كوكب الأرض التعريف النشأة الوصف
 |
| تمثيل لكوكب الأرض |
ها أصغر من الكواكب الغازية العملاقة الأربعة - كوكب المشتري ، زحل ، أورانوس و نبتون - ولكن أكبر من الكواكب الصخرية الثلاثة الأخرى، عطارد ، المريخ و الزهرة .
يبلغ قطر الأرض حوالي 8000 ميل (13000 كيلومتر) وهي دائرية لأن الجاذبية تسحب المادة إلى كرة. ولكن ، ليست مستديرة تمامًا. إن الأرض هي حقا "كروي مفلطح" ، لأن دورانها يؤدي إلى سحقها في أقطابها وتورمها عند خط الاستواء.
يغطي الماء ما يقرب من 71 في المائة من سطح الأرض ، ومعظمها في المحيطات. يتكون حوالي خمس الغلاف الجوي للأرض من الأكسجين الذي تنتجه النباتات. بينما كان العلماء يدرسون كوكبنا منذ قرون ، تم تعلم الكثير في العقود الأخيرة من خلال دراسة صور الأرض من الفضاء .
مدار الأرض
بينما تدور الأرض حول الشمس ، فإن الكوكب يدور في نفس الوقت على خط وهمي يسمى المحور الذي يمتد من القطب الشمالي إلى القطب الجنوبي. يستغرق الأرض 23.934 ساعة لإكمال دوران على محورها و 365.26 يومًا لإكمال مدار حول الشمس.
يميل محور دوران الأرض فيما يتعلق بمستوى مسير الشمس ، وهو سطح وهمي من خلال مدار الكوكب حول الشمس. وهذا يعني أن نصفي الكرة الأرضية الشمالي والجنوبي سيشيران أحيانًا باتجاه الشمس أو بعيدًا عنها اعتمادًا على الوقت من السنة ، وهذا يغير مقدار الضوء الذي تتلقاه نصفي الكرة الأرضية ، مما يؤدي إلى المواسم .
إن مدار الأرض ليس دائرة مثالية ، بل هو بيضاوي الشكل بيضاوي ، يشبه مدارات جميع الكواكب الأخرى. كوكبنا أقرب قليلاً من الشمس في أوائل يناير وأبعد من ذلك في يوليو ، على الرغم من أن هذا الاختلاف له تأثير أقل بكثير من التسخين والتبريد الناجم عن إمالة محور الأرض. تصادف أن الأرض تقع داخل ما يسمى "منطقة المعتدل" حول الشمس ، حيث تكون درجات الحرارة مناسبة تمامًا للحفاظ على الماء السائل على سطح كوكبنا.
- متوسط المسافة من الشمس : 92،956،050 ميل (149،598،262 كم)
- الحضيض (أقرب نهج للشمس): 91،402،640 ميل (147،098،291 كم)
- الأوج (أبعد مسافة من الشمس): 94،509،460 ميل (152،098،233 كم)
- طول اليوم الشمسي (دوران فردي على محوره): 23.934 ساعة
- طول السنة (دورة واحدة حول الشمس): 365.26 يوم
- الميل الاستوائي إلى المدار: 23.4393 درجة
تكوين الأرض وتطورها
يعتقد العلماء أن الأرض تشكلت في نفس الوقت تقريبًا مع الشمس والكواكب الأخرى قبل حوالي 4.6 مليار سنة ، عندما اندمج النظام الشمسي من سحابة دوارة عملاقة من الغاز والغبار تعرف باسم السديم الشمسي . عندما انهار السديم بسبب جاذبيته ، يدور بشكل أسرع ومسطح إلى قرص. تم سحب معظم المواد باتجاه المركز لتشكيل الشمس.
اصطدمت جزيئات أخرى داخل القرص معًا لتكوين أجسام أكبر باستمرار ، بما في ذلك الأرض. يعتقد العلماء أن الأرض بدأت ككتلة صخرية بلا ماء
وقال سيمون مارشي ، عالم الكواكب في معهد ساوثويست للأبحاث في بولدر ، كولورادو ، لموقع Space.com سابقًا: "كان يعتقد أنه بسبب هذه الكويكبات والمذنبات التي تحلق حول اصطدامها بالأرض ، فإن الظروف على الأرض المبكرة قد تكون جحيمة" . ولكن في السنوات الأخيرة ، تشير التحليلات الجديدة للمعادن المحاصرة داخل البلورات المجهرية القديمة إلى وجود مياه سائلة موجودة بالفعل على الأرض خلال أول 500 مليون سنة ، حسبما قال مارشي.
ولّدت المواد المشعة في الصخور وضغطًا عميقًا داخل الأرض حرارة كافية لإذابة باطن الكوكب ، مما تسبب في ارتفاع بعض المواد الكيميائية إلى السطح وتشكيل الماء ، بينما أصبحت مواد أخرى غازات الغلاف الجوي. تشير الأدلة الحديثة إلى أن قشرة الأرض والمحيطات ربما تكونت في غضون حوالي 200 مليون سنة بعد تشكل الكوكب.
الهيكل الداخلي
يبلغ عرض قلب الأرض حوالي 4400 ميل (7،100 كم) ، وهو أكبر بقليل من نصف قطر الأرض وحوالي نفس قطر قطر المريخ . السوائل الخارجية 1400 ميل (2250 كم) من النواة سائلة ، بينما النواة الداخلية صلبة ؛ يبلغ حجمه حوالي أربعة أخماس قمر الأرض ، ويبلغ قطرها حوالي 1600 ميل (2600 كم). النواة مسؤولة عن المجال المغناطيسي للكوكب ، مما يساعد على تشتيت الجسيمات الضارة المشحونة من الجو
ويوجد فوق القلب عباءة الأرض ، التي يبلغ سمكها حوالي 1800 ميل (2900 كم). الوشاح ليس صلبًا تمامًا ولكن يمكن أن يتدفق ببطء. تطفو القشرة الأرضية على الوشاح كما تطفو قطعة من الخشب على الماء. الحركة البطيئة للصخور في الوشاح تعدي القارات حولها وتتسبب في الزلازل والبراكين وتشكيل السلاسل الجبلية.
فوق الوشاح ، تحتوي الأرض على نوعين من القشرة . تتكون الأرض الجافة في القارات في الغالب من الجرانيت ومعادن سيليكات خفيفة أخرى ، في حين تتكون أرضيات المحيطات في الغالب من صخور بركانية كثيفة مظلمة تسمى البازلت. يبلغ متوسط سمك القشرة القارية حوالي 25 ميلاً (40 كم) ، على الرغم من أنها يمكن أن تكون أرق أو أكثر سمكًا في بعض المناطق. يبلغ سمك قشرة المحيطات عادة حوالي 5 أميال (8 كم) فقط. يملأ الماء في المناطق المنخفضة من قشرة البازلت لتشكيل محيطات العالم.
ترتفع درجة حرارة الأرض باتجاه قلبها. في الجزء السفلي من القشرة القارية ، تصل درجات الحرارة إلى حوالي 1800 درجة فهرنهايت (1000 درجة مئوية) ، وتزيد حوالي 3 درجات فهرنهايت لكل ميل (1 درجة مئوية لكل كيلومتر) أسفل القشرة. يعتقد الجيولوجيون أن درجة حرارة اللب الخارجي للأرض تبلغ حوالي 6700 إلى 7800 درجة فهرنهايت (3700 إلى 4300 درجة مئوية) وأن النواة الداخلية قد تصل إلى 12600 درجة فهرنهايت (7000 درجة مئوية) - وهي أكثر سخونة من سطح الشمس
حقل مغناطيسي
يتم إنشاء المجال المغناطيسي للأرض عن طريق تيارات تتدفق في قلب الأرض الخارجي. الأقطاب المغناطيسية تتحرك دائمًا ، مع تسريع القطب الشمالي المغناطيسي لحركة الشمال إلى 24 ميلاً (40 كم) سنويًا منذ بدء التتبع في ثلاثينيات القرن التاسع عشر. من المحتمل أن تخرج أمريكا الشمالية وتصل إلى سيبيريا في غضون عقود.
المجال المغناطيسي للأرض يتغير بطرق أخرى أيضًا. على الصعيد العالمي ، ضعف المجال المغناطيسي بنسبة 10 بالمائة منذ القرن التاسع عشر ، وفقًا لوكالة ناسا. هذه التغييرات بسيطة مقارنة بما فعله المجال المغناطيسي للأرض في الماضي. عدة مرات كل مليون سنة أو نحو ذلك ، يتقلب الحقل تمامًا ، مع تبديل القطبين الشمالي والجنوبي. يمكن أن يستغرق المجال المغناطيسي في أي مكان من 100 إلى 3000 سنة لإكمال الوجه.
وفقًا لأندرو روبرتس ، الأستاذ في الجامعة الوطنية الأسترالية ، انخفضت قوة المجال المغناطيسي للأرض بحوالي 90 بالمائة عندما حدث انعكاس المجال في الماضي القديم. يجعل الهبوط الكوكب أكثر عرضة للعواصف الشمسية والإشعاع ، والتي يمكن أن تضر بشكل كبير بالأقمار الصناعية والاتصالات والبنية التحتية الكهربائية.
وقال روبرتس في بيان "نأمل أن يكون مثل هذا الحدث طويلا في المستقبل ويمكننا تطوير تقنيات مستقبلية لتجنب وقوع أضرار جسيمة ."
عندما تنحصر الجسيمات المشحونة من الشمس في المجال المغناطيسي للأرض ، فإنها تصطدم بجزيئات الهواء فوق الأقطاب المغناطيسية ، مما يتسبب في توهجها. تُعرف هذه الظاهرة باسم الشفق ، الأضواء الشمالية والجنوبية.
الغلاف الجوي للأرض
الغلاف الجوي للأرض هو ما يقرب من 78 في المائة من النيتروجين و 21 في المائة من الأكسجين ، مع كميات ضئيلة من الماء والأرجون وثاني أكسيد الكربون والغازات الأخرى. لا يوجد مكان آخر في النظام الشمسي يوجد جو محمل بالأكسجين الحر ، وهو أمر حيوي لإحدى السمات الفريدة الأخرى للأرض: الحياة.
يحيط الهواء بالأرض ويصبح أرق بعيدًا عن السطح. على بعد حوالي 100 ميل (160 كم) فوق الأرض ، يكون الهواء رقيقًا لدرجة أن الأقمار الصناعية يمكن أن تنزلق عبر الغلاف الجوي مع مقاومة قليلة. ومع ذلك ، يمكن العثور على آثار للغلاف الجوي على ارتفاع يصل إلى 370 ميلاً (600 كم) فوق سطح الكوكب.
تُعرف الطبقة الدنيا من الغلاف الجوي باسم طبقة التروبوسفير ، والتي تتحرك باستمرار ولماذا لدينا طقس. يسخن ضوء الشمس سطح الكوكب ، مما يتسبب في ارتفاع الهواء الدافئ إلى طبقة التروبوسفير. يتوسع هذا الهواء ويبرد مع انخفاض ضغط الهواء ، ولأن هذا الهواء البارد أكثر كثافة من محيطه ، فإنه يغرق ثم يسخن من الأرض مرة أخرى.
فوق طبقة التروبوسفير ، على بعد حوالي 30 ميلاً (48 كم) فوق سطح الأرض ، يوجد الستراتوسفير. يحتوي الهواء الثابت في الستراتوسفير على طبقة الأوزون ، التي تم إنشاؤها عندما تسبب الضوء فوق البنفسجي في ترابط ثلاث ذرات أكسجين مع بعضها البعض في جزيئات الأوزون. يمنع الأوزون معظم أشعة الشمس فوق البنفسجية الضارة من الوصول إلى سطح الأرض ، حيث يمكن أن يتلف الحياة ويغيرها.
إن بخار الماء وثاني أكسيد الكربون والغازات الأخرى الموجودة في الغلاف الجوي تحجز الحرارة من الشمس وتسخن الأرض. بدون هذا " تأثير الاحتباس الحراري " المزعوم ، من المحتمل أن تكون الأرض باردة جدًا لدرجة أن الحياة لا تزال موجودة ، على الرغم من أن تأثير الاحتباس الحراري الجامح أدى إلى الظروف الجهنمية التي نشهدها الآن على كوكب الزهرة.
أظهرت الأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض أن الغلاف الجوي العلوي يتوسع فعليًا خلال النهار وينكمش ليلاً بسبب التدفئة والتبريد.
التركيب الكيميائي
الأكسجين هو العنصر الأكثر وفرة في الصخور في قشرة الأرض ، حيث يتكون ما يقرب من 47 في المائة من وزن جميع الصخور. العنصر الثاني هو الأكثر وفرة السيليكون ، بنسبة 27 في المئة، تليها الألومنيوم ، في 8 في المئة، الحديد ، في 5 في المئة. الكالسيوم ، عند 4 في المئة، و الصوديوم ، البوتاسيوم ، و المغنيسيوم ، في حوالي 2 في المئة لكل منهما.
يتكون قلب الأرض في الغالب من الحديد والنيكل وكميات أصغر من العناصر الأخف ، مثل الكبريت والأكسجين. الوشاح مصنوع من صخور سيليكات الحديد والمغنيسيوم الغنية بالحديد. (يُعرف مزيج السيليكون والأكسجين باسم السيليكا ، وتُعرف المعادن التي تحتوي على السيليكا باسم معادن السيليكات.)
قمر الأرض
يبلغ عرض قمر الأرض 2،159 ميل (3،474 كم) ، أي حوالي ربع قطر الأرض. يحتوي كوكبنا على قمر واحد ، في حين أن عطارد والزهرة لا يوجد لديهما وجميع الكواكب الأخرى في نظامنا الشمسي بها اثنان أو أكثر.
التفسير الرئيسي لكيفية تشكل قمر الأرض هو أن التأثير العملاق أطاح بالمكونات الخام للقمر من الأرض البدائية المنصهرة إلى المدار. اقترح العلماء أن الجسم الذي ضرب الكوكب لديه ما يقرب من 10 في المائة من كتلة الأرض ، حول حجم الم
الحياة على الارض
الأرض هي الكوكب الوحيد في الكون المعروف بامتلاك الحياة. يضم الكوكب عدة ملايين من أنواع الحياة ، يعيشون في موائل تتراوح من قاع أعماق المحيط إلى بضعة أميال في الغلاف الجوي. ويعتقد العلماء أنه لا يزال يتعين اكتشاف المزيد من الأنواع.
يشتبه الباحثون في أن مرشحين آخرين لاستضافة الحياة في نظامنا الشمسي - مثل قمر زحل تيتان أو قمر المشتري يوروبا - يمكن أن يضموا مخلوقات حية بدائية. لا يزال على العلماء أن يثبتوا بدقة كيف ظهر أسلافنا البدائيون لأول مرة على الأرض. يشير أحد الحلول إلى أن الحياة تطورت لأول مرة على كوكب المريخ القريب ، الذي كان يومًا كوكبًا صالحًا للسكن ، ثم سافر إلى الأرض على النيازك التي تم رميها من الكوكب الأحمر بسبب تأثيرات صخور فضائية أخرى.
وقال عالِم الكيمياء الحيوية ستيفن بنر من معهد ويستهايمر للعلوم والتكنولوجيا في فلوريدا لموقع Space.com: "من حسن الحظ أننا انتهى بنا الأمر هنا ، مع ذلك ، من المؤكد أن الأرض كانت أفضل الكواكب للحفاظ على الحياة" . "لو بقي أسلافنا المريخيون الافتراضيون على كوكب المريخ ، لما كانت هناك قص