Föld

A Föld a Naptól a harmadik, méretét tekintve pedig az ötödik legnagyobb bolygó.


Naptól mért közepes távolsága: 149,600,000 km (1.00 CSE)
átmérője: 12,756.3 km
tömege: 5.976e24 kg


Főbb témakörök:
légköre, belseje, pályája, holdja

Az űrutazások és a holdraszállások mindennél nyilvánvalóbbá tették, hogy a Föld is csak a Naprendszer egyik bolygója. Jóllehet úgy szoktunk bolygónkra tekinteni, mint a "terra firmá"-ra, mint a stabilitás szimbólumára, a Föld valójában egy óriási űrjármű, amelynek átmérője majdnem 13000 kilométer, és amelyik 30 kilométeres másodpercenkénti sebességgel száguld pályáján.
Keringésén kívül a Nappal és Naprendszerünk többi bolygójával együtt körülbelül másodpercenként 20 kilométeres sebességgel haladó mozgást is végez a Herkules (Hercules) csillagkép irányába.
A Föld tengely körüli forgása következtében az egyenlítő minden pontja óránként több mint 1600 kilométert tesz meg.

Tudjuk, hogy bolygónk 24 óra alatt végez egy teljes körülfordulást.
A forgás következtében fellépő centrifugális erő hatására az égitest a sarkoknál belapult, az egyenlítői vidékeken pedig kidudorodott. Így ma a Föld egyenlítői sugara 21,5 kilométerrel hosszabb, mint a pólusokat összekötő szakasz fele. Ha a Föld forgása hirtelen leállna, akkor az óceánok vize a sarkvidékek felé áramlana az egyenlítőtől, egészen addig, amíg az egyenlítői és a poláris átmérő ki nem egyenlítődne.
A hegyek csak az emberi időskálán mérve nevezhetők állandónak. Az idők folyamán Földünk felszíne megemelkedett, megrepedezett és felgyűrődött. A Föld -születése óta- állandóan fejlődik, változik.
Az eróziós erők mindig a tektonikus erők ellen hatnak. Míg az utóbbiak hatalmas csúcsokat hoznak létre, az előbbiek e csúcsokat egyszerű sziklákká pusztítják le.
A különböző eróziós erők közül minden kétséget kizáróan a vízzel kapcsolatosak a leghatékonyabbak. A felhők általában a magasabb vidékek fölött alakulnak ki. Ezek a területek többnyire csapadékosabbak.
A víz amely mindig az alacsonyabb szintek felé törekszik, lezúdul a domboldalakon, erecskéket alkotva, amelyek patakokká, majd folyókká egyesülnek, és végül hatalmas folyamokká duzzadva ömlenek a tengerekbe.
Ha repülőgépről nézzük a folyókat, hatalmas összefüggő rendszernek látjuk őket, felismerjük jellegzetes elágazásaikat, s azt, hogy a kisebb ágak nagyobbakká, azok pedig végül főfolyammá egyesülnek.
A sarkvidékeken és a nagy tengerszint feletti magasságban a nagy jégtömegek gleccserekké állnak össze, amelyek igen lassan csúsznak lefelé, letarolva az alattuk fekvő felszíni alakzatokat, és hatalmas U alakú völgyeket vágva a talajba.
A tengerek partvidékén a szél hajtotta hullámok és az árapály következtében állandóan változik a partvonal alakja.
A szél is nagyon fontos talajformáló, felszínalakító erő.
A hőmérsékleti változások ugyancsak eróziós, romboló hatásúak lehetnek: a melegedés hatására bekövetkező tágulás, valamint a lehűlés miatt fellépő összehúzódás során repedések keletkeznek, s a kőzetek lassan elmorzsolódnak.
A folyók mély árkokat és kanyonokat vájnak maguknak. A folyóvíz eróziós munkájának és a Föld tengely körüli forgásának együttes hatása azt eredményezi, hogy a folyómedrek inkább kígyózva kanyargók, mint egyenesek.

Amikor Földünk - a Naprendszer többi bolygójával együtt - kialakult meglehetősen katasztrofális események színtere volt.
A Naprendszerünk "építőanyagát" adó por és gázfelhő kisebb nagyobb csomói egyre nagyobb "egységekké" álltak össze hatalmas erejű ütközések során. Ezeknek az ütközéseknek az energiáját őrzi Földünk belseje formájában az eltelt 4,6 milliárd év után is. A Föld, belső részeiben található bizonyos mennyiségű radioaktív anyag, bizonyára urán, tórium és a nátriumnak egyik izotópja. Ezeknek az anyagoknak a radioaktív bomlása során tekintélyes mennyiségű hő szabadult fel, amely azonban csak igen lassan tudott kijutni a belső tartományokból, s így az évmilliók során hozzájárult bolygónk belsejének melegítéséhez.
Ez a hőmennyiség felelős az összes vulkánitevékenységért.

A Hold és a Nap tömegvonzása (az előbbié nagyobb) apályt és dagályt kelt, amelyek az óceánok és tengerek vízfelszínének süllyedésében és emelkedésében vehetők észre.
A Hold úgy "vonszolja" maga után a Föld dagályövét bolygónk felszínén, hogy az épp ennek forgásával ellentétes irányban haladjon. Emiatt a földi napok évszázadonként 0,02 másodperccel hosszabbodnak meg. Ez az érték elhanyagolhatónak tűnhet, de hosszú évszázadok alatt annyira felszaporodik, hogy könnyen kimutathatóvá válik. Ha például a teljes napfogyatkozások bekövetkezésének előre kiszámított helyét összevetik a tényleges hellyel, akár egyórás különbségek is felfedezhetők.
Ha a Föld forgása lassul, akkor viszont a Hold keringésének kell megfelelő arányban gyorsulnia (a Föld által elveszített mozgási energia a Hold mozgására tevődik át.) Meglepő módon, ha az égitest mozgása gyorsul, akkor eltávolodik bolygónktól, s így végeredményben hosszabb időre lesz szüksége, hogy egy teljes keringést végezzen körülöttünk.
Számítások szerint a Hold évente 4,5 cm-rel távolodik Földünktől e jelenség hatására. Ez az érték persze szintén elhanyagolhatónak tűnik a Föld-Hold távolsághoz képest. Ha azonban azt is figyelembe vesszük, hogy a dagálysúrlódás amely a múltban - amikor a Hold sokkal közelebb volt hozzánk - lényegesen nagyobb volt, akkor arra a következtetésre jutunk, hogy a két égitestnek egymilliárd évvel ezelőtt olyan közel kellett lennie egymáshoz, hogy szinte összeértek. Nyilvánvaló, hogy valamilyen oknál fogva a súrlódási erő kisebb volt. A kutatók feltételezik, hogy a változás a kontinensvándorlás sal magyarázható.
A Föld őskorában, amikor a kontinensek egyetlen szárazföldet alkottak, a dagálysúrlódásnak sokkal kisebbnek kellett lennie, mint napjainkban, mivel a kontinentális selfek teljes területe akkoriban sokkal kisebb volt.


A szárazföld, az úgynevezett litoszféra a Föld felszínének mintegy 30%-a. A fennmaradó 70%-ot tengerek és óceánok borítják. Ez az úgynevezett hidroszféra.

A Föld légköre

A földi légkör főként nitrogénből (78%) és oxigénből (21%) áll. A többi alkotórész közül legnagyobb mennyiségben vízgőz, argon és szén-dioxid fordul elő.
A talajszinten mért átlagos nyomás 101325 Pa (1013 millibar) ami megfelel egy 0,76 m magas higanyoszlop vagy egy 10 m magas vízoszlop nyomásának. Ezt a nyomást nevezik egy atmoszférának.

A földi légkör összetételének változásai nagyon megnövelték az atmoszféra alsó része által befogható hőmennyiséget -ezt a jelenséget nevezik üvegházhatásnak. Az ultraibolya sugarak elnyelése miatt a légkör felső rétegében az oxigén egyik allotrop módosulata az ózon (O3) keletkezik, amely szinte teljesen megakadályozza az ultraibolya sugarak további terjedését.
Még magasabban nyelődnek el a röntgensugarak, amelyek a molekulákról és atomokról elektronokat szakítanak le, s azokat ionokká alakítják.
A légkör felső részében több ilyen, jó elektromos vezetőképességű zóna is van, amelyek hihetetlenül fontos szerepet játszanak a rádiózásban, tükörként visszaverik a nagybb hullámhosszúságú rádiósugarakat a Föld körül, a rövidhullámokat viszont átbocsátják.
A Van Allen sugárzási övezetekben összegyűlt elektronok és ionok alkalmanként kikerülhetnek ezekből a zónákból, és lejuthatnak a légkör felső rétegeibe, főként bolygónk mágneses pólusainak vidékére.

Ezek a Föld mágneses tere által irányított részecskék összeütköznek a felső légkör molekuláival, és sugárzást bocsátanak ki, amely azután a sarki fény csodálatos formáiban és színeiben jelenik meg.
Az atmoszféra véd bennünket a meteorok sokaságától, kisebbektől és nagyobbaktól is, amelyek éjjel-nappal bombázzál Földünket.
A kozmikus sugárzást, amely a világűr minden részéről, igen távolról jut el hozzánk, ugyancsak a légkör gyengíti. Ha e sugarak gyengítetlenül érnének el bennünket, jóvátehetetlen károsodást okoznának szervezetünkben.

A légkör rétegei

Az üvegházhatás az átlagos felszíni hőmérsékletet 290 Kelvin (17°C) körül tartja, mintegy 35 K-nel magasabban, mint amekkora légkör hiányában lenne.

Az atmoszféra, különösen az alsóbb rétegek, a csillagászati megfigyeléseket is befolyásolják.
A le- és felszálló légáramok eltérítik a csillagokról és más égitestekről érkező fénysugarakat eredeti irányuktól. A fentiekkel magyarázható a csillagok fényének pislákolása, ami elkeni az égi objektumok fényét, s ami megakadályozza, hogy a finomabb részleteket is tanulmányozzuk. Az is megfigyelheő, hogy a csillagok képe táncol a távcső látómezejében, miközben színük és fényességük is változni látszik. Mivel a csillagászoknak jobb képekre volt szükségük, olyanokra, amelyeken kisebb szögátmérőjű részletek is felismerhetők, kénytelenek voltak teleszkópjaikat hatalmas léggömbökkel mintegy 30 kilométeres magasságba felbocsátani.

A Föld körül keringő mesterséges holdakról (és űrtávcsövekről) végzett megfigyelések egyik legnagyobb előnye éppen az, hogy ezek az eszközök teljesen zavartalanul dolgozhatnak, minthogy a légkör felett járnak. A csillagközi térben a csillagok fénye egyáltalán nem szikrázik, s ilyen műholdakról a távoli ultraibolya sugárzás éppen úgy tanulmányozható, mint a Föld felszínére soha el nem jutó többi elektromágneses hullám .

A Hubble űrteleszkóp

Bolygónk légkörének molekulái a rájuk eső napfényt minden irányban szórják. Ez az úgynevezett Rayleigh-szóródás sokkal erősebb a kék fényre, mint a vörösre, hisz éppen emiatt látjuk kéknek az égboltot. Ahogy az űrhajósok bolygónk körül keringve többször is felhívták rá a figyelmet, a kék szín általában is jellemző Földünkre. Így különösen jól kivehetők a fehér felhők megkülönböztető jegyei.
A spirál alakú szegélyek mindig ciklonokra utalnak.
Az északi féltekén mindig az óramutatóval ellentétes irányban forognak, a délin pedig azzal megegyezően.


A Föld belseje

A Föld több, különböző koncentrikusan elhelyezkedő rétegből áll.
Három fő réteg
különbözethető meg:

  • kívül a 10 - 40 km vastagságú és viszonylag könnyű kőzetek alkotta földkéreg
  • köpeny, amelyen a földkéreg nyugszik további három részre bontható:
    - legkülső réteg a litoszféra, szilárd, vastagsága nem éri el a 100 kilométert
    - képlékenyebb asztenoszféra
    - legmélyebben a mezoszféra, amely szilárdabb az asztenoszféránál
  • a köpeny alatt található a 3400 km sugarú nagy sűrűségű vas-nikkel mag, amely szilárd belső részből és az azt körülvevő folyékony halmazállapotú anyagból áll.

    Az átlagos sűrűség a kontinentális kőzetektől (2670 kg/m3) a bolygó belseje felé haladva a mag középpontjáig (13600 kg/m3) nő.

    A bolygók belső felépítése részletesebben értelmezhető bármely szeizmikus jelenség tanulmányozásával. Felhasználhatók a bolygó felszíne mentén, valamint a bolygó belsején keresztülhaladó külső vagy belső események előidézte rengéshullámok. A belső esemény lehet földrengés, a külső pedig meteorit-becsapódás vagy mesterséges robbantás.

    A Föld mágneses tere egy egyszerű mágnesrúdéhoz hasonlóan viselkedik: kétpólusú, a tájolótűje pedig az északi és déli mágneses pólusokat összekötő erővonalak mentén áll be. A mágneses tér iránya idővel változik, jelenleg az északi mágneses pólus (amit azért nevezünk északi pólusnak, mert az iránytű mágnesének északi pólusa erre mutat, tehát az valójában a Föld déli pólusa mágneses értelemben) az északi szélesség 78,5 fokán, Északnyugat-Grönlandon helyezkedik el.

     

    A Föld pályája

    Tankönyvek és elemi csillagászi könyvek sokszor perspektívában ábrázoljál a földpályát, egy meglehetősen hosszúra nyújtott ellipszis formájában. Ez az ábra helytelenül felfogva sokaknál beidegződik egy életre, akik abban a hitben vannak és maradnak, hogy a földpálya nem egyéb mint egy hosszan elnyúló ellipszis.
    A valóságban a földpálya alig különbözik a körtől.
    Az eltérés oly csekély, hogy papíron nem is lehet másképp ábrázolni, mint kör alakjában. Ha a papírra vetett földpálya átlóját jó nagyra, mondjuk 1 méterre vesszük is, ábránk eltérése vékonyabb volna a ceruzavonalnál, amellyel a földpályát megrajzoltuk. Az ilyen ellipszist még nagyon jó szemmel sem lehet megkülönböztetni a körtől.

    A Föld tengelyének hajlása 23,4 fokos, és ezt a térbeli irányt a bolygó Nap körüli mozgása közben is megtartja. Ezért keringés közben az északi és déli féltekékre jutó napfény mennyisége szakaszosan változó, azaz az időjárás a Földön évszakos változásokat mutat.

     

    A Föld holdja

    Földünknek egyetlen természetes kísérője van, a Hold.
    Átlagosan 384.000 km távolságban kering Földünktől.

    A Föld és a Hold, ahogyan csak a távolabbi bolygók felé haladó űrszondák "láthatják"

    Felhasznált irodalom