Планета Земля́

[править]Биосфера

Основная статья: Биосфера

Биосфера (от др.-греч. βιος — жизнь и σφαῖρα — сфера, шар) — это совокупность частей земных оболочек (лито-, гидро- и атмосферы), которая заселена живыми организмами, находится под их воздействием и занята продуктами их жизнедеятельности.

[править]Магнитное поле Земли

Основная статья: Магнитное поле Земли

Структура магнитного поля Земли

Магнитное поле Земли в  первом приближении представляет собой диполь, полюса которого расположены рядом с географическими полюсами планеты. Поле формирует магнитосферу, которая отклоняет частицы солнечного ветра. Они накапливаются в радиационных поясах — двух концентрических областях в форме тора вокруг Земли. Около магнитных полюсов эти частицы могут «высыпаться» в атмосферу и приводить к появлению полярных сияний.

[править]Орбита и вращение Земли

Основная статья: Суточное вращение Земли

Вращение Земли

Земле требуется в среднем 23 часа 56 минут и 4,091 секунд (звёздные сутки), чтобы совершить один оборот вокруг своей оси^[130]. Скоростьвращения планеты с запада на восток составляет примерно 15 градусов в час (1 градус в 4 минуты, 15' в минуту). Это эквивалентно угловому диаметру Солнца или Луны каждые две минуты (видимые размеры Солнца и Луны примерно одинаковы).

Вращение Земли нестабильно: скорость её вращения относительно небесной сферы меняется (в апреле и ноябре продолжительность суток отличается от эталонных на 0,001 с), ось вращения прецессирует (на 20,1" в год) и колеблется (удаление мгновенного полюса от среднего не превышает 15')^[131]. В большом масштабе времени — замедляется. Продолжительность одного оборота Земли увеличивалась за последние 2000 лет в среднем на 0,0023 секунды в столетие (по наблюдениям за последние 250 лет это увеличение меньше — около 0,0014 секунды за 100 лет)^[132].

Земля движется вокруг Солнца по эллиптической орбите на расстоянии около 150 млн км со средней скоростью 29,765 км/сек. Скорость колеблется от 30,27 км/сек (в перигелии) до 29,27 км/сек (в афелии)^[133]. Двигаясь по орбите, Земля совершает полный оборот за 365,2564 средних солнечных суток (один звёздный год). С Земли перемещение Солнца относительно звёзд составляет около 1° в день в восточном направлении. Скорость движения Земли по орбите непостоянна: в июле (при прохождении афелия) она минимальна и составляет около 60угловых минут в сутки, а при прохождении перигелия в январе максимальна, около 62 минут в сутки. Солнце и вся солнечная система обращается вокруг центра галактики Млечного Пути по почти круговой орбите со скоростью около 220 км/c. В свою очередь, Солнечная система в составе Млечного Пути движется со скоростью примерно 20 км/с по направлению к точке (апексу), находящейся на границе созвездий Лиры и Геркулеса, ускоряясь по мере расширения Вселенной. Увлекаемая движением Солнца, Земля описывает в пространстве винтовую линию.

Снимок Земли, сделанный космическим аппаратом Вояджер-1с расстояния в 6 млрд км (40 а.е.) от Земли.

Снимок Земли, сделанный  космическим аппаратом Юнона с расстояния в 9,66 миллионов километров (0.06457 а.е.) от Земли. 26 августа 2011

Земля с Марса

Луна обращается вместе с Землёй вокруг общего центра масс каждые 27,32 суток относительно звёзд. Промежуток времени между двумя одинаковыми фазами луны (синодический месяц) составляет 29,53059 дня. Если смотреть с северного полюса мира, Луна движется вокруг Землипротив часовой стрелки. В эту же сторону происходит и обращение всех планет вокруг Солнца, и вращение Солнца, Земли и Луны вокруг своей оси. Ось вращения Земли отклонена от перпендикуляра к плоскости её орбиты на 23,5 градуса (направление и угол наклона оси Земли изменяется из-за прецессии, а видимое возвышение Солнца зависит от времени года); орбита Луны наклонена на 5 градусов относительно орбиты Земли (без этого отклонения в каждом месяце происходило бы одно солнечное и одно лунное затмение)^[134].

Из-за наклона оси Земли  высота Солнца над горизонтом в течение года изменяется. Для наблюдателя в северных широтах летом, когда Cеверный полюс наклонён к Солнцу, светлое время суток длится дольше и Солнце в небе находится выше. Это приводит к более высоким средним температурам воздуха. Когда Северный полюс отклоняется в противоположную от Солнца сторону, всё становится наоборот и климат делается холоднее. За Северным полярным кругом в это время бывает полярная ночь, которая на широте Северного полярного круга длится почти двое суток (солнце не восходит в день зимнего солнцестояния), достигая на Северном полюсе полугода.

Эти изменения климата (обусловленные  наклоном земной оси) приводят к смене времён года. Четыре сезона определяются солнцестояниями — моментами, когда земная ось максимально наклонена по направлению к Солнцу либо от Солнца, — и равноденствиями. Зимнее солнцестояние происходит около 21 декабря, летнее — примерно 21 июня, весеннее равноденствие — приблизительно 20 марта, а осеннее — 23 сентября. Когда Северный полюс наклонён к Солнцу, южный, соответственно, наклонён от него. Таким образом, когда в северном полушарии лето, в южном — зима, и наоборот (хотя месяцы называются одинаково, то есть, например, февраль в северном полушарии — последний (и самый холодный) месяц зимы, а в южном — последний (и самый тёплый) месяц лета).

Угол наклона земной оси  относительно постоянен в течение  длительного времени. Однако он претерпевает незначительные смещения (известные  как нутация) с периодичностью 18,6 лет. Также существуют долгопериодические колебания (около 41 000 лет), известные как циклы Миланковича. Ориентация оси Земли со временем тоже изменяется, длительность периода прецессии составляет 25 000 лет; эта прецессия является причиной различия звёздного года и тропического года. Оба эти движения вызваны меняющимся притяжением, действующим со стороны Солнца и Луны на экваториальную выпуклостьЗемли. Полюсы Земли перемещаются относительно её поверхности на несколько метров. Такое движение полюсов имеет разнообразные циклические составляющие, которые вместе называютсяквазипериодическим движением. В дополнение к годичным компонентам этого движения существует 14-месячный цикл, именуемый чандлеровским движением полюсов Земли. Скорость вращения Земли также не постоянна, что отражается в изменении продолжительности суток^[135].

Первое в истории изображение  целой Земли (реставрация). Выполнено  с помощью орбитальной станции Lunar Orbiter V 8 августа1967 года.

В настоящее время Земля  проходит перигелий около 3 января, а афелий — примерно 4 июля. Количество солнечной энергии, достигающей Земли в перигелии, на 6,9% больше, чем в афелии, поскольку расстояние от Земли до Солнца в афелии больше на 3,4%. Это объясняется законом обратных квадратов. Так как южное полушарие наклонено в сторону Солнца примерно в то же время, когда Земля находится ближе всего к Солнцу, то в течение года оно получает немного больше солнечной энергии, чем северное. Однако этот эффект значительно менее значим, чем изменение полной энергии, обусловленное наклоном земной оси, и, кроме того, бо́льшая часть избыточной энергии поглощается бо́льшим количеством воды южного полушария^[136].

Для Земли радиус сферы Хилла (сфера влияния земной гравитации) равен примерно 1,5 млн км^[137][138]. Это максимальное расстояние, на котором влияние гравитации Земли больше, чем влияние гравитаций других планет и Солнца.

[править]Наблюдение

Впервые Земля была сфотографирована из космоса в 1959 году аппаратом Эксплорер-6^[139]. Первым человеком, увидевшим Землю из космоса, стал в 1961 году Юрий Гагарин. Экипаж Аполлона-8 в 1968 году первым наблюдал восход Земли с лунной орбиты. В 1972 году экипаж Аполлона-17сделал знаменитый снимок Земли — «The Blue Marble».

Из открытого космоса  и с «внешних» планет (расположенных  за орбитой Земли) можно наблюдать  прохождение Земли через фазы, подобныелунным, так же, как земной наблюдатель может видеть фазы Венеры (открытые Галилео Галилеем).

[править]Луна

Основная статья: Луна

Луна — относительно большой планетоподобный спутник с диаметром, равным четверти земного. Это самый большой, по отношению к размерам своей планеты, спутник Солнечной системы. По названию земной Луны, естественные спутники других планет также называются «лунами».

Вид Земли и Луны с Марса

Гравитационное притяжение между Землёй и Луной является причиной земных приливов и отливов. Аналогичный эффект на Луне проявляется в том, что она постоянно обращена к Земле одной и той же стороной (период оборота Луны вокруг своей оси равен периоду её оборота вокруг Земли; см. также приливное ускорение Луны). Это называется приливной синхронизацией. Во время обращения Луны вокруг Земли Солнце освещает различные участки поверхности спутника, что проявляется в явлении лунных фаз: тёмная часть поверхности отделяется от светлойтерминатором.

Из-за приливной синхронизации  Луна удаляется от Земли примерно на 38 мм в год. Через миллионы лет это крошечное изменение, а также увеличение земного дня на 23 мкс в год, приведут к значительным изменениям^[140]. Так, например, в девоне (примерно 410 млн лет назад) в году было 400 дней, а сутки длились 21,8 часа^[141].

Полная Луна

Луна может существенно  повлиять на развитие жизни путём  изменения климата на планете. Палеонтологические находки и компьютерные модели показывают, что наклон земной оси стабилизируется приливной синхронизацией Земли с Луной^[142]. Если бы ось вращения Земли приблизилась к плоскости эклиптики, то в результате климат на планете стал бы чрезвычайно суровым. Один из полюсов был бы направлен прямо на Солнце, а другой — в противоположную сторону, и по мере обращения Земли вокруг Солнца они менялись бы местами. Полюсы были бы направлены прямо на Солнце летом и зимой. Планетологи, изучавшие такую ситуацию, утверждают, что, в таком случае на Земле вымерли бы все крупные животные и высшие растения^[143].

Видимый с Земли угловой  размер Луны очень близок к видимому размеру Солнца. Угловые размеры (и телесный угол) этих двух небесных тел схожи, потому что хоть диаметр Солнца и больше лунного в 400 раз, оно находится в 400 раз дальше от Земли. Благодаря этому обстоятельству и наличию значительного эксцентриситета орбиты Луны, на Земле могут наблюдаться как полные, так и кольцеобразныезатмения.

Наиболее распространённая гипотеза происхождения Луны, гипотеза гигантского столкновения, утверждает, что Луна образовалась в результате столкновения протопланеты Теи (размером примерно с Марс) с прото-Землёй. Это, среди прочего, объясняет причины сходства и различия состава лунного грунта и земного^[144].

В настоящее время у  Земли нет других естественных спутников, кроме Луны, однако есть по крайней мере два естественных соорбитальных спутника — это астероиды 3753 Круитни, 2002 AA₂₉^[145][146] и множество искусственных.

Воспроизведение в масштабе относительных размеров Земли, Луны и расстояния между ними

[править]Потенциально опасные объекты

Основная статья: Астероиды, сближающиеся с Землёй

Падение на Землю крупных (диаметром в несколько тысяч  км) астероидов представляет опасность её разрушения, однако все наблюдаемые в современную эпоху подобные тела для этого слишком малы и их падение опасно только для биосферы. Согласно распространённым гипотезам такие падения могли послужить причиной нескольких массовых вымираний. Астероиды с перигелийными расстояниями, меньшими или равными 1,3 астрономических единицы, которые могут в обозримом будущем приблизиться к Земле на расстояние, меньшее или равное 0,05 а. е., считаются потенциально опасными объектами. Всего зарегистрировано около 6200 объектов, которые проходят на расстоянии до 1,3 астрономических единиц от Земли. Опасность их падения на планету расценивается как пренебрежимо малая. По современным оценкам, столкновения с подобными телами (по самым пессимистическим прогнозам) вряд ли происходят чаще, чем раз в сто тысяч лет.

[править]Географические сведения

Основная статья: География

Физическая карта Земли

Площадь

• Поверхность: 510,073 млн км²
• Суша: 148,94 млн км² (29,2 %)
• Вода: 361,132 млн км² (70,8 %)

Длина береговой линии: 286 800 км^[147]

[править]Использование суши

Данные на 1993 год

• пашня — 10%
• многолетние насаждения — 1%
• постоянные пастбища — 26%
• леса и лесистые местности — 32%
• города — 1,5%
• другое — 30%

Поливные земли: 2 481 250 км² (на 1993 год)

[править]Социально-экономическая география

Основные статьи: Человек разумный, Социально-экономическая география

31 октября 2011 года население  Земли достигло 7 миллиардов человек^[148]. Согласно оценкам ООН, население Земли достигнет 7,3 миллиардов в 2013 году и 9,2 млрд в2050 году^[149]. Ожидается, что основная доля роста населения придётся на развивающиеся страны. Средняя плотность населения на суше около 40 чел./км², в разных частях Земли сильно различается, причём наивысшей она является в Азии. По прогнозам, к 2030 году уровень урбанизации населения достигнет 60 %^[150], тогда как сейчас он составляет 49% в среднем по миру^[150].

На 30 июля 2010 года за пределами Земли побывали 487 человек, из них 12 были на Луне^{[151][152][153]}.

[править]Административное состояние Земли

Композиционное изображение  поверхности Земли, выполненное  в ночное время

На Земле нет правительства планетарного масштаба. Организация Объединённых Наций (ООН), учреждённая 24 октября 1945 года^[154], включает почти все страны мира. ООН предоставляет трибуну для международных дискуссий, но не обладает ни достаточными полномочиями для принятия обязующих решений, ни необходимыми ресурсами для обеспечения их исполнения, поскольку действующее международное право при разрешении большинства коллизий исходит из верхове́нства собственныхправовых систем государств, признанных мировым сообществом, нормы которых распространяются на находящихся под ихюрисдикцией людей — «население», участки поверхности Земли в их границах — «территория», на прилегающие к ним части атмосферы — «воздушное пространство», Океана — «территориальные воды» и земной коры — «недра». Приоритетна́днационального права над внутригосударственным вступает в силу только тогда, когда правительства сами идут на сознательное ограничение суверенитета своих стран в пользу интересов, признанных общими, и устанавливают такой порядок своим внутренним законодательством. Так, например, строится правовая система Европейского союза.