§ 61. Физическая природа планеты Земля и её естественного спутника Луны

Вспомните закон всемирного тяготения.

Почему происходит смена времени года?

1. Третья планета от Солнца — Земля имеет форму чуть приплюснутого шара со средним радиусом R_⊕ = 6378 км. Экваториальный радиус Земли равен 6378,16 км, полярный радиус — 6356,78 км, т. е. полюс на 21,38 км ближе к центру Земли, чем экватор. На снимках из космоса прослеживаются и форма Земли, и основные детали её поверхности (рис. V на форзаце).

Ось вращения Земли расположена под углом 66,5° к плоскости её движения вокруг Солнца и практически не меняет своего направления. Вследствие этого происходят периодические ежегодные изменения освещённости Северного и Южного полушарий Земли, что приводит к смене времён года.

В действительности ось вращения Земли описывает на небесной сфере малый круг, совершая один полный оборот за 26 тыс. лет.

Ближайшие сотни лет северный полюс мира, в который направлена ось вращения Земли, будет находиться недалеко от Полярной звезды, затем начнёт удаляться от неё. Через 12 тыс. лет полюс мира приблизится к самой яркой звезде северного неба — Веге из созвездия Лиры.

Описанное явление носит название прецессии оси вращения Земли. Обнаружил явление прецессии древнегреческий астроном Гиппарх (ок. 190—125 до н. э.). Сравнивая положение звёзд в своём каталоге и в каталоге, составленном задолго до него, он обнаружил медленное перемещение полюса мира.

Одна из важнейших характеристик Земли — масса, которая равна М_⊕ = 5,98 • 10²⁴ кг.

Средняя плотность Земли равна 5520 кг/м³. При этом в ядре, состоящем из железа и никеля в основном с температурой 8000— 9000 °С, плотность равна 12 000 кг/м³, а в коре, состоящей из более лёгких химических элементов, — 2700 кг/м³.

Поверхность Земли на 70% покрыта водой.

2. Земля окружена атмосферой, состоящей в основном из азота и кислорода. Углекислого газа в атмосфере всего 0,03% .

Благодаря углекислому газу и водяному пару, присутствующим в атмосфере, климат Земли значительно теплее, чем был бы при отсутствии этих газов. Это связано с парниковым эффектом, который возникает из-за наличия этих газов в атмосфере. Как известно, солнечные лучи свободно пропускаются прозрачной плёнкой в парник и нагревают грунт и воздух до высокой температуры. Нагретый грунт и воздух излучают инфракрасные (тепловые) лучи, которые наружу не пропускаются плёнкой. Поэтому тепло скапливается внутри парника, повышая его температуру.

Для Земли плёнкой служат углекислый газ и водяные пары в атмосфере. Атмосфера прозрачна для солнечных лучей, они проникают к поверхности Земли и нагревают её и прилежащий воздух. Инфракрасное излучение этими газами не выпускается наружу, и тепло удерживается в приземном слое, тем самым повышая его температуру. Поэтому средняя годовая температура Земли около +15 °С. Если бы в атмосфере не было углекислого газа и водяных паров, то температура на Земле была бы почти на 40 °С ниже. Как мы увидим далее, парниковый эффект играет огромную роль в формировании климата Венеры.

Земля представляет собой огромный магнит, южный полюс которого находится на севере Гренландии. Действие магнитного поля проявляется на расстояниях в десятки тысяч километров от Земли.

Окончание >>>