Земля — планета в Солнечной системе
Мы живем, точно в сне неразгаданном
На одной из удобных планет...
И.Северянин
Вселенная бесконечна и непостижима. В ясном ночном небе вдали от городских огней можно наблюдать широкую полосу Млечного Пути — нашу Галактику, состоящую более чем из 200 миллиардов звезд самой разной светимости и цвета. Среди этих миллиардов звезд есть одна ничем особо не выделяющая звезда — Солнце, расположенная далеко от центра Млечного Пути, на его окраине, в одном из двух спиральных рукавов почти точно в галактической плоскости на расстоянии в 32000 световых года. Звезд с размерами и массой подобных Солнцу, в Галактике не так уж и много, всего несколько процентов от общего числа, а белых и желтоватых звезд с близкими к Солнечной массами, считанные единицы. И именно вокруг этой звезды вращается наша родная планета — Земля.
![Земля в Солнечной системе Планета Земля в Солнечной системе](https://i0.wp.com/o-nashey-planete.ru/wp-content/uploads/2019/12/Soln-sistema.jpg?resize=584%2C366&ssl=1)
Земля — планета в Солнечной системе — третья от Солнца и пятая по величине среди восьми планет, вращающихся по своим орбитам вокруг Солнца. Она кружится вокруг Солнца по эллиптической орбите на расстоянии примерно 149,6 млн км со средней скоростью 29,8 км/с за период, равный 365,24 средних солнечных суток. Вдобавок, Земля вращается вокруг своей оси, наклоненной к плоскости эклиптики под углом 66 град. 33 мин 22 с, делая полный оборот за 23 ч 56 мин 4,1 с. У Земли форма не идеального шара. Поверхность планеты близка к сферической, но как таковой сферической не является. Это сплющенный сфероид. На экваторе его диаметр составляет 12756 км, а у полюсов 12714 км. Длина окружности экватора Земли равняется 40076 км.
Между прочим, это самое утолщение Земли у экватора имеет собственное гравитационное взаимодействие с Луной. И из-за этого гравитационного взаимодействия ось вращения Земли вынуждена описывать медленный круг — раз за 25780 лет. Если бы Земля была правильным шаром, этой так называемой «прецессии равноденствий» не было бы. А вот если бы не было Луны, Земная ось все равно прецессировала бы, но уже под воздействием Солнца и планет. В этом случае период прецессии был бы около 100 000 лет.
Кроме того, что поверхность Земли не является идеальной сферой, она еще обладает неровной поверхностью, на которой много различных геологических образований: гор, долин, впадин и т. д. Да и земная кора неоднородна по толщине. При более точном определении сил гравитации современными методами обнаружились небольшие изменения тяготения на разных участках земной поверхности.
![Планета Земля. Вид из космоса Фото планеты Земля](https://i0.wp.com/o-nashey-planete.ru/wp-content/uploads/2019/12/Planeta-Zemlya.jpg?resize=584%2C292&ssl=1)
Какая масса у планеты Земля
По современным представлениям масса Земли составляет 5,977×1027 г при объеме 1,0832×1012 км3 ≈ 1,1×1027 см3. Но масса Земли постоянно меняется со временем. На ранней стадии своего рождения Земля постоянно бомбардировалась достаточно крупными астероидами, метеоритами и т. п., коих в молодой солнечной системе было предостаточно.
Сейчас, слава богу, частота падения крупных да и средних «камушков» на планету несколько уменьшилась, но, тем не менее, ежегодно на нашу планету сыпется до двух тыс. тонн различных метеоритов, а всего вместе с различным космическим мусором, пылью и др. на Землю падает до 40 тыс тонн вещества. Но, из-за рассеивания газов в космическое пространство ежегодно благодаря Солнечному ветру «улетает» до 98 тыс. тонн вещества. Получается, что масса нашей планеты уменьшается на 50-60 тыс. тонн в год. Уменьшается масса — уменьшается сила тяжести. Уменьшается притяжение — сложнее становится удержать атмосферу.
Справедливости ради, все же стоит заметить, что с этим вопросом в среде ученых нет согласия. Некоторые даже утверждают, что сила тяжести на Земле со временем постепенно возрастает, другие — наоборот, утверждают, что величина силы тяжести на земной поверхности довольно долго оставалась практически постоянной, а затем за последние 200-300 млн лет стала уменьшаться. Некоторые ученые предлагали идею, согласно которой 2 млрд лет тому назад у Земли масса была примерно в 30 раз больше современной, а радиус — в три раза больше. Дескать, в процессе эволюции недра Земли подвергались гравитационному коллапсу, ее изначально «пустые» внутренние объемы сжимались, выбрасывая на поверхность Земли атмосферные газы и воду.
Так или иначе вопрос о том, всегда ли на Земле ее гравитационное поле было таким, как сейчас — остается нерешенным.
Между прочим, существует мнение о том, что, дескать, огромные динозавры, обитавшие на Земле сотни миллионов лет назад, могли быть такими большими и из-за того, что сила тяжести в то время была намного меньше теперешней. На первый взгляд кажется, что мелкому животному легче преодолеть большую величину силы тяжести, чем более крупному. Но, оказывается, это ошибочное представление.
![Земля - планета в Солнечной системе 3 Динозавр бронтозавр](https://i0.wp.com/o-nashey-planete.ru/wp-content/uploads/2019/12/brontosaurus-47866_640.png?resize=584%2C415&ssl=1)
На этот счет есть ряд исследований, например труды Кренделева Ф.П. «Изменение силы тяжести в геологическом прошлом Земли по результатам изучения химического состава костей позвоночных», Стюарта А. Д. «Палеогравитация в палеогеофизике» и др.
Большие размеры животных в прошлом, в этом случае, доказывают наличие тогда и большей величины силы тяжести, чем ее современное значение.
Характеристики орбиты Земли
Среднее расстояние от Земли до Солнца называется астрономической единицей (au) и составляет 149 597 870,7 км. Применяется au для измерения космических расстояний между объектами Солнечной системы.
Но надо учесть, что орбита Земли не является круговой. Она эллиптическая. Имеет максимальное и минимальное удаление от Солнца. Точка максимального сближения с Солнцем называется перигелий (147 098 290 км), максимального отдаления — афелий (152 098 232 км). По земному календарю в перигелии планета находится 2-5 января, в афелии — 2-5 июля. При приближении к Солнцу орбитальная скорость Земли возрастает и составляет 30,3 км/с (перигелий). Скорость в афелии составляет 29,3 км/с.
Среди планет Солнечной системы Земля играет уникальную роль, ведь наша планета единственная, где существует жизнь! Во всяком случае, пока еще ее ни где не нашли. Находится Земля в так называемом «поясе жизни» — не слишком близко и не так уж далеко от Солнца. Температура на Земле в целом именно такая, чтобы вода сохранялась в жидком виде. В условиях жарких температур вода бы просто испарилась, а в жутком холоде превратилась бы в лед. И, конечно, на Земле есть такая атмосфера, которая позволяет дышать человеку и всем живым организмам.
Кстати, роль атмосферы для всего живого на Земле далеко не ограничивается тем, что все живые организмы и человек в том числе могут в ней дышать. У нее есть еще одна очень важная функция: атмосфера Земли защищает все живое от смертельного воздействия жесткого ультрафиолетового излучения Солнца. Вряд ли на Земле смогла бы существовать жизнь в таком виде, в каком она существует сейчас, если бы в верхних слоях атмосферы не было озонового слоя — этого экрана, задерживающего наиболее опасную часть спектра излучения Солнца.
Некоторые численные данные о Земле, Луне и Солнце и приведены ниже:
Отношение масс Солнца и Земли S/E | 332 958 |
Отношение массы Солнца к массе Земли и Луны S/E (1+µ) | 328 900,5 |
Отношение масс Земли и Луны 1/ µ | 81,30 |
Астрономическая единица | 149 600×106м |
Среднее расстояние от Земли до Луны | 384 401 км = 60,2682 радиуса Земли (расстояние меняется от 356 410 до 406 740 км) |
Земля | |
Экваториальный радиус Земли | 6378,140 км |
Полярный радиус Земли | 6356,774 км |
Средний радиус | 6371,032 км |
Поверхность Земли | 510 100 000 км2 |
Поверхность суши | 28,7 % всей поверхности Земли |
Водная поверхность | 71,3 % всей поверхности Земли |
Объем Земли | 1,0832×1012 км3 |
Масса Земли | 5,977×1027 г |
Средняя плотность Земли | 5,518 г/см3 |
Линейная скорость точки экватора | 465,119 м/с |
Средняя скорость движения Земли по орбите | 29,765 км/с≈100 000км/ч |
Наибольшая скорость (в перигелии) | 30,287 км/с |
Наименьшая скорость (в афелии) | 29,291 км/с |
Ускорение Земли к Солнцу | 0,59 см/с2 |
Ускорение силы тяжести на Земле (стандартное) | 980,665 см/с2 |
То же на широте 45° (абсолютное) | 980,616 см/с2 |
Эксцентриситет орбиты | 0,0167 |
Наклон орбиты к эклиптике | 0,000° |
Земной год (сидерический период обращения) | 365,256 дней |
Средняя орбитальная скорость | 29,78 км/сек |
Вторая космическая скорость | 11,2 км/сек |
Период вращения (сидерический день Земли) | 23,9345 ч (23 ч 56 мин 4 сек) среднего солнечного времени |
Солнечный день Земли | 24,0657 ч (24 ч 3 мин 57 сек) среднего сидерического времени |
Наклон экватора | 23,44° |
Напряженность магнитного поля на экваторе | 0,3 гаусса |
Угол наклона магнитной оси | 11,5° |
Дипольный момент | 7,9 × 1025 гаусс/см3 |
Среднее поверхностное давление | 1 бар |
Средняя температура поверхности | 288 К (59 °F, 15 °C) |
Состав атмосферы (по объему) | молекулярный азот — 78%; молекулярный кислород — 21%; аргон — 0,93%; углекислый газ — 0,0395% (в настоящее время растет); вода — около 1% |
Солнце | |
Диаметр Солнца | 1 390 600 км (109 диаметров Земли) |
Отношение поверхности Солнца к поверхности Земли | 11 930 |
Площадь поверхности Солнца | 608,7×1010 км2 |
Объем Солнца | 1,4 ×1018 км3 (1 301 019 объемов Земли) |
Масса Солнца | 1,989 ×1033 г (332 982 масс Земли) |
Средняя плотность | 1,409 г/см3 |
Плотность в центре Солнца | ~ 160 г/см3 |
Ускорение силы тяжести на поверхности Солнца | 2,7398 ×104 см/с2, в 27,9 раз больше, чем на поверхности Земли |
Линейная скорость точки солнечного экватора | 2 км/с |
Синодический период вращения точки экватора | 27,35 суток (13,199° в сутки) |
Сидерический период вращения точки экватора | 25,380 суток (14,184° в сутки) |
Наклон экватора Солнца к эклиптике | 7° 15′ 00″ |
Мощность Солнечного излучения на высоте 65 км (практически на границе земной атмосферы) | 1,3 кВт/м2=1,3 эрг/(см2× с) |
Светимость Солнца, принимаемая за единицу, или общая радиация, излучаемая Солнцем | (3,88±0,03)×1033 эрг/с = =1,19 ×1041 эрг/год |
Мощность общего излучения Солнца | 51×1022 л.с. = = 374×1021 кВт |
Сила света Солнца | 302×1025 кандел |
Спектральный класс Солнца | G2V |
Эффективная температура поверхности Солнца | 5770 К ± 29К |
Скорость движения Солнца вокруг центра Галактики | ~ 250 км/с |
Период обращения Солнца вокруг центра Галактики | ~ 200 млн лет |
Скорость движения Солнца относительно окружающих его звезд (по направлению к созвездию Геркулеса) | 19,5 км/с = 4,2 а.е. в год = = 6×108 км/год |
Расстояние от Солнца до центра Галактики | ~ 30 000 световых лет |
Средняя продолжительнось полного цикла солнечной активности | (22,11±0,6) года |
Луна | |
Диаметр Луны | 3476,0 км = 0,27256 экв. диаметра Земли ≈ ≈ 3/11 земного |
Объем Луны | 2195,3×107 км3 = 2,2×1025см3 = 1/50 земного |
Масса Луны | 1/81,301 массы Земли = =0,012300 массы Земли = =1/27070500 массы Солнца = =7,35 ×1025 г ≈ 73 триллиона тонн |
Средняя плотность Луны | 3,347 г/см3 = 0,607 средней плотности Земли |
Ускорение силы тяжести на поверхности Луны | 1,623 м/с2 = 0,165 земного = 1/6 земного |
Наклон лунной орбиты к эклиптике | 5°8’43,4″ (меняется от 4°59′ до 5°17′) |
Средняя скорость движения Луны по орбите | 1,023 км/с ≈ 3681 км/ч |
Ускорение Луны в ее движении вокруг Земли | 0,272 см/с2 |
Температура в подсолнечной точке | +130°С |
Температура ночной стороны поверхности Луны | -150÷160°С |