ZEMLJA

Naša planeta je treća od Sunca i najveća od stjenovitih planeta. Zemlja je jedinstvena i po drugim karakteristikama. Ona je jedina planeta bez očiglednih kratera, jedina sa tečnom vodom, jedina sa obiljem kiseonika u atmosferi – i jedina planeta na kojoj se razvio zivot.

Zemlja kruži oko Sunca na srednjem rastojanju od 149,6 miliona kilometara. Kreće se po eliptičnoj putanji, veoma malog ekscentriciteta (e=0,017). Oko Sunca obiđe za 365,2564 dana i pri ovom kretanju njena prosječna brzina iznosi oko 30 km /s.

Zemlja ima specifičan oblik, sferno tjelo, spljošteno na polovima (geoid). Spljoštenost je posljedica njene rotacije čiji period iznosi 23^h56^m4^s. Osa rotacije je nagnuta ka ravni njene putanje za ugao od oko 23,5°. Srednji prečnik Zemlje je 6370 km (ekvatorski prečnik iznosi 6378, a polarni 6357 km).  Po masi Zemlja je peta planeta u Sunčevom sistemu, masa joj iznosi 5,975h10²⁴kg. Prosječna gustina planete je 5,52 g/cm³. 

Za razliku od Merkura i Venere, Zemlja ima jedan prirodni satelit – Mjesec. Srednje rastojanje Mesec – Zemlja iznosi oko 384400 kilometara. Masa Zemlje je 81,3 puta veća nego masa njenog pratioca. Posmatrana sa Mjeseca, Zemlja je plavkasta i ta boja potiče od vodene površine (hidrosfera), koja prekriva oko 71% ili skoro 2/3 Zemljine površine. Zemlju čine: osnovno tijelo, vodena površina – hidrosfera i gasoviti omotač - atmosfera. 

Predstavu o unutrašnjosti Zemlje dobili smo zahvaljujući seizmičkim istraživanjima.  Zemljotresi proizvode talase koji nose informaciju o unutrašnjosti planete i na osnovu tih informacija zaključeno je da je Zemlja nehomogena, tj. da se sastoji od slojeva. Osnovno tijelo Zemlje se sastoji od kore, mantije (omotača) i jezgra.  Jezgro ima mnogo veču gustinu od prosječne gustine Zemlje, sastoji se uglavnom od gvožđa i nikla (oko 80 - 90%). Gustina unutrašnjeg jezgra iznosi 15 do 18 gr/cm³.  Jezgro se dijeli na tvrdo - unutrašnje jezgro i nešto mekši omotač – spoljašnje jezgro. Temperatura jezgra iznosi oko 6900 K. Danas se smatra da je u jezgru skoncentrisano oko 10 - 20%  ukupne mase Zemlje. 

Mantija ili omotač Zemlje se može podijeliti na tri dijela; donja mantija, prelazna zona i gornja mantija. Ovaj dio Zemljine unutrašnjosti je složeniji, ne samo po obilju prisutnih hemijskih elemenata, nego i po tome sto minerali obrazovani od tih elemenata,  pri izmjeni temperature i gustine mjenjaju svoju kristalnu strukturu. Posebno je interesantan sloj gornje mantije, čija je temperatura bliska temperaturi topljenja materijala, tako da tu dolazi do obrazovanja tečnih frakcija koje dovode do magmatskih izliva na površini Zemlje.  Elastičnost mantije dovodi do kretanja vanjskog Zem jinog omotača – litosfere (sloj debljine do oko 100 km, a sačinjavaju ga kora i pokrov mantije). Ovo kretanje dovodi do stvaranja nabora na površini Zemlje (planinskih lanaca). 

Zemljina kora je razlicite debljine, od 5 – 10 km ispad okeana, do 25 - 90 km na kopnu. Uzima se da je prosječna debljina kore oko 35 km. Gornji slojevi Zemljine unutrašnjosti su nešto bolje ispitani. Pored litosfere i kore, postoje astenosfera i tektonosfera. Astenosfera je oblast ispod litosfere dubine oko 100 km Tektonosfera obuhvata koru i gornje dijelove mantije. Okeanska tektonosfera je identicna litosferi, dok kontinentalna može imati dubinu i do 400 km Tektonosfera se kreće parcijalno, sastavljena je iz dijelova koji se kreću različito (kao ploče).

Mi živimo na dnu vazdušnog okeana – atmosfere. Malo ko bi se dao ubijediti da na sebi nosi oko 40 kg tereta – neznatnog dijela ovog omotača. Masa atmosfere je mnogo veća i iznosi oko 5,16h10¹⁸ kg. Ovaj pritisak opada kako idemo ka gornjim slojevima atmosfere, tako da je oko 50% mase atmosfere smješteno u omotač cija je debljina oko pet kilometara (visina nad povrsinom). U sloju visine do 10 km smješteno je oko 75% mase, a oko 90% mase se nalazi u vazdusnom omotacu od 16 kilometara. Atmosfera nema tačno odvojenu granicu, a ukupna debljina vazdušnog sloja se procjenjuje na oko 10000 km. Zemljina atmosfera je nešto interesantnija za astronome zbog toga što predstavlja filter u kojem ostaje veliki broj informacija koje stižu sa udaljenih objekata. Do Zemljine površine stiže samo mali dio elektromagnetnog zračenja. Pored toga tu su i drugi efekti koji utiču na posmatranja (refrakcija, apsorpcija, turbulencija itd.). Atmosfera je sastavljena od oko 77% azota, 21% kiseonika i 1% vodene pare, svega 1% otpada na sve ostale elemente, od cčga ugljen dioksid (kojeg najviše ima u atmosferi Venere i Marsa)  čini svega oko 0,03%. Zemljina atmosfera je slojevita. Najčešće se pominju podjele po sastavu hemijskih elemenata u odredjenim slojevima i po karakterističnim promjenama temperature sa visinom. 

Po zakonima fizike može se očekivati da će teži elementi biti u nižim slojevima, a lakši da se nalaze na većim visinama. Međutim zbog turbulentnih kretanja to nije slučaj.  Po temperaturskoj zavisnosti od visine, Zemljina atmosfera se dijeli na troposferu,  stratosferu, mezosferu i termosferu. 

U troposferi, polazeći od površinskih dijelova Zemlje ka gornjim dijelovima ovog sloja,  temperatura opada. Razlog. U zavisnosti od mjesta na Zemlji i od vremena troposfera se prostire do visine od 9 do 17 km. Gornja granica troposfere naziva se tropopauza. U troposferi se stvaraju oblaci. Troposfera je različita od mjesta do mjesta na Zemljinoj površini; takodje se mijenja i sa promjenom geografske širine  kao  i godišnjeg doba. 

Stratosfera se prostire do oko 55 km visine iznad površine Zemlje. U ovom dijelu atmosfere se nalazi sloj ozona, koji apsorbuje ultraljubičasto zračenje. U nižim slojevima stratosfere temperatura je konstantna, na visini vecoj od 25 km temperatura lagano raste,  tako da na visini od oko 50 km dostiže vrijednost od 0 – 10°S. Inače temperatura se u ovom sloju mijenja u zavisnosti od godišnjeg doba. 

Mezosfera, sloj iznad stratosfere, prostire se do visine od oko 85 km. U ovom sloju dolazi do pada temperature sa visinom. Interesantno je da za razliku od troposfere i stratosfere,  gdje je temperatura veća ljeti nego zimi, ovde je obrnuto, temperatura ovog sloja je veća zimi nego ljeti. 

Gornje dijelove mezosfere od slijedećeg sloja termosfere odvaja mezopauza. U termosferi temperatura brzo raste, od – 90° na visini od oko 90 km, do 1500°C na visini od oko 400 km. Na većim visinama temperatura se ne mijenja sa visinom. Temperatura i gustina ovog dijela atmosfere se mijenjaju u velikom opsegu u zavisnosti od dijela dana i godišneg doba.  Sateliti su ustanovili da je gustina veća od 1,5 do 2 puta danju nego noću na visini od 200 km Na većim visinama ova razlika je drastičnija; tako da na visini od 600 km gustina danju je čak 6 - 8 puta veća nego noću.

Magnetno polje Zemlje se može predstaviti magnetnim dipolom, a osa magnetnog polja zaklapa ugao od 11,5° u odnosu na osu rotacije. Na ekvatoru srednja jacina polja iznosi oko 0,31 Gs, a na sjevernom i južnom polu je oko dva puta veća. Najviše uticaja na magnetno polje Zemlje imaju čestice iz Sunčevog zračenja. Sunčevo zračenje perturbuje geomagnetno polje, tako da ono ima izdužen oblik, tj. magnetni rep je okrenut na suprstnu stranu od Sunca. Granica koja razdvaja magnetno polje Zemlje od perturbovanog kosmičkog magnetnog polja naziva se magnetopauza. Magnetopauza okružuje magnetosferu - magnetno polje Zemlje. Dimenzije magnetosfere mogu biti različite, a zavise od aktivnosti Sunca.  U pravcu ka Suncu magnetosfera se prostire na oko 10 Zemljinih prečnika, a na suprotnu stranu od 900 do 1000 Zemljinih prečnika. Polarnost magnetnog polja Zemlje je takva da je južni magnetni pol smješten blizu sjevernog Zemljinog pola, a severni magnetni pol blizu južnog Zemljinog pola. Interesantno je da se ova polarnost mijenja.

I na kraju, Zemlja nije apsolutno hladno tijelo, ona emituje energiju. Ukupna toplota koju Zemlja preda atmosferi iznosi oko 3 h 10²⁰erg/s, što je ravno toploti koju proizvedu oko 5000 večih termonuklearnih centrala. No, to je svega desetohiljaditi deo toplote koja na našu planetu stiže sa Sunca  i koja omogucuje život na njoj. To je ujedno čini i najživopisnijom planetom u Sunčevom sistemu. 

HOME