 |
 |
|
 |
|
|
ЗЕМЛЯ |
| Большая советская энциклопедия (БЭС) |
I
Земля (от общеславянского зем — пол, низ)
третья по порядку от Солнца планета Солнечной системы, астрономический знак или, +.
I. Введение
З. занимает пятое место по размеру и массе среди больших планет, но из планет т. н. земной группы, в которую входят Меркурий, Венера, Земля и Марс, она является самой крупной (см. Планеты). Важнейшим отличием З. от др. планет Солнечной системы является существование на ней жизни, достигшей с появлением человека своей высшей, разумной формы. Условия для развития жизни на ближайших к З. телах Солнечной системы неблагоприятны; обитаемые тела за пределами последней пока также не обнаружены (см. Внеземные цивилизации). Однако жизнь — естественный этап развития материи, поэтому З. нельзя считать единственным обитаемым космическим телом Вселенной, а земные формы жизни — её единственно возможными формами.
Согласно современным космогоническим представлениям, З. образовалась ~4,5 млрд. лет назад путём гравитационной конденсации из рассеянного в околосолнечном пространстве газо-пылевого вещества, содержащего все известные в природе химические элементы (см. Космогония). Формирование З. сопровождалось дифференциацией вещества, которой способствовал постепенный разогрев земных недр, в основном за счёт теплоты, выделявшейся при распаде радиоактивных элементов (урана, тория, калия и др.). Результатом этой дифференциации явилось разделение З. на концентрически расположенные слои — геосферы, различающиеся химическим составом, агрегатным состоянием и физическими свойствами. В центре образовалось Ядро Земли, окруженное т. н. мантией (см. Мантия Земли). Из наиболее лёгких и легкоплавких компонентов вещества, выделившихся из мантии в процессах выплавления (см. Зонное плавление), возникла расположенная над мантией Земная кора. Совокупность этих внутренних геосфер, ограниченных твёрдой земной поверхностью, иногда называют «твёрдой» З. (хотя это не совсем точно, поскольку установлено, что внешняя часть ядра обладает свойствами вязкой жидкости). «Твёрдая» З. заключает почти всю массу планеты (см. табл. 1). За её пределами находятся внешние геосферы — водная (Гидросфера) и воздушная (Атмосфера), которые сформировались из паров и газов, выделившихся из недр З. при дегазации мантии. Дифференциация вещества мантий З. и пополнение продуктами дифференциации земной коры, водной и воздушной оболочек происходили на протяжении всей геологической истории и продолжаются до сих пор.
Табл. 1. Схема строения Земли (без верхней атмосферы и магнитосферы)
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
| Геосферы | Расстояние | Объём, 10 | Масса, | Доля массы |
| | нижней* границы | 18 м3 | 1021 кг | геосферы от |
| | от поверхности | | | массы Земли, |
| | Земли, км | | | % |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Атмосфера, до высоты | 2000** | 1320 | ~0,005 | ~ 10 -6 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Гидросфера | до 11 | 1,4 | 1,4 | 0,02 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Земная кора | 5-70 | 10,2 | 28 | 0,48 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Мантия | до 2900 | 896,6 | 4013 | 67,2 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Ядро | 6371 (центр З.) | 175,2 | 1934 | 32,3 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Вся Земля (без | | 1083,4 | 5976 | 100,0 |
| атмосферы) | | | | |
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
*Кроме атмосферы.
**Атмосфера в целом простирается до высоты ~ 20 тыс. км.
Табл. 2. — Материки (с островами)
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
| Название материка | Площадь, млн. | Средняя | Наибольшая высота гор |
| | км2 | высота, м | на материке, м* |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Евразия | 53,45 | 840 | 8848 |
| | | | |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Африка | 30.30 | 750 | 5895 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Северная Америка | 24,25 | 720 | 6194 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Южная Америка | 18,28 | 590 | 6960 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Антарктида | 13,97 | 2040 | 5140 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Австралия (с Океанией) | 8,89 | 340 | 2230 |
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
* Сверху вниз по колонке вершины: Джомолунгма (Эверест), Килиманджаро, Мак-Кинлн, Аконкагуа, массив Винсон, Косцюшко. Наиболее высокая вершина Океании — г. Джая, 5029 м (на острове Новая Гвинея).
Табл. 3. — Океаны
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
| Название океана | Поверхность зеркала, | Средняя | Наибольшая |
| | млн. км2 | глубина, м | глубина, м |
|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Тихий | 179,68 | 3984 | 11022 |
|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Атлантический | 93,36* | 3926 | 8428 |
|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Индийский | 74,92 | 3897 | 7130 |
|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Северный Ледовитый | 13,10 | 1205 | 5449 |
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
* По др. данным, 91,14 млн. км2.
Большую часть поверхности З. занимает Мировой океан (361,1 млн. км2, или 70,8%), суша составляет 149,1 млн. км2 (29,2%) и образует шесть крупных массивов — материков: Евразию, Африку, Северную Америку, Южную Америку, Антарктиду и Австралию (см. табл. 2), а также многочисленные острова. С делением суши на материки не совпадает деление на части света: Евразию делят на две части света — Европу и Азию, а оба американских материка считают за одну часть света — Америку, иногда за особую «океаническую» часть света принимают острова Тихого океана — Океанию, площадь которой обычно учитывается вместе с Австралией.
Мировой океан расчленяется материками на Тихий, Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый (см. табл. 3); некоторые исследователи выделяют приантарктические части Атлантического, Тихого и Индийского океанов в особый, Южный, океан.
Северное полушарие З. — материковое (суша здесь занимает 39% поверхности), а Южное — океаническое (суша составляет лишь 19% поверхности). В Западном полушарии преобладающая часть поверхности занята водой, в Восточном — сушей.
Обобщённый профиль суши и дна океанов образует две гигантские «ступени» — материковую и океаническую. Первая поднимается над второй в среднем на 4670 м (средняя высота суши 875 м; средняя глубина океана около 3800 м). Над равнинной поверхностью материковой «ступени» возвышаются горы, отдельные вершины которых имеют высоту 7—8 км и более. Высочайшая вершина мира — г. Джомолунгма в Гималаях — достигает 8848 м. Она возвышается над глубочайшим понижением дна океана (Марианский глубоководный жёлоб в Тихом океане 11 022 м) почти на 20 км. См. Гипсографическая кривая.
З. обладает гравитационным, магнитным и электрическим полями. Гравитационное притяжение З. удерживает на околоземной орбите Луну и искусственные спутники. Действием гравитационного поля обусловлены сферическая форма З., многие черты рельефа земной поверхности, течение рек, движение ледников и др. процессы.
Магнитное поле создаётся в результате сложного движения вещества в ядре З. (см. Земной магнетизм). В межпланетном пространстве оно занимает область, объём которой намного превосходит объём З., а форма напоминает комету с хвостом, направленным от Солнца. Эту область называют магнитосферой.
С магнитным полем З. тесно связано её электрическое поле. «Твёрдая» З. несёт отрицательный электрический заряд, который компенсируется объёмным положительным зарядом атмосферы, так что в целом З., по-видимому, электронейтральна (см. Атмосферное электричество).
В пространстве, ограниченном внешним пределом геофизических полей З. (главным образом в магнитосфере и атмосфере), происходит последовательное и глубокое изменение первичных космических факторов — поглощение и преобразование солнечных и галактических космических лучей (См. Космические лучи), солнечного ветра (См. Солнечный ветер), рентгеновского, ультрафиолетового, оптического и радиоизлучений Солнца, что имеет важное значение для процессов, протекающих на земной поверхности. Задерживая большую часть жёсткой электромагнитной и корпускулярной радиации, магнитосфера и особенно атмосфера защищают от их смертоносного воздействия живые организмы.
З. получает 1,7-1017 г дж/сек (или 5,4 X 1024 дж/год) лучистой энергии Солнца, но лишь около 50% этого количества достигает поверхности З. и служит главным источником энергии большинства происходящих на ней процессов.
Поверхность З., гидросферу, а также прилегающие слои атмосферы и земной коры объединяют под названием географической, или ландшафтной, оболочки. Географическая оболочка явилась ареной возникновения жизни, развитию которой способствовало наличие на З. определённых физических и химических условий, необходимых для синтеза сложных органических молекул. Прямое или косвенное участие живых организмов во многих геохимических процессах со временем приобрело глобальные масштабы и качественно изменило географическую оболочку, преобразовав химический состав атмосферы, гидросферы и отчасти земной коры. Глобальный эффект в ход природных процессов вносит и деятельность человека. Ввиду громадного значения живого вещества как геологического агента вся сфера распространения жизни и биогенных продуктов была названа биосферой (См. Биосфера).
Современные знания о З., её форме, строении и месте во Вселенной формировались в процессе долгих исканий. Ещё в глубокой древности делалось много попыток дать общее представление о форме З. Индусы, например, верили, что З. имеет форму лотоса. Вавилоняне, как и многие др. народы, считали З. плоским диском, окруженным водой. Однако ещё около 3 тыс. лет назад начали формироваться и правильные представления. Халдеи первыми заметили на основании наблюдений лунных затмений, что З. — шарообразна. Пифагор, Парменид (6—5 вв. до н. э.) и Аристотель (4 в. до н. э.) пытались дать этому научное обоснование. Эратосфен (3 в. до н. э.) сделал первую попытку определить размеры З. по длине дуги меридиана между городами Александрией и Сиеной (Африка). Большинство античных учёных считало З. центром мира. Наиболее полно разработал эту геоцентрическую концепцию Птолемей во 2 в. Однако значительно раньше Аристарх Самосский (4—3 вв. до н. э.) развивал гелиоцентрические представления, считая центром мира Солнце. В средние века представления о шарообразности З. и её движении отрицались, как противоречащие священному писанию, и объявлялись ересью. Идея шарообразности З. вновь завоевала признание лишь в эпоху Возрождения, с началом Великих географических открытий. В 1543 Коперник научно обосновал гелиоцентрическую систему мира, согласно которой З. и др. планеты обращаются вокруг Солнца. Но этому учению пришлось выдержать длительную жестокую борьбу с геоцентрической системой, которую продолжала поддерживать христианская церковь. С этой борьбой связаны такие трагические события, как сожжение Дж. Бруно и вынужденное отречение от гелиоцентрических представлений Г. Галилея. Окончательное утверждение гелиоцентрической системы обязано открытию в начале 17 в. И. Кеплером законов движения планет и обоснованием в 1687 И. Ньютоном закона всемирного тяготения.
Структура «твёрдой» З. была выяснена главным образом в 20 в. благодаря достижениям сейсмологии (См. Сейсмология).
Открытие радиоактивного распада элементов привело к коренному пересмотру многих фундаментальных концепций. В частности, представление о первоначально огненно-жидком состоянии З. было заменено идеями о её образовании из скоплений холодных твёрдых частиц (см. Шмидта гипотеза). На основе радиоактивного распада были разработаны также методы определения абсолютного возраста горных пород, позволившие объективно оценивать длительность истории З. и скорость процессов, протекающих на её поверхности и в недрах.
Во 2-й половине 20 в. в результате использования ракет и спутников сформировались представления о верхних слоях атмосферы и магнитосфере.
З. изучают многие науки. Фигурой и размерами З. занимается геодезия, движениями З. как небесного тела — астрономия, силовыми полями — геофизика (отчасти астрофизика), которая изучает также физическое состояние вещества З. и физические процессы, протекающие во всех геосферах. Законы распределения химических элементов З. и процессы их миграции исследует геохимия. Вещественный состав литосферы и историю сё развития изучает комплекс геологических наук. Природные явления и процессы, происходящие в географической оболочке и биосфере, являются областью наук географических и биологических циклов. Земных проблем касаются также науки, изучающие законы взаимодействия природы и общества.
II. Земля как планета.
З. — третья по расстоянию от Солнца большая планета Солнечной системы. Масса З. равна 5976•1021 кг, что составляет 1/448 долю массы больших планет и 1/330000 массы Солнца. Под действием притяжения Солнца З., как и др. тела Солнечной системы, обращается вокруг него по эллиптической (мало отличающейся от круговой) орбите. Солнце расположено в одном из фокусов эллиптической орбиты З., вследствие чего расстояние между З. и Солнцем в течение года меняется от 147,117 млн. км (в перигелии (См. Перигелий)) до 152,083 млн. км (в афелии (См. Афелий)). Большая полуось орбиты З., равная 149,6 млн. км, принимается за единицу при измерении расстояний в пределах Солнечной системы (см. Астрономическая единица). Скорость движения З. по орбите, равная в среднем 29,765 км/сек, колеблется от 30,27 км/сек (в перигелии) до 29,27 км/сек (в афелии). Вместе с Солнцем З. участвует также в движении вокруг центра Галактики, период галактического обращения составляет около 200 млн. лет, средняя скорость движения 250 км/сек. Относительно ближайших звёзд Солнце вместе с З. Движется со скоростью ~ 19,5 км/сек в направлении созвездия Геркулеса.
Период обращения З. вокруг Солнца, называемый Годом, имеет несколько различную величину в зависимости от того, по отношению к каким телам или точкам небесной сферы рассматривается движение З. и связанное с ним кажущееся движение Солнца по небу. Период обращения, соответствующий промежутку времени между двумя прохождениями Солнца через точку весеннего равноденствия, называется тропическим годом. Тропический год положен в основу календаря (См. Календарь), он равен 365,242 средних солнечных суток.
Плоскость земной орбиты (плоскость эклиптики (См. Эклиптика)) наклонена в современную эпоху под углом 1,6° к т. н. Лапласа неизменяемой плоскости (См. Лапласа неизменяемая плоскость), перпендикулярной главному вектору момента количества движения всей Солнечной системы. Под действием притяжения др. планет положение плоскости эклиптики, а также форма земной орбиты медленно изменяются на протяжении миллионов лет. Наклон эклиптики к плоскости Лапласа при этом меняется от 0° до 2,9°, а Эксцентриситет земной орбиты от 0 до 0,067. В современную эпоху эксцентриситет равен 0,0167, убывая на 4•10-7 в год. Если смотреть на З., поднявшись над Северным полюсом, то орбитальное движение З. Происходит против часовой стрелки, т. е. в том же направлении, что и её осевое вращение, и обращение Луны вокруг З.
Естественный спутник З. — Луна обращается вокруг З. по эллиптической орбите на среднем расстоянии 384 400 км (~60,3 среднего радиуса З.). Масса Луны составляет 1:81,5 долю массы З. (73,5•1021 кг). Центр масс системы Земля — Луна отстоит от центра З. на 3/4 её радиуса. Оба тела — З. и Луна — обращаются вокруг центра масс системы. Отношение массы Луны к массе З. — наибольшее среди всех планет и их спутников в Солнечной системе, поэтому систему З. — Луна часто рассматривают как двойную планету.
З. имеет сложную форму, определяемую совместным действием гравитации, центробежных сил, вызванных осевым вращением З., а также совокупностью внутренних и внешних рельефообразующих сил. Приближённо в качестве формы (фигуры) З. принимают уровенную поверхность гравитационного потенциала (т. е. поверхность, во всех точках перпендикулярную к направлению отвеса), совпадающую с поверхностью воды в океанах (при отсутствии волн, приливов, течений и возмущений, вызванных изменением атмосферного давления). Эту поверхность называют Геоидом. Объём, ограниченный этой поверхностью, считается объёмом З. (т. о., в него не входит объём той части материков, которая расположена выше уровня моря). Средним радиусом З. называют радиус шара того же объёма, что и объём геоида. Для решения многих научных и практических задач геодезии, картографии и др. в качестве формы З. принимают Земной эллипсоид. Знание параметров земного эллипсоида, его положения в теле З., а также гравитационного поля Земли (См. Гравитационное поле Земли) имеет большое значение в астродинамике, изучающей законы движения искусственных космических тел. Эти параметры изучаются путём наземных астрономо-геодезических и гравиметрических измерений (см. Геодезия, Гравиметрия) и методами спутниковой геодезии (См. Спутниковая геодезия).
Вследствие вращения З. точки экватора имеют скорость 465 м/сек, а точки, расположенные на широте — скорость 465cos (м/сек), если считать З. шаром. Зависимость линейной скорости вращения, а следовательно, и центробежной силы от широты приводит к различию значений ускорения силы тяжести на разных широтах (см. табл. 4).
Вращение З. вокруг своей оси вызывает смену дня и ночи на её поверхности. Период вращения З. определяет единицу времени — Сутки. Ось вращения З. отклонена от перпендикуляра к плоскости эклиптики на 23° 26,5' (в середине 20 в.); в современную эпоху этот угол уменьшается на 0,47“ за год. При движении З. по орбите вокруг Солнца её ось вращения сохраняет почти постоянное направление в пространстве. Это приводит к смене времён года (См. Времена года). Гравитационное влияние Луны, Солнца, планет вызывает длительные периодические изменения эксцентриситета орбиты и наклона оси З., что является одной из причин многовековых изменений климата.
Табл. 4. — Геометрические и физические характеристики Земли
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
| Экваториальный радиус | 6378,160 км |
|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Полярный радиус | 6356,777 км |
|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Сжатие земного эллипсоида | 1:298,25 |
|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Средний радиус | 6371,032 км |
|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Длина окружности экватора | 40075,696 км |
|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Поверхность | 510,2 106 км2 |
|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Объём | 1,083 1012 км3 |
|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Масса | 5976 1021 кг |
|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Средняя плотность | 5518 кг/м3 |
|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Ускорение силы тяжести (на уровне моря) | |
|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| а) на экваторе | 9,78049 м/сек2 |
|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| б) на полюсе | 9,83235 м/сек2 |
|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| в) стандартное | 9,80665 м/сек2 |
|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Момент инерции относительно оси вращения | 8,104 1037 кг м2 |
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Период вращения З. систематически увеличивается под воздействием лунных и в меньшей степени солнечных приливов (см. Вращение Земли). Притяжение Луны создаёт приливные деформации как атмосферы и водной оболочки, так и «твёрдой» З. Они направлены к притягивающему телу и, следовательно, перемещаются по З. при её вращении. Приливы в земной коре имеют амплитуду до 43 см, в открытом океане — не более 1м, в атмосфере они вызывают изменение давления в несколько сот н/м2 (несколько мм рт. ст.). Приливное трение, сопровождающее движение приливов, приводит к потере системой Земля — Луна энергии и передаче момента количества движения от З. к Луне. В результате вращение З. замедляется, а Луна удаляется от З. Изучение месячных и годичных колец роста у ископаемых кораллов позволило оценить число суток в году в прошлые геологические эпохи (до 600 млн. лет назад). Результаты исследований говорят о том, что период вращения З. вокруг оси увеличивается в среднем на несколько м/сек за столетие (500 млн. лет назад длительность суток составляла 20,8 ч). Фактическое замедление скорости вращения З. несколько меньше того, которое соответствует передаче момента Луне. Это указывает на вековое уменьшение момента инерции З., по-видимому, связанное с ростом плотного ядра З. либо с перемещением масс при тектонических процессах. Скорость вращения З. несколько меняется в течение года также вследствие сезонных перемещений воздушных масс и влаги. Наблюдения траекторий искусственных спутников З. позволили с высокой точностью установить, что сплюснутость З. несколько больше той, которая соответствует современной скорости её вращения и распределению внутренних масс. По-видимому, это объясняется высокой вязкостью земных недр, приводящей к тому, что при замедлении вращения З. её фигура не сразу принимает форму, соответствующую увеличенному периоду вращения. Поскольку З. имеет сплюснутую форму (избыток массы у экватора), а орбита Луны не лежит в плоскости земного экватора, притяжение Луны вызывает прецессию (См. Прецессия) — медленный поворот земной оси в пространстве (полный оборот происходит за 26 тыс. лет). На это движение накладываются периодические колебания направления оси — Нутация (основной период 18,6 года). Положение оси вращения по отношению к телу З. испытывает как периодические изменения (полюсы при этом отклоняются от среднего положения на 10—15 м), так и вековые (среднее положение северного полюса смещается в сторону Северной Америки со скоростью ~11 см в год, см. Полюсы географические).
Б. Ю. Левин.
См. илл.
III. Строение Земли
Магнитосфера
Самой внешней и протяжённой оболочкой З. является магнитосфера — область околоземного пространства, физические свойства которой определяются магнитным полем З. и его взаимодействием с потоками заряженных частиц.
Исследования, проведённые при помощи космических зондов и искусственных спутников З., показали, что З. постоянно находится в потоке корпускулярного излучения Солнца (т. н. Солнечный ветер). Он образуется благодаря непрерывному расширению (истечению) плазмы солнечной короны (См. Солнечная корона) и состоит из заряженных частиц (протонов, ядер и ионов гелия, а также более тяжёлых положительных ионов и электронов). У орбиты З. скорость направленного движения частиц в потоке колеблется от 300 до 800 км/сек. Солнечная плазма несёт с собой магнитное поле, напряжённость которого в среднем равна 4,8-10-За/м (6•10-5 э).
При столкновении потока солнечной плазмы с препятствием — магнитным полем З. — образуется распространяющаяся навстречу потоку Ударная волна (рис.), фронт которой со стороны Солнца в среднем локализован на расстоянии 13—14 радиусов З. (R) от её центра. За фронтом ударной волны следует переходная область толщиной ~ 20 тыс. км, где магнитное поле солнечной плазмы становится неупорядоченным, а движение её частиц — хаотичным. температура плазмы в этой области повышается примерно с 200 тыс. градусов до ~ 10 млн. градусов.
Переходная область примыкает непосредственно к магнитосфере З., граница которой — магнитопауза — проходит там, где динамическое давление солнечного ветра уравновешивается давлением магнитного поля З.; она расположена со стороны Солнца на расстоянии ~ 10—12 R () (70—80 тыс. км) от центра З., её толщина ~ 100 км. Напряжённость магнитного поля З. у магнитопаузы ~ 8•10-2а/м (10-3э), т. е. значительно выше напряжённости поля солнечной плазмы на уровне орбиты З. Потоки частиц солнечной плазмы обтекают магнитосферу и резко искажают на значительных расстояниях от З. структуру её магнитного поля. Примерно до расстояния 3 R от центра З. магнитное поле ещё достаточно близко к полю магнитного диполя (напряжённость поля убывает с высотой ~1/R3). Регулярность поля здесь нарушают лишь Магнитные аномалии (влияние наиболее крупных аномалий сказывается до высот ~0,5R) над поверхностью З.). На расстояниях, превышающих 3 R), магнитное поле ослабевает медленнее, чем поле диполя, а его силовые линии с солнечной стороны несколько прижаты к З. Линии геомагнитного поля, выходящие из полярных областей З., отклоняются солнечным ветром на ночную сторону З. Там они образуют «хвост», или «шлейф», магнитосферы протяжённостью более 5 млн. км. Пучки магнитных силовых линий противоположного направления разделены в хвосте областью очень слабого магнитного поля (нейтральным слоем), где концентрируется горячая плазма с температурой в млн. градусов.
Магнитосфера реагирует на проявления солнечной активности (См. Солнечная активность), вызывающей заметные изменения в солнечном ветре и его магнитном поле. Возникает сложный комплекс явлений, получивший название магнитной бури (См. Магнитные бури). При бурях наблюдается непосредственное вторжение в магнитосферу частиц солнечного ветра, происходит нагрев и усиление ионизации верхних слоев атмосферы, ускорение заряженных частиц, увеличение яркости полярных сияний (См. Полярные сияния), возникновение электромагнитных шумов, нарушение радиосвязи на коротких волнах и т.д. В области замкнутых линий геомагнитного поля существует магнитная ловушка (См. Магнитные ловушки) для заряженных частиц. Нижняя её граница определяется поглощением захваченных в ловушку частиц атмосферой на высоте несколько сот км, верхняя практически совпадает с границей магнитосферы на дневной стороне З., несколько снижаясь на ночной стороне. Потоки захваченных в ловушку частиц высоких энергий (главным образом протонов и электронов) образуют т. н. Радиационный пояс Земли (См. Радиационные пояса Земли). Частицы радиационного пояса представляют значительную радиационную опасность при полётах в космос.
Б. А. Тверской, Ю. Н. Дрожжин.
Атмосфера
Атмосферой, или воздушной оболочкой З., называют газовую среду, окружающую «твёрдую» З. и вращающуюся вместе с ней. Масса атмосферы составляет ~5,15•1018 кг. Среднее давление атмосферы на поверхность З. на уровне моря. Равно 101 325 н/м2 (это соответствует 1 атмосфере (См. Атмосфера) или 760 мм рт. ст.). Плотность и давление атмосферы быстро убывают с высотой (см. Барометрическая формула): у поверхности З. средняя плотность воздуха = 1,22 кг/м3 (число молекул в 1 м3 n = 2,55•1025), на высоте 10 км (= 0,41 кг/м3 (n = 8,6•1024), а на высоте 100 км =8,8(10-7 кг/м3 (n=1,8•1018). Атмосфера имеет слоистое строение, слои различаются своими физическими и химическими свойствами (температурой, химическим составом, ионизацией молекул и др.).
Принятое деление атмосферы на слои основано главным образом на изменении в ней температуры с высотой, поскольку оно отражает баланс основных энергетических процессов в атмосфере (см. Тепловой баланс атмосферы).
Нижняя часть атмосферы, содержащая около 80% всей её массы, называется тропосферой. Она распространяется до высоты 16—18 км в экваториальном поясе и до 8—10 км в полярных широтах. Температура тропосферы понижается с высотой в среднем на 0,6 К на каждые 100 м. Над тропосферой до высоты 55 км расположена стратосфера, в которой заключено почти 20% массы атмосферы. От тропосферы она отделена переходным слоем — тропопаузой, с температурой 190—220 К. До высоты ~25 км температура стратосферы несколько падает, но дальше начинает расти, достигая максимума (~270К) на высоте 50—55 км. Этот рост связан главным образом с увеличением в верхних слоях стратосферы концентрации озона, интенсивно поглощающего ультрафиолетовое излучение Солнца. Над стратосферой расположены мезосфера (до 80 км), термосфера (от 80 км до 800—1000 км) и экзосфера (выше 800—1000 км). Общая масса всех этих слоев не превышает 0,5% массы атмосферы. В мезосфере, отделённой от стратосферы стратопаузой, озон исчезает, температура вновь падает до 180—200 К вблизи её верхней границы (мезопаузы). В термосфере происходит быстрый рост температуры, связанный главным образом с поглощением в ней солнечного коротковолнового излучения. Рост температуры наблюдается до высоты 200—300 км. Выше, примерно до 800—1000 км, температура остаётся постоянной (~1000К), т.к. здесь разреженная атмосфера слабо поглощает солнечное излучение.
Верхний слой атмосферы — экзосфера — крайне разрежен (у его нижней границы число протонов в 1 м3 составляет ~ 1011) и столкновения частиц в нём происходят редко. Скорости отдельных частиц экзосферы могут превышать критическую скорость ускользания (вторую космическую скорость (См. Вторая космическая скорость)). Эти частицы, если им не помешают столкновения, могут, преодолев притяжение З., покинуть атмосферу и уйти в межпланетное пространство. Так происходит рассеяние (Диссипация) атмосферы. Поэтому экзосферу называют также сферой рассеяния. Ускользают из атмосферы в межпланетное пространство главным образом атомы водорода и гелия.
Приведённые характеристики слоев атмосферы следует рассматривать как усреднённые. В зависимости от географической широты, времени года, суток и др. они могут заметно меняться.
Химический состав земной атмосферы неоднороден. Сухой атмосферный Воздух у поверхности З. содержит по объёму 78,08% азота,20,95% кислорода (~ 10-6% озона), 0,93% аргона и около 0,03% углекислого газа. Не более 0,1% составляют вместе водород, неон, гелий, метан, криптон и др. газы. В слое атмосферы до высот 90—100 км, в котором происходит интенсивное перемешивание атмосферы, относит. состав её основных компонентов не меняется (этот слой называется гомосферой). В атмосфере содержится (1,3—1,5)•1016 кг воды (см. Вода). Главная масса атмосферной воды (в виде пара, взвешенных капель и кристалликов льда) сосредоточена в тропосфере, причём с высотой её содержание резко убывает. Во влажном воздухе содержание водяного пара у земной поверхности колеблется от 3—4% в тропиках до 2•10-5% в Антарктиде. Очень изменчивы аэрозольные компоненты воздуха, включающие пыль почвенного, органического и космического происхождения, частички сажи, пепла и минеральных солей.
У верхней границы тропосферы и в стратосфере наблюдается повышенное содержание озона (См. Озон в атмосфере). Слой максимальной концентрации озона расположен на высотах ~21—25 км. Начиная с высоты ~ 40 км увеличивается содержание атомарного кислорода. Диссоциация молекулярного азота начинается на высоте около 200 км. Наряду с диссоциацией молекул под действием коротковолнового и корпускулярного излучений Солнца на высотах от 50 до 400 км происходит Ионизация атмосферных газов. От степени ионизации зависит Электропроводность атмосферы. На высоте 250—300 км, где расположен максимум ионизации, электропроводность атмосферы в 1012 раз больше, чем у земной поверхности. Для верхних слоев атмосферы характерен также процесс диффузионного разделения газов под действием силы тяжести (гравитационное разделение): газы распределяются с высотой в соответствии с их молекулярной массой. Верхние слои атмосферы в результате оказываются обогащенными более лёгкими газами. Совокупность процессов диссоциации, ионизации и гравитационного разделения определяет химическую неоднородность верхних слоев атмосферы. Примерно до 200 км основным компонентом воздуха является азот N2. Выше начинает превалировать атомарный кислород. На высоте более 600 км преобладающим компонентом становится гелий, а в слое от 2 тыс. км и выше — водород, который образует вокруг З. т. н. водородную корону.
Через атмосферу к поверхности З. поступает электромагнитное излучение Солнца — главный источник энергии физических, химических и биологических процессов в географической оболочке З. Атмосфера прозрачна для электромагнитного излучения в диапазоне длин волн от 0,3 мкм (3000 A) до 5,2 мкм (в котором заключено около 88% всей энергии солнечного излучения) и радиодиапазоне — от 1 мм до 30 м. Излучение инфракрасного диапазона (>5,2мкм) поглощается в основном парами воды и углекислым газом тропосферы и стратосферы. Непрозрачность атмосферы в радиодиапазоне обусловлена отражением радиоволн от её ионизованных слоев (ионосферы (См. Ионосфера)). Излучение ультрафиолетового диапазона ( от 3000 до 1800 A) поглощается озоном на высотах 15—60 км, а волны длиной 1800—1000 A и короче — азотом, молекулярным и атомарным кислородом (на высоте от нескольких десятков до нескольких сот км над поверхностью З.). Жёсткое коротковолновое излучение (рентгеновское и гамма-излучение) поглощается всей толщей атмосферы, до поверхности З. оно не доходит. Т. о., биосфера оказывается защищенной от губительного воздействия коротковолнового излучения Солнца. В виде прямой и рассеянной радиации поверхности З. достигает лишь 48% энергии солнечного излучения, падающего на внешнюю границу атмосферы. В то же время атмосфера почти непрозрачна для теплового излучения З. (за счёт присутствия в атмосфере углекислого газа и паров воды, см. Парниковый эффект). Если бы З. Была лишена атмосферы, то средняя температура её поверхности была бы —23°С, в действительности средняя годовая температура поверхности З. составляет 14,8°С. Атмосфера задерживает также часть космических лучей и служит бронёй против разрушительного действия метеоритов. Насколько велико защитное значение земной атмосферы, показывает испещрённая метеоритными кратерами поверхность Луны, лишённая атмосферной защиты.
Между атмосферой и подстилающей поверхностью происходит непрерывный обмен энергией (теплооборот) и веществом (влагооборот, обмен кислородом и др. газами). Теплооборот включает перенос теплоты излучением (лучистый теплообмен), передачу теплоты за счёт теплопроводности (См. Теплопроводность), конвекции (См. Конвекция) и фазовых переходов (См. Фазовый переход) воды (испарения, конденсации, кристаллизации).
Неравномерный нагрев атмосферы над сушей, морем на разных высотах и в разных широтах приводит к неравномерному распределению атмосферного давления. Возникающие в атмосфере устойчивые перепады давления вызывают общую циркуляцию атмосферы (См. Циркуляция атмосферы), с которой связан влагооборот, включающий процессы испарения воды с поверхности гидросферы, переноса водяного пара воздушными потоками, выпадение осадков и их сток. Теплооборот, влагооборот и циркуляция атмосферы являются основными климато-образующими процессами. Атмосфера является активным агентом в различных процессах, происходящих на поверхности суши и в верхних слоях водоёмов. Важнейшую роль играет атмосфера в развитии жизни на З.
Гидросфера
Вода образует прерывистую оболочку З. Около 94% общего объёма гидросферы сосредоточено в океанах и морях; 4% заключено в подземных водах; около 2% — в льдах и снегах (главным образом Арктики, Антарктики и Гренландии); 0,4% — в поверхностных водах суши (реки, озёра, болота). Незначительное количество воды содержится в атмосфере и организмах. Все формы водных масс переходят одна в другую в процессе обращения (см. Влагооборот, Водный баланс). Ежегодное количество осадков, выпадающих на земную поверхность, равно количеству воды, испарившейся в сумме с поверхности суши и океанов. В общем круговороте влаги наиболее подвижны воды атмосферы.
Вода гидросферы содержит почти все химические элементы. Средний химический состав её близок к составу океанической воды, в которой преобладают кислород, водород, хлор и натрий. В водах суши преобладающими являются карбонаты. Содержание минеральных веществ в водах суши (солёность) подвержено большим колебаниям в зависимости от местных условий и прежде всего от климата. Обычно воды суши слабо минерализованы — пресные (солёность рек и пресных озёр от 50 до 1000 мг/кг). Средняя солёность океанической воды около 35 г/кг (35о/оо), солёность морской воды колеблется от 1—2°/оо (Финский залив Балтийского моря) до 41,5°/оо (Красное море). Наибольшая концентрация солей — в солёных озёрах (Мёртвое море до 260°/оо) и подземных водах (до 600°/оо).
Современный солевой состав вод гидросферы сформировался за счёт продуктов химического выветривания изверженных пород и привноса на поверхность З. продуктов дегазации мантии: в океанической воде катионы натрия, магния, кальция, калия, стронция присутствуют главным образом за счёт речного стока. Хлор, сера, фтор, бром, йод, бор и др. элементы, играющие в океанической воде роль анионов, являются преимущественно продуктами подводных вулканических извержений. Содержащиеся в гидросфере углерод, азот, свободный кислород и др. элементы поступают из атмосферы и из живого вещества суши и океана. Благодаря большому содержанию в океане биогенных химических элементов океаническая вода служит весьма благоприятной средой для развития растительных и животных организмов.
Мировой океан образует самое большое скопление вод на земной поверхности.
Морские течения связывают отдельные его части в единое целое, вследствие чего воды океанов и морей обладают общими физико-химическими свойствами.
Поверхностный слой воды в океанах (до глубины 200—300 м) имеет непостоянную температуру, меняющуюся по сезонам года и в зависимости от температурного режима соответствующего климатического пояса. Средняя годовая температура этого слоя постепенно убывает от 25 °С у экватора до 0 °С и ниже в полярных областях. Характер вертикального изменения температур океанических вод сильно варьирует в зависимости от географической широты, что объясняется главным образом неодинаковым нагреванием и охлаждением поверхностных вод. С др. стороны, имеются существенные различия в изменении температуры воды по глубине на одних и тех же широтах в связи с течениями. Однако для огромных экваториальных и тропических пространств океана в изменении температур по вертикали имеется много общего. До глубины 300—500 м температура воды здесь быстро понижается, затем до 1200— 1500 м понижение температуры происходит медленнее, глубже 1500 м она почти не изменяется. В придонных слоях температура держится обычно между 2°С и 0 °С. В умеренных областях изменение температуры с глубиной менее значительно, что связано с меньшим прогревом поверхностных вод. В приполярных областях температура сначала понижается до глубин около 50—100 м, затем до глубин около 500 м несколько повышается (за счёт приноса более тёплых и солёных вод из умеренных широт), после чего медленно понижается до 0 °С и ниже в придонных слоях.
С изменением температуры и солёности меняется и плотность воды. Наибольшая плотность характерна для высоких широт, где она достигает у поверхности 1,0275 г/см3. В приэкваториальной области плотность воды у поверхности — 1,02204 г/см3.
Табл. 5.—Основные данные о геосферах «твёрдой» Земли
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
| Геосферы | Подразделения геосфер | Буквен-ное | Глубина | Объём, 10 | Масса**, 10 |
| | | обозна- | нижней | 18 м3 | 21 кг |
| | | чение | границы*, км | | |
|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Земная кора | осадочный слой | A | до 20 | 1,0 | 2,5 |
| |---------------------------------------------------------------------------- | |------------------------------------------------------------------|
| | «гранитный» слой | | до 40 | 3,6 | 10 |
| |---------------------------------------------------------------------------- | |------------------------------------------------------------------|
| | «базальтовый» слой | | до 70 | 5,6 | 16 |
|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Мантия | верхняя | субстрат | B | 50-100 | 180,1 | 610 |
| | мантия |---------------------------------------------------------| |------------------------| | |
| | | слой Гутенберга (астеносфера) | | около 400 | | |
| | |----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- |
| | | слой Голицына | C | около 900 | 205,7 | 856 |
| |-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| | Нижняя мантия | D | 2900 | 510,8 | 2547 |
|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Ядро | Внешнее ядро | E | около 4800 | 166,6 | 1828 |
| | |------------------------------------------- | | |
| | | F | около 5100 | | |
| |-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| | субъядро | G | 6371 | 8,6 | 106 |
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
* Разность между средним радиусом З. и средним радиусом границы (кроме коры). ** Кора по А. Б. Ронову и А. А. Ярошевскому (1969), остальные по Ф. Бёрчу (1964).
Характерной особенностью океана является циркуляция и перемешивание вод. В слое до 150—200 м циркуляция определяется главным образом господствующими ветрами, под влиянием которых образуются мощные океанические течения. В более глубоких слоях циркуляция связана преимущественно с существующей в толще воды разностью плотностей, зависящей от температуры и солёности. Основными элементами циркуляции, определяемой воздействием ветров, являются антициклональные круговороты в субтропических широтах и циклональные — в высоких. Плотностная циркуляция участвует в вертикальном распределении водных масс и охватывает всю толщу вод. Планетарным видом движения вод служит приливо-отливное течение, вызванное влиянием Луны и Солнца.
Океан играет огромную роль в жизни З. Он служит главным водохранилищем планеты и основным приёмником солнечной энергии на поверхности З. Вследствие большой теплоёмкости воды (и малой теплоёмкости воздуха) он оказывает умеряющее воздействие на колебания температуры воздуха окружающего пространства. В умеренных и полярных широтах морские воды летом накапливают тепло, а зимой отдают его атмосфере. В экваториальных и тропических пространствах вода нагревается с поверхности круглый год. Тёплые воды переносятся отсюда течениями в высокие широты, утепляя их, а холодные воды возвращаются к тропикам в противотечениях. Таким образом океан влияет на климат и погоду З. Велика роль океана в круговороте веществ на З. (влагооборот, взаимный обмен с атмосферой кислородом и углекислым газом, вынос на сушу растворённых в океанической воде солей и привнос в океан реками материала с суши, биогеохимические превращения).
Непрерывно движущиеся водные массы океана, взаимодействуя с горными породами дна и берегов, производят огромную разрушительную и созидательную (аккумулятивную) работу. Разнообразный обломочный и растворённый материал, полученный в результате разрушительной работы океанической воды и благодаря речному стоку, осаждается на дне океана, образуя осадки, превращающиеся затем в осадочные горные породы. Отмершие растительные и животные организмы дают начало биогенным осадкам.
Немалую роль играют и воды суши. Пресные воды удовлетворяют потребности человека в воде, обеспечивают промышленность и поливное земледелие. Поверхностные текучие воды совершают большую геологическую работу, осуществляя размыв (эрозию), перенос и отложение продуктов разрушения горных пород. Деятельность текучих вод приводит к расчленению и общему понижению рельефа суши. Суммарное количество выносимого реками в моря и океаны материала оценивается более чем в 17 млрд. т в год.
«Твёрдая» Земля
О строении, составе и свойствах «твёрдой» З. имеются преимущественно предположительные сведения, поскольку непосредственному наблюдению доступна лишь самая верхняя часть земной коры. Все данные о более глубоких недрах планеты получены за счёт разнообразных косвенных (главным образом геофизических) методов исследования. Наиболее достоверны из них — сейсмические методы, основанные на изучении путей и скорости распространения в З. упругих колебаний (сейсмических волн). С их помощью удалось установить разделение «твёрдой» З. на отдельные сферы и составить представление о внутреннем строении З. (см. табл. 5).
Строение «твёрдой» Земли. Верхняя сфера «твёрдой» З. — земная кора (А) — самая неоднородная и сложно построенная. Из нескольких типов земной коры преобладающее распространение имеют материковая и океаническая; в строении первой различают три слоя: верхний — осадочный (от 0 до 20 км), средний, называемый условно «гранитным» (от 10 до 40 км), и нижний, т. н. «базальтовый» (от 10 до 70 км), отделяющийся от «гранитного» поверхностью Конрада (см. Конрада поверхность).
Под океанами осадочный слой на обширных площадях имеет толщину лишь в несколько сотен метров. «Гранитный» слой, как правило, отсутствует: вместо него наблюдается т. н. «второй» слой неясной природы, толщиной около 1—2,5 км. Мощность «базальтового» слоя под океанами — около 5 км.
Кроме основных типов коры, встречается несколько типов «промежуточного» строения, в том числе кора субконтинентальная (под некоторыми архипелагами) и субокеаническая (в глубоководных впадинах окраинных и внутриконтинентальных морей). Субконтинентальная кора характеризуется нечётким разделением «гранитного» и «базальтового» слоев, которые объединяются под названием гранитно-базальтового. Кора субокеаническая близка к океанической, отличаясь от неё большей мощностью в целом и осадочного слоя в частности. С помощью сейсмических методов четко устанавливается поверхность раздела, отделяющая земную кору от нижележащей мантии (см. Мохоровичича поверхность).
Мантия состоит из трёх слоев (В, С и D) и простирается от поверхности Мохоровичича до глубины 2900 км, где она граничит с ядром З. Слои В и С образуют верхнюю мантию (толщиной 850—900 км), слой D — нижнюю мантию (около 2000 км). Верхнюю часть слоя В, залегающую непосредственно под корой, называется субстратом; кора вместе с субстратом составляет литосферу (См. Литосфера). Нижнюю часть верхней мантии называют именем открывшего её свойства сейсмолога Б. Гутенберга. Скорость распространения сейсмических волн в пределах слоя Гутенберга несколько меньше, чем в выше- и нижележащих слоях, что связывают с повышенной текучестью его вещества. Отсюда — второе название слоя Гутенберга — Астеносфера (слабая сфера). Этот слой является сейсмическим Волноводом, поскольку сейсмический «луч» (путь волны) долгое время идёт вдоль него. Лежащий ниже слой С (Голицына слой) выделен как зона быстрого нарастания с глубиной скоростей сейсмических волн (продольных от 8 до 11,3 км/сек, поперечных от 4,9 до 6,3 км/сек).
Земное ядро имеет средний радиус около 3,5 тыс. км и делится на внешнее ядро (слой Е) и субъядро (слой G) с радиусом около 1,3 тыс. км. Их разделяет переходная зона (слой F) толщиной около 300 км, которую относят обычно к внешнему ядру. На границе ядра наблюдается скачкообразное падение скорости продольных волн (от 13,6 до 8,1 км/сек). Внутри ядра она возрастает, увеличиваясь скачком до 11,2 км/сек вблизи границы субъядра. В субъядре сейсмические волны распространяются почти с неизменной скоростью.
Физические характеристики и химический состав «твёрдой» Земли. С глубиной в З. изменяются значения плотности, давления, силы тяжести, упругих свойств вещества, вязкости и температуры (см. графики). Средняя плотность земной коры в целом — 2,8 т/м3. Средняя плотность осадочного слоя коры — 2,4—2,5 т/м3, «гранитного» — 2,7 т/м3, «базальтового» — 2,9 т/м3. На границе земной коры и мантии (поверхность Мохоровичича) плотность увеличивается скачком от значений 2,9—3,0 т/м3 до 3,1—3,5 т/м3. Далее она плавно растет, достигая у подошвы слоя Гутенберга 3,6 т/м3. у подошвы слоя Голицына 4,5 т/м3 и у границы ядра 5,6 т/м3. В ядре плотность скачком поднимается до 10,0 т/м3, а далее плавно возрастает до 12,5 т/м3 в центре З.
Ускорение силы тяжести в З. не изменяется скачком. До глубины 2500 км оно отклоняется от значения 10 м/сек менее чем на 2%, на границе ядра равно 10,7 м/сек2 и далее плавно убывает до нуля в центре З. По данным о плотности и ускорении силы тяжести вычисляется давление, которое непрерывно растёт с глубиной. У подошвы материковой коры оно близко к 1 Гн/м2 (109н/м2), у подошвы слоя В — 14 Гн/м2, слоя С — 35 Гн/м2, на границе ядра — 136 Гн/м2, в центре З. — 361 Гн/м2. Зная плотность и скорости сейсмических волн, вычисляют величины, характеризующие упругие свойства материала З. Их ход в зависимости от глубины показан на втором графике.
В земной коре и верхней мантии температура повышается с глубиной. Из мантии к поверхности «твёрдой» З. идёт тепловой поток, в несколько тыс. раз меньший поступающего от Солнца (в среднем около 0,06 вт/м2 или около 2,5•1013 вт на всю поверхность З.). В мантии температура везде ниже температуры полного расплавления слагающего её материала. Под материковой корой она предполагается близкой к 600—700 °С. В слое Гутенберга температура, по-видимому, близка к точке плавления (1500—1800 °С). Оценка температур для более глубоких слоев мантии и ядра З. носит весьма предположительный характер. По-видимому, в ядре она не превышает 4000—5000 °С.
Вязкость материала мантии выше и ниже границ астеносферы, видимо, не менее 1023nз (1nз=0,1 н (сек/м2); вязкость астеносферы сильно понижена (1019—1021nз). Считается, что благодаря этому в астеносфере происходит медленное перетекание масс в горизонтальном направлении под влиянием неравномерной нагрузки со стороны земной коры (восстановление изостатического равновесия). Вязкость внешнего ядра на много порядков меньше вязкости мантии.
Табл. 6.—Химический состав Земли
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
| Химический | Содержание в | Химический элемент | Содержание в |
| элемент | весовых процентах | | весовых |
| | | | процентах |
|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Железо | 34,63 | Натрий | 0,57 |
|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Кислород | 29,53 | Хром | 0,26 |
|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Кремний | 15,20 | Марганец | 0,22 |
|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Магний | 12,70 | Кобальт | 0,13 |
|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Никель | 2,39 | Фосфор | 0,10 |
|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Сера | 1,93 | Калий | 0,07 |
|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Кальций | 1,13 | Титан | 0,05 |
|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Алюминий | 1,09 | | |
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
В верхней мантии до глубины 700 км отмечаются очаги землетрясений, что указывает на значительную прочность слагающего её материала; отсутствие более глубоких сейсмических очагов объясняется либо малой прочностью вещества, либо отсутствием достаточно сильных механических напряжений.
Электропроводность в верхней части слоя В очень низка (порядка 10-2 ом-1(м-1); в слое Гутенберга она повышена, что связывают с ростом температуры. В слое Голицына она постепенно увеличивается приблизительно до 10—100 ом-1•м-1, а в нижней мантии, по-видимому, возрастает ещё на порядок. В ядре З. электропроводность очень высока, что указывает на металлические свойства его вещества.
Из современных космогонических гипотез вытекает, что химический состав планет, их спутников и метеоритов должен быть близок к составу Солнца (см. Геохимия). Сопоставляя известные химические анализы земных и лунных пород, метеоритов, спектральные анализы Солнца и учитывая данные о плотности и др. физических свойствах материала в недрах З., можно в общих чертах охарактеризовать состав З. в целом и состав её различных геосфер. В табл. 6 приводится общий химический состав З., согласно подсчётам американского геохимика Б. Мейсона. При этом предполагается, что ядро состоит из железо-никелевого сплава, подобного металлической фазе Хондритов. Относительно состава земного ядра существуют две гипотезы. Согласно первой — ядро состоит из железа с примесью (18—20%) кремния (или иного, сравнительно лёгкого материала); согласно второй — внешнее ядро слагается силикатом, который под влиянием огромного давления и высокой температуры перешёл в металлическое состояние (см. Давление высокое); субъядро может быть железным или силикатным.
В составе З. преобладают (как по массе, так и по числу атомов) железо, кислород, кремний и магний. В сумме они составляют более 90% массы З. Земная кора почти наполовину состоит из кислорода и более чем на четверть из кремния. Значительная доля принадлежит также алюминию, магнию, кальцию, натрию и калию. Кислород, кремний, алюминий дают наиболее распространённые в коре соединения — кремнезём (SiO2) и глинозём (A12O3).
Мантия состоит преимущественно из тяжёлых минералов, богатых магнием и железом. Они образуют соединения с SiO2 (силикаты). В субстрате, по-видимому, больше всего форстерита (MgSiO4), глубже постепенно возрастает доля фаялита (Fe2SiO4). Предполагается, что в нижней мантии под влиянием очень высокого давления эти минералы разложились на окислы (SiO2, MgO, FeO).
Агрегатное состояние вещества земных недр обусловлено наличием высоких температур и давлений. Материал мантии был бы расплавлен, если бы не высокое давление, вследствие которого вся мантия находится в твёрдом кристаллич |
| Мультимедийная энциклопедия |
| планета, на которой мы живем; третья от Солнца и пятая из крупнейших
планет в Солнечной системе. Как полагают, Солнечная система сформировалась
из спиралевидного газово-пылевого облака ок. 5 млрд. лет назад. Земля
богата природными ресурсами, имеет в целом благоприятный климат и,
возможно, является единственной планетой, на которой существует жизнь. В
недрах Земли протекают активные геодинамические процессы, проявляющиеся в
спрединге океанического дна (наращивании океанической коры и последующем
ее раздвижении), дрейфе материков, землетрясениях, вулканических
извержениях и др.
Земля вращается вокруг своей оси. Хотя это движение и не заметно на
поверхности, точка на экваторе перемещается со скоростью ок. 1600 км/ч.
Земля также обращается вокруг Солнца по орбите протяженностью ок. 958 млн.
км со средней скоростью 29,8 км/с, совершая полный оборот примерно за год
(365,242 средних солнечных суток).
См. также <<СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА>>.
ФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Форма и состав. Земля представляет собой почти сферический шар,
состоящий из трех оболочек - твердой (литосферы), жидкой (гидросферы) и
газообразной (атмосферы). Плотность пород, слагающих литосферу,
увеличивается по направлению к центру. Так называемая "твердая Земля"
включает ядро, выполненное главным образом железом, мантию, состоящую из
минералов более легких металлов (например, магния), и относительно тонкую
твердую кору. Местами она раздроблена (в областях разломов) или смята в
складки (в горных поясах).
Под влиянием притяжения Солнца, Луны и других планет на протяжении года
форма орбиты и конфигурация Земли слегка меняются, а также возникают
приливы. На самой Земле происходит медленный дрейф материков, постепенно
меняется соотношение суши и океанов, а в процессе постоянной эволюции
жизни происходит преобразование окружающей среды. Жизнь на Земле
сконцентрирована в зоне контакта литосферы, гидросферы и атмосферы. Эта
зона в совокупности со всеми живыми организмами, или биотой, называется
биосферой. За пределами биосферы жизнь может существовать лишь при наличии
специальных систем жизнеобеспечения, например космических кораблей.
Форма и размер. Примерные очертания и размеры Земли известны уже
более 2000 лет. Еще в 3 в. до н.э. греческий ученый Эратосфен довольно
точно рассчитал радиус Земли. В настоящее время известно, что ее
экваториальный диаметр составляет 12 754 км, а полярный - ок. 12 711 км.
Геометрически Земля представляет собой трехосный эллипсоидный сфероид,
сплющенный у полюсов (рис. 1, 2). Площадь поверхности Земли ок. 510 млн.
км2, из них 361 млн. км2 приходится на воду. Объем Земли равен ок. 1121
млрд. км3.
правильного шара показаны на рисунке в преувеличенном масштабе.
"Аполлон-17".
Неравенство радиусов Земли частично обусловлено вращением планеты, в
результате которого возникает центробежная сила, максимальная на экваторе
и ослабевающая по направлению к полюсам. Если бы на Земле действовала
только одна эта сила, все находящиеся на ее поверхности предметы улетели
бы в космос, однако из-за силы земного притяжения этого не происходит.
Сила земного притяжения, или гравитация, удерживает Луну на орбите, а
атмосферу - вблизи земной поверхности. Сила земного притяжения уменьшается
с высотой. Этим обстоятельством объясняется испытываемое космонавтами
состояние невесомости. Из-за вращения Земли и действия центробежной силы
гравитация на ее поверхности несколько уменьшается. Силой земного
притяжения обусловлено ускорение свободного падения предметов, величина
которого составляет примерно 9,8 м/с2.
Неоднородность земной поверхности предопределяет различия гравитации в
разных районах. Измерения ускорения силы тяжести позволяют получать
информацию о внутреннем строении Земли. Например, вблизи гор
прослеживаются бльшие его значения. Если показатели меньше ожидаемых, то
можно предположить, что горы сложены менее плотными породами.
См. также <<ГЕОДЕЗИЯ>>.
Масса и плотность. Масса Земли составляет ок. 6000ґ1018 т. Для
сравнения масса Юпитера больше примерно в 318 раз, Солнца - в 333 тыс.
раз. С другой стороны, масса Земли в 81,8 раза превышает массу Луны.
Плотность Земли варьирует от незначительной в верхних слоях атмосферы до
исключительно высокой в центре планеты. Зная массу и объем Земли, ученые
рассчитали, что ее средняя плотность примерно в 5,5 раза больше плотности
воды. Одна из наиболее распространенных пород на поверхности Земли -
гранит имеет плотность 2,7 г/см3, плотность в мантии изменяется от 3 до 5
г/см3, в пределах ядра от 8 до 15 г/см3. В центре Земли она может
достигать 17 г/см3. Напротив, плотность воздуха у земной поверхности
составляет примерно 1/800 плотности воды, а в верхних слоях атмосферы она
очень мала.
Давление. Атмосфера оказывает давление на земную поверхность на
уровне моря с силой 1 кг/см2 (давление в одну атмосферу), которое
уменьшается с высотой. На высоте ок. 8 км оно понижается примерно на две
трети. Внутри Земли давление быстро возрастает: на границе ядра оно
составляет ок. 1,5 млн. атмосфер, а в его центре - до 3,7 млн. атмосфер.
Температуры на Земле сильно варьируют. Например, рекордно высокая
температура +58° C была зарегистрирована в Эль-Азизии (Ливия) 13 сентября
1922, а рекордно низкая, -89,2° С, на станции Восток близ Южного полюса в
Антарктиде 21 июля 1983. С глубиной на протяжении первых километров от
земной поверхности температура повышается на 0,6° C каждые 18 м, далее
этот процесс замедляется. Расположенное в центре Земли ядро раскалено до
температуры 5000-6000° C. В приповерхностном слое атмосферы средняя
температура воздуха составляет 15° C, в тропосфере (нижней основной Земле
части атмосферы) она постепенно понижается, а выше (начиная со
стратосферы) меняется в широких пределах в зависимости от абсолютной
высоты.
Оболочка Земли, в пределах которой температуры обычно ниже 0° С,
называется криосферой. В тропиках она начинается на высоте ок. 4500 м, в
высоких широтах (к северу и югу от 60-70°) - от уровня моря. В приполярных
районах на материках криосфера может простираться на несколько десятков
километров ниже земной поверхности, формируя горизонт многолетней
мерзлоты.
Геомагнетизм. Еще в 1600 английский физик У.Гильберт, показал, что
Земля ведет себя как огромный магнит. По-видимому, турбулентные движения в
расплавленном железосодержащем внешнем ядре генерируют электрические токи,
под действием которых возникает сильное магнитное поле, простирающееся в
космосе на расстоянии более 64 000 км. Силовые линии этого поля выходят из
одного магнитного полюса Земли и входят в другой (рис. 3). Магнитные
полюсы перемещаются вокруг географических полюсов Земли. Геомагнитное поле
дрейфует в западном направлении со скоростью 24 км/год. В настоящее время
Северный магнитный полюс расположен среди островов северной Канады. Ученые
полагают, что на протяжении продолжительных этапов геологической истории
магнитные полюсы примерно совпадали с географическими. В любой точке
земной поверхности магнитное поле характеризуется горизонтальной
составляющей напряженности, магнитным склонением (угол между этой
составляющей и плоскостью географического меридиана) и магнитным
наклонением (угол между вектором напряженности и плоскостью горизонта). На
Северном магнитном полюсе стрелка компаса, который установлен вертикально,
будет указывать строго вниз, а на Южном - строго вверх. Однако на
магнитном полюсе стрелка компаса, расположенного горизонтально,
беспорядочно вертится вокруг своей оси, поэтому компас здесь бесполезен
для навигации.
См. также <<ГЕОМАГНЕТИЗМ>>.
Геомагнетизм обусловливает существование внешнего магнитного поля -
магнитосферы. В настоящее время Северный магнитный полюс соответствует
положительному знаку (силовые линии поля направлены внутрь Земли), а Южный
- отрицательному (силовые линии направлены вовне). В геологическом прошлом
полярность время от времени менялась на противоположную. Солнечный ветер
(поток элементарных частиц, испускаемых Солнцем) деформирует магнитное
поле Земли: на обращенной к Солнцу дневной стороне оно сжимается, а на
противоположной, ночной, - вытягивается в т.н. магнитный хвост Земли.
Ниже 1000 км солнечные электромагнитные частицы в тонком верхнем слое
земной атмосферы сталкиваются с молекулами кислорода и азота, возбуждая
их, в результате происходит свечение, известное как полярное сияние, во
всей полноте видимое только из космоса. Наиболее впечатляющие полярные
сияния сопряжены с солнечными магнитными бурями, синхронными с максимумами
солнечной активности, имеющими цикличность 11 лет и 22 года. В настоящее
время Северное полярное сияние наилучшим образом видно из Канады и с
Аляски. В Средние века, когда северный магнитный полюс располагался
восточнее, полярное сияние часто было видно в Скандинавии, северной России
и северном Китае.
СТРОЕНИЕ
Литосфера (от греч. lithos - камень и sphaira - шар) - оболочка
"твердой" Земли. Прежде считали, что Земля состоит из твердой тонкой коры
и горячего кипящего расплава под ней, а к литосфере относили только
твердую кору. Сегодня полагают, что "твердая" Земля включает три
концентрические оболочки, называемые земной корой, мантией и ядром (рис.
4). Земная кора и верхняя мантия представляют собой твердые тела, внешняя
часть ядра ведет себя как жидкая среда, а внутренняя - как твердое тело.
Сейсмологи относят к литосфере земную кору и верхнюю часть мантии.
Основание литосферы расположено на глубинах от 100 до 160 км на контакте с
астеносферой (зоной пониженной твердости, прочности и вязкости в пределах
верхней мантии, состоящей предположительно из расплавленных пород).
Земная кора - тонкая внешняя оболочка Земли средней мощностью 32 км.
Наиболее тонкая она под океанами (от 4 до 10 км), а наиболее мощная - под
материками (от 13 до 90 км). На кору приходится примерно 5% объема Земли.
срединно-океанических хребтов. Таким образом формируются огромные плиты,
плавно перемещающиеся вдоль своих границ одна относительно другой.
Различают континентальную и океаническую земную кору (рис. 5). Первая из
них ранее называлась сиаль, поскольку слагающие ее граниты и некоторые
другие породы содержат в основном кремний (Si) и алюминий (Al).
Океаническая кора называлась сима по преобладанию в составе ее пород
кремния (Si) и магния (Mg). Обычно она состоит из темноцветных базальтов,
часто вулканического происхождения. Существуют также районы с корой
переходного типа, где океаническая кора медленно превращается в
континентальную или, наоборот, часть континентальной коры преобразуется в
океаническую. Такого рода трансформации происходят в процессе частичного
или полного плавления, а также в результате коровых динамических
процессов.
Около трети земной поверхности составляет суша, состоящая из шести
материков (Евразии, Северной и Южной Америки, Австралии и Антарктиды),
островов и групп островов (архипелагов). Бльшая часть суши расположена в
Северном полушарии. Взаимное расположение материков менялось на протяжении
геологической истории. Около 200 млн. лет назад материки располагались в
основном в Южном полушарии и образовывали гигантский суперконтинент
Гондвану (см. также <<ГЕОЛОГИЯ>>) .
Высота поверхности земной коры существенно различается от района к району:
самая высокая точка на Земле - гора Джомолунгма (Эверест) в Гималаях (8848
м над уровнем моря), а самая низкая - на дне впадины Челленджер в
Марианском желобе вблизи Филиппин (11 033 м ниже уровня моря). Таким
образом, амплитуда высот поверхности земной коры - более 19 км. В целом
горные страны с высотами свыше 820 м над уровнем моря занимают примерно
17% поверхности Земли, а остальная территория суши - менее 12%. Около 58%
земной поверхности приходится на глубоководные (3-5 км) океанические
бассейны, а 13% - на довольно мелководный континентальный шельф и
переходные области. Бровка шельфа обычно расположена на глубине ок. 200 м.
Крайне редко непосредственными исследованиями могут быть охвачены слои
земной коры, расположенные глубже 1,5 км (как, например, в золотоносных
рудниках ЮАР глубиной свыше 3 км, нефтяных скважинах Техаса глубиной ок. 8
км и в самой глубокой в мире - более 12 км - Кольской буровой
экспериментальной скважине). На основе изучения этих и других скважин
получено большое количество информации о составе, температуре и других
свойствах земной коры. Кроме того, в районах интенсивных тектонических
движений, например, в Большом Каньоне р.Колорадо и в горных странах,
удалось составить детальное представление о глубинном строении земной
коры.
Установлено, что земная кора состоит из твердых горных пород. Исключение
составляют привулканические зоны, где существуют очаги расплавленных
пород, или магмы, которые изливаются на поверхность в виде лавы. В целом
породы земной коры примерно на 75% состоят из кислорода и кремния и на 13%
- из алюминия и железа. Сочетания этих и некоторых других элементов
образуют минералы, входящие в состав горных пород. Иногда в земной коре
обнаруживаются в значительных концентрациях имеющие важное хозяйственное
значение отдельные химические элементы и минералы. К ним относятся углерод
(алмазы и графит), сера, руды золота, серебра, железа, меди, свинца,
цинка, алюминия и др. металлов.
См. также
<<МИНЕРАЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ>>;
<<МИНЕРАЛЫ И МИНЕРАЛОГИЯ>>.
Мантия - оболочка "твердой" Земли, расположенная под земной корой и
простирающаяся примерно до глубины 2900 км. Она подразделяется на верхнюю
(мощностью ок. 900 км) и нижнюю (мощностью ок. 1900 км) мантию и состоит
из плотных зеленовато-черных железо-магниевых силикатов (перидотита,
дунита, эклогита). В условиях поверхностных температур и давлений эти
породы примерно вдвое жестче, чем гранит, а на больших глубинах становятся
пластичными и медленно текут. Благодаря распаду радиоактивных элементов
(особенно изотопов калия и урана) мантия постепенно нагревается снизу.
Иногда в процессе горообразования блоки земной коры погружаются в
мантийное вещество, где они плавятся, а затем во время вулканических
извержений вместе с лавой выносятся на поверхность (иногда лава включает
обломки перидотита, дунита и эклогита).
В 1909 хорватский геофизик А. Мохоровичич установил, что скорость
распространения продольных сейсмических волн резко увеличивается на
глубине ок. 35 км под материками и 5-10 км - под океаническим дном. Этот
рубеж соответствует границе между земной корой и мантией и называется
поверхностью Мохоровичича. Положение нижней границы верхней мантии менее
определенно. Продольные волны, проникая в мантию, распространяются с
ускорением до тех пор, пока не достигнут астеносферы, где их движение
замедляется. Нижняя мантия, в которой скорость этих волн вновь
увеличивается, более жесткая, чем астеносфера, но несколько более упругая,
чем верхняя мантия.
Ядро Земли делится на внешнее и внутреннее. Первое из них начинается
примерно на глубине 2900 км и имеет мощность ок. 2100 км. Граница нижней
мантии и внешнего ядра известна как слой Гутенберга. В его пределах
продольные волны замедляются, а поперечные вообще не распространяются. Это
свидетельствует о том, что внешнее ядро ведет себя как жидкость, поскольку
поперечные волны не способны распространяться в жидкой среде. Полагают,
что внешнее ядро состоит из расплавленного железа, имеющего плотность от 8
до 10 г/см3. Внутреннее ядро радиусом ок. 1350 км рассматривается как
твердое тело, т.к. скорость распространения в нем сейсмических волн вновь
резко возрастает. Внутреннее ядро, по-видимому, состоит почти полностью из
элементов, имеющих очень высокую плотность, - железа и никеля.
См. также <<ГЕОЛОГИЯ>>.
Гидросфера представляет собой совокупность всех природных вод на земной
поверхности и вблизи нее. Ее масса - менее 0,03% массы всей Земли. Почти
98% гидросферы составляют соленые воды океанов и морей, покрывающих ок.
71% земной поверхности. Около 4% приходится на материковые льды, озерные,
речные и подземные воды, немного воды содержится в минералах и в живой
природе.
Четыре океана (Тихий - самый большой и глубокий, занимающий почти половину
земной поверхности, Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый) вместе
с морями образуют единую акваторию - Мировой океан. Однако океаны
неравномерно распределены на Земле и сильно различаются по глубине.
Местами океаны разделены только узкой полосой суши (например,
Атлантический и Тихий - Панамским перешейком) или мелководными проливами
(например, Беринговым - Северный Ледовитый и Тихий океаны). Подводным
продолжением материков являются довольно мелководные континентальные
шельфы, занимающие большие площади у берегов Северной Америки, восточной
Азии и северной Австралии и полого спускающиеся по направлению к открытому
океану. Край шельфа (бровка) обычно резко обрывается при переходе к
континентальному склону, первоначально круто падающему, а затем постепенно
выполаживающемуся в зоне континентального подножья, которое сменяется
глубоководным ложем со средними глубинами 3700-5500 м. Континентальный
склон обычно изрезан глубокими подводными каньонами, часто являющимися
морским продолжением крупных речных долин. Речные осадки выносятся через
эти каньоны и образуют подводные конусы выноса на континентальном
подножии. Глубоководных абиссальных равнин достигают только тончайшие
глинистые частицы. Ложе океана имеет неровную поверхность и представляет
собой сочетание подводных плато и горных хребтов, местами увенчанных
вулканическими горами (плосковершинные подводные горы называются
гайотами). В тропических морях подводные горы завершаются кольцеобразными
коралловыми рифами, образующими атоллы. По периферии Тихого океана и вдоль
молодых островных дуг Атлантического и Индийского океанов имеются желоба
глубиной более 11 км.
Морская вода представляет собой раствор, содержащий в среднем 3,5%
минеральных веществ (ее соленость обычно выражается в промилле, ‰).
Основным компонентом морской воды является хлористый натрий, присутствуют
также хлорид и сульфат магния, сульфат кальция, бромид натрия и др.
Некоторые внутренние моря благодаря поступлению огромного количества
пресной воды имеют менее высокую соленость (например, максимальная
соленость Балтийского моря 11‰), тогда как другие внутренние моря и озера
отличаются очень высокой соленостью ( Мертвое море - 260-310‰, Большое
Соленое озеро - 137-300‰).
Атмосфера - воздушная оболочка Земли, состоящая из пяти концентрических
слоев - тропосферы, стратосферы, мезосферы, термосферы и экзосферы.
Реальная верхняя граница атмосферы отсутствует. Внешний слой, начинающийся
примерно на высоте 700 км, постепенно разреживается и переходит в
межпланетное пространство. Кроме того, существует еще магнитосфера,
пронизывающая все слои атмосферы и простирающаяся далеко за ее пределы.
Атмосфера состоит из смеси газов: азота (78,08% ее объема), кислорода
(20,95%), аргона (0,9%), диоксида углерода (0,03%) и редких газов - неона,
гелия, криптона и ксенона (в сумме 0,01%). Почти всюду близ земной
поверхности присутствует водяной пар. В атмосфере городов и промышленных
районов обнаруживаются повышенные концентрации сернистого ангидрида,
углекислого и угарного газов, метана, фтористого углерода и других газов
антропогенного происхождения.
См. также <<ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОЗДУХА>>.
Тропосфера - слой атмосферы, в котором формируется погода. В умеренных
широтах она простирается примерно до высоты 10 км. Ее верхний предел,
известный как тропопауза, на экваторе выше, чем на полюсах. Имеются также
сезонные изменения - летом тропопауза располагается несколько выше, чем
зимой. В пределах тропопаузы происходит циркуляция огромных масс воздуха.
Средняя температура воздуха в приземном слое атмосферы ок. 15° C. С
высотой температура понижается примерно на 0,6° на каждые 100 м высоты.
Холодный воздух верхних слоев атмосферы опускается, а теплый -
поднимается. Но под влиянием вращения Земли вокруг своей оси и локальных
особенностей распределения тепла и влаги эта принципиальная схема
циркуляции атмосферы претерпевает изменения. Больше всего солнечной
тепловой энергии поступает в атмосферу в тропиках и субтропиках, откуда в
результате конвекции теплые воздушные массы переносятся в высокие широты,
где теряют тепло.
См также <<МЕТЕОРОЛОГИЯ И КЛИМАТОЛОГИЯ>>.
Стратосфера расположена в диапазоне от 10 до 50 км над уровнем моря. Для
нее характерны довольно постоянные ветры и температуры (в среднем ок. -50°
С) и редкие перламутровые облака, образованные кристаллами льда. Однако в
верхних слоях стратосферы температура повышается. Сильные турбулентные
потоки воздуха, известные под названием струйных течений, циркулируют
вокруг Земли в приполярных широтах и в экваториальном поясе. В зависимости
от направления движения реактивных самолетов, летающих в нижних слоях
стратосферы, струйные течения могут предоставлять опасность или
благоприятствовать полетам. В стратосфере солнечная ультрафиолетовая
радиация и заряженные частицы (главным образом, протоны и электроны)
взаимодействуют с кислородом, продуцируя озон, ионы кислорода и азота.
Наиболее высокие концентрации озона обнаружены в нижней стратосфере.
Мезосфера - слой атмосферы, расположенный в интервале высот от 50 до 80
км. В ее пределах температура постепенно понижается примерно от 0° C у
нижней границы до -90° С (иногда до -110° С) у верхней границы -
мезопаузы. Со средними слоями мезосферы сопряжена нижняя граница
ионосферы, где электромагнитные волны отражаются ионизированными
частицами.
Область между 10 и 150 км иногда называется хемосферой, поскольку именно
здесь, главным образом в мезосфере, происходят фотохимические реакции.
Термосфера - высокие слои атмосферы примерно от 80 до 700 км, в которых
повышается температура. Поскольку атмосфера здесь разрежена, тепловая
энергия молекул - главным образом кислорода - низкая, а температуры
зависят от времени суток, солнечной активности и некоторых других
факторов. В ночное время температуры меняются примерно от 320° C в периоды
минимальной солнечной активности до 2200° C во время пиков солнечной
активности.
Экзосфера - самый верхний слой атмосферы, начинающийся на высотах ок. 700
км, где атомы и молекулы находятся настолько далеко одни от других, что
сталкиваются весьма редко. Это т.н. критический уровень, на котором
атмосфера перестает вести себя как обычный газ, а атомы и молекулы
перемещаются в гравитационном поле Земли как спутники. В этом слое
главными компонентами атмосферы являются водород и гелий - легкие
элементы, которые в конечном счете улетучиваются в космическое
пространство.
Способность Земли удерживать атмосферу зависит от силы земного притяжения
и скорости движения молекул воздуха. Любой объект, который удаляется от
Земли со скоростью менее 8 км/с, возвращается на нее под действием силы
притяжения. При скорости 8-11 км/с объект выводится на околоземную орбиту,
а свыше 11 км/с - преодолевает земную гравитацию.
Многие частицы верхних слоев атмосферы, обладающие высокой энергией, могли
бы быстро улетучиться в космическое пространство, если бы не улавливались
магнитным полем Земли (магнитосферой), которое защищает все живые
организмы (в т.ч. и человека) от пагубного влияния малоинтенсивного
космического излучения.
См. также
<<АТМОСФЕРА>>;
<<МЕЖЗВЕЗДНОЕ ВЕЩЕСТВО>>;
<<КОСМОСА ИССЛЕДОВАНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ>>.
ГЕОДИНАМИКА
Движения земной коры и эволюция материков. Основные изменения лика
Земли заключаются в горообразовании и изменении площади и очертаний
материков, которые в ходе формирования поднимаются и опускаются. Например,
плато Колорадо площадью 647,5 тыс. км2, некогда располагавшееся на уровне
моря, в настоящее время имеет средние абсолютные высоты ок. 2000 м, а
Тибетское нагорье площадью ок. 2 млн. км2 поднялось примерно на 5 км.
Такие массивы суши могли воздыматься со скоростью ок. 1 мм/год. После
того, как заканчивается горообразование, начинают действовать
разрушительные процессы, главным образом водная и в меньшей степени
ветровая эрозия. Реки непрерывно размывают горные породы и отлагают наносы
ниже по течению. Например, р.Миссисипи ежегодно выносит в Мексиканский
залив ок. 750 млн. т растворенных и твердых осадков.
Континентальная земная кора сложена относительно легким материалом,
поэтому материки, подобно айсбергам, плавают в плотной пластичной мантии
Земли. При этом нижняя, бльшая часть массы материков расположена ниже
уровня моря. Наиболее глубоко погружена в мантию земная кора в области
горных сооружений, образуя т.н. "корни" гор. Когда горы разрушаются и
удаляются продукты выветривания, эти потери компенсируются новым "ростом"
гор. С другой стороны, перегрузка речных дельт поступающим обломочным
материалом является причиной их постоянного погружения. Такое поддержание
равновесного состояния погруженной ниже уровня моря и расположенной выше
него частей материков носит название изостазии.
Землетрясения и вулканическая деятельность. В результате движений
крупных блоков земной поверхности в земной коре образуются разломы и
происходит складкообразование. Гигантская мировая система разломов и
сбросов, известная как срединно-океанический рифт, опоясывает Землю на
протяжении более 65 тыс. км. Для этого рифта характерны движения вдоль
разломов, землетрясения и сильный поток внутренней тепловой энергии, что
свидетельствует о том, что магма расположена близ поверхности Земли. К
этой системе принадлежит и разлом Сан-Андреас в южной Калифорнии, в
пределах которого во время землетрясений отдельные блоки земной
поверхности смещаются на величину до 3 м по вертикали. Тихоокеанское
"огненное кольцо" и Альпийско-Гималайский горный пояс - основные районы
вулканической активности, связанные со срединно-океаническим рифтом. К
первому из этих районов приурочены почти 2/3 из известных примерно 500
вулканов. Здесь же происходит ок. 80% всех землетрясений на Земле. Иногда
у нас на глазах возникают новые вулканы, как, например, вулкан Парикутин в
Мексике (1943) или Суртсей у южных берегов Исландии (1965).
Земные приливы. Совершенно иную природу имеют периодические
деформации Земли со средней амплитудой 10-20 см, известные как земные
приливы, частично обусловленные притяжением Земли Солнцем и Луной. Кроме
того, точки небосвода, в которых орбита Луны пересекает плоскость земной
орбиты, совершают оборот вокруг Земли с периодом 18,6 лет. Этот цикл
оказывает влияние на состояние "твердой" Земли, атмосферы и океана.
Способствуя увеличению высоты приливов на континентальных шельфах, он
может стимулировать сильные землетрясения и вулканические извержения. В
умеренных широтах это может привести к повышению скорости некоторых
океанических течений, например Гольфстрима и Куросио. Тогда их теплые воды
станут более существенно влиять на климат.
См. также
<<ОКЕАНИЧЕСКИЕ ТЕЧЕНИЯ>>;
<<ОКЕАН>>;
<<ЛУНА>>;
<<ПРИЛИВЫ И ОТЛИВЫ>>.
Дрейф материков. Хотя большинство геологов и полагало, что на суше
и на дне океанов происходит образование разломов и формирование
складчатости, считалось, что положение материков и океанических впадин
строго фиксировано. В 1912 немецкий геофизик А.Вегенер предположил, что
древние массивы суши раскалывались на части и дрейфовали, словно айсберги,
по более пластичной океанической коре. Тогда эта гипотеза не нашла
поддержки среди большинства геологов. Однако в результате исследований
глубоководных бассейнов в 1950-1970-х годах были получены неопровержимые
доказательства в пользу гипотезы Вегенера. В настоящее время теория
тектоники плит составляет основу представлений об эволюции Земли.
Спрединг океанического дна. Глубоководные магнитные съемки
океанического дна показали, что древние вулканические породы перекрыты
тонким плащом речных наносов. Эти вулканические породы, главным образом
базальты, по мере остывания в процессе эволюции Земли сохраняли информацию
о геомагнитном поле. Поскольку, как было сказано выше, время от времени
полярность геомагнитного поля меняется, базальты, образовавшиеся в разные
эпохи, имеют намагниченность противоположного знака. Океаническое дно
делится на полосы, выполненные породами, различающимися знаком
намагниченности. Параллельные полосы, расположенные по обе стороны от
срединно-океанических хребтов, симметричны по ширине и направлению
напряженности магнитного поля. Ближе всего к гребню хребта располагаются
самые молодые формации, поскольку представляют свежеизверженную
базальтовую лаву. Ученые считают, что горячие расплавленные породы
поднимаются по трещинам вверх и растекаются по обе стороны от оси хребта
(этот процесс можно сравнить с двумя конвейерными лентами, движущимися в
противоположных направлениях), причем на поверхности хребтов чередуются
полосы, имеющие противоположную намагниченность. Возраст любой такой
полосы морского дна может быть определен с большой точностью. Эти данные
рассматриваются как надежные свидетельства в пользу спрединга (расширения)
океанического дна.
Тектоника плит. Если дно океана расширяется в шовной зоне срединно-
океанического хребта, это означает, что либо поверхность Земли
увеличивается, либо имеются районы, где океаническая кора исчезает и
погружается в астеносферу. Такие районы, называемые зонами субдукции,
действительно были обнаружены в поясе, окаймляющем Тихий океан, и в
прерывистой полосе, протягивающейся от Юго-Восточной Азии до
Средиземноморья. Все эти зоны приурочены к глубоководным желобам,
опоясывающим островные дуги. Большинство геологов полагает, что на
поверхности Земли имеется несколько жестких литосферных плит, которые
"плавают" по астеносфере. Плиты могут скользить одна относительно другой,
или одна может погружаться под другую в зоне субдукции. Единая модель
тектоники плит дает наилучшее объяснение распределению крупных
геологических структур и зон тектонической активности, а также изменению
взаимного расположения материков.
Сейсмические зоны. Срединно-океанические хребты и зоны субдукции
представляют собой пояса частых сильных землетрясений и вулканических
извержений. Эти районы соединены протяженными линейными разломами, которые
прослеживаются по всему земному шару. Землетрясения приурочены к разломам
и очень редко происходят в каких-либо других областях. По направлению к
материкам эпицентры землетрясений располагаются все глубже. Этот факт дает
объяснение механизму субдукции: расширяющаяся океаническая плита ныряет
под вулканический пояс под углом ок. 45°. По мере "соскальзывания"
океаническая кора плавится, превращаясь в магму, которая через трещины
изливается в виде лавы на поверхность.
Горообразование. Там, где древние океанические впадины уничтожаются
в процессе субдукции, происходит столкновение материковых плит между собой
или с осколками плит. Как только это случается, земная кора сильно
сжимается, формируется надвиг, а мощность коры увеличивается почти вдвое.
В связи с изостазией смятая в складки зона испытывает подъем и таким
образом рождаются горы. Пояс горных сооружений альпийского этапа
складчатости прослеживается вдоль побережья Тихого океана и в Альпийско-
Гималайской зоне. В этих районах многочисленные столкновения литосферных
плит и подъем территории начались ок. 50 млн. лет назад. Более древние
горные системы, как, например, Аппалачи, имеют возраст свыше 250 млн. лет,
но в настоящее время они настолько разрушены и сглажены, что утратили
типичный горный облик и превратились в почти ровную поверхность. Однако,
поскольку их "корни" погружены в мантию и плавают, они испытывали
неоднократный подъем. И все же со временем такие древние горы превратятся
в равнины. Большинство геологических процессов проходят через стадии
молодости, зрелости и старости, но обычно такой цикл занимает очень
длительное время.
Распределение тепла и влаги. Взаимодействие гидросферы и атмосферы
контролирует распределение тепла и влаги на земной поверхности.
Соотношение суши и моря в значительной степени определяет характер
климата. Когда увеличивается поверхность суши, происходит похолодание.
Неравномерное распределение суши и моря в настоящее время является
предпосылкой для развития оледенения. Однако, судя по "летописи" древних
ледниковых эпох, для создания более холодной природной среды требуются еще
некоторые условия. Известно, что возникновение ледниковых эпох через очень
большие временне интервалы связано с обращением Солнечной системы вокруг
центра нашей Галактики и с более короткими циклами - ок. 30 млн. лет,
когда частота появления комет и метеороидов была гораздо выше по сравнению
с настоящим временем. Такая периодичность могла не только играть
существенную роль в охлаждении Земли, но и быть причиной резких
биологических перестроек, вымирания существующих жизненных форм и создания
условий для развития новых организмов.
Больше всего тепла поверхность Земли и атмосфера получают от Солнца,
которое на протяжении всего времени существования нашей планеты почти с
одинаковой интенсивностью излучает тепловую и световую энергию. Атмосфера
предохраняет Землю от слишком быстрого возврата этой энергии назад в
космос. Около 34% солнечной радиации теряется из-за отражения облаками,
19% поглощается атмосферой и только 47% достигает земной поверхности.
Суммарный приток солнечной радиации к верхней границе атмосферы равен
отдаче радиации с этой границы в космическое пространство. В результате
устанавливается тепловой баланс системы Земля - атмосфера.
Поверхность суши и воздух приземного слоя быстро нагреваются днем и
довольно быстро теряют тепло ночью. Если бы в верхней тропосфере
отсутствовали улавливающие тепло слои, амплитуда колебаний суточных
температур могла бы быть гораздо больше. Например, Луна получает от Солнца
примерно столько же тепла, сколько и Земля, но, поскольку у Луны нет
атмосферы, температуры ее поверхности днем повышаются примерно до 101° C,
а ночью понижаются до -153° C.
Океаны, температура воды которых меняется гораздо медленнее, чем
температура земной поверхности или воздуха, оказывают на климат сильное
смягчающее воздействие. Ночью и зимой воздух над океанами остывает
значительно медленнее, чем над сушей, а если океанические воздушные массы
перемещаются над материками, это приводит к потеплению. И наоборот, днем и
летом морской бриз охлаждает сушу.
Распределение влаги на земной поверхности определяется круговоротом воды в
природе. Каждую секунду в атмосферу, главным образом с поверхности
океанов, испаряется ок. 16 т воды. Влажный океанический воздух, проносясь
над материками, охлаждается. Затем влага конденсируется и возвращается на
земную поверхность в форме дождя или снега. Частично она сохраняется в
снежном покрове, реках и озерах, а частично возвращается в океан, где
снова происходит испарение. Таким образом завершается гидрологический
цикл.
Океанические течения являются мощным терморегулирующим механизмом Земли.
Благодаря им в тропических океанических районах поддерживается равномерная
умеренная температура и теплые воды переносятся в более холодные
высокоширотные регионы.
Поскольку вода играет существенную роль в эрозионных процессах, она тем
самым влияет на движения земной коры. А любое перераспределение масс,
обусловленное такими движениями в условиях вращающейся вокруг своей оси
Земли, способно, в свою очередь, внести вклад в изменение положения земной
оси. Во время ледниковых эпох уровень моря понижается, т.к. вода
аккумулируется в ледниках. Это, в свою очередь, приводит к разрастанию
материков и увеличению климатических контрастов. Сокращение речного стока
и понижение уровня Мирового океана препятствуют достижению теплыми
океаническими течениями холодных регионов, что ведет к дальнейшим
климатическим изменениям.
ДВИЖЕНИЕ ЗЕМЛИ
Земля вращается вокруг своей оси и обращается вокруг Солнца. Эти движения
усложняются за счет гравитационного влияния других объектов Солнечной
системы, представляющей собой часть нашей Галактики (рис. 6). Галактика
вращается вокруг своего центра, следовательно, и Солнечная система вместе
с Землей вовлечены в это движение.
оси.
по круговому конусу.
общего центра масс с периодом 27,3 суток.
Солнца по волнообразной траектории.
Вселенной.
Вращение вокруг собственной оси. Земля совершает один оборот вокруг
оси за 23 ч 56 мин 4,09 с. Вращение происходит с запада на восток, т.е.
против часовой стрелки (если смотреть со стороны Северного полюса).
Поэтому кажется, что Солнце и Луна восходят на востоке и заходят на
западе. Земля совершает примерно 3651/4 оборота за время одного витка
вокруг Солнца, что составляет один год или занимает 3651/4 суток.
Поскольку на каждый такой виток, кроме целых суток, дополнительно
затрачивается еще четверть суток, каждые четыре года к календарю
добавляется один день. Гравитационное притяжение Луны постепенно замедляет
вращение Земли и удлиняет сутки примерно на 1/1000 с каждое столетие. По
геологическим данным, темпы вращения Земли могли меняться, но не более чем
на 5%.
Обращение Земли вокруг Солнца. Земля обращается вокруг Солнца по
эллиптической орбите, близкой к круговой, в направлении с запада на восток
со скоростью ок. 107 000 км/ч. Среднее расстояние до Солнца 149 598 тыс.
км, а разница между наибольшим и наименьшим расстоянием 4,8 млн. км.
Эксцентриситет (отклонение от круга) земной орбиты меняется очень
незначительно на протяжении цикла продолжительностью 94 тыс. лет.
Изменения расстояния до Солнца, как полагают, способствуют формированию
сложного климатического цикла, с отдельными этапами которого сопряжено
наступание и отступание ледников во время ледниковых периодов. Эта теория,
развитая югославским математиком М.Миланковичем, подтверждается
геологическими данными.
Ось вращения Земли наклонена к плоскости орбиты под углом 66°33',
благодаря чему происходит смена времен года. Когда Солнце находится над
Северным тропиком (23°27' с.ш.), в Северном полушарии начинается лето, при
этом Земля располагается дальше всего от Солнца. В Южном полушарии лето
начинается, когда Солнце поднимается над Южным тропиком (23°27' ю.ш.). В
это время в Северном полушарии начинается зима.
Прецессия. Притяжение Солнца, Луны и других планет не изменяет угла
наклона земной оси, но приводит к тому, что она перемещается по круговому
конусу. Это перемещение называется прецессией. В настоящее время Северный
полюс направлен на Полярную звезду. За следующие 12 000 лет земная ось в
результате прецессии пройдет примерно полпути и будет направлена на звезду
Вега. Полный цикл прецессии составляет ок. 25 800 лет и вносит
существенный вклад в климатический цикл, о котором писал Миланкович.
Дважды в год, когда Солнце находится непосредственно над экватором, и
дважды в месяц, когда аналогичным образом расположена Луна, притяжение,
обусловленное прецессией, уменьшается до нуля и происходит периодическое
увеличение и снижение темпов прецессии. Такое колебательное движение
земной оси известно как нутация, которая достигает максимума каждые 18,6
лет. Эта периодичность по влиянию на климат занимает второе место после
смены времен года.
Система Земля - Луна. Земля и Луна связаны взаимным притяжением.
Общий центр тяжести, называемый центром масс, расположен на линии,
соединяющей центры Земли и Луны. Поскольку масса Земли почти в 82 раза
больше массы Луны, центр масс этой системы расположен на глубине более
1600 км от поверхности Земли. И Земля, и Луна совершают оборот вокруг этой
точки за 27,3 суток. Поскольку они обращаются вокруг Солнца, центр масс
описывает сглаженный эллипс, хотя каждое из этих тел имеет волнистую
траекторию.
Прочие формы движения. В пределах Галактики Земля и остальные
объекты Солнечной системы перемещаются со скоростью ок. 19 км/с в
направлении звезды Вега. Кроме того, Солнце и другие соседние звезды
обращаются вокруг центра Галактики со скоростью ок. 220 км/с. В свою
очередь, наша Галактика входит в состав более крупной галактики, а все
галактики вовлечены в движение во Вселенной.
ЛИТЕРАТУРА
Магницкий В.А. Внутреннее строение и физика Земли. М., 1965
Вернадский В.И. Биосфера. М., 1967
Колесник С.В. Общие географические закономерности Земли. М., 1970
Будыко М.И. Климат в прошлом и будущем. М., 1980
Рид Г., Уотсон Дж. История Земли, тт. 1-2. Л., 1981
Рингвуд А. Происхождение Луны и Земли. М., 1982 |
| Русская цивилизация |
в древнерусских народных представлениях одна из четырех главных основ мироздания (наряду с водой, воздухом и огнем).
Русские люди считали свою землю святой, боготворили ее как всеобщий источник жизни, мать всего живого — Мать Сыру Землю). «Гой еси сырая, Земля матерая! Матерь нам еси родная, всех еси нас породила». В некоторых духовных стихах земля отождествлялась одновременно и с матерью, и с отцом: «Земля — мать сырая! Всем, Земля, ты нам отец и мать».
Еще в языческие времена понятие земля для русских людей было равнозначно понятию «своего рода-племени», малой и большой Родины, Отечества, государства. Более того, образ земли выражал для русских единство и преемственность всех мертвых и живых. Поминальные ритуалы на могилах предков как бы декларировали связь всех ушедших и живущих поколений.
Самой страшной клятвою на Руси считалась клятва, при которой целовали или ели землю. Уезжая на чужбину, русский человек брал с собой горсть родной земли и держал ее на груди до конца своей жизни, унося ее вместе с собой в могилу. Возвращаясь на Родину, русские вставали на колени и целовали свою землю. Провожая в последний путь своих близких, русские брали с могилы горсть земли и растирали ее около сердца. Считалось, что таким образом можно преодолеть тоску по покойнику.
По древнерусским поверьям, земля страдает от человека и одновременно сострадает к нему. Люди виновны перед землей хотя бы потому, что «рвут ее грудь сохой, царапают в кровь бороной». Считалось, что земля — своего рода одушевленное существо и ей нужно устраивать отдых и именины. В Вятской губ., например, земля считалась именинницей в Духов день, в других местах именины земли праздновали в день св. Симона Зилота.
После Крещения Руси многие ритуалы, связанные с языческим культом Матери Сырой Земли, преобразовались в христианские обряды, связанные с почитанием Пресвятой Богородицы.
О.П. |
| Идеографический словарь |
^ планета
^ Солнечная система
Земля - третья от Солнца планета Солнечной системы.
Земной шар.
голубая планета.
геоид.
v равноденствие.
аномалистический месяц.
ЗЕМНОЙ ШАР, космонавтика |
| Орфографический словарь Лопатина |
земл`я, земл`я 1, -`и, вин. з`емлю, мн. з`емли, зем`ель, з`емлям и (название планеты, астр.; наземный центр руководства полетами) Земл`я, -`и, вин. З`емлю, также в названиях островов, архипелагов, напр.: Б`аффинова Земл`я, Н`овая Земл`я, `Огненная Земл`я, Земл`я Фр`анца-И`осифа
земл`я, земл`я 2, -`и (название буквы) |
| Словарь Даля |
жен. планета, один из миров или несамосветлых шаров, коловращающихся вокруг солнца. Земля наша третья от солнца.
Наш мир, шар, на котором мы живем, земной шар.
В значении стихийном (огонь, воздух, вода, земля): всякое твердое, нежидкое тело, четвертая стихия, и в этом ·знач. самое тело человека именуется землею. Земля еси, в землю отъидеши.
Суша, берег, материк, как противоположность воде, морю. С марса земля видна!
Страна, народ и занимаемое им пространство, государство, владенье, область, край, округ. В немецкой земле обычаи не наши. И пришла на них ростовская земля ·стар. народ, войско.
Участок поверхности земли нашей, по природным отношениям своим, или по праву владенья, составляющий особняк; угодья, леса, пашни, покосы в совокупности, как одно целое. Я землю купил, стану селиться. С тое земли поместные ему службу нашу служить, ·стар. с жалованья землею.
Почва, самая поверхность, верхний слой суши. У нас земля не родит.
Всякое рыхлое, рассыпчатое ископаемое, но в особенности с примесыо тука, где может расти что-либо. Где земля, там и трава.
Земь, пол, помост, мостовая, поверхность или плоскость, по которой ходим, на чем стоим. Не роняй хлеба на землю (наземь).
Поле, грунт, фон, поверхность ткани, стены и пр.
Названье буквы 3, девятой в церковной азбуке. Лицо земли, поверхность земного шара. Толща земли, пласты ее, на сколько они известны: самое вещество ее. Белая земля, обеленая, безоброчная, белопахотная; церковная. Холодная земля, илистая почва. Английская земля, бурая краска, умбра. По золотой земле червленая трава, о ткани, шпалерах. Я прикупил земельки. Добудь хорошей землицы под цветник. У нас землишка плохая. Землища вздорожала. Земля пустует, под паром, отдыхает. Земля цветет, покрыта насекомыми, после дождя. Как небо от земли. Рыбам вода, птицам воздух, а человеку вся земля. Против неба на земле, в непокрытой улице. Не роди мать сыра земля! не дай Бог. Свят дух на земле, диавол сквозь землю! говорят при крике петуха. От радости земли под собою не взвидел. Мать сыра земля, говорит нельзя! От иной хвалы хоть в землю уйти. Живем-о землю рожей. Как живется- Да о-земь рожей. Кабы не обнизил, так бы не быть пуле в земле. Чего с земли не подымешь тени, дороги. С родной (родительской) земли, умри, не сходи. В своей земле (избе) никому пророком не быть. Где дуракова семья, тут ему своя земля. Чья земля, того и городьба. Чья земля, того и хлеб. На чьей земле, того и сено. Чья земля, того и вера. В какой земле живу, тому Богу и молюсь. Из одной землицы испечены. Уродила мать, что и земля не примат! Этого греха и земля не снесет. Сквозь землю провалился. Всякому мертвецу земля гроб. Сверх земли не положат, и нищего похоронят. Батьку, матку земля взяла, а нам деткам воля своя! В землю б лег да укрылся, только б этого не видать! Лихое зелье не скоро пойдет в землю. Хоть из земли достань, да подай. Ты от меня и в землю не уйдешь. Разве в землю от меня уйдешь, а то везде найду! Много ль тебя в земле, а на земле не много! невзрачен. Он тут не весь: половина его в земле, деньги зарыты. Землица с семи могил добрых людей спасает от всех бед. Земля из-под весенней сохи, тайно положенная в избу, изводит клопов. Господь повелел от земли кормиться. И дорогой товар из земли растет. Без хозяина земля круглая сирота. Бог не родит, и земля не даст. Бог не даст, и земля не родит. Не земля родит, а год. Не земля хлеб родит, а небо. Земля мать, подает клад. Какова земля, таков и хлеб. Добрая земля больше подымет, больше семян. Добрая земля назем раз путем примет, да девять лет помнит. Чего на землю не падет, того земля не подымет. Добрая земля - полная мошна, худая земля - пустая мошна. Не та земля дорога, где медведь живет, а та, где курица скребет. Держись за землю: трава обманет. Стали дела наши поправляться: стало земли от семян оставаться! На хорошей земле сей яровое раньше, на худой позже. Выросло дерево от земли до неба: на том дереве 12 сучков, на каждом сучке по 4 кошеля, в каждом кошеле по семи яиц, а седьмое красное год. Земля родительская или священная, кладбище, погост, жальник, боженивка, борок. Не тужи по земле: саженку вдоль, да полсаженки поперек - и будет с нас! |
| Словарь Ожегова |
ЗЕМЛ’Я, -и, вин. землю, мн. земли, земель, землям, жен.
1. (в терминологическом значении З прописное). Третья от Солнца планета Солнечной системы, вращающаяся вокруг Солнца и вокруг своей оси. З. планета людей.
2. Суша в противоположность водному или воздушному пространству. На корабле увидели землю. Большая з. (материк или берег материка в речи мореплавателей, жителей острова).
3. Почва, верхний слой коры нашей планеты, поверхность. Обработка земли. Сесть на землю. Из-под земли добыть (достать) что-н. (также перен.: с большим трудом). Как сквозь землю провалиться (исчезнуть неизвестно куда; разг.).
4. Рыхлое тёмно-бурое вещество, входящее в состав коры нашей планеты. З. с песком и глиной.
5. Страна, государство, а также вообще какая-н. большая территория Земли (высок.). Родная з. Русская з. Чужие земли.
6. Территория с угодьями, находящаяся в чьём-н. владении, пользовании. Собственность на землю. Аренда земли.
7. В Австрии и Германии: административно-территориальная (федеративная) единица.
уменьш.-ласк. земелька, -и, жен. (к 3, 4 и 6 знач.) и землица, -ы, жен. (к 3, 4 и 6 знач.).
прил. земельный, -ая, -ое (к 6 и 7 знач.), земляной, -ая, -ое (к 3 и 4 знач.) и земной, -ая, -ое (к 1 и 2 знач.). Земельный участок. Земельный кодекс. Земельное законодательство. Земельное правительство. Земельный канцлер. Земной шар. Земная ось. Земная кора. Земляные работы (работы, связанные с выемкой и укладкой грунта). Земляной червь.
• Земной поклон 1) глубокий поклон до земли; 2) кому, глубокая благодарность. |
| Словарь синонимов Абрамова |
| почва, грунт, дно; берег, суша, материк. См. мир, область, страна || за тридевять земель, как из-под земли, от земли не видать, под собой земли не слышать, под собой земли не чувствовать, провалиться сквозь землю, слухом земля полнится |
| Словарь Ушакова |
ЗЕМЛ’Я, земли, вин. землю, мн. земли, земель, землям, ·жен.
1. только ед. Планета, на которой мы живем. Земля вращается вокруг солнца. Луна - спутник земли.
2. перен., только ед. В мифологии и поэзии - реальная действительность, ·в·противоп. миру идеальному, небу (·книж., ·поэт. ·устар. ). «Не называй ее небесной и у земли не отнимай.» Н.Ф.Павлов. - Все говорят: нет правды на земле. «Но правды нет и выше.» Пушкин.
3. только ед. Суша (в отличие от водных просанств). Наконец моряки увидели на горизонте землю. *****
тридевять земель. «А любопытная однако ж, как я вижу, должна быть земля эта - Сицилия.» Гоголь.
перен. Народ (·старин. ). «Стальной щетиною сверкая, не встанет русская земля?» Пушкин.
7. Территория с находящимися на ней угодьями, состоящая в чьем-нибудь владении, в собственности кого-нибудь. У Тургенева была земля в Орловской губ. Родовая земля. Церковная земля. Помещичья земля. Казенные земли. Отдать землю крестьянам. Отобрать всю землю у помещиков. Борьба за землю. Вопрос о земле. Земля в ·СССР является государственной собственностью.
8. Название различных красок (спец.). Розовая земля. Зеленая земля. Кассельская земля.
II. ЗЕМЛ’Я, земли, мн. нет, ·жен. Старинное название буквы "з". |
| Словарь эпитетов |
1. Почва, грунт; площадь, участок, используемый для посевов.
О степени влажности, твердости, о температуре, наличии растительности и т. п.
Влажная, волглая, выжженная, вязкая, голая, грузная, загрубелая, задернелая, заклёклая (простореч.), замерзшая, затвердевшая, зачерствелая, звонкая, испепеленная, мерзлая, мокрая, непросохшая, обнаженная, оголенная, озябшая, плотная, податливая, подмерзлая, пористая, разбухшая, размякшая, раскисшая, распаренная, рыхлая, сухая, сыпучая, сырая, талая, твердая, теплая, топкая, увлажненная, хлюпкая, холодная, хрящеватая (устар.), черствая (устар.).
О степени обработанности, плодоносности.
Безжизненная, бесплодная, богатая, бросовая, жирная, заброшенная, истощенная, неудобная (устар.), оскуделая, плодоносная, плодородная, пустая, пустотная, пышная, скудная, тощая, тучная, хлебная, щедрая. Алчная, беременная, ласковая, могучая, приветливая, сонная, сытая, трепетная, упитанная. Белая (истор.), выгонная, государственная, дачная, душевая (истор.), залежная, казенная, колхозная, конфискованная, монастырская, надельная (истор.), национализированная, общественная, орошаемая, отрезная (истор.), пахотная, пахотноспособная, пойменная, поливная, помещичья, приусадебная, совхозная, фермерская, фондовая, целинная, церковная, черная (истор.).
2. Страна, государство; край.
Благословенная, благословленная (устар.), великая, вольная, вражья, горькая, далекая, дорогая, древняя, милая, мирная, многострадальная, неизведанная, несчастная, отчая, отеческая, полуденная (устар. поэт.), родимая, родная, свободная, священная, сказочная, солнечная, счастливая, царственная, чужелюдная (устар.), чужая. |
| Толковый словарь Ефремовой |
[Земля]
ж.
1) Одна из девяти - третья от Солнца - больших планет Солнечной системы.
2) Третья от Солнца планета Солнечной системы как место жизни и деятельности человека. |
| Толковый словарь Ефремовой |
[земля]
1. ж.
1) Верхний слой коры третьей от Солнца планеты Солнечной системы; почва, грунт.
2)
а) Поверхность, на которой стоим, по которой ходим.
б) перен. разг. Фон ткани, обоев и т.п., на котором сделан рисунок.
3) Суша (в отличие от водного или воздушного пространства).
4) Территория какой-л. страны, государства и т.п.
5) Территория с угодьями, находящаяся в чьем-л. пользовании.
2. ж.
Название буквы древней славянской или старой русской азбуки. |
| Этимологический словарь Крылова |
| Общеславянское слово, образованное суффиксальным методом от исчезнувшего земъ – "земля, пол". Существительное земъ имеет индоевропейскую природу (в греческом chamai – "на земле", латинское humus – "земля" и т. д. Кстати, слово гумус существует в русском языке как заимствование из латыни в значении "органические почвенные вещества"). |
| Большой юридический словарь |
| (нем. Land) - 1) один из основных видов природных ресурсов, главное средство производство в сельском хозяйстве. Объект гражданских прав с особым правовым статусом, призванным обеспечить охрану и воспроизводство земельных ресурсов в интересах будущих поколений; 2) в Австрии и ФРГ исторически сложившиеся административно-территориальные образования, входящие в состав государства на федеративных началах. Имеют свои конституции, выборные законодательные органы (ландтаги), правительства, судебные органы, пользуются определенной автономией в вопросах организации и местного самоуправления; 3) в Древней Руси название территорий племенных объединений восточных славян, гос. образований (напр.. Югорская земля), княжеств, административно-территориальных единиц. |
| Рус. арго (Елистратов) |
см.:
Гром гремит, земля трясется...;
Копытом землю рыть;
малая земля;
Остановите Землю, я сойду;
Пахать носом асфальт... |
| Бренан - Словарь научной грамотности |
| (строение Земли). Как все планеты и звезды, Земля имеет приблизительно сферическую форму, обусловленную взаимным гравитационным притяжением ее вещества к общему центру. В отличие от более крупных внешних планет, состоящих главным образом из газа, Земля сложена в основном из горных пород. Расстояние от центра Земли до ее поверхности (радиус Земли) составляет в среднем 6370 км. Первые 3470 км - ядро, внутренняя часть которого твердая, внешняя часть - жидкая. Железо в ядре находится, вероятно, в соединении с другими элементами: никелем, серой и кислородом. От внешней части ядра до поверхности тело Земли сложено мантийными породами, за исключением тонкого внешнего слоя, включающего земную кору, океаны и атмосферу. Внутренние области Земли горячие и находятся под высоким давлением, создаваемым вышележащими слоями. Силы, действующие внутри Земли, вызывают непрерывное изменение ее поверхности. См. <<землетрясения>>; <<тектоника плит>>. |
| Научнотехнический Энциклопедический Словарь |
ЗЕМЛЯ, третья по расстоянию от Солнца планета, самая большая из четырех внутренних планет (так называемых «планет земного типа»). При взгляде из космоса Земля имеет преимущественно голубую окраску за счет поверхности океанов, с добавлением коричневого и зеленого от массивов суши, с белыми пятнами на полюсах и с постоянно меняющимся рисунком белого облачного покрова. Примерно 70% поверхности Земли покрыто водой, средняя температура на поверхности которой около 13 °С, что делает ее пригодной для жизни. Остальные 30% составляют материковые массивы. У нашей планеты есть только один природный спутник - ЛУНА. Исследование СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЛН, возникающих при землетрясениях, позволило определить внутреннее строение земного шара. Как и у всех планет земного типа, у Земли имеется плотная сердцевина - ядро с богатым содержанием железа и никеля, окруженное мантией, состоящей из силикатных пород. Тонкий наружный слой мантии носит название КОРЫ. Внутреннее ядро планеты вращается со скоростью, отличной от скорости вращения наружных твердых слоев, что, в сочетании с течениями внутри расплавленного внешнего слоя ядра, порождает МАГНИТНОЕ ПОЛЕ Земли. Земная АТМОСФЕРА подразделяется на ряд слоев в зависимости от температуры, меняющейся с высотой. Большая часть атмосферы приходится на ТРОПОСФЕРУ, в ней проживают все организмы и складывается погодная система. СТРАТОСФЕРА содержит озоновый слой, поглощающий УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ, вредное для живых организмов. В МЕЗОСФЕРУ залетают МЕТЕОРИТЫ, в ТЕРМОСФЕРЕ возникают ПОЛЯРНЫЕ СИЯНИЯ. Воздух в термосфере сильно разрежен, а температура высокая, однако, это вызвано не столько наличием тепла, сколько высоким уровнем кинетической энергии содержащихся в ней молекул. Ионизированные атомы и молекулы мезосферы и термосферы составляют ИОНОСФЕРУ. Выше расположена ЭКЗОСФЕРА, в которую входят МАГНИТОСФЕРА Земли и РАДИАЦИОННЫЕ ПОЯСА ВАН АЛЛЕНА; она граничит с внешним космосом.
Планета Земля первоначально образовалась, вероятно, путем накопления (аккреции) частиц пыли и газа вокруг только что образовавшегося Солнца, после Большого взрыва, который предположительно произошел около 20 млрд. лет назад. По образцам внеземного происхождения можно судить о внутреннем строении Земли. Например, считается, что метеориты представляют собою осколки плане тообразных тел, имевших всего несколько десятков километров в поперечнике. Если так, то метеориты различных типов могут служить образцами разных участков структуры этих планетоидов. Железные метеориты (сидериты) примерно на 97% состоят из металла, в основном железа и никеля, и отличаются высокой плотностью, поэтому весьма вероятно, что они принадлежали к ядру планеты. Каменные метеориты (хондриты) состоят из силикатов и, по предположениям, представляют собой нижние слои мантии. Наконец, ахондриты, также состоящие в основном из силикатов, но другого состава, могут считаться обломками верхних слоев мантии и коры. Кора Земли (А) может иметь толщину до 40 км в зоне континентов (В) и всего 5 км на морском дне (С). Кора и самый верхний слой мантии (А) образуют литосферу (1), которая перемещается по пластичной асте-носфере (2). Верхняя мантия (3) на глубинах около 700 км переходит в нижнюю мантию (4). Температура земного шара увеличивается в направлении от поверхности внутрь (возрастает на 30°С за километр), поэтому вещество астеносферы находится в состояний, близком к плавлению. Начиная с глубины 100 км возрастание температуры резко замедляется Наши зна ния о процессах, протекающих в глубинах Земли, весьма неполны, и потому невозможно точно указать, какова температура ее ядра. Давление также возрастает с глубиной; уже в астеносфе-ре оно равно 250 000 атмосфер, В ядре планеты оно может составлять до 4 млн. атмосфер. Плотность вещества на поверхности Земли составляет всего около 4 г/см3, и эта величина возрастает лишь на 30% в нижних слоях мантии. Увеличение плотности объясняется более компактной укладкой атомов под влиянием давления. При переходе к наружному слою ядра (5) наблюдается один скачок плотности (до 10 г/см3), а во внутреннем ядре (6) —другой (от 13 до 16 г/см3) В связи с высокой температурой ядра в вещесше мантии возникают сильные конвекционные погоки(7) Материковая кора образоеа лась в результате многих про цессов, которые трудно описать обобщенно. В поперечном сечении (В) обычно различают на поверхности деформированные и мегамор-физированные осадочные породы (1), лежащие под ними гранитные интрузии (2), а остальную толщу коры образуют метаморфизированные оса дочные и магматические по роды (3). доходящие до урон ня мантий (4). Кора океани ческогодна(С)сосшити.1 осадочных отложений (1), под которыми расползаются (>а зальты, химически изменен ные под воздействием мор ской воды. Ниже этого слоя (2) базальт состоит из даек небольших вертикально на правленных интрузии, кош рые расположены так близко одна к другой, что пересека ются и сливаются. Крупнозер нистая магматическая порода —- габбро — во мно гом по составу напоминает базальт. Эти два вида пород часто располагаются чередующимися слоями
4,6 млрд. лет, прошедшие после образования Земли, под разделяют на четыре больших эры, которые в свою очередь делятся на периоды, а самая поздняя эра — еще и на эпохи Эра, в которую мы живем, но сит название кайнозой (от гре ческих слов «новая жизнь»), а первые три называются докем-брий, палеозой и мезозой.Геологическая карта Земли показывает относительные возрасты континентов и основных компо нентов ландшафта. Например, можно видеть, что все конти ненты сформировались в до-кембрйй,а Аппалачские горы намного старше значительно более молодой горной цепи Ги малаев. |
| Энциклопедия афоризмов |
см.также МИР, МИРОЗДАНИЕ
Чем дальше от Земли, тем она голубей.
•Геннадий Малкин
Трудно идти совершенно прямо по земле, которая шарообразна.
•Янина Ипохорская
Через пятьсот лет на Земле останутся только стоячие места.
•Вернер фон Браун
Согласно авторитетным источникам, заповедь «Плодитесь и размножайтесь» была дана, когда население Земли состояло из двух человек.
•Уильям Индж
Крайне важное сообщение относительно Космического Корабля Земля: к нему не приложено руководство по эксплуатации.
•Бакмшстер Фаллер
Не будем все сваливать на наше межзвездное положение.
•Хенрик Ягодзиньский
Жить на Земле, возможно, дороговато, зато вы получаете ежегодный бесплатный круиз вокруг Солнца.
•Эшли Брильянт
Когда мы до конца исследуем космос, окажется, что, будучи здесь, на земле, мы уже были в небе.
•Станислав Ежи Лец
Боюсь, что земной шар - желтый дом Вселенной.
•Вольтер
А что, если наша Земля - ад какой-то другой планеты?
•Олдос Хаксли |
|
|
|
 |
Если вы желаете блеснуть знаниями в беседе или привести аргумент в споре, то можете использовать ссылку:
будет выглядеть так: ЗЕМЛЯ
будет выглядеть так: Что такое ЗЕМЛЯ
|
|
|
|
|
|
 |
|
 |
|
|
