Ziemia

iemia, symbol , trzecia wg oddalenia od Słońca planeta Układu Słonecznego, której powierzchnia jest jedynym znanym miejscem we Wszechświecie, gdzie rozwinęło się życie; jest także jedyną planetą Układu Słonecznego, której powierzchnia w ponad 70% jest pokryta wodą.
Z. okrąża Słońce po prawie kołowej orbicie (mimośród 0,017), w średniej odległości 149,6 mln km (przyjętej jako astronomiczna jednostka długości, AU), w okresie 365,2564 doby (przyjętym jako rok gwiazdowy); średnia prędkość ruchu orbitalnego wynosi 29,8 km/s. Płaszczyzna ruchu Z. wokół Słońca definiuje tzw. płaszczyznę ekliptyki, względem której określa się położenia płaszczyzn ruchu ciał Układu Słonecznego. Nachylenie płaszczyzny równika do płaszczyzny ekliptyki 23°27', promień równikowy 6378,245 km, promień biegunowy 6356,863 km, spłaszczenie 0,003353, albedo 0,34. Kierunek osi obrotu Z. ulega powolnym zmianom (precesja) w okresie ok. 26 tys. lat i krótkookresowym wahaniom (nutacja). Masa globu wynosi 5,975 · 1024 kg, średnia gęstość 5,51 g/cm3 (największa wśród wszystkich planet Układu Słonecznego), przyspieszenie na pow. 9,7805 (1 + 0,00529 sin2j) m/s2 (gdzie j — szer. geogr. miejsca pomiaru). Dokładne wyznaczenie masy Ziemi stanowi podstawę oceny mas ciał niebieskich, ponieważ metody astronomii pozwalają jedynie na wyznaczenie stosunków mas tych ciał do masy Ziemi; np. stosunek masy Słońca do masy Ziemi wynosi 332,958. Okres obrotu Ziemi do niedawna stanowił wzorzec jednostki czasu (doba); okres ten wynosi ob. 23 h 56 min 4,09 s i prawdopodobnie ulega wydłużeniu o ok. 1/1000 s na stulecie. Obrót Ziemi powoduje powtarzające się cykliczne zjawisko dnia i nocy, a obieg Ziemi wokół Słońca w powiązaniu z nachyleniem osi Ziemi w stosunku do ekliptyki warunkuje występowanie pór roku. O rozkładzie na Ziemi stref klim. decyduje w dużej mierze kąt nachylenia osi Ziemi do płaszczyzny ekliptyki. Z. ma atmosferę o masie 5,29 · 1018 kg, której gł. składnikami są azot (ok. 78% objętościowych), tlen (ok. 21% objętościowych) i argon (ok. 1% objętościowego). Od przestrzeni międzyplanetarnej oddziela ją obszar oddziaływania pola magnetycznego Ziemi, zw. magnetosferą, wewnątrz tego obszaru znajdują się pasy radiacji (Van Allena pasy). Zarówno atmosfera, jak i pole magnet. ochraniają powierzchnię Z.: atmosfera — osłabiając wpadające doń promieniowanie kosm. i krótkofalowe promieniowanie słoneczne (spalają się w niej także drobne okruchy materii międzyplanetarnej), pole magnet. — rozbijając wiatr słoneczny i więziąc naładowane elektrycznie wysokoenerg. cząstki promieniowania kosm. w pasach radiacyjnych.
Informacje o budowie Ziemi uzyskuje się gł. pośrednio, obserwacjom bezpośrednim dostępna jest bowiem tylko warstwa zewn. (grubość kilku km). Najwięcej danych o budowie Ziemi dostarczają badania rozchodzenia się w jej wnętrzu fal sejsmicznych (sejsmologia), także badania ziemskiego pola magnet. i pola grawitacyjnego. Ponieważ prędkość fal sejsmicznych jest funkcją takich parametrów, jak gęstość, ściśliwość i sztywność ośr., znajomość rozkładu prędkości fal sejsmicznych we wnętrzu Ziemi umożliwia określenie zmian tych parametrów wraz ze zmianą głębokości, co z kolei pozwala na wysuwanie hipotez dotyczących budowy Ziemi. Na podstawie badań sejsmologicznych przyjęto sferyczny model wnętrza Ziemi; wyróżniono 3 gł. sfery: skorupę ziemską, płaszcz Ziemi i jądro Ziemi. Sfery te mają zróżnicowane właściwości fiz.; na granicach między poszczególnymi sferami, zw. nieciągłościami: Golicyna, Gutenberga i Mohorovičicia, obserwuje się skokową zmianę prędkości fal sejsmicznych związaną z różnym składem chem. poszczególnych sfer lub ze zmianą stanu fazowego ośrodka. Badania pola grawitacyjnego Z. i jej kształtu informują o rozkładzie gęstości skał. Z obserwacji zmian pola geomagnet. wnioskuje się o przewodnictwie elektrycznym Z., a badania ruchów skorupy ziemskiej, zarówno wskutek powolnych procesów tektonicznych, jak i szybkich deformacji skał zachodzących przy trzęsieniach ziemi, dostarczają danych o właściwościach reologicznych skał. O składzie chem. i mineralogicznym Z. można sądzić na podstawie badań zarówno Z., jak i in. ciał Układu Słonecznego; badania meteorytów, a także atmosfery Słońca dostarczają informacji o średnim składzie chem. materii, z której powstała Z. Badania składu izotopowego skał pozwalają m.in. na określenie wieku zarówno całych geosfer, jak i poszczególnych skał. Pojedyncze metody badań pośrednich nie dostarczają jednoznacznych informacji o budowie wnętrza Z., dlatego zasadnicze znaczenie ma kompleksowa, interdyscyplinarna interpretacja wyników badań. Budowa wnętrza Ziemi i jej atmosfery oraz zjawiska fiz. w nich zachodzące są przedmiotem badań geofiz., a powłokę Ziemi i jej przestrzenne zróżnicowanie pod względem przyr. bada geografia. Inne ważniejsze nauki o Ziemi to: geodezja oraz geologia. Ziemia, podobnie jak pozostałe planety Układu Słonecznego, powstała ok. 4,5 mld lat temu w wyniku kondensacji materii dysku protoplanetarnego otaczającego tworzące się Słońce. Ziemia ma jednego naturalnego satelitę — Księżyc; od 1957 Ziemię obiegają satelity sztuczne.
Idea kulistości Ziemi zrodziła się w starożytności. Pierwszych dokładniejszych pomiarów promienia Ziemi dokonał ok. 250 p.n.e. Eratostenes z Cyreny, który otrzymał wartość prawdopodobnie ok. 6300 km. W starożytności i średniowieczu Ziemię uważano za centralne ciało Wszechświata. Stwierdzenie, że Ziemia jest jedną z planet obiegających Słońce było odkryciem M. Kopernika. W latach późniejszych zarówno ruch, jak i kształt Ziemi były wyznaczane na podstawie pomiarów astrometrycznych. Od 1957 do badań geod. są wykorzystywane także loty sztucznych satelitów.