Планета Земля́

Земля́ — третья от Солнца планета и пятая по размеру среди всех планет Солнечной системы. Она является также крупнейшей по диаметру, массе и плотности среди планет земной группы.

Иногда упоминается как Мир, Голубая планета^[20][21][22], иногда Терра (от лат. Terra). Единственное известное человеку на данный момент тело Солнечной системы в частности и Вселенной вообще, населённое живыми организмами.

Научные данные указывают  на то, что Земля образовалась из солнечной туманности около 4,54 миллиардов лет назад,^{[23][24][25][26]} и вскоре после этого приобрела свой единственный естественный спутник — Луну. Жизнь появилась на Земле около 3,5 миллиардов лет назад, то есть в течение 1 миллиарда после её возникновения^[27]. С тех пор биосфера Земли значительно изменила атмосферу и прочие абиотические факторы, обусловив количественный рост аэробных организмов, а также формирование озонового слоя, который вместе с магнитным полем Земли ослабляет вредную солнечную радиацию^[28], тем самым сохраняя условия для жизни на Земле. Радиация, обусловленная самой земной корой, со времён её образования значительно снизилась благодаря постепенному распаду радионуклидов в ней. Кора Земли разделена на несколько сегментов, или тектонических плит, которые движутся по поверхности со скоростями порядка нескольких сантиметров в год. Приблизительно 70,8% поверхности планеты занимает Мировой океан^[29], остальную часть поверхности занимают континентыи острова. На материках расположены реки и озёра, вместе с Мировым океаном они составляют гидросферу. Жидкая вода, необходимая для всех известных жизненных форм, не существует на поверхности какой-либо из известных планет и планетоидов Солнечной системы, кроме Земли. Полюса Земли покрыты ледяным панцирем, который включает в себяморской лёд Арктики и антарктический ледяной щит.

Сопоставление размеров планет земной группы (слева направо):Меркурий, Венера, Земля, Марс

Внутренние области Земли  достаточно активны и состоят  из толстого, очень вязкого слоя, называемого мантией, которая покрывает жидкое внешнее ядро, являющееся источником магнитного поля Земли и внутреннее твёрдое ядро, предположительно, состоящее из железа и никеля^[30]. Физические характеристики Земли и её орбитального движения позволили жизни сохраниться на протяжении последних 3,5 млрд лет. По различным оценкам, Земля будет сохранять условия для существования живых организмов ещё в течение 0,5-2,3 млрд лет^[31][32][33].

Земля взаимодействует (притягивается гравитационными силами) с другими объектами в космосе, включая Солнце и Луну. Земля обращается вокруг Солнца и делает вокруг него полный оборот примерно за 365,26 солнечных суток — сидерический год. Ось вращения Земли наклонена на 23,44° относительно перпендикуляра к её орбитальной плоскости, это вызывает сезонные изменения на поверхности планеты с периодом в один тропический год — 365,24 солнечных суток. Сутки сейчас составляют примерно 24 часа^[34][35]. Луна начала своё обращение на орбите вокруг Земли примерно 4,53 миллиарда лет назад. Гравитационное воздействие Луны на Землю является причиной возникновения океанских приливов, стабилизирует наклон земной оси и постепенно замедляет вращение планеты^[36][37][38]. Некоторые теории полагают, что падения астероидовприводили к существенным изменениям в окружающей среде и поверхности Земли, в частности, массовые вымирания различных видов живых существ^[39].

Планета является домом для  миллионов видов, включая человека^[40]. Территория Земли разделена на 195 независимых государств, которые взаимодействуют между собой путём дипломатических отношений, путешествий, торговли или военных действий. Человеческая культура сформировала много представлений об устройстве мироздания, такие как концепция оплоской Земле, геоцентрическая система мира и гипотеза Геи, по которой Земля представляет собой единыйсуперорганизм^[41].

[править]История Земли

Основная статья: История Земли

Современной научной гипотезой  формирования Земли и других планет Солнечной системы является гипотеза солнечной туманности, согласно которой Солнечная система образовалась из большого облака межзвёздной пыли и газа^[42]. Облако состояло, главным образом из водорода и гелия, которые образовались после Большого взрыва и более тяжёлых элементов, оставленных взрывами сверхновых. Примерно 4,5 млрд лет назад облако стало сжиматься, что, вероятно, произошло из-за воздействия ударной волны от вспыхнувшей на расстоянии нескольких световых лет сверхновой^[43]. Когда облако начало сокращаться, его угловой момент, гравитация и инерция сплюснули его в протопланетный диск перпендикулярно к его оси вращения. После этого обломки в протопланетном диске под действием силы притяжения стали сталкиваться, и, сливаясь, образовывали первые планетоиды^[44]. В процессе аккреции планетоиды, пыль, газ и обломки, оставшиеся после формирования Солнечной системы, стали сливаться во всё более крупные объекты, формируя планеты^[44]. Примерная дата образования Земли — 4,54 млрд лет назад^{[45][46][47][27]}. Весь процесс формирования планеты занял примерно 10-20 миллионов лет^[48]. Луна сформировалась позднее, хотя её происхождение до сих пор точно не установлено. Основная гипотеза гласит, что она образовалась путём аккреции из вещества, оставшегося после касательного столкновения^[49] Земли с объектом, по размерам близким Марсу^[50] и массой 10% от земной^[51] (иногда этот объект называют «Тейя»)^[52]. В результате этого столкновения было высвобождено примерно в 100 млн раз больше энергии, чем в результате того, которое вызвало вымирание динозавров. Этого было достаточно для испарения внешних слоев Земли и расплавления обоих тел^[53][54]. Часть мантии была выброшена на орбиту Земли, что предсказывает, почему Луна обделена металлическим материалом,^[55] и объясняет её необычный состав^[56]. Под влиянием собственной силы тяжести выброшенный материал принял сферического форму и образовалась Луна^[57].

Протоземля увеличилась  за счёт аккреции, и была достаточно раскалена, чтобы расплавлять металлы и минералы. Железо, а также геохимически сродственные ему сидерофильные элементы, обладая более высокой плотностью, чем силикаты иалюмосиликаты, опускались к центру Земли^[58]. Это привело к разделению внутренних слоёв Земли на мантию и металлическое ядро спустя всего 10 миллионов лет после того, как Земля начала формироваться, произведя слоистую структуру Земли и сформировав магнитное поле Земли.^[59] Выделение газов из коры и вулканическая активность привели к образованию первичной атмосферы. Конденсация водяного пара, усиленная льдом, занесённым кометами и астероидами, привела к образованию океанов^[60]. Земная атмосфера тогда состояла из легких атмофильных элементов: водорода и гелия^[61], но содержала значительно больше углекислого газа, чем сейчас, а это уберегло океаны от замерзания, поскольку светимость Солнца тогда не превышала 70% от нынешнего уровня^[62]. Примерно 3,5 миллиардов лет назад образовалосьмагнитное поле Земли, которое предотвратило опустошение атмосферы солнечным ветром^[63].

Поверхность планеты постоянно  изменялась в течение сотен миллионов  лет: континенты появлялись и разрушались. Они перемещались по поверхности, порой  собираясь в суперконтинент. Приблизительно 750 млн лет назад самый ранний из известных суперконтинентов — Родиния — стал раскалываться на части. Позже эти части объединились в Паннотию (600—540 млн лет назад), затем в последний из суперконтинентов — Пангею, который распался 180 миллионов лет назад^[64].

[править]Возникновение жизни

Существует ряд гипотез возникновения жизни на Земле. Около 3,6—4,1 млрд лет назад появился «последний универсальный общий предок», от которого впоследствии произошли все другие живые организмы^[65][66].

Развитие фотосинтеза позволило живым организмам использовать солнечную энергию напрямую. Это привело к оксигенации атмосферы, начавшейся примерно 2500 млн лет назад^[67], а в верхних слоях — к формированию озонового слоя. Симбиоз мелких клеток с более крупными привёл к развитию сложных клеток — эукариот^[68]. Примерно 2,1 млрд лет назад появились многоклеточные организмы, которые продолжали приспосабливаться к окружающим условиям^[69]. Благодаря поглощению губительного ультрафиолетового излучения озоновым слоем жизнь смогла начать освоение поверхности Земли^[70].

В 1960 году была выдвинута гипотеза Земли-снежка, утверждающая, что в период между 750 и 580 млн лет назад Земля была полностью покрыта льдом. Эта гипотеза объясняет кембрийский взрыв — резкое повышение разнообразия многоклеточных форм жизни около 542 млн лет назад^[71].

Около 1200 млн лет назад появились первые водоросли, а примерно 450 млн лет назад — первые высшие растения^[72]. Беспозвоночныеживотные появились в эдиакарском периоде^[73], а позвоночные — около 525 миллионов лет назад во время кембрийского взрыва^[74].

После кембрийского взрыва было пять массовых вымираний^[75]. Вымирание в конце пермского периода, которое является самым массовым в истории жизни на Земле^[76], привело к гибели более 90% живых существ на планете^[77]. После пермской катастрофы самыми распространёнными наземными позвоночными стали архозавры^[78], от которых в конце триасового периода произошли динозавры. Они доминировали на планете в течение юрского и мелового периодов^[79]. 65 млн лет назад произошло мел-палеогеновое вымирание, вызванное, вероятно, падением метеорита; оно привело к исчезновению динозавров и других крупных рептилий, но обошло многих мелких животных, таких как млекопитающие^[80], которые тогда представляли собой небольших насекомоядных животных, а также птиц, являющихся эволюционной ветвью динозавров^[81]. В течение последних 65 миллионов лет развилось огромное количество разнообразных видов млекопитающих, и несколько миллионов лет назад обезьяноподобные животные получили способностьпрямохождения^[82]. Это позволило использовать орудия и способствовало общению, которое помогало добывать пищу и стимулировало необходимость в большом мозге. Развитие земледелия, а затем цивилизации, в короткие сроки позволило людям воздействовать на Землю как никакая другая форма жизни^[83], влиять на природу и численность других видов.

Последний ледниковый период начался примерно 40 млн лет назад, его пик приходится на плейстоцен около 3 миллионов лет назад. На фоне продолжительных и значительных изменений средней температуры земной поверхности, что может быть связано с периодом обращения Солнечной системы вокруг центра Галактики (около 200 млн лет), имеют место и меньшие по амплитуде и длительности циклы похолодания и потепления, происходящие каждые 40—100 тысяч лет, имеющие явно автоколебательный характер, возможно, вызванный действием обратных связей от реакции всей биосферы как целого, стремящейся обеспечить стабилизацию климата Земли (см. гипотезу Геи^[84], выдвинутую Джеймсом Лавлоком (англ. James Ephraim Lovelock), а также теорию биотической регуляции^[85], предложенную В. Г. Горшковым).

Последний цикл оледенения в  Северном полушарии закончился около 10 тысяч лет назад^[86].

[править]Строение Земли

Земля относится к планетам земной группы, и, в отличие от газовых гигантов, таких как Юпитер, имеет твёрдую поверхность. Это крупнейшая из четырёх планет земной группы в Солнечной системе, как по размеру, так и по массе. Кроме того, Земля имеет наибольшую плотность, самую сильную поверхностную гравитацию, сильнейшее магнитное поле^[87], и возможно обладает самой активной тектоникой плит среди этих четырёх планет^[88].

[править]Форма

Основная статья: Фигура Земли

Вулкан Чимборасо в Эквадоре, наиболее удалённая от центра Земли точка на поверхности^[89]

Cравнение Земли с другими  планетами Солнечной системы.

Форма Земли (геоид) близка к сплюснутому эллипсоиду. Расхождение геоида с аппроксимирующим его эллипсоидом достигает 100 метров^[90]. Средний диаметр планеты составляет примерно 12 742 км, а окружность — 40 000 км, поскольку метр в прошлом определялся как 1/10 000 000 расстояния от экватора до северного полюса через Париж^[91] (из-за неправильного учёта полюсного сжатия Земли эталон метра 1795 года оказался короче приблизительно на 0,2 мм, отсюда неточность).

Вращение Земли создаёт экваториальную выпуклость, поэтому экваториальный диаметр на 43 км больше, чем полярный^[92]. Высочайшей точкой поверхности Земли является гора Эверест (8848 м над уровнем моря), а глубочайшей — Марианская впадина (10 994 м под уровнем моря)^[93]. Поэтому, по сравнению с идеальным эллипсоидом, Земля имеет допуск в пределах 0,17% (1/584), что меньше 0,22% — допустимого допуска для бильярдного шара^[94]. Из-за выпуклости экватора самыми удалёнными точками поверхности от центра Земли являются вершина вулкана Чимборасо в Эквадоре и гора Уаскаран в Перу^[95][96][97].

[править]Химический состав

Масса Земли приблизительно равна 5,98·10²⁴ кг. Общее число атомов, составляющих Землю ≈1,33·10^50[98]. Она состоит в основном из железа(32,1 %), кислорода (30,1 %), кремния (15,1 %), магния (13,9 %), серы (2,9 %), никеля (1,8 %), кальция (1,5 %) и алюминия (1,4 %); на остальные элементы приходится 1,2%. Из-за сегрегации по массе внутреннее пространство, предположительно, состоит из железа (88,8 %), небольшого количества никеля (5,8 %), серы (4,5 %) и около 1% других элементов^[99].