Žemės planeta

Dr. N. Jurkonis, Gamtamokslinis ugdymas, PUP2008

1. Žemės Planeta

• Žemė - trečia planeta nuo Saulės (tarp Veneros ir Marso).

• Manoma, kad Žemės amžius yra apie 4,5 mlrd. metų.

2. Saulės Sistema

• Saulės sistema sudaro:

  • Centrinis kūnas - Saulė

  • Aplink ją skriejantys kosminiai kūnai:

  • 8 planetos

  • 5 nykštukinės planetos su savo palydovais

  • Asteroidai

  • Kometaidai

  • Tarpplanetinės dulkės ir dujos

• Saulės sistema yra Paukščių tako galaktikoje, nutolusi daugiau kaip 3 tūkst. šviesmečių nuo jos centro.

3. Saulės sistemos susiformavimas

• Manoma, kad visos Saulės sistema - Žemė, kitos planetos ir Saulė - susidarė vienu metu iš pradinės medžiagos - ūko.

• Šis ūkas - didžiulis besisukantis diskos formos debesis, sudarytas iš šaltų dujų ir dulkių.

• Pastebėjus, kad šita masei tankėjant, išsiskyrė tankesni centrai, kurie ilgainiui virto Saule ir planetomis.

4. Žemės paviršiaus sferos

• Mokslininkai išskyrė keturias pagrindines Žemės paviršiaus sritis, vadinamas „sferas“:

  • Atmosfera (oro)

  • Litosfera (uolų, gelmių)

  • Hidrosfera (vandens)

  • Biosfera (gyvybės)

• Smulkesnės sferos:

  • Pedosfera (dirvožemio, jungiama su biosfera)

  • Kriosfera (ledo, jungiama su hidrosfera)

  • Antroposfera (žmogaus)

• Žemės paviršiaus ir magnetinio lauko ašies susikirtimo taškai vadinami geomagnetiniais poliais.

• Šiaurės magnetinis polius dabar yra šiaurės rytų Kanadoje, už 1600 km nuo geografinio šiaurės ašigalio.

5. Žemės sandara

• Kietas išorinis Žemės sluoksnis vadinamas pluta, kurią sudaro sustingusios lavos produktai - granitai ir bazaltai.

• Po pluta yra Žemės mantija, sudaryta iš olivino ir pirokseno (magnio ir geležies silikatų).

• Mantija prasideda po žemynais 35-70 km gylyje, o po vandenynais – 6-10 km gylyje. Mantijos storis yra apie 2900 km.

• Po mantija yra 2200 km storio skystas sluoksnis, vadinamas išoriniu branduoliu, kurio viduje glūdi 1270 km spindulio kietas vidinis branduolys.

6. Žemės fizinės charakteristikos

• Žemės sudėtis pagal elementų masę:

  • Geležis (35 %)

  • Deguonis (30 %)

  • Silicis (15 %)

  • Magmis (13 %)

  • Nikilis (2,4 %)

  • Sierra (1,9 %)

  • Kalcis (1,1 %)

  • Aliuminis (1,1 %)

  • Kiti (0,5 %)

• Žemės forma - ramus jūrų ir vandenynų paviršius, tariamai pratęstas per žemynus.

• Teorinis Žemės paviršius yra elipsoidas (figūra, gauta sukant elipsę apie jos mažąją ašį).

• Dydis, apibūdinantis šį suplokštėjimą, vadinamas žemės suplokštėjimu.

6.1. Žemės elipsoidas

• Pusiaujo skersmuo: $12 ext{ 756,274 km}$

• Paviršiaus plotas: $510 ext{ 065 600 km}^2$

• Tūris: $1,083 207 3 imes 10^{12} km^3$

• Masė: $5,9742 imes 10^{24} kg$

• Vidutinis tankis: $5,5153 ext{ g/cm}^3$

7. Žemės orbitiniai judesiai

• Žemė sukasi aplink Saulę prieš laikrodžio rodyklę, žiūrint iš šiaurinio jos poliaus pusės.

• Žemė aplink Saulę apsisuka per apie 365,25 dienas (metai).

• Žemės orbita yra elipsė, bet labai artima apskritimui.

• Žemė sukasi aplink savo ašį prieš laikrodžio rodyklę, vieno apsisukimo trukmė (para) – apie 24 valandos.

• Žemės pusiaujo taškai juda $465 ext{ m/s}$ greičiu.

8. Žemės ašies pasvirimas ir metų laikai

• Žemės sukimosi ašis pasvirusi į orbitos plokštumą pastoviu apie 23,5 laipsnių kampu, dėl ko Žemėje susidaro sezonai.

• Žemės pusiaujo platumose yra drėgnasis ir sausasis sezonai, vidutinėse platumose - žiema, pavasaris, vasara ir ruduo.

• Vasaros saulėgrįža - kai Žemė šiaurės ašigaliu labiausiai pasvirusi į Saulės pusę (šiaurės pusrutulyje vasara, pietų - žiema).

• Polarinių dienų ir naktų fenomenas:

  • Poliarinė diena - Saulė nenusileidžia žemiau horizonto, esant šiauriau šiaurės poliarinio rato.

  • Poliarinė naktis - Saulė nepasirodo virš horizonto, esant piečiau pietų poliarinio rato.

9. Žemės magnetinis laukas

• Žemė turi stiprų magnetinį lauką, kurio ašis pakrypusi į Žemės sukimosi ašį 11,5° kampu, tačiau ji pamažu keičiasi.

• Magnetiniai šiaurės ir pietų poliai, per paskutinį milijoną metų, kelis kartus susikeitė vietomis.

10. Mėnulis - Žemės gamtinis palydovas

• Mėnulis yra vienintelis Žemės gamtinis palydovas, vidutiniškai nutolęs $384 ext{ 400 km}$.

• Mėnulio masė sudaro $rac{1}{81}$ Žemės masės.

• Manoma, kad Mėnulis susidarė prieš 4,6 mlrd. metų. Jo kilmė nėra aiški.

  • Viena hipotezė teigia, kad Mėnulis formavosi kartu su Žeme iš to paties protoplanetinio ūko.

  • Kita hipotezė teigia, kad į ką tik susidariusią Žemę trenkėsi per pus mažesnis kūnas, ir galingo smūgio išblaškyta medžiaga aplink Žemę sudaro žiedą, kuris pamažu susikoncentravo į Mėnulį.

11. Mėnulio judėjimas

• Mėnulis skrieja aplink Žemę ir sukasi apie savo ašį.

• Mėnulis Žemę apskrieja per 27,3 paras, tuo pačiu metu jis apsisuka ir apie savo ašį, todėl iš Žemės matoma visada ta pati Mėnulio pusė.

• Kadangi Mėnulis skrieja elipsės formos orbita, tik daugiau nei pusė (59 %) jo paviršiaus yra matoma iš Žemės.

12. Mėnulio fazių kaita

• Mėnulis - apvalus tamsus kūnas; kol vieną pusrutulį apšviečia Saulė, kitas nematomas.

• Mėnuliui skriejant aplink Žemę, keičiasi jo apšviestos pusės matymo sąlygos, todėl vyksta Mėnulio fazių kaita.

• Pagrindinės Mėnulio fazės:

  • Jaunatis

  • Priešpilnis

  • Pilnatis

  • Delčia

• Pilnas Mėnulio fazių kaita trunka 29,5 paras.

13. Saulės ir Mėnulio užtemimai

• Nuo Saulės apšviestos Žemės ir Mėnulio driekiasi kūginiai šešėliai ir pusšešėliai.

• Mėnulio šešėliui uždengus visą Saulę, Žemėje matomas visiškas Saulės užtemimas.

• Jei tik dalis Saulės užtemdoma, Žemėje matomas dalinis Saulės užtemimas.

• Mėnulio užtemimas (visiškas ar dalinis) vyksta, kai jis panyra į Žemės šešėlio kūgį.

• Saulės užtemimai gali vykti tik esant Mėnulio jaunačiai, o Mėnulio - tik pilnačiai.

14. Potvyniai ir atoslūgiai

• Mūsų planetą nuolat veikia Mėnulio ir Saulės trauka; dėl šios įtakos ir Žemės sukimosi kyla potvyniai ir atoslūgiai.

• Mėnulio trauka turi didesnę įtaką Žemės paviršiui, nes jis yra arčiau Žemės.

  • Mėnulio traukos poveikis didžiausias į Mėnulį atsuktai Žemės pusei, kur kyla potvynio banga.

  • Priešingoje pusėje potvynio bangą sukelia Žemės sukimosi išcentrinė jėga.

  • Tuo metu toliau nuo Mėnulio traukos būna atoslūgis.

• Potvynio bangos juda iš rytų į vakarus, kai Žemė sukasi aplink savo ašį.

15. Saulės traukos poveikis potvyniams

• Saulės trauka taip pat veikia Mėnulio sukeltus potvynius ir atoslūgius - ją sustiprina arba susilpnina.

• Kai Mėnulis ir Saulė yra vienoje linijoje su Žeme, padidėjus traukos jėgai, potvynis būna aukščiausias, o atoslūgis - žemiausias.

• Kai tarp Saulės, Žemės ir Mėnulio sudaromas status kampas, Saulės trauka iš dalies atsveria Mėnulio trauką, todėl potvynis būna žemiausias, o atoslūgis - aukščiausias.

16. Apibendrinimas

• Saulės sistemą sudaro planetos ir jų palydovai, asteroidai, kometos, meteoroidai, tarpžvaigždinės dulkės ir dujos.

• Žemė yra trečioji vidutinio dydžio Saulės sistemos planeta, išsiskirianti gyvybei palankiomis sąlygomis.

• Žemės padėtis Saulės sistemoje, masė, forma ir dydis lemia daugelio geografinės sferos procesų intensyvumą, mastą ir ritmiškumą.

• Žemė skrieja elipsės formos orbita aplink Saulę, o dėl ašies pasvirimo ir orbitinio judėjimo keičiasi metų laikai, kinta dienos ir nakties trukmė.

• Laiko matavimo vienetai yra para, mėnuo ir metai, o juos lemia dienos ir nakties, Mėnulio fazių ir metų laikų kaita.

• Mėnulis, kaip vienintelis gamtinis Žemės palydovas, sukelia Mėnulio fazių kaitą ir potvynius bei atoslūgius.