Žemės sandaros ypatumai, jos atmosfera. Mėnulio, kaip palydovo, įtaka Žemei.

Žemė – trečia pagal nuotolį nuo Saulės planeta. Ji, kartu su
Merkurijumi, Venera, Marsu, priskiriama prie vidinių planetų. Vidinėmis vadinamos todėl, nes jos yra tarp Saulės ir asteroidų žiedo. Planetos, esančios už šio asteroidų žiedo, vadinamos išorinėmis. Aplink Saulę skrieja beveik apskrita orbita, 29,8 km/s vidutiniu greičiu; Žemės siderinis periodas (žvaigždiniai metai) yra 365,26 dienos.
Tarp vidinių planetų Žemė yra didžiausia ir masyviausia. Pagal masę (59,74.1023kg) ji yra pirma tarp savo grupės (vidinių) ir penkta tarp visų planetų. Savo forma primena kamuolį: Žemės pusiaujinis skkersmuo – 12756,28 km, o ašigalinis – 12713,51 km.
Mūsų planeta nuo artimiausios žvaigždės – Saulės – yra nutolusi vidutiniškai 149,6 mln. km. Šis atstumas vadinamas astronominiu vienetu. Arčiausiai Saulės (perihelyje) Žemė būna apie sausio 3 d., toliausiai (afelyje) – apie liepos 3 d.
Žemės paviršiaus, lygaus 510,2 mln. km2, didžiausią plotą (~361 mln. km2, arba 71% viso ploto) užima Pasaulinis vandenynas. Sausumą (~149 mln. km2) sudaro 6 žemynai: Eurazija, Afrika, Šiaurės Amerika, Pietų Amerika, Australija ir Antarktida. Šiaurės pusrutulyje sausumos plotas 100 mln. km2, vandenyno 155 mln. km2; Pietų pusrutulyje atitinkamai 49 ir 206 mln. km2.
Sausuma daugiausia iki 10000 m absoliutaus aukščio (72% sausumos ploto), vidutinis aukštis 875 m, didžiausias – 8848 m (Džomolungma). Pasaulinis vandenynas žemynų suskaidytas į Ramųjį, Atlanto, Indijos ir Arkties vandenynus. Vyrauja 3000 – 6000 m gylis (73,8% Pasaulinio vandenyno ploto); vidutinis gylis ~3800 m, didžiausias – 11022 m (Marianų lovys, ties Filipinais). Didžiausi sausumos reljefo elementai –

lygumos ir žemumos (64% sausumos ploto), kalvos ir kalnai (36%).
Vandenyno dugno pagrindiniai elementai: povandeninis žemynų pakraštys, vandenyno guolis ir vandenynų vidurio kalnagūbriai. Žemės paviršiuje ir palei jį dėl gretimų geosferų sąveikos susidarė kompleksinė geografinė sfera, pagal sandarą ir struktūrą sudėtingiausia žemės sfera; joje dėl egzogeninių ir endogeninių jėgų sąveikos formuojasi gamtiniai geografiniai kompleksai (Gamtinis teritorinis kompleksas).
Jei Žemė suktųsi taip lėtai kaip, pavyzdžiui, Venera, tai ji iš tikrųjų būtų taisyklingas rutulys. Bet dėl didoko sukimosi greičio Žemė per pusiaują išsipūtė, o ašigaliuose susiplojo, taigi ji virto sukimosi elipsoidu. Tikslesni Žemės formos tyrimai parodė, kad mūsų planeta abiejuose pusrutuliuose susiplojusi nevienodai. Pietų pusrutulis yra susiplojęs kiek daugiau negu Šiaurės., nors ašigalių spindulių ilgis skiriasi nedaug: šiaurinė pusašė ilgesnė už pietinę vos 100m. Pusiaujinė Žeemės deformacija yra nemažesnė mįslė kaip ir nevienodas ašigalių plokštumas. Manoma, kad praeityje Žemės pusiaujinė deformacija buvo didesnė negu dabar ir kad dėl tos deformacijos yra kaltas Mėnulis. Dabar Mėnulio trauka Žemėje sukelia vandenynų potvynius ir atoslūgius. Dėl tos pačios priežasties analogiškai alsuoja atmosfera ir net litosfera. Vandenyno potvyninės jėgos, veikiančios priešinga Žemės sukimosi kryptimi, stabdo planetos sukimąsi. Manoma, kad Žemės gyvavimo pradžioje Mėnulis buvo labai arti. Jo sukimosi aplink Žemę periodas sutapo su Žemės sukimusi aplink aši., todėl Mėnulis bu
uvo visą laiką pakibęs virš žemės vienoje vietoje ir sukeldavo didelius išsipūtimus net kietame to meto planetos paviršiuje. Didžiausias išsipūtimas buvęs Ramiojo vandenyno rajone, o kiek mažiau – priešinga pusė – dabartinė Afrika. Abu išsipūtimus turėjo kompensuoti statmenos neigiamos deformacijos. Ilgainiui Mėnulis pradėjo tolti nuo Žemės, Žemės sukimosi aplink ašį ir mėnulio apskriejimo aplink Žemę periodai pasidarė skirtingi, atsistatė taisyklingas pavidalas, dėl ko labiau išsigaubusi Žemės pusė įsmuko, o mažiau išsigaubusi iškilo. Taip susidarė Ramiojo vandenyno duburys ir Afrikos žemynas. Dėl ašigalinės asimetrijos, taip pat dėl pusiaujinių deformacijų, mūsų planetos figūra tapo originali, apibūdinama geoido vardu.
Žemė susideda iš koncentrinių apvalkalų, dar vadinamų geosferomis: išorinio dujų apvalkalo – atmosferos, vandens apvalkalo – hidrosferos ir trijų vidinių sluoksnių: Žemės plutos, mantijos ir branduolio. Iš kitų planetų Žemė išsiskiria būtent tuo, kad turi pirmąsias dvi geosferas – atmosferą ir hidrosferą.
Atmosfera ryškios viršutinės ribos neturi: dujų pėdsakų aptinkama didesniame nei 1000 km aukštyje. Joje daugiausia azoto (78,1%) ir deguonies (20,9%), taip pat anglies dioksido, vandens garų, argono bei kitų dujų dalelių. Ši geosfera dar skirstoma į kelis sluoksnius: troposferą, stratosferą, jonosferą ir egzosferą. Troposfera – tankiausias atmosferos sluoksnis, kuris sudaro 4/5 visos atmosferos masės ir tęsiasi nuo Žemės paviršiaus iki 12 – 18 km aukščio. Čia vyksta dauguma meteorologinių reiškinių. Virš troposferos (iki 50 – 55 km aukščio) tęsiasi stratosfera. Maždaug 20
0 –25 km aukštyje kaupiasi didžiausia ozono koncentracija (“sluoksnis”), kuri saugo Žemę nuo ultravioletinių Saulės spindulių. Aukščiau, iki 500 km, tęsiasi jonosfera. Jonosferoje susidaro pašvaistės, žybsi į atmosferą įlėkę meteorai. Per ją yra perduodamos ilgesnės nei 15 m radijo bangos. Virš jos yra egzosfera. Tai mažiausio tankio atmosferos sluoksnis.
Hidrosfera susideda iš vandenynų, jūrų, sausumos vidaus ir požeminių vandenų, ledynų, sniego dangos. Joje aptinkami beveik visi cheminiai elementai. Pasaulinis vandenynas turi didelės įtakos Žemės klimato formavimuisi, medžiagų apykaitai, geologiniams procesams.
Viršutinė kietoji geosfera vadinama pluta. Jos didžiausias storis (po kalnuotomis sritimis) yra ~70 km. Žemės plutoje randama visų cheminių elementų. 95% plutos sudaro magminės, o 5% nuosėdinės ir metamorfinės uolienos. Viršutinė dalis (substratas) ir Žemės pluta sudaro litosferą. Viršutinė mantija susideda iš trijų sluoksnių: plono kieto viršutinio sluoksnio (nuo Mochorovičiaus paviršiaus iki maždaug 60-100 km gylio), klampios lyg tešla astenosferos (maždaug iki 200 km gylio) ir storo apatinio sluoksnio (tarp 20 ir 700 km). Viršutinis sluoksnis su virš jo slūgsančia Žemės pluta sudaro kietąjį Žemės apvalkalą – litosferą, kurį susideda iš keleto plokščių (megablokų). Šios plokštės horizontaliai dreifuoja astenosferos (7 pav., 2) paviršiumi. Dėl labai didelio slėgio ir karščio astenosferos medžiaga beveik išsilydžiusi, taki. Viršutinę mantiją nuo apatinės skiria kita riba, kurioje medžiagos tankis toliau didėja (nuo 3,3 g/cm3 iki 4,3 g/cm3). Manoma, kad apatinė mantija susidariusi daugiausia iš pe
eridotito; yra joje ir didesnio tankio mineralų, susidarančių dėl milžiniško slėgio, kurį sukelia aukščiau esančių uolienų masė. Tarp apatinės mantijos ir branduolio, 2900 km gylyje, yra dar vienas sluoksnis, kuriame tankis padidėja nuo 5,5 g/cm3 iki 10 g/cm3. Tai vadinamasis Gutenbergo sluoksnis (7 pav., 5); mokslininkas Gutenbergas jį atrado 1914 metais. Branduolys irgi nevienalytis. Manoma, kad 5150 km gylyje yra riba, dalijanti jį į išorinę ir vidinę zonas; spėjama, kad jas sudaro geležies ir nikelio lydinys. Išorinė zona, mokslininkų nuomone, turėtų būti skysta, nes joje išblėsta skersinės seisminės, arba S, bangos, o vidinė zona- kieta, nes išilginės, arba P, bangos šitoje zonoje sklinda kiek greičiau. Išorinės ir vidinės branduolio zonų riboje medžiagos tankis padidėja nuo 12,3 g/cm3 iki maždaug 13,3 g/cm3, o branduolio centre, 6371 km gylyje, – iki 13,6 g/cm3. Į Žemės paviršių nukritę meteoritai yra akmeniniai arba geležiniai, ir jų kiekybinis santykis maždaug atitinka Žemės mantijos ir branduolio santykį. Galbūt šie meteoritai kitos, panašios į mūsų Žemę planetos likučiai; ta planeta išnyko labai seniai (galbūt susprogo).
Žemės branduolio vidutinis spindulys 3470 km. Manoma, kad branduolį sudaro geležies (90%) ir nikelio (8%) oksidai. Nuo Žemės paviršiaus į centrą didėja slėgis, tankis ir temperatūra. 100 km. gylyje slėgis 2,9 mln. kPa, ties mantijos ir branduolio riba 137,8 mln. kPa, centre 343 mln. kPa. Medžiagos tankis viršutinėje mantijoje 3,3 g/cm3, riboje su branduoliu 5,7 g/cm3, vidiniame branduolyje 12 – 17 g/cm3. Žemės temperatūra pakyla nuo 600 – 1000 oC viršutiniuose poplučio horizontuose iki kelių tūkstančių laipsnių Žemės centrinėje dalyje. Temperatūra gilyn didėja ne visur vienodai; pvz., Europoje pakyla vidutiniškai 1 oC kas 32,3 m, Azijoje 27 m, Š. Afrikoje 23 m, Š. Amerikoje 39,1 m, Australijoje 27,2 m, P. Afrikoje >90 m (Geoterminis gradientas). Tiesioginiams tyrimams žemės branduolys yra neprieinamas. Visos išvados daromos tik nagrinėjant seisminių bangų sklidimą. Tiriant Žemės drebėjimų bangų skildimą per planetos vidų, buvo gauta viena svarbi išvada: branduolys yra dvilypis, truputį atsilieka nuo mantijos ir plutos, taigi sukasi lėčiau už visą planetą.
Žemė turi magnetinį lauką, kuriame kompaso rodyklės nukrypsta į magnetinius polius. Mūsų planetos magnetinio lauko stiprumas lygus: prie magnetinių polių 0,6-0,7 erstedo, o prie magnetinio pusiaujo – 0,4 erstedo. Manoma, kad Žemės magnetinį lauką daugiausia formuoja skystasis branduolys, kurio medžiaga jonizuota – klampios plazmos būsenos – labai laidi elektros srovei. Spėjama, kad skystajame branduolyje dėl temperatūros skirtumų susidaro plazmos konvekcinės srovės, indukuojančios magnetinį lauką. Dėl konvekcinių srovių keičiasi magnetinio lauko stiprumas, pasislenka magnetiniai poliai. Šiaurės pusrutulio magnetinis polius dabar yra mažiau nutolęs nuo geografinių ašigalių (randasi Kanados salyne), o Pietų – daugiausia nutolęs (randasi Antarktidos pakraštyje).

Bendrieji duomenys:
Planetos masė 59,74 • 10²³ kg
Vidutinis tankis 5520 kg/m³
Pusiaujo spindulys 6378 km
Laisvojo kritimo pagreitis prie paviršiaus 9,80665 m/s²
Skriejimo orbita vidutinis greitis 29,8 km/s
Apskriejimo aplink Saulę periodas 365,26 paros
Apsisukimo apie ašį periodas 23,9345 h
Nuotolis nuo Saulės 149,6 mln. km

LITERATŪRA:

1. A. Basalykas Žemė – žmonijos buveinė.- Vilnius: 1985.
2. Enciklopedija Žemė ir jos gėrybės.- Vilnius: 1992.
3. Enciklopedija Mokslas ir Visata.- Vilnius: 1989.
4. R. Flintas Žemės istorija.- Vilnius: 1985.
5. V. Dvareckas, A. Gaigalas Visata, Žemė, žmogus.
6. Pažinimo džiaugsmas Mokslas ir visata, V.:1989.
7. John Farndon Moksleivių Enciklopedija.

Leave a Comment