Dragi putniče ako si se tek sada pridružio našem putovanju, možeš pogledati dnevnik našeg putovanja. Tu se mogu naći tekstovi o Sunčevom sistemu, Merkuru i Veneri.
Prema dosadašnjim saznanjima, Zemlja je jedino telo u Sunčevom sistemu na kome je nastao i razvio se život. Samo se na njenoj površini voda nalazi u tečnom stanju. Oko 70% površine pokriveno je vodom. Dubina okeana dostiže 11 km (Marijanski rov), dok je najviša planina visoka 8.85 km (Mont Everest). Pošto je malo spoljoštena na polovima, polarni radijus je za 21.4km manji od ekvatorskog. Ima gasovitu atmosferu, sopstveno magnetno polje i jedan prirodni satelit - Mesec. Oko sunca obilazi srednjom brzinom od oko 30 km/s (ili u nama opipljivijim jedinicama: 108.000 km/h). Zemlja je najveća i najmasivnija među unutrašnjim planetama.
Atmosfera
Zemljina atmosfera je debljine između 1000-2000 k, gustina opada po barometarskoj formuli:
Atmosfera štiti život na Zemlji tako što apsorbuje visoko energetsko zračenje i zaustavlja čestice sa Sunca i iz vasione. Sadrži 77% azota (N2), 21% kiseonika (O2) i 2% ostalih elemenata.
Najniži i najgušći sloj je troposfera, debljine oko 8km na polovima i do 18km na ekvatoru. Sadrži 75% celokupne Zemljine atmosfere. U ovom sloju temperatura opada sa visinom od srednje površinske vrednosti (~288 K) do tropopauze, gde iznosi oko 215 K.
Hladni i gusti slojevi vazduha u kontaktu sa tlom se zagrevaju, tako zagrejan vazduh se širi, rezređuje i izdiže, zrači i hladi se, a hladni i gušći se potom spušta. Ova vazdušna cirkulacija (konvekcija), sa Zemljinom rotacijom proizvodi vetrove. U troposferi se formira klima.
Sa povećanjem visine, dolazimo do sledećeg sloja - stratosfera. U njoj se većim delom temperatura ne menja, a onda naglo raste u ozonskom sloju sve do stratopauze na visini od 50km, gde je temperatura 273 K. Razlog porasta temperature je razlaganje ozona pod dejstvom Sunčevog UV zračenja. Ozon apsorbuje zračenje talasnih dužina od 200 do 300nm, zagreva atmosferu i štiti nas od štetnog dejstva UV zračenja. U ovom relativno tankom sloju nalazi se 90% ukupnog atmosferskog ozona.
Razlaganje ozona (O3) usled dejstva visokoenergetskog fotona:
Iznad stratopauze je mezosfera, kojoj je zbog smanjene proizvodnje ozna i pojačanog hlađenja zračenjem u infracrvenom elu spektra, temperatura opada do visine od 85km, gde se nalazi temperaturni minimum (mezopauza). Temperatura u mezopauzi je oko 190 K. Iznad visie od 80 km, hemijski sastav atmosfere počinje da se menja. Smanjuje se količina kiseonika i azota, a povećava količina helijuma.
Iznad mezopauze sve do oko 500 km visine temperatura raste dostižući oko 1000 K u minimumu, odnosno 1800 K u maksimumu Sunčeve aktivnosti. Taj sloj se zove termosfera.
Iznad 500 km visine nalazi se najređi sloj - egzosfera, u kojoj se zadržava visoka temperatura. U tako retkom sloju mali je broj sudara. Čestice imaju veliku kinetičku energiju i Zemljino gravitaciono polje više ne može da ih zadrži, te one napuštaju atmosferu. Iznad 600 km preovlađuju vodonik i helijum.
Na oko 2000 km egzosfera prelazi u međuplanetsku materiju.
Na visinama od oko 70 do 1000 km nalazi se oblast u kojoj zbog apsorpcije Sunčeovg UV zračenja dolazi do disocijacije molekula i jonizacije molekula i atoma. Ova oblast naziva se jonosfera. U njoj se nalaze povećane koncentracije naelektrisanih čestica. Noću većina ovih slojeva iščezava. U slojevima jonosfere nastaju nastaju polarne svetlost, a za radio-talasi predstavljaju neku vrstu ogledala reflektujući ih nazad ka Zemlji.
Atmosfera je prozračna za Sunčevo zračenje u vidljivom delu spektra, Zemljina površina apsorbuje to zračenje, zagreva se, a jedan deo ponovo izrači na većim talasnim dužinama, uglavno u infracrvenoj oblasti. Ugljen-dioksid i vodena para u atmosferi apsorbuju deo infracrvenog zračenja, što dovodi do zagrevanja nižih slojeva atmosfere - ova pojava predstavlja efekat staklene bašte.
Unutrašnjost Zemlje
Direktnim merenjima (bušotine) ispitivanja unutrašnjosti Zemlje su vršena samo do 9km dubine. Najviše informacija o Zemljinoj unutrašnjosti dala je geofizika izučavanjem seizmičkih talasa koji nastaju prilikom zemljotresa.
Postoje dva osnovna tima seizmičkih talasa:
- longitudinalni (primarn p - talasi), koji se prostiru i kroz tečnosti i kroz čvrsta tela
- transferzalni (sekundarni s - talasi), koji se mogu prostirati samo kroz čvrsta tela.
Simulacija prostiranja sezmičkih p i s talasa kroz unutrašnjost Zemlje.
Proučavanje refrakcije, refleksije, kao i brzine seizmičkih talasa pri njihovom prostiranju kroz Zemljinu unutrašnjost otrkiva postojanje tri osnovna sloja: kore, omotača i jezgra.
Zemljina kora je nejednake debljine (30-50km ispod kontinenata i oko 6-8 km ispod okeana), ima srednju gustinu oko 3000 kg / m3 i sastoji se uglavnom od granita i silikata.
Ispod kore nalazi se omotač koji se prostire do dubine od 2900km, sadrži oko 2/3 Zemljine mase i čini preko 80% njene zapremine. Sastoji se od silikatnih stena bogatih magnezijumom i gvožđem. Unutar omotača gustina raste sa povećanjem dubine, od 3400 do 10 000 kg/m3.
Jezgro ima najveću gustinu, od 10000 kg/m3 na granici sa omotačem do 13000 kg/m3 i sastoji se uglavnom od gvožđa. Sadrži 32% mase Zemlje i obuhvata oko 16% njene zapremine. Unutrašnji čvrsti deo jezgra (radijusa oko 1200 km) okružen je tečnim slojem debljine oko 2270 km.
Najmanje se zna o centranom delu Zemlje. Zemljina unutrašnja toplota (posledica gravitacione akrecije i prirodnog radioaktivnog raspada) i njen prenos konvekcijom (ako vas interesuje više o prenosu toplote i merenju temperature, toplo preporučujem ova dva članka), uzrok su procesa u litosferi - sloju koji čini kora i gornji deo omotača do dubine od oko 50-70km. Litosfera je izdeljena na veći broj čvrstih ploča - sedam većih i više manjih. Posledica kretanja ovih ploča je njihovo razmicanje, pucanje kore i izlivanje vrele magme iz unutrašnjosti (erupcije vulkana), izdizanje ili spuštanje kore i pojavu novih planinskih lanaca i ostrva. Kretanje tektonskih ploča manifestuje se sporim pomeranjem kontinenata - nekoliko centimetara godišnje.
Magnetno polje Zemlje
Magnetna osa prolazi kroz središte Zemlje i sa njenom osom rotacije zaklapa ugao od oko 11°. Zbog toga se geomagnetni i geografski polovi ne poklapaju. Postojanje geomagnetnog polja svedoči o tome da se unutrašnjost planete delom nalazi u tečnom stanju.
Na velikim daljinama od površine Zemlje oblik magnetnog polja se menja i deformiše pod dejstvom Sunčevog vetra. Magnetosfera je kao neko ostrvo u Sunčevom vetru koje štiti Zemlju od naelektrisanih čestica. U interakciji Sunčevog vetra sa magnetosferom Zemlje formira se udarni talas koji određuje granicu magnetosfere. Ta granica nije fiksna i zavisi od brzine čestica sa Sunca, na suprotnoj strani od Sunca je izdužena slično repu komete.
Polarna svetlost se vidi u polarnim oblastima na visini od oko 100 do 120 km. Ona je posledica sudara naelektrisanih čestica sa Sunca i atoma i molekula kiseonika i azota u Zemljinoj atmosferi. Sudari dovode do ekscitacije, a pri njihovoj deekscitaciji emituje se crvena, zelena i ljubičasta svetlost raznih oblika.
Za razliku od polarne svetlosti koja ima lokalni karakter, geomagnetne bure se registruju na raznim geografskim širinama.
Geomagnetna bura je posledica interakcije naelektrisanih čestica iz Sunčevih erupcija i geomagnetnih polja. Kompresija magnetosfere pod dejstvom udarnog talasa izaziva iznenadni početak geomagnetnih bura. Ona traje više sati, nekad više od jednog dana, a nekada se ponavljaju posle 27 dana (period sunčeve rotacije) ukoliko izvor poremećaja na Suncu još traje.
Treći fenomen u vezi sa upadom naelektrisanih čestica sa Sunca u Zemljinu magnetosferu ne može da se registruje sa Zemlje. Prvi put je otkriven raketama tek 1958. godine. To su Van Alenovi pojasevi ili radijacioni pojasevi, predstavljaju oblast geomagnetnog polja u kojoj su zraobljene naelektrisane čestice sa Suna kao u nekoj vrsti magnetne klopke. Čestice većih energija prodiru dublje u magnetosferu i popunjavaju unutrašnji, a manjih energija spoljašnji pojas.
Zbog obilnosti, tekst sam podelio na dva dela. Sledeći tekst umesto Marsa je posvećen osobinama i uticaju Meseca, kao i njegovom istraživanju.
Literatura:
- Olga Atancković, Opšta Astrofizika
- NASA
- Wikimedia commons
- Planete Sunčevog Sistema
