихся границах две пластины сходятся вместе; на расходящихся границах две пластины раздвигаются; а на границах трансформации две пластины скользят мимо друг друга вбок. Вдоль этих границ плит могут происходить землетрясения , вулканическая активность , горообразование и образование океанических желобов . ^[113]Тектонические плиты движутся поверх астеносферы, твердой, но менее вязкой части верхней мантии, которая может течь и двигаться вместе с плитами. ^[114]

Как тектонические плиты мигрируют, океаническая кора является субдуцированной под передними кромками пластин на конвергентных границах. В то же время подъем мантийного материала на расходящихся границах создает срединно-океанические хребты. Комбинация этих процессов возвращает океаническую кору обратно в мантию. Из-за этой переработки большая часть дна океана меньше100 млн лет. Самая старая океаническая кора расположена в западной части Тихого океана и, по оценкам, составляет200 млн лет. ^{[115] [116]} Для сравнения, самая старая датированная континентальная кора - это4030 М , ^[117] , хотя циркон были найден сохранен как класты в Эоархих осадочных породах , которые дают возраст до4400 млн лет назад , что свидетельствует о существовании по крайней мере некоторой континентальной коры в то время. ^[49]

Семь основных плит - это Тихоокеанская , Североамериканская , Евразийская , Африканская , Антарктическая , Индо-Австралийская и Южноамериканская . Другие известные плиты включают Аравийскую плиту , Карибскую плиту , плиту Наска у западного побережья Южной Америки и плиту Скотия в южной части Атлантического океана. Австралийская плита слилась с Индийской плитой между50 и 55 млн лет . Самыми быстро движущимися плитами являются океанические плиты, при этом Кокосовая плита продвигается со скоростью 75 мм / год (3,0 дюйма / год) ^[118], а Тихоокеанская плита перемещается на 52–69 мм / год (2,0–2,7 дюйма / год). ). С другой стороны, самая медленно движущаяся плита - это Южноамериканская плита, прогрессирующая со средней скоростью 10,6 мм / год (0,42 дюйма / год). ^[119]

Поверхность

Общая площадь поверхности Земли составляет около 510 миллионов км ² (197 миллионов квадратных миль). ^[15] Из них 70,8%, ^[15] или 361,13 миллиона км ² (139,43 миллиона квадратных миль), находятся ниже уровня моря и покрыты водой океана. ^[120] Под поверхностью океана находится большая часть континентального шельфа , гор, вулканов, ^[86] океанических желобов, подводных каньонов , океанических плато , абиссальных равнин и системы хребтов в центре океана, охватывающей весь земной шар. Остальные 29,2%, или 148,94 миллиона км ² (57,51 миллиона квадратных миль), не покрыты водой, имеют рельеф местности.который сильно варьируется от места к месту и состоит из гор, пустынь, равнин, плато и других форм рельефа . Высота поверхности суши варьируется от нижней точки -418 м (-1 371 фут) на Мертвом море до максимальной высоты 8 848 м (29 029 футов) на вершине Эвереста. Средняя высота земли над уровнем моря составляет около 797 м (2615 футов). ^[121]

Континентальная кора состоит из материала с более низкой плотностью, такого как магматические породы гранита и андезита . Реже встречается базальт , более плотная вулканическая порода, которая является основным компонентом дна океана. ^[122] Осадочная порода образуется в результате скопления отложений, которые погружаются и уплотняются вместе . Почти 75% континентальной поверхности покрыто осадочными породами, хотя они составляют около 5% коры. ^[123] Третья форма горного материала, обнаруженного на Земле, - это метаморфическая порода , которая создается в результате преобразования ранее существовавших типов горных пород посредством высокого давления, высоких температур или того и другого. Самый обильныйсиликатные минералы на поверхности Земли включают кварц , полевой шпат , амфибол , слюду , пироксен и оливин . ^[124] Общие карбонатные минералы включают кальцит (обнаруженный в известняке ) и доломит . ^[125]

Эрозия и тектоника , извержения вулканов , наводнения , выветривание , оледенение , рост коралловых рифов и удары метеоритов относятся к числу процессов, которые постоянно меняют поверхность Земли в течение геологического времени . ^{[126] [127]}

Педосфера является внешним слоем континентальной поверхности Земли и состоит из почвы и с учетом процессов формирования почв . Общая пахотная земля составляет 10,9% поверхности земли, из которых 1,3% составляют постоянные пахотные земли. ^{[128] [129]} Около 40% поверхности суши Земли используется для сельского хозяйства, или примерно 16,7 миллиона км ² (6,4 миллиона квадратных миль) пахотных земель и 33,5 миллиона км ² (12,9 миллиона квадратных миль) пастбищ. ^[130]

Гравитационное поле

Сила тяжести Земли - это ускорение , которое передается объектам из-за распределения массы внутри Земли. У поверхности Земли ускорение свободного падения составляет примерно 9,8 м / с ² (32 фут / с ² ). Местные различия в топографии, геологии и более глубокой тектонической структуре вызывают локальные и широкие региональные различия в гравитационном поле Земли, известные как гравитационные аномалии . ^[131]

Магнитное поле

Основная часть магнитного поля Земли создается в ядре, где происходит динамо- процесс, который преобразует кинетическую энергию конвекции, вызванной термическим и композиционным воздействием, в энергию электрического и магнитного поля. Поле простирается наружу от ядра через мантию до поверхности Земли, где оно примерно является диполем . Полюса диполя расположены близко к географическим полюсам Земли. На экваторе магнитного поля, напряженность магнитного поля на поверхности составляет 3,05 × 10 ^-5 Т , с магнитным дипольным моментом от 7,79 × 10 ²² Ам ²в эпоху 2000 г., уменьшаясь почти на 6% за столетие. ^[132] Конвекционные движения в ядре хаотичны; магнитные полюса дрейфуют и периодически меняют ориентацию. Это вызывает вековые вариации основного поля и инверсии поля с нерегулярными интервалами, в среднем несколько раз каждые миллион лет. Последний поворот произошел примерно 700 000 лет назад. ^{[133] [134]}

Магнитосфера

Степень магнитного поля Земли в космосе определяет магнитосферу . Ионы и электроны солнечного ветра отклоняются магнитосферой; Давление солнечного ветра сжимает дневную сторону магнитосферы примерно до 10 земных радиусов и расширяет ночную магнитосферу в длинный хвост. ^[135] Поскольку скорость солнечного ветра больше скорости, с которой волны распространяются через солнечный ветер, головная сверхзвуковая ударная волна предшествует дневной магнитосфере в солнечном ветре. ^[136] Заряженные частицы содержатся в магнитосфере; Плазмосфера определяется частицами с низкой энергией, которые по существу следуют за линиями магнитного поля при вращении Земли. ^{[137] [138]}Кольцевой ток определяется частицами средней энергии, которые дрейфуют относительно геомагнитного поля, но по траекториям все еще доминирует магнитное поле ^[139], а радиационные пояса Ван Аллена образованы частицами высоких энергий, движение которых по существу случайный, но содержащийся в магнитосфере. ^{[140] [141]}

Во время магнитных бурь и суббурь заряженные частицы могут отклоняться от внешней магнитосферы и особенно от хвоста магнитосферы, направляя их вдоль силовых линий в ионосферу Земли, где атмосферные атомы могут возбуждаться и ионизироваться, вызывая полярное сияние . ^[142]

Орбита и вращение

Вращение

Период вращения Земли относительно Солнца - ее средний солнечный день - составляет 86 400 секунд среднего солнечного времени ( 86 400,0025 секунд СИ ). ^[143] Поскольку солнечный день Земли теперь немного больше , чем это было в 19 - м веке из - за приливного торможения , каждый день изменяется между 0 и 2 мс больше , чем средний солнечный день. ^{[144] [145]}

Период вращения относительно Земли до неподвижных звезд , называется его звездный день по Международная служба вращения Земли (IERS), составляет 86,164.0989 секунд среднего солнечного времени ( UT1 ), или 23 ^ч 56 ^м 4,0989 ^сек . ^{[4] [n 10]} Период вращения Земли относительно прецессирующего или скользящего среднего мартовского равноденствия (когда Солнце находится на 90 ° на экваторе) составляет 86 164,0905 секунд среднего солнечного времени (UT1) (23 ^ч 56 ^м 4,0905 ^с ). ^[4] Таким образом, звездные сутки короче звездных примерно на 8,4 мс. ^[146]

Помимо метеоров в атмосфере и низкоорбитальных спутников, основное видимое движение небесных тел в небе Земли происходит на запад со скоростью 15 ° / ч = 15 '/ мин. Для тел около небесного экватора это эквивалентно видимому диаметру Солнца или Луны каждые две минуты; с поверхности Земли видимые размеры Солнца и Луны примерно одинаковы. ^{[147] [148]}

Орбита

Земля вращается вокруг Солнца на среднем расстоянии около 150 миллионов км (93 миллиона миль) каждые 365,2564 солнечных дня или один звездный год . Это дает видимое движение Солнца на восток по отношению к звездам со скоростью около 1 ° / день, что составляет один видимый диаметр Солнца или Луны каждые 12 часов. Из-за этого движения Земле в среднем требуется 24 часа - солнечный день, - чтобы совершить полный оборот вокруг своей оси, чтобы Солнце вернулось к меридиану . Орбитальная скорость Земли составляет в среднем около 29,78 км / с (107 200 км / ч; 66 600 миль в час), что достаточно, чтобы преодолеть расстояние, равное диаметру Земли, около 12742 км (7918 миль), за семь минут, а расстояние до Луна - 384 000 км (239 000 миль) примерно за 3,5 часа. ^[5]

Луна и Земля вращаются вокруг общего барицентра каждые 27,32 дня относительно звезд фона. В сочетании с общей орбитой системы Земля – Луна вокруг Солнца период синодического месяца , от новолуния до новолуния, составляет 29,53 дня. Если смотреть с небесного северного полюса , движение Земли, Луны и их осевое вращение происходит против часовой стрелки . Если смотреть с удобной точки над северными полюсами Солнца и Земли, Земля вращается вокруг Солнца против часовой стрелки. Орбитальная и осевая плоскости не совмещены точно: ось Земли наклонена примерно на 23,44 градуса от перпендикуляра к плоскости Земля-Солнце ( эклиптика), а плоскость Земля – Луна наклонена до ± 5,1 градуса по отношению к плоскости Земля – Солнце. Без этого наклона затмения происходили бы каждые две недели, чередуя лунные и солнечные затмения . ^{[5] [150]}

Сфера Хилла , или сфера гравитационного влияния Земли составляет около 1,5 млн км (930000 миль) в радиусе. ^{[151] [n 11]} Это максимальное расстояние, на котором гравитационное влияние Земли сильнее, чем более далекие Солнце и планеты. Объекты должны вращаться вокруг Земли в пределах этого радиуса, иначе они могут стать несвязанными гравитационным возмущением Солнца. ^[151]

Земля вместе с Солнечной системой расположена в Млечном Пути и вращается на расстоянии около 28 000  световых лет от его центра. Это примерно на 20 световых лет выше галактической плоскости в рукаве Ориона . ^[152]

Осевой наклон и времена года

Наклон оси Земли составляет приблизительно 23,439281 ° ^[4], а ось плоскости ее орбиты всегда направлена ​​к полюсам мира . Из-за наклона оси Земли количество солнечного света, достигающего любой точки на поверхности, меняется в течение года. Это вызывает сезонные изменения климата: лето в Северном полушарии происходит, когда Тропик Рака обращен к Солнцу, и в Южном полушарии, когда Тропик Козерога обращен к Солнцу. В каждом случае зимапроисходит одновременно в противоположном полушарии. Летом день длится дольше, а Солнце поднимается выше в небе. Зимой климат становится прохладнее, а дни короче. ^[153] Над Северным полярным кругом и под полярным кругом нет дневного света вообще для части года, вызывая полярная ночь , и эта ночь продолжается в течение нескольких месяцев на самих полюсах. В этих же широтах также бывает полуночное солнце , когда солнце остается видимым весь день. ^{[154] [155]}

По астрономическому соглашению, четыре сезона можно определить по солнцестоянию - точкам на орбите с максимальным наклоном оси к или от Солнца - и равноденствиям , когда ось вращения Земли совмещена с осью ее орбиты. В Северном полушарии зимнее солнцестояние в настоящее время приходится на 21 декабря; летнее солнцестояние - около 21 июня, весеннее равноденствие - около 20 марта, а осеннее равноденствие - около 22 или 23 сентября. В Южном полушарии ситуация обратная: поменялись местами летнее и зимнее солнцестояние, а даты весеннего и осеннего равноденствия поменялись местами. ^[156]

Угол наклона оси Земли относительно стабилен в течение длительных периодов времени. Его осевой наклон действительно подвергается нутации ; легкое нерегулярное движение с основным периодом 18,6 года. ^[157] Ориентация (а не угол) земной оси также изменяется со временем, совершая полный круг в течение каждого 25 800-летнего цикла; эта прецессия является причиной разницы между сидерическим годом и тропическим годом . Оба эти движения вызваны переменным притяжением Солнца и Луны к экваториальной выпуклости Земли. Полюса также перемещаются на несколько метров по поверхности Земли. Это полярное движение имеет несколько циклических компонентов, которые в совокупности называются квазипериодическим движением.. В дополнение к годовому компоненту этого движения существует 14-месячный цикл, называемый колебанием Чендлера . Скорость вращения Земли также изменяется в зависимости от явления, известного как изменение длины дня. ^[158]

В наше время перигелий Земли происходит около 3 января, а афелий - около 4 июля. Эти даты меняются со временем из-за прецессии и других орбитальных факторов, которые следуют циклическим паттернам, известным как циклы Миланковича . Изменение расстояния Земля – Солнце приводит к увеличению примерно на 6,8% солнечной энергии, достигающей Земли в перигелии по сравнению с афелием. ^{[159] [n 12]}Поскольку южное полушарие наклонено к Солнцу примерно в то же время, когда Земля приближается к Солнцу максимально близко, южное полушарие получает от Солнца немного больше энергии, чем северное, в течение года. Этот эффект гораздо менее значительный, чем изменение общей энергии из-за наклона оси, и большая часть избыточной энергии поглощается большей долей воды в Южном полушарии. ^[160]

Система Земля-Луна

Луна

Луна - это относительно большой естественный спутник земной группы , похожий на планету , диаметром около четверти диаметра Земли. Это самая большая луна в Солнечной системе по сравнению с размером ее планеты, хотя Харон больше по сравнению с карликовой планетой Плутон . ^{[161] [162]} Естественные спутники других планет также называют «лунами» после Земли. ^[163] Наиболее широко распространенная теория происхождения Луны, гипотеза гигантского удара. , утверждает, что он образовался в результате столкновения протопланеты размером с Марс под названием Тейя с ранней Землей. Эта гипотеза объясняет (среди прочего) относительную нехватку на Луне железа и летучих элементов, а также тот факт, что ее состав почти идентичен составу земной коры. ^[41]

Гравитационное притяжение между Землей и Луной вызывает приливы на Земле. ^[164] Тот же эффект на Луну привел к ее приливной блокировке : период ее вращения совпадает со временем, которое требуется для выхода на орбиту Земли. В результате он всегда представляет планете одно и то же лицо. ^[165] Когда Луна вращается вокруг Земли, различные части ее лица освещаются Солнцем, что приводит к лунным фазам . ^[166] Из-за их приливного взаимодействия Луна удаляется от Земли со скоростью примерно 38 мм / год (1,5 дюйма / год). За миллионы лет эти крошечные изменения - и удлинение земных суток примерно на 23  мкс / год - в сумме приводят к значительным изменениям. ^[167]Например, в эдиакарский период (примерно620 млн лет ) в году было 400 ± 7 дней, каждый из которых длился 21,9 ± 0,4 часа. ^[168]

Луна, возможно, сильно повлияла на развитие жизни, смягчив климат планеты. Палеонтологические данные и компьютерное моделирование показывают, что наклон оси Земли стабилизируется приливными взаимодействиями с Луной. ^[169] Некоторые теоретики думают, что без этой стабилизации против крутящих моментов, приложенных Солнцем и планетами к экваториальному выступу Земли, ось вращения могла бы быть хаотически нестабильной, показывая большие изменения за миллионы лет, как в случае с Марсом, хотя это оспаривается. ^{[170] [171]}

Если смотреть с Земли, Луна находится достаточно далеко, чтобы иметь диск почти такого же размера, что и Солнце. Угловой размер (или телесный угол ) из этих двух тел совпадает , потому что, хотя диаметр Солнца составляет около 400 раз больше, чем Луны, также в 400 раз более отдаленные. ^[148] Это позволяет совершать полные и кольцевые солнечные затмения на Земле. ^[172]

Астероиды и искусственные спутники

Популяция коорбитальных астероидов Земли состоит из квазиспутников , объектов с подковообразной орбитой и троянов . Есть как минимум пять квазиспутников, в том числе 469219 Kamoʻoalewa . ^{[173] [174]} троянский астероид компаньон, 2010 TK 7 , является librating вокруг ведущего Лагранжа треугольной точки , L4, на орбите Земли вокруг Солнца ^{[175] [176]} Крошечный околоземный астероид 2006 RH 120приближается к системе Земля – Луна примерно каждые двадцать лет. Во время этих подходов он может вращаться вокруг Земли в течение коротких периодов времени. ^[177]

По состоянию на апрель 2020 ^[update]года на орбите Земли находится 2666 действующих искусственных спутников . ^[8] Есть также неработающие спутники, в том числе Vanguard 1 , самый старый спутник, находящийся в настоящее время на орбите, и более 16 000 единиц отслеживаемого космического мусора . ^{[n 3]} Самый большой искусственный спутник Земли - Международная космическая станция . ^[178]

Гидросфера

Обилие воды на поверхности Земли - уникальная особенность, которая отличает «Голубую планету» от других планет Солнечной системы. Гидросфера Земли состоит в основном из океанов, но технически включает в себя все водные поверхности мира, включая внутренние моря, озера, реки и подземные воды на глубине до 2000 м (6600 футов). Масса океанов составляет приблизительно 1,35 × 10 ¹⁸  метрических тонн или около 1/4400 общей массы Земли. Океаны занимают площадь 361,8 миллиона км ² (139,7 миллиона квадратных миль) со средней глубиной 3682 м (12 080 футов), в результате чего оценивается объем в 1,332 миллиарда км ³ (320 миллионов кубических миль). ^[179]Если бы вся поверхность земной коры находилась на той же высоте, что и гладкая сфера, глубина образовавшегося мирового океана была бы от 2,7 до 2,8 км (от 1,68 до 1,74 мили). ^[180] Около 97,5% воды является соленой ; оставшиеся 2,5% - это пресная вода . ^{[181] [182]} Большая часть пресной воды, около 68,7%, присутствует в виде льда в ледяных шапках и ледниках . ^[183]

В самых холодных регионах Земли снег сохраняется летом и превращается в лед . Накопленный снег и лед в конечном итоге превращаются в ледники - ледяные тела, которые текут под действием собственной силы тяжести. Альпийские ледники образуются в горных районах, тогда как обширные ледяные щиты образуются над сушей в полярных регионах. Ледниковый поток размывает поверхность, резко меняя ее, образуя U-образные долины и другие формы рельефа. ^[184] Морской лед в Арктике покрывает территорию размером с Соединенные Штаты, хотя он быстро отступает из-за изменения климата. ^[185]

Средняя соленость океанов Земли составляет около 35 граммов соли на килограмм морской воды (3,5% соли). ^[186] Большая часть этой соли была выделена в результате вулканической активности или извлечена из холодных вулканических пород. ^[187] Океаны также являются резервуаром растворенных атмосферных газов, которые необходимы для выживания многих водных форм жизни. ^[188] Морская вода оказывает важное влияние на мировой климат, а океаны действуют как большой резервуар тепла . ^[189] Сдвиги в распределении температуры в океане могут вызвать значительные погодные сдвиги, такие как Эль-Ниньо – Южное колебание . ^[190]

Атмосфера

Атмосферное давление на Земли на уровне моря в среднем 101,325 кПа (14,696 фунтов на квадратный дюйм), ^[191] с масштабной высотой около 8,5 км (5,3 миль). ^[5] Сухая атмосфера состоит из 78,084% азота , 20,946% кислорода, 0,934% аргона и следовых количеств диоксида углерода и других газообразных молекул. ^[191] Содержание водяного пара варьируется от 0,01% до 4% ^[191], но в среднем составляет около 1%. ^[5] Высота тропосферыизменяется в зависимости от широты, от 8 км (5 миль) на полюсах до 17 км (11 миль) на экваторе, с некоторыми вариациями, вызванными погодными и сезонными факторами. ^[192]

Биосфера Земли значительно изменила свою атмосферу . Кислородный фотосинтез эволюционировал2,7 Гя , формируя в настоящее время преимущественно азотно-кислородную атмосферу. ^[61] Это изменение способствовало распространению аэробных организмов и, косвенно, образованию озонового слоя из-за последующего преобразования атмосферного O2в O3. Озоновый слой блокирует ультрафиолетовое солнечное излучение , позволяя жить на суше. ^[193] Другие функции атмосферы, важные для жизни, включают транспортировку водяного пара, обеспечение полезными газами, сгорание небольших метеоров до того, как они упадут на поверхность, и снижение температуры. ^[194] Это последнее явление известно как парниковый эффект : следовые молекулы в атмосфере служат для улавливания тепловой энергии, исходящей от земли, тем самым повышая среднюю температуру. Водяной пар, диоксид углерода, метан , закись азота и озонявляются основными парниковыми газами в атмосфере. Без этого эффекта удержания тепла средняя температура поверхности была бы -18 ° C (0 ° F), в отличие от нынешних +15 ° C (59 ° F), ^[195] и жизнь на Земле, вероятно, не существовала бы в в его нынешнем виде. ^[196]

Погода и климат

Атмосфера Земли не имеет определенных границ, постепенно истончается и растворяется в космическом пространстве. Три четверти массы атмосферы содержится в пределах первых 11 км (6,8 миль) от поверхности. Этот самый нижний слой называется тропосферой. Энергия Солнца нагревает этот слой и поверхность под ним, вызывая расширение воздуха. Затем этот воздух с более низкой плотностью поднимается и заменяется более холодным воздухом с более высокой плотностью. В результате возникает атмосферная циркуляция, которая определяет погоду и климат за счет перераспределения тепловой энергии. ^[197]

Полосы первичной атмосферной циркуляции состоят из пассатов в экваториальной области ниже 30 ° широты и западных ветров в средних широтах между 30 ° и 60 °. ^[198] Океанские течения также являются важными факторами в определении климата, особенно термохалинная циркуляция, которая распределяет тепловую энергию от экваториальных океанов к полярным регионам. ^[199]

Количество солнечной энергии, достигающей поверхности Земли, уменьшается с увеличением широты. На более высоких широтах солнечный свет достигает поверхности под меньшими углами и должен проходить через более толстые столбы атмосферы. В результате средняя годовая температура воздуха на уровне моря снижается примерно на 0,4 ° C (0,7 ° F) на градус широты от экватора. ^[200] Поверхность Земли можно разделить на определенные широтные пояса с приблизительно однородным климатом. От экватора до полярных регионов это тропический (или экваториальный), субтропический , умеренный и полярный климат. ^[201]

Другими факторами, влияющими на климат места, являются его близость к океанам , океаническая и атмосферная циркуляция, а также топология. ^{[202] В} местах, близких к океанам, обычно более холодное лето и более теплая зима из-за того, что океаны могут накапливать большое количество тепла. Ветер переносит на сушу холод или тепло океана. ^[203] Атмосферная циркуляция также играет важную роль: Сан-Франциско и Вашингтон, округ Колумбия, являются прибрежными городами примерно на одной широте. Климат Сан-Франциско значительно более умеренный, поскольку преобладающее направление ветра - с моря на сушу. ^[204] Наконец, температура уменьшается с высотой.заставляя горные районы быть холоднее, чем низменные районы. ^[205]

Водяной пар, образующийся в результате испарения с поверхности, переносится циркуляционными системами в атмосфере. Когда атмосферные условия позволяют поднять теплый влажный воздух, эта вода конденсируется и выпадает на поверхность в виде осадков. ^[197] Большая часть воды затем транспортируется на более низкие высоты речными системами и обычно возвращается в океаны или оседает в озерах. Этот круговорот воды является жизненно важным механизмом для поддержания жизни на суше и основным фактором эрозии поверхностных структур в течение геологических периодов. Характер осадков сильно различается: от нескольких метров воды в год до менее миллиметра. Атмосферная циркуляция, топографические особенности и разница температур определяют среднее количество осадков, выпадающих в каждом регионе. ^[206]

Обычно используемая система классификации климата Кеппена включает пять широких групп ( влажные тропики , засушливые , влажные средние широты , континентальный и холодный полярный ), которые далее делятся на более конкретные подтипы. ^[198] Система Кеппена оценивает регионы на основе наблюдаемой температуры и осадков. ^[207] Температура приземного воздуха может подниматься примерно до 55 ° C (131 ° F) в жарких пустынях , таких как Долина Смерти , и может упасть до -89 ° C (-128 ° F) в Антарктиде . ^{[208] [209]}

Верхняя атмосфера

Выше тропосферы атмосфера обычно делится на стратосферу , мезосферу и термосферу . ^[194] Каждый слой имеет разную градиентную скорость, определяющую скорость изменения температуры с высотой. Помимо этого, экзосфера переходит в магнитосферу, где геомагнитные поля взаимодействуют с солнечным ветром. ^[210] В стратосфере находится озоновый слой, компонент, который частично защищает поверхность от ультрафиолетового света и, таким образом, важен для жизни на Земле. Линия Кармана , определяемая как 100 км (62 мили) над поверхностью Земли, является рабочим определением границы между атмосферой и космическим пространством .^[211]

Тепловая энергия заставляет некоторые молекулы на внешнем краю атмосферы увеличивать свою скорость до точки, в которой они могут покинуть гравитацию Земли. Это вызывает медленную, но неуклонную потерю атмосферы в космос . Поскольку нефиксированный водород имеет низкую молекулярную массу , он может легче достичь скорости убегания и просачивается в космическое пространство с большей скоростью, чем другие газы. ^[212] Утечка водорода в космос способствует смещению земной атмосферы и поверхности от первоначально уменьшаясостояние до его текущего окислительного. Фотосинтез является источником свободного кислорода, но считается, что потеря восстановителей, таких как водород, была необходимой предпосылкой для повсеместного накопления кислорода в атмосфере. ^[213] Следовательно, способность водорода улетучиваться из атмосферы могла повлиять на природу жизни, которая развивалась на Земле. ^[214] В современной, богатой кислородом атмосфере большая часть водорода превращается в воду, прежде чем у него появится возможность уйти. Вместо этого большая часть потерь водорода происходит из-за разрушения метана в верхних слоях атмосферы. ^[215]

Жизнь на Земле

Формы жизни на планете населяют экосистемы , совокупность которых составляет биосферу . ^[216] Биосфера разделена на несколько биомов , населенных в целом похожими растениями и животными. ^[217] На суше биомы разделены в первую очередь разницей в широте, высоте над уровнем моря и влажности . Наземные биомы, расположенные в пределах Арктического или Антарктического кругов, на больших высотах или в чрезвычайно засушливых районах , относительно лишены растительного и животного мира; Видовое разнообразие достигает пика во влажных низменностях экваториальных широт .^[218] Оценки количества видов на Земле сегодня разнятся; большинство видов не описаны . ^[219] Более 99% всех видов , когда-либо живших на Земле, вымерли . ^{[220] [221]}

Планета, способная поддерживать жизнь, называется обитаемой , даже если жизнь зародилась не на ней. Расстояние Земли от Солнца, а также эксцентриситет ее орбиты, скорость вращения, наклон оси, геологическая история, поддерживающая атмосфера и магнитное поле - все это влияет на текущие климатические условия на поверхности. ^[222] Земля обеспечивает жидкую воду - среду, в которой сложные органические молекулы могут собираться и взаимодействовать, а также достаточно энергии для поддержания метаболизма . ^[223] Растения могут поглощать питательные вещества из атмосферы, почвы и воды. Эти питательные вещества постоянно рециркулируются между разными видами. ^[224]

Экстремальные погодные условия, такие как тропические циклоны (включая ураганы и тайфуны ), возникают на большей части поверхности Земли и оказывают большое влияние на жизнь в этих областях. С 1980 по 2000 год эти события вызывали в среднем 11 800 человеческих смертей в год. ^[225] Многие места подвержены землетрясениям, оползням , цунами , извержениям вулканов, торнадо , метелям , наводнениям, засухам, лесным пожарам и другим бедствиям и бедствиям. ^[226] Воздействие человека ощущается во многих областях из-за загрязнения воздуха и воды, кислотных дождей , потери растительности (перевыпас , вырубка лесов , опустынивание ), потеря дикой природы, виды исчезновения , деградация почв , истощение почвы и эрозия . ^[227] Существует научный консенсус в отношении того, что люди вызывают глобальное потепление , выбрасывая парниковые газы в атмосферу. ^[228] Это приводит к изменениям, таким как таяние ледников и ледяных щитов , глобальное повышение среднего уровня моря и значительные изменения погоды. ^[229]

Человеческая география

Человеческое население Земли превысило семь миллиардов в начале 2010-х ^[231] и, по прогнозам, достигнет пика примерно в 10 миллиардов во второй половине 21 века. ^[232] Ожидается, что наибольший рост будет происходить в странах Африки к югу от Сахары . ^[232] Плотность населения сильно различается по всему миру, но большинство из них проживает в Азии . Ожидается, что к 2050 году 68% населения мира будет проживать в городских, а не сельских районах. ^[233] Северное полушарие содержит 68% суши в мире. ^[234] Отчасти из-за преобладания суши, 90% людей живут в Северном полушарии. ^[235]

Подсчитано, что одна восьмая поверхности Земли пригодна для жизни людей - три четверти поверхности Земли покрыто океанами, а одна четверть остается сушей. Половина этой площади - пустыня (14%), ^[236] высокие горы (27%), ^[237] или другие неподходящие местности. Государства претендуют на всю поверхность суши планеты, за исключением частей Антарктиды и нескольких других невостребованных территорий . На Земле никогда не было правительства, охватывающего всю планету, но Организация Объединенных Наций является ведущей международной межправительственной организацией . ^{[238] [239]}

Первым человеком, вышедшим на орбиту Земли, был Юрий Гагарин 12 апреля 1961 года. ^[240] Всего около 550 человек побывали в космосе и достигли орбиты по состоянию на ноябрь 2018 ^[update]года, из них двенадцать побывали на Луне. ^{[241] [242]} Обычно в космосе находятся только люди с Международной космической станции. Экипаж станции , состоящий из шести человек, обычно меняется каждые полгода. ^[243] Наибольшее расстояние, которое люди прошли от Земли, составляет 400 171 км (248 655 миль), это было достигнуто во время миссии Аполлона-13 в 1970 году. ^[244]

Природные ресурсы и землепользование

На Земле есть ресурсы, которые использовались людьми. ^[246] Те, что называются невозобновляемыми ресурсами , такими как ископаемое топливо , обновляются только в геологических масштабах времени. ^[247] Большие залежи ископаемого топлива получены из земной коры, состоящей из угля , нефти и природного газа . ^[248] Эти месторождения используются людьми как для производства энергии, так и в качестве сырья для химического производства. ^[249] Минеральные рудные тела также образовались в земной коре в процессе рудогенеза , возникшего в результате действия магматизма., эрозия и тектоника плит. ^[250] Эти металлы и другие элементы добываются в горнодобывающей промышленности , процесс, который часто приносит вред окружающей среде и здоровью. ^[251]

Биосфера Земли производит множество полезных биологических продуктов для человека, включая продукты питания, древесину , фармацевтические препараты , кислород и переработку органических отходов. Наземная экосистема зависит от верхнего слоя почвы и пресной воды, а океаническая экосистема зависит от растворенных питательных веществ, смываемых с суши. ^[252] В 2019 году, 39 миллионов километров ² (15000000 квадратных миль) поверхности суши Земли состояла из лесов и лесных массивов, 12 миллионов километров ² (4600000 квадратных миль) был кустарник и пастбища, 40 миллионов километров ² (15000000 квадратных миль ) использовались для производства кормов и выпаса скота, а 11 миллионов км ² (4,2 миллиона квадратных миль) возделывались как пахотные земли. ^[253]Из 12–14% свободных ото льда земель, которые используются под пахотные земли, в 2015 году орошалось 2 процентных пункта . ^[245] Люди используют строительные материалы для строительства убежищ. ^[254]

Культурно-историческая точка зрения

Человеческие культуры выработали множество взглядов на планету. ^[255] Стандартный астрономической символ Земли состоит из поперечных , ограниченного круга , , ^[256] , представляющий четыре угла мира . Иногда Землю олицетворяют как божество . Во многих культурах это богиня-мать, которая также является основным божеством плодородия . ^[257] Мифы о сотворении во многих религиях включают создание Земли сверхъестественным божеством или божествами. ^[257] Гипотеза Гайи, разработанная в середине 20-го века, сравнивала окружающую среду Земли и жизнь как единый саморегулирующийся организм, ведущий к широкой стабилизации условий обитаемости. ^{[258] [259] [260]} Снимки Земли, сделанные из космоса, особенно во время программы «Аполлон», были признаны в том, что они изменили взгляд людей на планету, на которой они жили, подчеркнув ее красоту, уникальность и очевидную хрупкость. ^{[261] [262]}

Научные исследования привели к нескольким культурным преобразованиям во взглядах людей на планету. Первоначальная вера в плоскую Землю постепенно вытеснилась в Древней Греции идеей сферической Земли , которую приписывали как философам Пифагору, так и Пармениду . ^{[263] [264]} Земля обычно считалась центром Вселенной до 16 века, когда ученые впервые пришли к выводу, что это движущийся объект , сравнимый с другими планетами Солнечной системы. ^[265]

Только в 19 веке геологи поняли, что возраст Земли составляет, по крайней мере, многие миллионы лет. ^[266] Лорд Кельвин использовал термодинамику для оценки возраста Земли от 20 до 400 миллионов лет в 1864 году, что вызвало бурные дебаты по этому поводу; только когда радиоактивность и радиоактивное датирование были обнаружены в конце 19-го и начале 20-го веков, был установлен надежный механизм определения возраста Земли, доказав, что планете миллиарды лет. ^{[267] [268]}

Смотрите также

Заметки

Рекомендации

External links

Listen to this article (1 hour and 10 minutes)

This audio file was created from a revision of this article dated 22 April 2021 (2021-04-22), and does not reflect subsequent edits.

(Audio help · More spoken articles)

• Earth – Profile – Solar System Exploration – NASA
• Earth Observatory – NASA
• Earth – Videos – International Space Station:
  • Video (01:02) – Earth (time-lapse)
  • Video (00:27) – Earth and auroras (time-lapse)
• Google Earth 3D, interactive map
• Interactive 3D visualisation of the Sun, Earth and Moon system
• GPlates Portal (University of Sydney)