deskripsi singkat tentang planet bumi. Koordinat geografis. Keunikan Bumi dalam keluarga planet tata surya Hal ini terutama disebabkan oleh fakta bahwa kehidupan hanya ada di planet kita. Peluang untuk menemukan bentuk kehidupan yang paling sederhana sekalipun di planet tetangga (bahkan di Mars) diperkirakan oleh sebagian besar ilmuwan mendekati nol. Ciri-ciri unik Bumi lainnya (keberadaan atmosfer dengan kandungan oksigen tinggi, keberadaan lautan yang menempati 70% permukaan planet, aktivitas tektonik tinggi, medan magnet yang kuat, dll.) dalam satu atau lain cara terhubung dengan kehadiran kehidupan: mereka berkontribusi terhadap kemunculannya atau merupakan konsekuensi dari aktivitas kehidupan.
Kebulatan Bumi (dan orang Yunani kuno tahu bahwa Bumi berbentuk bulat) menentukan alokasi cangkang konsentris dalam strukturnya. Untuk pertama kalinya, pendekatan serupa terhadap studi planet kita diusulkan oleh ahli geologi Austria E. Suess, yang juga menyarankan untuk menyebut cangkang ini sebagai cangkang. geosfer. Bentuk bumi yang sebenarnya agak berbeda dari bentuk bumi yang bulat dan, sebenarnya, pemodelan matematika bentuknya paling sering menggunakan konsep seperti elipsoid Dan geoid. Geoid (yang artinya seperti bumi) - ϶ᴛᴏ model Bumi paling akurat, mewakili keunikan tubuh geometris, yang permukaannya bertepatan dengan permukaan rata-rata permukaan air tenang di lautan, secara mental terbentang di bawah benua sehingga garis tegak lurus di titik mana pun memotong permukaan ini dengan sudut siku-siku. Permukaan ellipsoid dan geoid tidak berhimpitan; perbedaan antara keduanya bisa mencapai ±160 m. Ketinggian dan kedalaman titik-titik di permukaan bumi sebenarnya diukur relatif terhadap permukaan geoid. Everest memiliki ketinggian maksimum (8848 m), dan Palung Mariana memiliki kedalaman terbesar (11022 m). Samudera Pasifik. Jari-jari khatulistiwa bumi adalah 6375,75 km, tetapi jari-jari kutub tidak sama: jari-jari utara 30 meter lebih besar dari jari-jari selatan dan sama dengan 6355,39 km (masing-masing, jari-jari selatan adalah 6355,36 km).
Sumbu rotasi bumi yang melalui kutub dan pusat planet miring terhadap bidang orbitnya dengan sudut 66°33"22". Nilai inilah yang menentukan lamanya siang dan malam pada garis lintang yang berbeda dan secara signifikan mempengaruhi karakteristik termal (iklim) dari berbagai zona di dunia. Bumi melakukan satu kali revolusi pada porosnya dalam waktu 23 jam 56 menit 4 detik; jangka waktu ini disebut hari sidereal, dan hari yang tepat 24 jam disebut hari rata-rata atau hari matahari.
Satu-satunya satelit Bumi, Bulan, memiliki dimensi yang mendekati Merkurius, diameternya 3476 km, dan radius rata-rata orbitnya 384,4 ribu km. Orbit Bulan condong ke orbit Bumi sebesar 5 derajat. Periode rotasi Bulan pada porosnya sama sekali bertepatan dengan periode revolusinya mengelilingi Bumi; oleh karena itu, hanya satu belahan bulan yang dapat dilihat dari Bumi.
Garis bagian bola dunia bidang yang sejajar dengan bidang ekuator disebut sejajar, dan garis yang dipotong oleh bidang yang melalui sumbu rotasi bumi disebut meridian. Setiap paralel memiliki garis lintangnya sendiri (utara atau selatan), dan setiap meridian memiliki garis bujurnya sendiri (barat atau timur). Himpunan paralel dan meridian disebut grid geografis; dengan bantuannya, koordinat geografis dari setiap titik di permukaan bumi ditentukan.
Garis lintang geografis titik sewenang-wenang- ϶ᴛᴏ sudut antara bidang ekuator dan garis normal (garis tegak lurus) yang melalui titik ini; garis lintang bervariasi dari nol (di ekuator) hingga 90 derajat. Bujur adalah sudut antara bidang meridional suatu titik tertentu dan bidang meridian tertentu, yang secara konvensional diterima sebagai meridian utama (meridian utama tersebut melewati Observatorium Astronomi Greenwich * dan biasanya disebut Greenwich). Garis bujur bervariasi dari nol hingga 180°; meridian, yang sesuai dengan garis lintang 180°, adalah garis penanggalan.
Untuk kenyamanan penghitungan waktu dan koordinasi temporal aktivitas manusia, permukaan bumi dibagi (pada perkiraan pertama sepanjang meridian) menjadi 24 zona waktu. Insinyur Kanada Fleming menyarankan penggunaan sistem zona waktu untuk menghitung waktu pada tahun 1879, saat ini seluruh dunia menggunakan sistem ini.
Diposting di ref.rf
Perubahan waktu sebesar 1 jam harus sesuai dengan perubahan garis bujur sebesar 15°, namun, batas-batas zona waktu secara ketat bertepatan dengan meridian hanya di lautan; zona waktu yang berdekatan biasanya dipisahkan, bukan oleh meridian, tetapi dekat dengan batas administratifnya (dan terkadang tidak terlalu dekat).
Kemiringan sumbu bumi terhadap bidang ekliptika, sebagaimana telah disebutkan, menentukan batas garis lintang zona iklim(ikat pinggang). Sabuk tengah permukaan bumi, yang batasnya adalah utara dan tropis selatan, disebut tropis, garis lintang masing-masing daerah tropis adalah 23° 26" 38". Di zona tropis, Matahari melewati puncaknya dua kali setahun pada siang hari, dan di garis lintang tropis hanya terjadi satu kali pada garis lintang: pada siang hari tanggal 21 Juni di daerah tropis utara dan 22 Desember - di selatan.
Paralel geografis, yang sesuai dengan garis lintang 66° 33" 22"" disebut lingkaran kutub, area antara kutub dan Lingkaran Arktik disebut sabuk kutub. Hanya di luar Lingkaran Arktik (yaitu di wilayah garis lintang yang lebih tinggi) seperti itu fenomena siang kutub dan malam kutub terjadi Di antara Lingkaran Arktik dan daerah tropis, di setiap belahan bumi terdapat zona sedang (temperate Climate Region).
Struktur Bumi. Geosfer eksternal dan internal. Geosfer luar biasanya mencakup atmosfer, hidrosfer, dan biosfer, meskipun yang terakhir harus dianggap sebagai cangkang perantara, karena mencakup hidrosfer dan area atmosfer tersebut serta kerak bumi(dan ini adalah cangkang bagian dalam), di dalamnya terdapat kehidupan organik. Terkadang magnetosfer dianggap sebagai geosfer luar, yang juga tidak sepenuhnya dibenarkan, karena medan magnet terdapat di salah satu geosfer.
Suasana. Atmosfer bumi merupakan campuran gas; lapisan bawahnya juga mengandung partikel uap air dan debu. Udara kering yang dimurnikan di dekat permukaan bumi mengandung sekitar 78% nitrogen, kurang dari 21% oksigen, dan sekitar 1% argon. Jumlah karbon dioksida sekitar 0,03%, dan jumlah gas lainnya (hidrogen, ozon, gas inert, dll.) sekitar 0,01%. Komposisi atmosfer hampir tidak berubah hingga ketinggian sekitar 100 km. Di permukaan laut di tekanan biasa(1 atm = 1,033 kg/cm 2 = 1,013 · 10 5 Pa) massa jenis udara kering adalah 1,293 kg/m 3, namun bila menjauhi permukaan bumi massa jenisnya massa udara dan tekanan terkait menurun dengan cepat. Atmosfer terus menerus dibasahi akibat penguapan air dari permukaan waduk. Konsentrasi uap air berkurang seiring bertambahnya ketinggian lebih cepat daripada konsentrasi gas - 90% uap air terkonsentrasi di lapisan bawah lima kilometer.
Dengan perubahan ketinggian, tidak hanya kepadatan, tekanan dan suhu udara yang berubah, tetapi juga parameter fisik atmosfer lainnya, dan dataran tinggi komposisinya juga berubah. Oleh karena itu, merupakan kebiasaan untuk membedakan beberapa cangkang bola dengan sifat fisik berbeda di atmosfer. Yang utama adalah ϶ᴛᴏ troposfer, stratosfir Dan ionosfir. Tingkat ketinggian (ketebalan) dari setiap cangkang bola bumi (ini juga berlaku untuk cangkang bagian dalam) sering disebut ketebalannya.
Troposfer mengandung sekitar 80% dari total massa udara, ketebalannya 8...12 km di garis lintang tengah, dan hingga 17 km di atas garis khatulistiwa. Dengan bertambahnya ketinggian, suhu udara di dalam troposfer terus menurun hingga -85 ° C (laju penurunan suhu kira-kira 6 derajat per kilometer). Karena pemanasan permukaan bumi yang tidak merata, massa udara troposfer masuk gerakan terus menerus, tidak hanya memindahkan panas, tetapi juga kelembapan, debu, dan segala jenis emisi. Fenomena di troposfer inilah yang terutama membentuk cuaca dan iklim di Bumi.
Stratosfer memanjang di atas troposfer hingga ketinggian sekitar 50...55 km. Di dalam lapisan ini, suhu meningkat seiring bertambahnya ketinggian; di batas atas stratosfer, suhu mendekati nol. Hampir tidak ada uap air di stratosfer.
Diposting di ref.rf
Pada ketinggian 20 hingga 40 km ada yang disebut. ozonosfer, ᴛ.ᴇ. lapisan dengan kandungan ozon yang tinggi. Lapisan ini sering disebut sebagai perisai planet, karena hampir seluruhnya menyerap radiasi keras (gelombang pendek) yang berbahaya bagi seluruh kehidupan di Bumi. radiasi ultraviolet Matahari.
Pada interval antara ketinggian 55 dan 80 km terdapat lapisan yang suhunya kembali menurun seiring dengan ketinggian. Di batas atas lapisan ini, yang disebut mesosfer, suhunya sekitar -80°C. Di belakang mesosfer, hingga ketinggian sekitar 800...1300 km, terdapat ionosfer (kadang-kadang lapisan ini disebut juga termosfer, karena suhu pada lapisan ini terus meningkat seiring bertambahnya ketinggian).
Hidrosfer. Hidrosfer terdiri dari empat jenis air: oseanosfer, yaitu air asin di laut dan samudera (86,5% massa), air darat segar (sungai dan danau), air tanah, dan gletser. 97% perairan oseanosfer terkonsentrasi di Samudra Dunia, yang tidak hanya merupakan reservoir air utama, tetapi juga akumulator panas utama di planet kita. Berkat lautan, kehidupan muncul di Bumi, atmosfer oksigen terbentuk dan terpelihara, lautan mempertahankan tingkat karbon dioksida yang rendah di atmosfer, melindungi planet ini dari efek rumah kaca(laut jauh lebih besar tingkat tinggi, dibandingkan vegetasi terestrial, yang menjalankan fungsi “paru-paru” planet kita).
Secara umum, lautan dunia, dengan kedalaman rata-rata sekitar 3,6 km, bersifat dingin, hanya 8% airnya yang lebih hangat dari 10 o C. Tekanan di kolom air meningkat seiring bertambahnya kedalaman dengan laju 0,1 at/ M. Salinitas perairan laut, nilai rata-ratanya sekitar 35 ppm (35 ‰), bervariasi (dari 6...8 ‰ di perairan permukaan Baltik hingga 40 ‰ di permukaan Laut Merah). Pada saat yang sama, komposisi dan kandungan relatif berbagai garam tidak berubah di mana-mana, yang menunjukkan stabilitas keseimbangan dinamis antara pelarutan zat yang masuk ke lautan dari darat dan pengendapannya.
Panas spesifik Namun, terdapat sekitar 4 kali lebih banyak air daripada udara karena perbedaan kepadatan yang sangat besar (hampir 800 kali lipat) 1 meter kubik air, yang mendingin sebesar 1 derajat, mampu memanaskan lebih dari 3000 meter kubik udara sebesar 1 derajat. Di daerah beriklim sedang dan lintang tinggi, perairan Samudra Dunia mengumpulkan panas di musim panas dan melepaskannya ke atmosfer di musim dingin, itulah sebabnya iklim di wilayah pesisir selalu lebih sejuk daripada di pedalaman benua. Di garis lintang khatulistiwa, air memanas sepanjang tahun, dan panas ini dipindahkan oleh arus laut ke daerah lintang tinggi, sedangkan air dingin, yang ditangkap oleh arus balik yang dalam, kembali ke daerah tropis. Selain arus dan arus balik, perairan laut juga bergerak dan bercampur akibat pasang surut, serta gelombang alam lainnya, antara lain gelombang angin, gelombang tekanan, dan tsunami.
Lingkungan. Kehadiran hidrosfer dan atmosfer dengan kandungan oksigen tinggi secara signifikan membedakan planet kita dari planet lain di tata surya. Namun perbedaan utama antara Bumi adalah keberadaan materi hidup di atasnya - tumbuhan dan kehidupan hewan. Istilah biosfer diperkenalkan ke dalam sirkulasi ilmiah oleh E. Suess yang telah disebutkan.
Biosfer mencakup seluruh ruang di mana ia berada materi hidup– atmosfer bagian bawah, seluruh hidrosfer, dan cakrawala atas kerak bumi. Massa materi hidup, kira-kira 2,4 · 10 15 kg, dapat diabaikan bahkan jika dibandingkan dengan massa atmosfer (5,15 · 10 18 kg), namun, dalam hal tingkat dampak terhadap sistem yang disebut Bumi, cangkang ini secara signifikan melampaui semua yang lain .
Dasar materi hidup adalah karbon, yang memberikan variasi senyawa kimia yang berbeda-beda tanpa batas. Selain itu, komposisi makhluk hidup meliputi oksigen, hidrogen dan nitrogen, dan selebihnya unsur kimia ditemukan dalam jumlah kecil, meskipun perannya dalam mendukung kehidupan organisme tertentu sangat penting. Sebagian besar materi hidup terkonsentrasi pada tumbuhan hijau. Proses pembuatan bahan organik secara alami menggunakan energi matahari - fotosintesis– melibatkan sejumlah besar karbon dioksida (3,6 · 10 14 kg) dan air (1,5 · 10 14 kg) ke dalam sirkulasi tahunan, sementara 2,66 · 10 14 kg oksigen bebas dilepaskan. Dari sudut pandang kimia, fotosintesis adalah reaksi redoks:
CO 2 + H 2 O → CH 2 O + O 2.
Menurut cara makan dan sikapnya lingkungan luar Organisme hidup dibagi menjadi autotrofik dan heterotrofik. Yang terakhir memakan organisme lain dan sisa-sisanya, sedangkan makanan organisme autotrofik adalah zat mineral (anorganik). Sebagian besar organisme bersifat aerobik, artinya mereka hanya dapat hidup di lingkungan yang mengandung udara (oksigen). Sebagian kecil (kebanyakan mikroorganisme) bersifat anaerobik, hidup di lingkungan bebas oksigen.
Ketika organisme hidup mati, proses fotosintesis sebaliknya terjadi. bahan organik terurai secara oksidasi. Proses pembentukan dan penguraian bahan organik berada dalam keseimbangan dinamis, sehingga total biomassa hampir tidak berubah sejak asal usul kehidupan di Bumi.
Pengaruh biosfer terhadap proses evolusi geologi Bumi dianalisis secara rinci oleh ilmuwan terkemuka Rusia, Akademisi V.I. Vernadsky. Selama lebih dari tiga miliar tahun, materi hidup menyerap dan mengubah energi Matahari. Sebagian besar energi ini dilestarikan dalam endapan mineral yang berasal dari organik, sebagian lainnya digunakan dalam proses pembentukan berbagai batu, akumulasi garam-garam di lautan dunia, akumulasi oksigen yang terkandung di atmosfer, serta terlarut dalam air laut dan termasuk dalam batuan. Vernadsky adalah orang pertama yang menunjukkan peran utama biosfer dalam pembentukan komposisi kimia atmosfer, hidrosfer, dan litosfer, karena aktivitas geokimia materi hidup yang luar biasa tinggi.
Kehidupan di Bumi ada di variasi yang sangat besar bentuk, namun semua bentuk ini tidak ada secara mandiri, tetapi dihubungkan oleh hubungan yang kompleks menjadi satu kompleks raksasa yang terus berkembang.
Geosfer internal adalah cangkang pada benda padat bumi. Ini dapat dibagi menjadi tiga area besar (utama cangkang bagian dalam): pusat – inti, intermediat - mantel dan eksternal - kerak bumi. Sejauh ini perut bumi telah dapat dipelajari untuk dipelajari secara langsung hanya pada kedalaman lebih dari 12 km, seperti sumur ultra-dalam dibor di negara kita (di Semenanjung Kola). Namun 12 km kurang dari 0,2% radius bumi. Oleh karena itu, dengan bantuan pengeboran dalam dan ultra-dalam, data tentang struktur, komposisi, dan parameter interior bumi hanya dapat diperoleh di cakrawala kerak atas.
Informasi tentang area dalam, termasuk. dan tentang permukaan yang memisahkan berbagai cangkang internal, ahli geofisika memperolehnya dengan menganalisis dan merangkum hasil berbagai seismik (dari bahasa Yunani ʼʼ seismikʼʼ - getaran, gempa bumi) penelitian. Intisari dari penelitian-penelitian tersebut (dalam bentuk yang disederhanakan) pada hakikatnya adalah berdasarkan hasil pengukuran waktu tempuh gelombang seismik antara dua titik di permukaan (atau di dalam) bola bumi, dapat ditentukan kecepatannya, dan berdasarkan pada besarnya kecepatan gelombang, parameter medium di mana gelombang itu merambat dapat ditentukan.
Kerak bumi merupakan cangkang batuan bagian atas yang ketebalannya di berbagai daerah berkisar antara 6 - 7 km (di bawah cekungan laut dalam) hingga 70 - 80 km di bawah pegunungan Himalaya dan Andes. Kita dapat mengatakan bahwa permukaan bawah kerak bumi adalah sejenis ʼʼ bayangan cermin permukaan luar padat Bumi. Permukaan ini - antarmuka antara kerak bumi dan mantel - disebut antarmuka Mohorovic.
Oleh karena itu, komposisi kimia kerak bumi didominasi oleh silikon dan aluminium nama kode cangkang ini "sial". Struktur kerak bumi sangat kompleks, yang manifestasinya ditandai dengan jelas oleh heterogenitas vertikal dan horizontal. Dalam arah vertikal di dalam kerak bumi, tiga lapisan secara tradisional dibedakan - sedimen, granit, dan basal. Batuan yang membentuk lapisan ini berbeda komposisi dan asal usulnya.
Mantel terletak di antara inti dan kerak bumi, permukaan yang memisahkan mantel dan inti disebut bagian Wichert-Gutenberg. Ini adalah cangkang bumi perantara dan terbesar; meluas hingga kedalaman sekitar 2900 km. Massa mantel sekitar 2/3 dari total massa planet. Pada batas kerak dan mantel bumi, suhunya bisa melebihi 1000 o C dan tekanan 2000 MPa. Dalam kondisi seperti ini, material mantel dapat berpindah keadaan kristal menjadi keadaan amorf (seperti kaca). Jauh lebih sulit untuk menilai komposisi kimia bahan mantel; namun cangkang ini disebut " Sima Artinya unsur dominan di mantel (setidaknya di mantel atas) adalah silikon dan magnesium.
Inti adalah cangkang bumi yang paling sentral dan terpadat, radiusnya 3470 km. Di perbatasan Wichert-Gutenberg gelombang transversal menghilang, hal ini memungkinkan kita untuk menyimpulkan bahwa bagian luar inti berada di dalam keadaan cair. Di bagian dalam inti (jari-jarinya kira-kira 1.250 km), kecepatan gelombang longitudinal meningkat lagi, dan diyakini bahwa materi akan kembali ke semula. keadaan padat. Komposisi kimia Inti luar dan dalam kira-kira sama, besi dan nikel mendominasi, oleh karena itu nama konvensional untuk cangkang ini adalah “nife”.
Bidang fisik bumi. Penjelasan tentang struktur planet kita tidak akan lengkap jika kita tidak mempertimbangkan medan fisiknya, terutama medan gravitasi dan magnet. Konsep “bidang” digunakan dalam kasus di mana setiap titik dalam suatu area ruang tertentu dapat diasosiasikan dengan nilai tertentu. kuantitas fisik. Dalam pengertian ini, kita dapat berbicara tentang medan suhu (medan termal), medan kecepatan, medan gaya, dll. Sesuai dengan sifat besaran fisika, medan dibagi menjadi vektor dan skalar.
medan gravitasi bumi. Hukum gravitasi universal yang ditetapkan oleh I. Newton dinyatakan dengan rumus
F t = GMm/r 2,
dimana F t adalah gaya gravitasi, M dan m adalah massa benda-benda yang berinteraksi, r adalah jarak antara pusat gravitasi benda-benda tersebut, G = 6.673·10 -11 m 3 s -2 kg -1 adalah gaya gravitasi konstan.
Menjelaskan interaksi gravitasi setiap benda kecil bermassa m, dengan benda langit besar (misalnya Bumi), hukum gravitasi dapat dengan mudah ditulis dalam bentuk:
dimana l = GM adalah konstanta gravitasi yang dipertimbangkan benda angkasa. Dalam kasus Bumi, konstanta ini mempunyai nilai sekitar 4·10 14 m 3 s -2.
Jika suatu benda kecil (titik gravitasi) terletak berdekatan di atas permukaan benda langit, maka gaya tarik menariknya ditentukan sebagai
dimana g = l/r 2 adalah percepatan benda yang jatuh bebas. Dalam kasus Bumi, seperti diketahui, g = 9,8 m/s 2.
Perhatikan bahwa meskipun sangat penting untuk menentukan gaya gravitasi dengan sangat akurat, perlu juga memperhitungkan ketergantungan nilai g pada koordinat titik di mana gaya ini ditentukan. Dengan asumsi distribusi massa seragam di seluruh volume bumi, gaya gravitasi pada suatu titik tertentu dapat dihitung. Penyimpangan dalam praktik nilai percepatan g aktual (yang diukur) dari nilai yang dihitung (disebut anomali gravitasi) terutama disebabkan oleh distribusi massa yang tidak merata. Sebuah studi menyeluruh tentang medan gravitasi bumi memungkinkan tidak hanya untuk mengidentifikasi gangguan tektonik besar, tetapi juga untuk mencari deposit mineral.
Medan magnet bumi. Yang dimiliki Bumi sifat magnetik, telah dikenal sejak zaman kuno. Cukuplah untuk mengatakan bahwa sejarah langsung pengukuran magnetik di dunia selama lebih dari 400 tahun (hasil penelitian eksperimental“The Great Magnet - the Earth” diterbitkan oleh naturalis Inggris W. Gilbert pada tahun 1600.). Planet kita benar-benar merupakan magnet yang besar, bentuknya modern Medan gaya Bumi dekat dengan bumi yang diciptakan oleh dipol magnet yang ditempatkan di inti.
Setiap batu bumi pada saat pembentukannya di bawah pengaruh bidang geomagnetik memperoleh magnetisasi, yang bertahan hingga batuan dipanaskan hingga suhu di atas suhu Curie. Dengan mempelajari magnetisasi remanen alami batuan yang umurnya diketahui, kita dapat mempelajari distribusi spasial dan perubahan temporal medan geomagnetik di masa lalu. Kita dapat mengatakan bahwa informasi tentang evolusi medan geomagnetik di secara harfiah“tercatat” di kedalaman bumi. Peran pembawa magnet paling baik dilakukan oleh batuan beku yang meletus dari gunung berapi pada suhu tinggi (di atas suhu Curie untuk bahan feromagnetik yang terkandung dalam batuan tersebut). Satu dari hasil yang paling penting serupa paleomagnetik penelitian adalah penemuan yang disebut. inversi medan geomagnetik (terkadang istilah ʼʼ pengembalianʼʼ), yaitu perubahan arah momen magnetik Bumi sebaliknya.
Kutub magnet planet kita tidak bertepatan dengan kutub geografis dan dapat berubah posisinya seiring waktu. Selama 100 tahun terakhir, pengamatan menunjukkan bahwa kutub magnet utara telah bergerak arah timur(dari Kanada bagian utara melalui Samudra Arktik ke Siberia), pergerakannya sudah sekitar 1000 km. Belum sepenuhnya jelas apakah ini merupakan awal dari inversi lainnya, atau bagian dari osilasi normal, setelah itu kutub akan kembali ke tempat biasanya.
Medan termal bumi. Planet Bumi berada dalam kesetimbangan termodinamika dengan lingkungannya; ia secara bersamaan menyerap dan mengeluarkan panas dalam jumlah yang kira-kira sama. Sumber utama energi eksternal bagi Bumi adalah Matahari. Kerapatan fluks energi matahari rata-rata di atas atmosfer bumi adalah sekitar 0,14 W/cm2. Hampir separuh energi yang datang (sekitar 45%) dipantulkan ke luar angkasa, sisanya diakumulasikan oleh atmosfer, air, tanah, dan tumbuhan hijau. Dikonversi menjadi panas, energi radiasi matahari menggerakkan massa udara atmosfer dan sejumlah besar air di lautan.
Kontribusi tertentu terhadap penciptaan medan termal bumi diberikan oleh sumber internal. Sumber-sumber ini cukup banyak, tetapi hanya tiga yang harus dianggap sebagai sumber utama: pembusukan unsur radioaktif, diferensiasi kepadatan (gravitasi) materi dan gesekan pasang surut.
Medan termal skalar bumi sudah cukup struktur yang kompleks. Di lapisan atas kerak bumi (sampai 30 - 40 m) pengaruh pemanasan permukaan sangat terasa sinar matahari, sehubungan dengan ini lapisan ini disebut zona panas matahari. Suhu di zona ini berubah secara berkala sepanjang hari dan sepanjang tahun. Bagaimana periode yang lebih lama fluktuasi suhu permukaan, semakin dalam fluktuasi ini menembus ke dalam bumi, namun bagaimanapun juga, amplitudo fluktuasi suhu berkurang secara eksponensial dengan bertambahnya kedalaman.
Suhu zona bawah kerak bumi, disebut zona panas bumi, ditentukan panas dalam. Di zona ini, dengan meningkatnya kedalaman, suhu meningkat, laju perubahannya berbeda di berbagai bagian permukaan bumi, yang berhubungan dengan konduktivitas termal yang berbeda batuan, dan ketidakrataan aliran panas yang berasal dari interior bumi.
Di antara zona heliotermal dan panas bumi terdapat sabuk suhu konstan, di mana suhu tahunan rata-rata untuk wilayah tertentu kira-kira konstan. Kedalaman sabuk ini bergantung pada sifat termofisik batuan dan garis lintang daerah tersebut (meningkat seiring bertambahnya garis lintang). Jika suhu rata-rata tahunan suatu daerah tertentu negatif, maka curah hujan atmosfer yang merembes ke kedalaman berubah menjadi es, dalam kondisi inilah yang disebut es terbentuk. lapisan es. Di zona lapisan es, luas keseluruhan yang membentuk sekitar seperempat dari seluruh permukaan padat planet kita, lapisan atas tanah mencair waktu musim panas hingga kedalaman beberapa sentimeter hingga 3 - 4 meter.
Perkembangan perekonomian domestik dan global masih bertumpu pada pertumbuhan konsumsi energi. Pada abad kedua puluh, populasi bumi meningkat 2,2 kali lipat, dan konsumsi energi sebesar 8,5 kali lipat. Dalam konteks krisis energi yang akan datang, energi matahari, serta energi panas dari dalam bumi, dapat dan harus bersaing dengan sumber energi tradisional (minyak, gas, batu bara, bahan bakar nuklir).
Bumi adalah planet unik di tata surya. - konsep dan tipe. Klasifikasi dan ciri-ciri kategori "Bumi adalah planet unik di tata surya." 2017, 2018.
Keunikan planet ini
Keunikan planet ini Bumi sekali lagi membuktikan bahwa planet kita benar-benar sebuah keajaiban. Bukti apa yang mendukung hal ini dan mengapa hal ini penting?
Sebuah planet unik memberikan bukti
Planet Bumi kita benar-benar merupakan keajaiban, mutiara indah yang langka di luar angkasa. Astronot melaporkan hal itu langit biru dan putih
Awan bumi, jika dilihat dari luar angkasa, "menjadikannya objek paling menarik yang pernah mereka lihat".
Namun, kecantikan bukanlah satu-satunya kelebihannya. “Bumi mewakili misteri ilmiah, kosmologis terbesar, dan semua upaya kita
untuk memahami teka-teki ini masih belum berhasil,” tulis Louis Thomas di majalah Discover.
Fakta berikut juga menarik: dari semua planet di tata surya kita, Bumi adalah satu-satunya tempat para ilmuwan menemukan kehidupan. Pada saat yang sama, kekayaan keanekaragaman makhluk hidup sungguh menakjubkan: organisme mikroskopis, serangga, tumbuhan, ikan, burung, mamalia, dan manusia.
Selain itu, Bumi adalah gudang raksasa yang berisi segala sesuatu yang diperlukan untuk mendukung seluruh kehidupan ini. Di dalam buku Bumi(Bumi) benar sekali jika dikatakan: “Bumi adalah keajaiban alam semesta, sebuah bola yang unik.”
Untuk mendapatkan gambaran tentang keunikan Bumi, bayangkan Anda berada di tempat yang sepi, tidak ada kehidupan.
Tiba-tiba Anda menemukan sebuah rumah yang indah. Rumah dilengkapi dengan AC, pemanas, air mengalir, dan listrik. Kulkas dan lemarinya penuh dengan makanan. Ruang bawah tanah berisi bahan bakar dan persediaan lainnya. Jadi, misalkan Anda bertanya kepada seseorang dari mana semua ini berasal di tempat yang sepi.
Apa yang akan Anda pikirkan jika mereka menjawab Anda: “Semua ini muncul di sini murni secara kebetulan”? Percayakah Anda? Atau akankah saya menerima begitu saja
bahwa seseorang merancang dan membangun rumah ini?
Semua planet lain yang diselidiki oleh para ilmuwan tidak memiliki kehidupan. Namun Bumi penuh dengan kehidupan, didukung oleh banyak sekali kehidupan sistem yang kompleks, yang,
berada dalam keseimbangan sempurna, mereka menyediakan cahaya, udara, kehangatan, air dan makanan.
Semua tanda menunjukkan fakta bahwa ia diciptakan khusus untuk berfungsi sebagai tempat tinggal yang nyaman bagi semua makhluk hidup, seperti rumah yang megah.
Oleh karena itu, argumen seorang penulis Alkitab masuk akal, ”Setiap rumah dibangun oleh seseorang; dan yang menciptakan segala sesuatu adalah Tuhan.” Ya, keberadaan “rumah” yang jauh lebih besar dan indah—planet Bumi kita—memerlukan keberadaan perancang dan pembangun yang sangat cerdas, yaitu Allah (Ibrani 3:4).
Semakin banyak ilmuwan mempelajari bumi dan kehidupan di dalamnya, semakin mereka menyadari bahwa bumi sebenarnya dirancang dengan indah. Majalah Scientific American mengungkapkan kekagumannya:
“Saat kita mengintip ke alam semesta dan memahami esensi dari orang banyak peristiwa acak dalam bidang fisika dan astronomi, yang telah memberikan keuntungan bagi kita, seolah-olah alam semesta, dalam arti tertentu, telah mengetahui kedatangan kita terlebih dahulu.”
Dan majalah Science News mengakui, ”Sepertinya tidak mungkin kondisi yang luar biasa dan setepat ini terjadi secara kebetulan.”
Jarak yang benar dari Matahari
Berbagai kondisi tepat yang diperlukan bagi kehidupan di Bumi mencakup jumlah cahaya dan panas tertentu yang diterima Bumi.
Bumi hanya menerima sebagian kecil energi matahari. Namun, jumlah ini diperlukan untuk mempertahankan kehidupan.
Pasokan energi yang ideal dijamin oleh fakta bahwa Bumi berada pada jarak yang tepat dari Matahari - rata-rata 149.600.000 kilometer. Jika Bumi berada lebih dekat atau lebih jauh dari Matahari, suhunya akan menjadi terlalu panas atau terlalu dingin untuk bisa ada kehidupan.
Selama revolusi tahunan mengelilingi Matahari, Bumi bergerak dengan kecepatan sekitar 107.000 kilometer per jam. Kecepatan inilah yang mengimbanginya
gaya gravitasi Matahari dan menjaga Bumi pada jarak yang sesuai.
Jika kecepatannya turun, Bumi akan tertarik ke arah Matahari. Bersama waktu
Bumi bisa saja berubah menjadi gurun hangus seperti Merkurius, planet terdekat dengan Matahari.
Suhu siang hari di Merkurius mencapai lebih dari 300 derajat Celsius. Sebaliknya, jika kecepatan orbit Bumi meningkat, maka planet pun akan meningkat
akan menjauh dari Matahari dan bisa berubah menjadi gurun es seperti Pluto, planet dengan orbit terjauh dari Matahari. Di Pluto
suhunya sekitar 180 derajat di bawah nol Celcius.
Selain itu, Bumi secara konsisten melakukan revolusi penuh pada porosnya setiap 24 jam. Berkat ini, periode terang dan gelap bergantian secara teratur. Bagaimana jika Bumi berputar pada porosnya, katakanlah, hanya setahun sekali?
Ini berarti demikian sepanjang tahun Hanya satu sisi bumi yang menghadap matahari. Sisi ini mungkin akan berubah menjadi gurun yang sangat panas, dan sisi lainnya, yang menghadap jauh dari Matahari, akan menjadi kawasan permafrost.
Jika ada organisme yang bisa hidup dalam kondisi ekstrim seperti itu, maka hanya sedikit saja yang bisa hidup.
Sumbu rotasi bumi tidak tegak lurus terhadap bidang orbit, melainkan miring sebesar 23,5 derajat. Jika poros bumi tidak miring maka tidak akan terjadi pergantian musim.
Iklimnya akan selalu sama. Meskipun hal ini tidak membuat kehidupan menjadi mustahil, hal ini akan membuat kehidupan menjadi kurang menarik, dan di banyak tempat siklus panen yang ada saat ini akan berubah secara dramatis.
Jika porosnya dimiringkan lebih jauh, hal ini akan mengakibatkan musim panas yang sangat terik dan musim dingin yang sangat dingin. Namun kemiringan 23,5 derajat memungkinkan pergantian musim yang menyenangkan dengan variasinya yang menarik.
Di banyak belahan dunia, musim semi yang menyegarkan dengan tumbuhnya tanaman dan pepohonan serta bermekarannya bunga-bunga indah berganti dengan musim panas yang hangat ketika aktivitas luar ruangan dapat dilakukan, diikuti dengan cuaca musim gugur yang segar dengan pemandangan indah perubahan warna dedaunan. , dan kemudian datanglah musim dingin dengan pemandangan indah ladang, hutan, dan pegunungan yang tertutup salju.
Suasana kami yang luar biasa
Yang tidak kalah unik – bahkan menakjubkan – adalah atmosfer yang mengelilingi Bumi kita. Tidak ada planet lain di tata surya kita yang memiliki planet seperti ini. Bulan kita juga tidak terkecuali.
Oleh karena itu, para astronot hanya bisa bertahan hidup di sana berkat pakaian luar angkasa. Sejak itu, di Bumi, tidak diperlukan pakaian luar angkasa
Gas-gas yang mutlak diperlukan bagi kehidupan di atmosfer kita terkandung dalam jumlah yang baik.
Beberapa dari gas ini sendiri mematikan. Namun karena zat-zat tersebut tercampur di udara dalam jumlah yang aman, kita dapat menghirupnya tanpa membahayakan.
Salah satu gas tersebut adalah oksigen, yang merupakan 21 persen udara yang kita hirup. Tanpanya, manusia dan hewan akan mati dalam hitungan menit. Oksigen berlebih juga akan mengancam keberadaan kita. Mengapa? Oksigen murni menjadi racun jika Anda menghirupnya terlalu lama.
Ditambah lagi, semakin banyak oksigen yang ada, semakin mudah terjadinya kebakaran. Jika terdapat terlalu banyak oksigen di atmosfer, bahan-bahan yang mudah terbakar akan menjadi mudah terbakar
sangat mudah terbakar. Kebakaran akan sangat mudah terjadi dan sulit dikendalikan.
Fakta bahwa oksigen dijernihkan oleh gas lain, terutama nitrogen, yang membentuk 78 persen atmosfer, menunjukkan suatu kebijaksanaan. Namun
nitrogen berfungsi tidak hanya untuk pengenceran.
Di seluruh bumi, jutaan sambaran petir terjadi setiap hari selama terjadi badai petir. Berkat ini pelepasan listrik, sejumlah nitrogen bergabung dengan oksigen. Senyawa yang dihasilkan jatuh ke tanah bersama hujan dan berfungsi sebagai pupuk bagi tanaman.
Jumlah karbon dioksida di atmosfer kurang dari satu persen. Apa gunanya jumlah sekecil itu? Tanpanya, kehidupan tanaman akan terhenti. Jumlah kecil ini cukup bagi tanaman, yang menyerapnya dan melepaskan oksigen sebagai imbalannya. Manusia dan hewan menghirup oksigen dan menghembuskan karbon dioksida.
Peningkatan konsentrasi karbon dioksida di atmosfer akan berbahaya bagi manusia dan hewan. Jika konsentrasinya menurun, kehidupan tanaman tidak akan terdukung. Betapa menakjubkan, tepat, dan mandirinya siklus yang diciptakan untuk mendukung kehidupan tumbuhan, hewan, dan manusia!
Suasana tidak hanya menunjang kehidupan. Ini juga berfungsi sebagai layar pelindung. Pada ketinggian sekitar 25 kilometer, lapisan gas ozon tipis
menyaring komponen berbahaya radiasi sinar matahari. Tanpa lapisan ozon, radiasi tersebut dapat menghancurkan kehidupan di Bumi.
Selain itu, atmosfer melindungi bumi dari bombardir meteor. Kebanyakan meteor tidak pernah mencapai permukaan bumi karena
mereka terbakar setelah memasuki atmosfer, sehingga tampak seperti bintang jatuh.
Jika tidak, jutaan meteor akan membombardir seluruh belahan dunia, menyebabkan kerusakan besar pada kehidupan manusia dan harta benda.
Selain bertindak sebagai perisai, atmosfer memerangkap panas bumi, yang jika tidak maka akan hilang dalam cuaca dingin luar angkasa. Hal yang sama
atmosfer tidak lepas karena gravitasi bumi.
Gaya gravitasi cukup untuk mencapai tujuan ini, namun di sisi lain, gaya gravitasi tidak terlalu kuat sehingga menghambat kebebasan bergerak kita.
Selain fakta bahwa atmosfer diperlukan untuk kehidupan, atmosfer juga memunculkan salah satu pemandangan terindah - perubahan tampilan langit. Cakupan dan kemegahannya sungguh menakjubkan. Panorama langit yang megah dan penuh warna terbuka di seluruh dunia.
Di timur, cahaya keemasan menandakan hari baru, sedangkan langit barat dipenuhi warna merah muda pucat, oranye, merah, dan ungu saat mengucapkan selamat tinggal pada hari itu.
Awan putih, bergelombang, seperti kapas menandakan hari musim semi atau musim panas yang indah; Di musim gugur, tutupan awan seperti bulu domba menandakan mendekatnya musim dingin. Di malam hari, langit berkilauan anggun dengan bintang-bintang, dan malam yang diterangi cahaya bulan memiliki keindahan tersendiri, unik.
Sungguh atmosfer bumi yang luar biasa dalam segala hal! Dalam Jurnal Kedokteran New England
majalah), seorang jurnalis berkomentar: “Jika dilihat secara keseluruhan, langit adalah mahakarya yang menakjubkan.
Ia bertindak dan mencapai segala sesuatu yang ditakdirkan untuk dicapainya dengan tepat seperti segala sesuatu di alam. Saya ragu apakah ada di antara kita yang bisa memikirkan cara untuk memperbaikinya, kecuali sesekali memindahkan awan dari satu tempat ke tempat lain.”
Komentar ini mengingatkan kita pada kata-kata seseorang yang, beberapa ribu tahun yang lalu, mengakui bahwa hal-hal yang menakjubkan adalah “karya menakjubkan dari Yang Maha Sempurna dalam pengetahuannya.” Tentu saja yang dimaksudnya adalah “Allah yang menjadikan langit dan angkasanya” (Ayub 37:16; Yesaya 42:5).
Air adalah zat yang luar biasa
Bumi mempunyai cadangan air yang sangat besar, yang sangat penting properti penting. Ini tersedia dalam jumlah yang lebih besar dibandingkan yang lainnya
zat.
Salah satu dari sekian banyak manfaat air adalah ia dapat berbentuk gas (uap air), cair (air), dan padat (es) - semuanya berada pada suhu bumi.
Selain itu, ribuan zat yang berbeda, diperlukan bagi orang-orang, hewan dan tumbuhan, harus diangkut melalui suatu cairan,
misalnya darah atau sari tumbuhan.
Air sangat ideal untuk tujuan ini karena dapat larut lebih banyak zat daripada cairan lainnya. Tanpa air, nutrisi tidak dapat terjadi karena organisme hidup membutuhkan air sebagai pelarut nutrisi.
Gambaran air yang membeku juga tidak biasa. Saat air mendingin, air menjadi lebih berat di danau dan lautan dan bergerak ke bawah. Dengan demikian,
lebih ringan air hangat naik. Namun ketika air mencapai titik beku, proses sebaliknya terjadi!
Sekarang menjadi lebih mudah dan meningkat air dingin. Setelah berubah menjadi es, ia mengapung di permukaan. Es bertindak sebagai isolator yang menjaga air di bawah es agar tidak membeku, sehingga melindungi kehidupan bawah air.
Jika air tidak memiliki ini properti unik, lalu setiap musim dingin semakin banyak lebih banyak es akan tenggelam ke dasar, di mana pada musim panas mendatang sinar matahari tidak dapat melelehkannya.
Sebagian besar air di sungai, danau, dan bahkan lautan akan segera menjadi air es padat. Bumi akan menjadi planet es yang keras dan tidak ramah terhadap kehidupan.
Cara kelembapan pemberi kehidupan mencapai daerah yang jauh dari sungai, danau, dan laut juga merupakan hal yang tidak biasa. Setiap detik di bawah pengaruh matahari
panas, jutaan meter kubik air berubah menjadi uap.
Karena uap ini lebih ringan dari udara, ia naik ke atas dan membentuk awan di langit.
Arus angin dan udara menggerakkan awan-awan ini, dan bila kondisinya tepat, kelembapannya turun sebagai hujan. Namun tetesan air hujan menjadi lebih besar hanya sampai batas tertentu. Bagaimana jika berbeda dan tetesan air hujan mencapai proporsi yang sangat besar?
Konsekuensinya akan sangat buruk! Namun hal ini tidak terjadi, dan tetesan air hujan biasanya berukuran sesuai dan jatuh dengan lembut, jarang merusak bahkan sehelai rumput atau bunga yang paling halus sekalipun. Keterampilan dan perhatian apa yang tercermin dalam sifat-sifat air! (Mazmur 103:1, 10-14; Pengkhotbah 1:7).
"Tanah subur"
Salah satu penulis Alkitab menggambarkan Allah sebagai Pribadi yang “mendirikan dunia [bumi yang subur] dengan hikmat-Nya” (Yeremia 10:12).
Dan “tanah subur” ini - tanah planet kita - adalah sesuatu yang mengesankan. Komposisinya membuktikan kebijaksanaan.
Tanah mempunyai sifat-sifat yang diperlukan untuk pertumbuhan tanaman. Tanaman terhubung nutrisi dan air dari tanah dengan karbon dioksida
gas dari udara dan, dengan partisipasi cahaya, menghasilkan bahan organik yang menjadi makanan. (Bandingkan Yehezkiel 34:26, 27.)
Tanah mengandung unsur-unsur kimia yang diperlukan untuk menunjang kehidupan manusia dan hewan. Namun pertama-tama, tumbuhan harus membentuk unsur-unsur tersebut sedemikian rupa agar dapat diserap oleh makhluk hidup.
Organisme hidup kecil bekerja sama dengan mereka dalam hal ini. Ada jutaan dari mereka hanya dalam satu sendok teh tanah!
Strukturnya sangat bervariasi, tetapi semuanya berperan dalam mengembalikan daun-daun mati, rumput, dan bahan organik lainnya ke bentuk yang dapat digunakan, atau dalam melonggarkan tanah sehingga udara dan air dapat menembus ke dalamnya.
Bakteri tertentu mengubah nitrogen menjadi senyawa yang diperlukan untuk pertumbuhan tanaman. Lapisan atas tanah diperbaiki karena cacing dan serangga, yang menggali terowongan di dalam tanah, terus-menerus membawa partikel lapisan bawah tanah ke permukaan.
Benar, tanah rusak akibat penanganan yang buruk dan faktor lainnya. Namun bukan berarti kerusakan tersebut akan terus terjadi selamanya. Bumi punya
kemampuan regeneratif yang luar biasa.
Hal ini terlihat di tempat-tempat yang lahannya rusak akibat kebakaran atau letusan gunung berapi. Seiring waktu, area ini kembali tertutup vegetasi. Dan ketika pencemaran berhenti, maka tanah akan pulih kembali, bahkan tanah yang telah berubah menjadi gurun tandus.
Sama langkah penting untuk mengatasi masalah mendasar di balik penyalahgunaan tanah akan dilakukan oleh Pencipta bumi, yang bermaksud untuk “membinasakan mereka yang merusak bumi” dan dengan demikian melestarikannya sebagai tempat tinggal abadi bagi umat manusia, seperti yang semula dimaksudkan-Nya (Wahyu 11:18; Yesaya 45:18).
Bukan sekedar kecelakaan
Merenungkan hal di atas, sekarang pertimbangkan beberapa pertanyaan: dapatkah dijelaskan secara kebetulan bahwa Bumi berada di tempat yang tepat?
jarak dari Matahari, sumber energi cahaya dan panas?
Apakah suatu kebetulan bahwa Bumi berputar mengelilingi Matahari dengan kecepatan yang tepat, bahwa bumi berputar pada porosnya setiap 24 jam dan memiliki sudut kemiringan yang tepat? Apakah kebetulan memberi bumi atmosfer yang melindungi dan melestarikan kehidupan yang terdiri dari campuran gas yang tepat?
Apakah kebetulan menyediakan air dan tanah yang dibutuhkan bumi untuk pertumbuhan tanaman? Apakah kebetulan kita menyediakan begitu banyak buah-buahan, sayur-sayuran, dan produk lainnya yang lezat dan tampak menarik?
Apakah keindahan langit, gunung, sungai dan danau, bunga, semak dan pepohonan, serta
segala macam makhluk hidup yang lezat hanya secara kebetulan?
Banyak orang menyimpulkan bahwa semua ini sulit dijelaskan hanya karena kebetulan yang tidak terkendali. Sebaliknya, mereka melihat tanda-tanda nyata dimana-mana
peduli, cerdas, disengaja.
Apa ciri struktur planet kita yang membedakannya dengan planet lain di tata surya?
Bumi kita indah. Para astronot mengatakan itu terlihat dari luar angkasa permata. Tetapi Fitur utama Bumi, keunikannya terletak pada kenyataan bahwa hanya dia, dari semua planet di tata surya, yang memiliki kehidupan. Mengapa kehidupan bisa terjadi di Bumi?
Anda sudah tahu bahwa planet kita berada pada urutan ketiga terdekat dengan Matahari. Orbitnya berjarak rata-rata 150 dari Matahari juta km. Bagian bumi benar-benar diperhitungkan bagian kecil sinar matahari dan kehangatan. Namun jumlah tersebut cukup untuk menunjang kehidupan. Jarak dari Matahari ke Bumi inilah, tidak lebih dan tidak kurang, yang memungkinkan planet kita tidak terlalu panas dan tidak membeku. Ingat betapa panasnya di Merkurius dan Venus dan betapa dinginnya di Mars dan banyak lagi planet yang jauh, dan Anda akan yakin bahwa suhu di Bumi adalah yang paling menguntungkan bagi kehidupan.
Pada saat yang sama, rotasi Bumi pada porosnya memastikan terjadinya perubahan terang dan gelap setiap 24 jam. Hal ini memungkinkan permukaan bumi memanas secara merata. Jika Bumi berotasi lebih lambat, maka mungkin akan menjadi sangat panas di satu bagian, dan sangat dingin di bagian lain.
Hanya Bumi yang memiliki cadangan air yang sangat besar. Tapi ini adalah zat yang luar biasa. Ia adalah bagian dari semua organisme hidup, melakukan berbagai macam pekerjaan. Misalnya, menjadi bagian dari darah manusia dan hewan, getah tumbuhan, air menjamin pergerakan berbagai zat seluruh tubuh. Air yang diperlukan untuk kehidupan bergerak sebagai hasil dari siklus yang konstan. Setiap detik, jutaan meter kubik air berubah menjadi uap. Naik ke udara, mereka terbentuk, yang bersama dengan arus udara, bergerak ratusan kilometer, membawa serta kelembapan yang memberi kehidupan.
Planet kita mempunyai atmosfer yang berbeda dengan planet lain. Amplop udara Bumi sangat penting bagi kelestarian dan pemeliharaan kehidupan. Ini mengandung oksigen, yang dihirup makhluk hidup, dan karbon dioksida, yang diperlukan untuk memberi makan tanaman. Selain itu, atmosfer mengandung ozon, sejenis oksigen. Ini membentuk lapisan ozon khusus yang menghalangi radiasi dari luar angkasa yang berbahaya bagi organisme. Selain itu, atmosfer, seperti selimut, melindungi bumi dari cuaca dingin yang parah di malam hari. Ini juga melindungi bumi dari meteorit. Kebanyakan dari mereka, ketika masuk ke dalamnya, kehabisan tenaga.
Hanya Bumi yang memiliki tanah - lapisan bumi paling subur. Tanah mengandung zat-zat yang diperlukan untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Tumbuhan hijau menyerap mineral dan air dari tanah, karbon dioksida dari udara dan dengan partisipasi sinar matahari membentuk zat-zat yang diperlukan untuk kehidupan.
Semua ciri-ciri planet kita ini memungkinkan berbagai macam organisme, termasuk manusia, ada di dalamnya.
- Ciri-ciri lokasinya dan di luar angkasa apa yang memungkinkan keberadaan berbagai organisme hidup di sana?
- Apa pentingnya atmosfer planet kita bagi makhluk hidup?
- Apa itu lapisan ozon? Apa perannya terhadap planet ini?
- Apa peran air bagi makhluk hidup di planet ini?
- Apa pentingnya tanah bagi kehidupan di bumi?
Bumi adalah planet yang unik. Saat ini, dari semua planet di tata surya, hanya kehidupan yang ditemukan di dalamnya. Keberadaan makhluk hidup difasilitasi oleh sejumlah ciri bumi: jarak tertentu dari Matahari, kecepatan rotasi pada porosnya (satu revolusi dalam 24 jam), adanya cangkang udara (atmosfer) dan besarnya cadangan air, keberadaan tanah. Air adalah bagian dari semua organisme hidup. Selubung udara bumi menyediakan pernafasan bagi makhluk hidup dan nutrisi tumbuhan, melindungi bumi dari pendinginan dan dari meteorit. Lapisan ozon di atmosfer menghalangi radiasi dari luar angkasa yang berbahaya bagi organisme. Tanah mengandung zat-zat yang diperlukan untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman.
Saya akan berterima kasih jika Anda membagikan artikel ini di jejaring sosial:
Mencari situs.
Planet Bumi kita tidak dapat ditiru dan unik, meskipun terdapat fakta bahwa planet-planet telah ditemukan di sekitar sejumlah bintang lain. Seperti planet lain di tata surya, Bumi terbentuk dari debu dan gas antarbintang. Usia geologisnya adalah 4,5-5 miliar tahun. Sejak awal tahap geologi, permukaan bumi telah terbagi menjadi tonjolan benua Dan parit samudera. Lapisan granit-metamorf khusus terbentuk di kerak bumi. Ketika gas dilepaskan dari mantel, atmosfer primer dan hidrosfer terbentuk.
Kondisi alam di bumi ternyata sangat menguntungkan satu miliar tahun kemudian sejak terbentuknya planet di atasnya kehidupan muncul. Munculnya kehidupan tidak hanya ditentukan oleh karakteristik Bumi sebagai planet, tetapi juga oleh jarak optimalnya dari Matahari ( sekitar 150 juta km). Untuk planet yang lebih dekat dengan Matahari, aliran panas dan cahaya matahari terlalu besar dan memanaskan permukaannya hingga melebihi titik didih air. Planet yang lebih jauh dari Bumi menerima terlalu sedikit panas matahari dan terlalu dingin. Untuk planet yang massanya jauh lebih kecil dari Bumi, gaya gravitasinya sangat kecil sehingga tidak mampu mempertahankan atmosfer yang cukup kuat dan padat.
Selama keberadaan planet ini, sifatnya telah berubah secara signifikan. Aktivitas tektonik meningkat secara berkala, ukuran dan garis besar daratan dan lautan berubah, benda-benda kosmik jatuh ke permukaan planet, berulang kali muncul dan menghilang lapisan es. Namun perubahan-perubahan tersebut, meskipun mempengaruhi perkembangan kehidupan organik, tidak mengganggunya secara signifikan.
Keunikan bumi dikaitkan dengan keberadaannya amplop geografis, yang dihasilkan dari interaksi litosfer, hidrosfer, atmosfer, dan organisme hidup.
Belum ada benda langit lain yang serupa dengan Bumi yang ditemukan di bagian luar angkasa yang dapat diamati.
Bumi, seperti planet lain di tata surya, memilikinya bentuk bulat. Orang Yunani kuno adalah orang pertama yang berbicara tentang kebulatan ( Pythagoras ). Aristoteles , mengamati gerhana bulan, mencatat bahwa bayangan Bumi di Bulan selalu berbentuk bulat, sehingga mendorong para ilmuwan untuk berpikir tentang kebulatan Bumi. Seiring waktu, gagasan ini dibuktikan tidak hanya melalui pengamatan, tetapi juga dengan perhitungan yang akurat.
Pada akhirnya Newton abad ke-17 menyarankan kompresi kutub bumi karena itu rotasi aksial. Pengukuran panjang ruas meridian dekat kutub dan ekuator, dilakukan pada bagian tengah abad ke-18 membuktikan “kejijikan” planet di kutub. Hal itu telah ditentukan Jari-jari ekuator bumi lebih panjang 21 km dari jari-jari kutubnya. Jadi, dari benda-benda geometris, sosok Bumi paling mirip ellipsoid revolusi , bukan bola.
Sering disebut-sebut sebagai bukti kebulatan bumi pelayaran mengelilingi dunia, meningkat seiring ketinggian jangkauan cakrawala terlihat dll. Sebenarnya, ini hanyalah bukti konveksitas bumi, dan bukan bentuknya yang bulat. 
Bukti ilmiah tentang kebulatan adalah foto-foto Bumi dari luar angkasa, pengukuran geodetik di permukaan bumi, dan gerhana bulan.
Akibat perubahan yang dilakukan cara yang berbeda, parameter utama Bumi ditentukan:
radius rata-rata – 6371 km;
radius khatulistiwa – 6378 km;
radius kutub – 6357 km;
keliling ekuator – 40.076 km;
luas permukaan - 510 juta km2;
berat - 5976 ∙ 10 21kg.
Bumi- planet ketiga dari Matahari (setelah Merkurius dan Venus) dan terbesar kelima di antara planet lain di Tata Surya (Merkurius sekitar 3 kali lipat lebih kecil dari Bumi, dan Jupiter – 11 kali lebih banyak). Orbit bumi berbentuk elips. Jarak maksimum antara Bumi dan Matahari adalah 152 juta km, minimal – 147 juta km.
blog.site, apabila menyalin materi seluruhnya atau sebagian, diperlukan link ke sumber aslinya.
Deskripsi singkat tentang planet bumi. Koordinat geografis. Keunikan Bumi dalam keluarga planet tata surya terutama disebabkan oleh kenyataan bahwa kehidupan hanya ada di planet kita. Peluang untuk menemukan bentuk kehidupan yang paling sederhana sekalipun di planet tetangga (bahkan di Mars) diperkirakan oleh sebagian besar ilmuwan mendekati nol. Ciri-ciri unik Bumi lainnya (keberadaan atmosfer dengan kandungan oksigen tinggi, keberadaan lautan yang menempati 70% permukaan planet, aktivitas tektonik tinggi, medan magnet yang kuat, dll.) dalam satu atau lain cara terhubung dengan kehadiran kehidupan: mereka berkontribusi terhadap kemunculannya atau merupakan konsekuensi dari aktivitas kehidupan.
Kebulatan Bumi (dan orang Yunani kuno tahu bahwa Bumi berbentuk bulat) menentukan alokasi cangkang konsentris dalam strukturnya. Untuk pertama kalinya, pendekatan serupa terhadap studi planet kita diusulkan oleh ahli geologi Austria E. Suess, yang juga menyarankan untuk menyebut cangkang ini sebagai cangkang. geosfer. Bentuk bumi yang sebenarnya agak berbeda dari bentuk bumi yang bulat, dan dalam pemodelan matematis yang ketat dari bentuknya, konsep-konsep seperti: elipsoid Dan geoid. Geoid (yang artinya seperti bumi) adalah model Bumi yang paling akurat, ini adalah benda geometris yang unik, yang permukaannya bertepatan dengan permukaan rata-rata permukaan air tenang di lautan, secara mental terbentang di bawah benua sehingga garis tegak lurus berpotongan di setiap titik permukaan ini tegak lurus. Permukaan ellipsoid dan geoid tidak berhimpitan; perbedaan antara keduanya bisa mencapai ±160 m. Ketinggian dan kedalaman titik-titik di permukaan bumi sebenarnya diukur relatif terhadap permukaan geoid. Everest memiliki ketinggian maksimum (8848 m), dan Palung Mariana di Samudera Pasifik memiliki kedalaman terdalam (11022 m). Jari-jari khatulistiwa bumi adalah 6375,75 km, tetapi jari-jari kutub tidak sama: jari-jari utara 30 meter lebih besar dari jari-jari selatan dan sama dengan 6355,39 km (masing-masing, jari-jari selatan adalah 6355,36 km).
Sumbu rotasi bumi yang melalui kutub dan pusat planet miring terhadap bidang orbitnya dengan sudut 66°33"22". Nilai inilah yang menentukan lamanya siang dan malam pada garis lintang yang berbeda dan secara signifikan mempengaruhi karakteristik termal (iklim) dari berbagai zona di dunia. Bumi melakukan satu kali revolusi pada porosnya dalam waktu 23 jam 56 menit 4 detik; jangka waktu ini disebut hari sidereal, dan hari yang tepat 24 jam disebut hari rata-rata atau hari matahari.
Satu-satunya satelit Bumi, Bulan, memiliki dimensi yang mendekati Merkurius, diameternya 3476 km, dan radius rata-rata orbitnya 384,4 ribu km. Orbit Bulan condong ke orbit Bumi sebesar 5 derajat. Periode rotasi Bulan pada porosnya sama sekali bertepatan dengan periode revolusinya mengelilingi Bumi, sehingga hanya satu belahan bulan yang dapat dilihat dari Bumi.
Garis penampang bola bumi oleh bidang-bidang yang sejajar dengan bidang ekuator disebut paralel, dan garis-garis penampang bidang-bidang yang melalui sumbu rotasi bumi disebut meridian. Setiap paralel memiliki garis lintangnya sendiri (utara atau selatan), dan setiap meridian memiliki garis bujurnya sendiri (barat atau timur). Himpunan paralel dan meridian disebut grid geografis; dengan bantuannya, koordinat geografis dari setiap titik di permukaan bumi ditentukan.
Garis lintang geografis suatu titik sembarang adalah sudut antara bidang ekuator dan garis normal (garis tegak lurus) yang melalui titik tersebut bervariasi dari nol (di ekuator) hingga 90 derajat; Bujur adalah sudut antara bidang meridional suatu titik tertentu dan bidang meridian tertentu, yang secara konvensional diterima sebagai meridian utama (meridian utama tersebut melewati Observatorium Astronomi Greenwich * dan disebut Greenwich). Garis bujur bervariasi dari nol hingga 180°; meridian, yang sesuai dengan garis lintang 180°, adalah garis penanggalan.
Untuk kenyamanan penghitungan waktu dan koordinasi temporal aktivitas manusia, permukaan bumi dibagi (pada perkiraan pertama sepanjang meridian) menjadi 24 zona waktu. Insinyur Kanada Fleming menyarankan penggunaan sistem zona waktu untuk melacak waktu pada tahun 1879; saat ini seluruh dunia menggunakan sistem ini. Perubahan waktu sebesar 1 jam harus sesuai dengan perubahan garis bujur sebesar 15°, namun, batas-batas zona waktu secara ketat bertepatan dengan meridian hanya di lautan; zona waktu yang berdekatan biasanya dipisahkan, bukan oleh meridian, tetapi dekat dengan batas administratifnya (dan terkadang tidak terlalu dekat).
Kemiringan sumbu bumi terhadap bidang ekliptika, sebagaimana telah disebutkan, menentukan batas garis lintang zona iklim (sabuk). Sabuk tengah permukaan bumi yang berbatasan dengan daerah tropis utara dan selatan disebut tropis, garis lintang masing-masing daerah tropis adalah 23°26"38". Di sabuk tropis, Matahari melewati puncaknya dua kali setahun pada siang hari, dan di garis lintang tropis hanya terjadi satu kali pada puncaknya: pada siang hari tanggal 21 Juni di daerah tropis utara dan pada tanggal 22 Desember di daerah tropis selatan.
Paralel geografis, yang sesuai dengan garis lintang 66° 33" 22"" disebut lingkaran kutub, area antara kutub dan Lingkaran Arktik disebut sabuk kutub. Hanya di luar Lingkaran Arktik (yaitu di wilayah garis lintang yang lebih tinggi) seperti itu fenomena siang kutub dan malam kutub terjadi Di antara Lingkaran Arktik dan daerah tropis, di setiap belahan bumi terdapat zona sedang (temperate Climate Region).
Struktur Bumi. Geosfer eksternal dan internal. Geosfer luar biasanya mencakup atmosfer, hidrosfer, dan biosfer, meskipun biosfer harus dianggap sebagai cangkang perantara, karena mencakup hidrosfer dan area atmosfer serta kerak bumi (dan ini adalah cangkang bagian dalam) di dalamnya. kehidupan organik ada. Terkadang magnetosfer dianggap sebagai geosfer luar, yang juga tidak sepenuhnya dibenarkan, karena medan magnet terdapat di salah satu geosfer.
Suasana. Atmosfer bumi merupakan campuran gas; lapisan bawahnya juga mengandung partikel uap air dan debu. Udara kering yang dimurnikan di dekat permukaan bumi mengandung sekitar 78% nitrogen, kurang dari 21% oksigen, dan sekitar 1% argon. Jumlah karbon dioksida sekitar 0,03%, dan jumlah gas lainnya (hidrogen, ozon, gas inert, dll.) sekitar 0,01%. Komposisi atmosfer hampir tidak berubah hingga ketinggian sekitar 100 km. Pada permukaan laut pada tekanan normal (1 atm = 1,033 kg/cm 2 = 1,013 10 5 Pa), massa jenis udara kering adalah 1,293 kg/m 3, namun seiring dengan jarak dari permukaan bumi, massa jenis udara dan massa jenis udara kering. tekanan terkait dengan cepat menurun. Atmosfer terus menerus dibasahi akibat penguapan air dari permukaan waduk. Konsentrasi uap air berkurang seiring bertambahnya ketinggian lebih cepat daripada konsentrasi gas - 90% uap air terkonsentrasi di lapisan bawah lima kilometer.
Dengan perubahan ketinggian, tidak hanya kepadatan, tekanan dan suhu udara yang berubah, tetapi juga parameter fisik atmosfer lainnya, dan di dataran tinggi komposisinya juga berubah. Oleh karena itu, di atmosfer merupakan kebiasaan untuk membedakan beberapa cangkang bola dengan sifat fisik yang berbeda. Yang utama adalah troposfer, stratosfir Dan ionosfir. Tingkat ketinggian (ketebalan) dari satu atau beberapa cangkang bumi (ini juga berlaku untuk cangkang bagian dalam) sering disebut ketebalannya.
Troposfer mengandung sekitar 80% dari total massa udara, ketebalannya 8...12 km di garis lintang tengah, dan hingga 17 km di atas garis khatulistiwa. Dengan bertambahnya ketinggian, suhu udara di dalam troposfer terus menurun hingga -85 ° C (laju penurunan suhu kira-kira 6 derajat per kilometer). Karena pemanasan permukaan bumi yang tidak merata, massa udara troposfer terus bergerak, tidak hanya membawa panas, tetapi juga kelembapan, debu, dan segala jenis emisi. Fenomena di troposfer inilah yang terutama membentuk cuaca dan iklim di Bumi.
Stratosfer memanjang di atas troposfer hingga ketinggian sekitar 50...55 km. Di dalam lapisan ini, suhu meningkat seiring bertambahnya ketinggian; di batas atas stratosfer, suhu mendekati nol. Hampir tidak ada uap air di stratosfer. Pada ketinggian 20 hingga 40 km ada yang disebut. ozonosfer, yaitu lapisan dengan kandungan ozon yang tinggi. Lapisan ini sering disebut sebagai perisai planet, karena hampir seluruhnya menyerap radiasi ultraviolet keras (gelombang pendek) Matahari, yang berbahaya bagi semua kehidupan di Bumi.
Pada interval antara ketinggian 55 dan 80 km terdapat lapisan yang suhunya kembali menurun seiring dengan ketinggian. Di batas atas lapisan ini, yang disebut mesosfer, suhunya sekitar -80°C. Di belakang mesosfer, hingga ketinggian sekitar 800...1300 km, terdapat ionosfer (kadang-kadang lapisan ini disebut juga termosfer, karena suhu pada lapisan ini terus meningkat seiring bertambahnya ketinggian).
Hidrosfer. Hidrosfer terdiri dari empat jenis air: oseanosfer, yaitu air asin di laut dan samudera (86,5% massa), air darat segar (sungai dan danau), air tanah, dan gletser. 97% perairan oseanosfer terkonsentrasi di Samudra Dunia, yang tidak hanya merupakan reservoir air utama, tetapi juga akumulator panas utama di planet kita. Berkat lautan, kehidupan muncul di Bumi, atmosfer oksigen terbentuk dan terpelihara, lautan mempertahankan tingkat karbon dioksida yang rendah di atmosfer, melindungi planet ini dari efek rumah kaca (laut, pada tingkat yang jauh lebih tinggi daripada bumi). vegetasi, berfungsi sebagai “paru-paru” planet kita).
Secara umum, lautan dunia, dengan kedalaman rata-rata sekitar 3,6 km, bersifat dingin, hanya 8% airnya yang lebih hangat dari 10 o C. Tekanan di kolom air meningkat seiring bertambahnya kedalaman dengan laju 0,1 at/ M. Salinitas perairan laut, nilai rata-ratanya sekitar 35 ppm (35 ‰), bervariasi (dari 6...8 ‰ di permukaan perairan Baltik hingga 40 ‰ di permukaan Laut Merah). Pada saat yang sama, komposisi dan kandungan relatif berbagai garam tidak berubah di mana-mana, yang menunjukkan stabilitas keseimbangan dinamis antara pelarutan zat yang masuk ke lautan dari darat dan pengendapannya.
Kapasitas panas spesifik air kira-kira 4 kali lebih besar daripada udara, namun karena perbedaan kepadatan yang sangat besar (hampir 800 kali lipat), 1 meter kubik air, yang didinginkan sebesar 1 derajat, mampu memanaskan lebih dari 3000 meter kubik. meter udara sebesar 1 derajat. Di daerah beriklim sedang dan lintang tinggi, perairan Samudra Dunia mengumpulkan panas di musim panas dan melepaskannya ke atmosfer di musim dingin, itulah sebabnya iklim di wilayah pesisir selalu lebih sejuk daripada di pedalaman benua. Di garis lintang khatulistiwa, air memanas sepanjang tahun, dan panas ini dipindahkan oleh arus laut ke daerah lintang tinggi, sedangkan air dingin, yang ditangkap oleh arus balik yang dalam, kembali ke daerah tropis. Selain arus dan arus balik, perairan laut juga bergerak dan bercampur akibat pasang surut air laut, serta gelombang alam lainnya, antara lain gelombang angin, gelombang tekanan, dan tsunami.
Lingkungan. Kehadiran hidrosfer dan atmosfer dengan kandungan oksigen tinggi secara signifikan membedakan planet kita dari planet lain di tata surya. Namun perbedaan utama antara Bumi adalah keberadaan materi hidup di atasnya - tumbuhan dan kehidupan hewan. Istilah biosfer diperkenalkan ke dalam sirkulasi ilmiah oleh E. Suess yang telah disebutkan.
Biosfer mencakup seluruh ruang tempat keberadaan materi hidup - atmosfer bagian bawah, seluruh hidrosfer, dan cakrawala atas kerak bumi. Massa materi hidup, kira-kira 2,4 × 10 15 kg, dapat diabaikan bahkan jika dibandingkan dengan massa atmosfer (5,15 × 10 18 kg), tetapi dalam hal tingkat dampaknya terhadap sistem yang disebut Bumi, cangkang ini secara signifikan melampaui semua yang lain.
Dasar dari materi hidup adalah karbon, yang memberikan variasi yang tak terbatas senyawa kimia. Selain itu, komposisi makhluk hidup meliputi oksigen, hidrogen dan nitrogen, unsur kimia lainnya ditemukan dalam jumlah kecil, meskipun perannya dalam menunjang kehidupan organisme tertentu bisa sangat penting. Sebagian besar materi hidup terkonsentrasi pada tumbuhan hijau. Proses pembuatan bahan organik secara alami menggunakan energi matahari - fotosintesis– melibatkan sejumlah besar karbon dioksida (3,6 · 10 14 kg) dan air (1,5 · 10 14 kg) ke dalam sirkulasi tahunan, sementara 2,66 · 10 14 kg oksigen bebas dilepaskan. Dari sudut pandang kimia, fotosintesis adalah reaksi redoks:
CO 2 + H 2 O → CH 2 O + O 2.
Menurut cara nutrisi dan hubungannya dengan lingkungan luar, organisme hidup dibagi menjadi autotrofik dan heterotrofik. Yang terakhir memakan organisme lain dan sisa-sisanya, sedangkan makanan organisme autotrofik adalah zat mineral (anorganik). Sebagian besar organisme bersifat aerobik, artinya mereka hanya dapat hidup di lingkungan yang mengandung udara (oksigen). Sebagian kecil (kebanyakan mikroorganisme) bersifat anaerobik, hidup di lingkungan bebas oksigen.
Ketika organisme hidup mati, terjadi proses yang berlawanan dengan fotosintesis; zat organik terurai melalui oksidasi. Proses pembentukan dan penguraian bahan organik berada dalam keseimbangan dinamis, sehingga jumlah total biomassa hampir tidak berubah sejak asal mula kehidupan di Bumi.
Pengaruh biosfer terhadap proses evolusi geologi Bumi dianalisis secara rinci oleh ilmuwan terkemuka Rusia, Akademisi V.I. Vernadsky. Selama lebih dari tiga miliar tahun, materi hidup menyerap dan mengubah energi Matahari. Sebagian besar energi ini disimpan dalam endapan mineral yang berasal dari organik, sebagian lagi digunakan dalam proses pembentukan berbagai batuan, akumulasi garam di lautan, akumulasi oksigen yang terkandung di atmosfer, serta larut dalam air laut dan termasuk dalam batuan. Vernadsky adalah orang pertama yang menunjukkan peran utama biosfer dalam pembentukan komposisi kimia atmosfer, hidrosfer, dan litosfer, karena aktivitas geokimia materi hidup yang luar biasa tinggi.
Kehidupan di Bumi ada dalam berbagai macam bentuk, namun semua bentuk ini tidak ada secara mandiri, namun dihubungkan oleh hubungan yang kompleks menjadi satu kompleks raksasa yang terus berkembang.
Geosfer internal adalah cangkang pada benda padat bumi. Tiga area besar (cangkang internal utama) dapat dibedakan di dalamnya: tengah - inti, intermediat - mantel dan eksternal - kerak bumi. Sejauh ini, kedalaman bumi hanya dapat digali untuk tujuan studi langsung hingga kedalaman lebih dari 12 km; sumur ultra-dalam seperti itu telah dibor di negara kita (di Semenanjung Kola). Namun 12 km kurang dari 0,2% radius bumi. Oleh karena itu, dengan bantuan pengeboran dalam dan ultra-dalam, data tentang struktur, komposisi, dan parameter interior bumi hanya dapat diperoleh di cakrawala kerak atas.
Ahli geofisika memperoleh informasi tentang daerah dalam, termasuk permukaan yang memisahkan berbagai cangkang bagian dalam, dengan menganalisis dan merangkum hasil berbagai seismik (dari bahasa Yunani “ seismik" - penelitian getaran, gempa bumi). Inti dari penelitian ini (dalam bentuk yang disederhanakan) adalah dengan mengukur waktu perjalanan gelombang seismik antara dua titik di permukaan (atau di dalam) bola bumi, kecepatannya dapat ditentukan, dan besarnya gelombang. kecepatan, parameter media di mana ia disebarkan.
Kerak bumi merupakan cangkang batuan bagian atas yang ketebalannya di berbagai daerah berkisar antara 6 - 7 km (di bawah cekungan laut dalam) hingga 70 - 80 km di bawah pegunungan Himalaya dan Andes. Dapat dikatakan bahwa permukaan bawah kerak bumi merupakan semacam “pantulan cermin” dari permukaan luar benda padat bumi. Permukaan ini - antarmuka antara kerak bumi dan mantel - disebut antarmuka Mohorovic.
Komposisi kimiawi kerak bumi didominasi oleh silikon dan aluminium, oleh karena itu nama konvensional untuk cangkang ini adalah "sial". Struktur kerak bumi sangat kompleks, yang manifestasinya ditandai dengan jelas oleh heterogenitas vertikal dan horizontal. Dalam arah vertikal di dalam kerak bumi, tiga lapisan secara tradisional dibedakan - sedimen, granit, dan basal. Batuan yang membentuk lapisan ini berbeda komposisi dan asal usulnya.
Mantel terletak di antara inti dan kerak bumi, permukaan yang memisahkan mantel dan inti disebut bagian Wichert-Gutenberg. Ini adalah cangkang bumi perantara dan terbesar; meluas hingga kedalaman sekitar 2900 km. Massa mantel menyumbang sekitar 2/3 dari total massa planet. Pada batas kerak dan mantel bumi, suhunya bisa melebihi 1000 o C dan tekanan 2000 MPa. Dalam kondisi ini, substansi mantel dapat bertransisi dari keadaan kristal ke keadaan amorf (vitreous). Jauh lebih sulit untuk menilai komposisi kimia bahan mantel; namun cangkang ini disebut " Sima Artinya unsur dominan di mantel (setidaknya di mantel atas) adalah silikon dan magnesium.
Inti adalah cangkang bumi yang paling sentral dan terpadat, radiusnya 3470 km. Di perbatasan Wichert-Gutenberg, gelombang transversal menghilang, sehingga kita dapat menyimpulkan bahwa bagian luar inti berada dalam keadaan cair. Di bagian dalam inti (jari-jarinya kira-kira 1.250 km), kecepatan gelombang longitudinal meningkat lagi, dan diyakini bahwa materi akan berubah menjadi padat lagi. Komposisi kimia inti luar dan dalam kira-kira sama, besi dan nikel mendominasi, oleh karena itu nama konvensional dari cangkang ini adalah “nife”.
Bidang fisik bumi. Penjelasan tentang struktur planet kita tidak akan lengkap jika kita tidak memperhatikan medan fisiknya, terutama medan gravitasi dan magnet. Konsep “bidang” digunakan dalam kasus di mana setiap titik di wilayah ruang tertentu dapat diasosiasikan dengan nilai besaran fisis tertentu. Dalam pengertian ini, kita dapat berbicara tentang medan suhu (medan termal), medan kecepatan, medan gaya, dll. Sesuai dengan sifat besaran fisika, medan dibagi menjadi vektor dan skalar.
medan gravitasi bumi. Hukum yang ditetapkan oleh I. Newton gravitasi universal dinyatakan dengan rumus
F t = GMm/r 2,
dimana F t adalah gaya gravitasi, M dan m adalah massa benda-benda yang berinteraksi, r adalah jarak antara pusat gravitasi benda-benda tersebut, G = 6.673·10 -11 m 3 s -2 kg -1 adalah gaya gravitasi konstan.
Menggambarkan interaksi gravitasi benda kecil bermassa m dengan benda langit besar (misalnya Bumi), akan lebih mudah untuk menuliskan hukum gravitasi dalam bentuk:
dimana l = GM adalah konstanta gravitasi benda langit yang bersangkutan. Dalam kasus Bumi, konstanta ini mempunyai nilai sekitar 4·10 14 m 3 s -2.
Jika suatu benda kecil (titik gravitasi) berada berdekatan di atas permukaan benda langit, maka gaya tarik menariknya ditentukan sebagai
dimana g = l/r 2 adalah percepatan benda yang jatuh bebas. Dalam kasus Bumi, seperti diketahui, g = 9,8 m/s 2.
Perhatikan bahwa jika perlu menentukan gaya gravitasi dengan sangat akurat, perlu memperhitungkan ketergantungan nilai g pada koordinat titik di mana gaya ini ditentukan. Dengan asumsi distribusi massa seragam di seluruh volume bumi, gaya gravitasi pada suatu titik tertentu dapat dihitung. Penyimpangan dalam praktik nilai percepatan g aktual (yang diukur) dari nilai yang dihitung (disebut anomali gravitasi) terutama disebabkan oleh distribusi massa yang tidak merata. Sebuah studi menyeluruh tentang medan gravitasi bumi memungkinkan tidak hanya untuk mengidentifikasi gangguan tektonik besar, tetapi juga untuk mencari deposit mineral.
Medan magnet bumi. Fakta bahwa bumi memiliki sifat magnetis telah diketahui sejak zaman dahulu. Cukuplah untuk mengatakan bahwa sejarah pengukuran magnetik langsung di dunia sudah ada sejak lebih dari 400 tahun yang lalu (hasil studi eksperimental tentang "magnet besar - Bumi" diterbitkan oleh naturalis Inggris W. Gilbert pada tahun 1600). Planet kita memang merupakan magnet yang besar; bentuk medan magnet bumi saat ini mendekati bentuk yang dihasilkan oleh dipol magnet yang ditempatkan di intinya.
Setiap batuan bumi pada saat pembentukannya di bawah pengaruh medan geomagnetik memperoleh magnetisasi, yang bertahan hingga batuan tersebut memanas hingga suhu melebihi suhu Curie. Dengan mempelajari magnetisasi remanen alami batuan yang umurnya diketahui, kita dapat mempelajari distribusi spasial dan perubahan temporal medan geomagnetik di masa lalu. Kita dapat mengatakan bahwa informasi tentang evolusi medan geomagnetik secara harfiah “tercatat” di dalam perut bumi. Peran pembawa magnet paling baik dilakukan oleh batuan beku yang meletus dari gunung berapi pada suhu tinggi (di atas suhu Curie untuk bahan feromagnetik yang terkandung dalam batuan tersebut). Salah satu hasil terpenting dari hal tersebut paleomagnetik penelitian adalah penemuan yang disebut. inversi medan geomagnetik (terkadang istilah " pengembalian"), yaitu mengubah arah momen magnet bumi menjadi sebaliknya.
Kutub magnet planet kita tidak bertepatan dengan kutub geografis dan dapat berubah posisinya seiring waktu. Selama 100 tahun terakhir, pengamatan menunjukkan, kutub magnet utara telah bergerak ke arah timur (dari Kanada bagian utara melalui Samudra Arktik ke Siberia), pergerakannya telah mencapai sekitar 1000 km. Belum sepenuhnya jelas apakah ini merupakan awal dari inversi lainnya, atau bagian dari osilasi normal, setelah itu kutub akan kembali ke tempat biasanya.
Medan termal bumi. Planet Bumi berada dalam kesetimbangan termodinamika dengan lingkungannya; ia secara bersamaan menyerap dan mengeluarkan panas dalam jumlah yang kira-kira sama. Sumber utama energi eksternal bagi Bumi adalah Matahari. Kerapatan fluks energi matahari rata-rata di atas atmosfer bumi adalah sekitar 0,14 W/cm2. Hampir separuh energi yang datang (sekitar 45%) dipantulkan ke luar angkasa, sisanya diakumulasikan oleh atmosfer, air, tanah, dan tumbuhan hijau. Dikonversi menjadi panas, energi radiasi matahari menggerakkan massa udara atmosfer dan sejumlah besar air di lautan.
Sumber internal juga memberikan kontribusi tertentu terhadap penciptaan medan termal bumi. Ada cukup banyak sumber-sumber ini, tetapi hanya tiga yang harus dianggap sebagai sumber utama: peluruhan unsur radioaktif, diferensiasi massa jenis (gravitasi) materi, dan gesekan pasang surut.
Medan panas skalar bumi memiliki struktur yang agak rumit. Pada lapisan atas kerak bumi (sampai 30 - 40 m) sangat terasa efek pemanasan permukaan oleh sinar matahari, itulah sebabnya lapisan ini disebut zona panas matahari. Suhu di zona ini berubah secara berkala sepanjang hari dan sepanjang tahun. Semakin lama periode fluktuasi suhu permukaan, semakin dalam fluktuasi tersebut menembus ke dalam bumi, namun bagaimanapun juga, amplitudo fluktuasi suhu menurun secara eksponensial dengan bertambahnya kedalaman.
Rezim suhu zona bawah kerak bumi disebut zona panas bumi, ditentukan oleh panas internal. Di zona ini, dengan meningkatnya kedalaman, suhu meningkat, laju perubahannya berbeda di berbagai bagian permukaan bumi, yang dikaitkan dengan perbedaan konduktivitas termal batuan dan ketidakrataan aliran panas yang berasal darinya. bagian dalam bumi.
Di antara zona heliotermal dan panas bumi terdapat sabuk suhu konstan, di mana suhu tahunan rata-rata untuk wilayah tertentu kira-kira konstan. Kedalaman sabuk ini bergantung pada sifat termofisik batuan dan garis lintang daerah tersebut (meningkat seiring bertambahnya garis lintang). Jika suhu rata-rata tahunan suatu daerah tertentu negatif, maka curah hujan atmosfer yang merembes ke kedalaman berubah menjadi es, dalam kondisi inilah yang disebut es terbentuk. lapisan es. Di zona permafrost, yang luas totalnya sekitar seperempat dari seluruh permukaan padat planet kita, lapisan atas tanah mencair di musim panas hingga kedalaman beberapa sentimeter hingga 3 - 4 meter.
Perkembangan perekonomian domestik dan global masih bertumpu pada pertumbuhan konsumsi energi. Pada abad kedua puluh, populasi dunia meningkat 2,2 kali lipat, dan konsumsi energi sebesar 8,5 kali lipat. Dalam konteks krisis energi yang akan datang, energi matahari, serta energi panas dari dalam bumi, dapat dan harus bersaing dengan sumber energi tradisional (minyak, gas, batu bara, bahan bakar nuklir).
