Материалы по сопровождению и поддержке проектной деятельности

Лист планирования проекта

Карточки

Дидактический материал

Кроссворд

Список использованных источников

ЗЕМЛЯ (планета)

ЗЕМЛЯ (планета)

ЗЕМЛЯ́, третья от Солнца большая планета Солнечной системы (см. СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА). Благодаря своим уникальным, быть может, единственным во Вселенной природным условиям, Земля стала местом, где возникла и получила развитие органическая жизнь.

Форма, размеры и движение Земли
По форме Земля близка к эллипсоиду, сплюснутому у полюсов и растянутому в экваториальной зоне. Средний радиус Земли 6371,032 км, полярный — 6356,777 км, экваториальный — 6378,160 км. Масса Земли 5,976·10²⁴ кг, средняя плотность 5518 кг/м³.
Земля движется вокруг Солнца со средней скоростью 29,765 км/с по эллиптической, близкой к круговой орбите (эксцентриситет (см. ЭКСЦЕНТРИСИТЕТ (в геометрии)) 0,0167); среднее расстояние от Солнца 149,6 млн. км, период одного обращения по орбите 365,24 солнечных суток. Вращение Земли вокруг собственной оси происходит со средней угловой скоростью 7,292115·10^-5 рад/с, что примерно соответствует периоду в 23 ч 56 мин 4,1 с. Линейная скорость поверхности Земли на экваторе — около 465 м/с. Ось вращения наклонена к плоскости эклиптики (см. ЭКЛИПТИКА) под углом 66° 33" 22"". Этот наклон и годовое обращение Земли вокруг Солнца обусловливают исключительно важную для климата Земли смену времен года, а собственное ее вращение — смену дня и ночи. Вращение Земли из-за приливных воздействий неуклонно (хотя и очень медленно — на 0,0015 с за столетие) замедляется. Имеются и небольшие нерегулярные вариации продолжительности суток.
Положение географических полюсов меняется с периодом 434 суток с амплитудой 0,36"". Кроме того, имеются и небольшие сезонные их перемещения.
Площадь поверхности Земли 510,2 млн. км², из которых примерно 70,8% приходится на Мировой океан. Его средняя глубина около 3,8 км, максимальная (Марианская впадина в Тихом океане) равна 11,022 км; объем воды 1370 млн. км³, средняя соленость 35 г/л. Суша составляет соответственно 29,2% и образует шесть материков и острова. Она поднимается над уровнем моря в среднем на 875 м; наибольшая высота (вершина Джомолунгма в Гималаях) 8848 м. Горы занимают свыше 1/3 поверхности суши. Пустыни покрывают около 20% поверхности суши, саванны и редколесья — около 20%, леса — около 30%, ледники — свыше 10%. Свыше 10% суши занято под сельскохозяйственными угодьями.
По современным космогоническим представлениям Земля образовалась примерно 4,6—4,7 млрд. лет назад из захваченного притяжением Солнца протопланетного облака. На образование первых, наиболее древних из изученных горных пород потребовалось 100—200 млн. лет. Примерно 3,5 млрд. лет назад возникли условия, благоприятные для возникновения жизни. Homo sapiens («Человек разумный») как вид появился примерно полмиллиона лет назад, а формирование современного типа человека относят ко времени отступления первого ледника, то есть около 40 тыс. лет назад.
У Земли имеется единственный спутник — Луна (см. ЛУНА (спутник Земли)). Ее орбита близка к окружности с радиусом около 384400 км.

Внутреннее строение
Основную роль в исследовании внутреннего строения Земли играют сейсмические методы, основанные на исследовании распространения в ее толще упругих волн (как продольных, так и поперечных), возникающих при сейсмических событиях — при естественных землетрясениях (см. ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЕ) и в результате взрывов. На основании этих исследований Землю условно разделяют на три области: кору (см. ЗЕМНАЯ КОРА), мантию (см. МАНТИЯ ЗЕМЛИ) и ядро (см. ЯДРО ЗЕМЛИ) (в центре). Внешний слой — кора — имеет среднюю толщину порядка 35 км. Основные типы земной коры — континентальный (материковый) и океанический; в переходной зоне от материка к океану развита кора промежуточного типа. Толщина коры меняется в довольно широких пределах: океаническая кора (с учетом слоя воды) имеет толщину порядка 10 км, тогда как толщина материковой коры в десятки раз больше.
Поверхностные отложения занимают слой толщиной около 2 км. Под ними находится гранитный слой (см. ГРАНИТНЫЙ СЛОЙ) (на континентах его толщина 20 км), а ниже — примерно 14-километровый (и на континентах, и в океанах) базальтовый слой (см. БАЗАЛЬТОВЫЙ СЛОЙ) (нижняя кора). Средние плотности составляют: 2,6 г/см³ — у поверхности Земли, 2,67 г/см³ — у гранита, 2,85 г/см³ — у базальта.
На глубину примерно от 35 до 2885 км простирается мантия Земли, которую называют также силикатной оболочкой. Она отделяется от коры резкой границей (так называемая граница Мохоровича (см. МОХОРОВИЧИЧА ПОВЕРХНОСТЬ), или «Мохо»), глубже которой скорости как продольных, так и поперечных упругих сейсмических волн, а также механическая плотность скачкообразно возрастают. Плотности в мантии увеличиваются по мере возрастания глубины примерно от 3,3 до 9,7 г/см³.
В коре и (частично) в мантии располагаются обширные литосферные плиты (см. ЛИТОСФЕРНАЯ ПЛИТА). Их вековые перемещения не только определяют дрейф континентов, заметно влияющий на облик Земли, но имеют отношение и к расположению сейсмических зон на планете.
Еще одна обнаруженная сейсмическими методами граница (граница Гутенберга) —между мантией и внешним ядром — располагается на глубине 2775 км. На ней скорость продольных волн падает от 13,6 км/с (в мантии) до 8,1 км/с (в ядре), а скорость поперечных волн уменьшается от 7,3 км/с до нуля. Последнее означает, что внешнее ядро является жидким. По современным представлениям внешнее ядро состоит из серы (12%) и железа (88%). Наконец, на глубинах свыше 5120 км сейсмические методы обнаруживают наличие твердого внутреннего ядра, на долю которого приходится 1,7% массы Земли. Предположительно, это железо-никелевый сплав (80% Fe, 20% Ni).
В числе многих химических элементов, входящих в состав Земли, имеются и радиоактивные (см. РАДИОАКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ). Их распад, а также гравитационная дифференциация (перемещение более плотных веществ в центральные, а менее плотных в периферические области планеты) приводят к выделению тепла. Температура в центральной части Земли порядка 5000 °С. Максимальная температура на поверхности приближается к 60 °С (в тропических пустынях Африки и Северной Америки), а минимальная составляет около -90 °С (в центральных районах Антарктиды).
Давление монотонно возрастает с глубиной от 0 до 3,61 ГПа. Тепло из недр Земли передается к ее поверхности благодаря теплопроводности и конвекции.
Плотность в центре Земли около 12,5 г/см³.

Над поверхностью Земли
Земля окружена атмосферой (см. Атмосфера Земли (см. АТМОСФЕРА ЗЕМЛИ)). Нижний ее слой (тропосфера (см. ТРОПОСФЕРА)) простирается в среднем до высоты в 14 км; происходящие здесь процессы играют определяющую роль для формирования погоды на планете. Температура в тропосфере падает с увеличением высоты. Слой от 14 до 50—55 км называют стратосферой (см. СТРАТОСФЕРА); здесь температура возрастает с увеличением высоты. Еще выше (примерно до 80—85 км) находится мезосфера(см. МЕЗОСФЕРА), над которой наблюдаются (обычно на высоте около 85 км) серебристые облака. Для биологических процессов на Земле огромное значение имеет озоносфера — слой озона (см. ОЗОН), находящийся на высоте от 12 до 50 км. Область выше 50—80 км называют ионосферой (см. ИОНОСФЕРА). Атомы и молекулы в этом слое интенсивно ионизируются под действием солнечной радиации (см. СОЛНЕЧНАЯ РАДИАЦИЯ), в частности, ультрафиолетового излучения. Если бы не озоновый слой, потоки излучения доходили бы до поверхности Земли, производя разрушения в имеющихся там живых организмах. Наконец, на расстояниях более 1000 км газ настолько разрежен, что столкновения между молекулами перестают играть существенную роль, а атомы ионизированы более чем наполовину. На высоте порядка 1,6 и 3,7 радиусов Земли находятся первый и второй радиационные пояса (см. РАДИАЦИОННЫЕ ПОЯСА).
Гравитационное поле Земли с высокой точностью описывается законом всемирного тяготения Ньютона. Ускорение свободного падения (см. УСКОРЕНИЕ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ)над поверхностью Земли определяется как гравитационной, так и центробежной силой, обусловленной вращением Земли. Зависимость ускорения свободного падения от широты приближенно описывается формулой g = 9,78031 (1+0,005302 sin2) m/c², где m —масса тела.
Земля обладает также магнитным и электрическим полями. Магнитное поле (см. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ) над поверхностью Земли складывается из постоянной (или меняющейся достаточно медленно) «главной» и переменной частей; последнюю обычно относят к вариациям магнитного поля. Главное магнитное поле имеет структуру, близкую к дипольной. Магнитный дипольный момент Земли, равный 7,98·10²⁵ единиц СГСМ, направлен примерно противоположно механическому, хотя в настоящее время магнитные полюсы несколько смещены по отношению к географическим. Их положение, впрочем, меняется со временем, и хотя эти изменения достаточно медленны, за геологические промежутки времени, по палеомагнитным данным, обнаруживаются даже магнитные инверсии, то есть обращения полярности. Напряженности магнитного поля на северном и южном магнитных полюсах равны соответственно 0,58 и 0,68 Э, а на геомагнитном экваторе — около 0,4 Э.
Электрическое поле над поверхностью Земли в среднем имеет напряженность около 100 В/м и направлено вертикально вниз — это так называемое «поле ясной погоды», но это поле испытывает значительные (как периодические, так и нерегулярные) вариации.
Геофизика (см. ГЕОФИЗИКА) — физика Земли — относительно молода. Все происходящее в недрах нашей планеты изучено пока еще далеко не полно.
* * *
ЗЕМЛЯ́

История исследований Начальный этап
Наиболее древние картографические изображения Земли созданы в Египте и Вавилонии (см. ВАВИЛОНИЯ) в 3—1 тыс. до н. э. В 7 в. до н. э. в Месопотамии (см. МЕСОПОТАМИЯ) карты изготавливались на глиняных табличках. Чисто умозрительные представления об окружающем мире содержатся в источниках, оставленных народами Древнего Востока. Однако, в этот период представления о Земле в основном определялись мифами и легендами.

Ранняя античность (6—1 вв. до н. э.)
Наибольших достижений в этот период достигли ученые Древней Греции, стремившиеся дать представление о Земле в целом. Первую попытку создать карту всей Земли осуществил Анаксимандр (см. АНАКСИМАНДР), по мнению которого Земля представляет собой цилиндр (окруженный небесной сферой), вокруг морского бассейна располагается суша, в свою очередь, опоясанная водным кольцом. Одна из первых географических работ —«Землеописание» Гекатея Милетского (см. ГЕКАТЕЙ Милетский)сопровождалась, по-видимому, географической картой, на которой кроме Европы и Азии, были показаны известные древним грекам моря: Средиземное, Черное, Азовское, Каспийское, Красное. Гекатей впервые ввел понятие ойкумены (см. ОЙКУМЕНА). Между 350 и 320 до н. э. Питеас (см. ПИТЕАС) (Пифей) достиг берегов Западной Европы, открыв ёؑАݑPڐؐՠи Ирландские острова. Ему принадлежит верное наблюдение о связи приливов и отливов в океане с движениями Луны.
Предположение о шарообразности Земли впервые, по-видимому, было сделано Пифагором (см. ПИФАГОР Самосский). Опытные мореплаватели, древние греки, обратили внимание на то, что при приближении корабля к наблюдателю сначала видны паруса и только потом весь корабль, что свидетельствовало о сферичности планеты. В развитие этих представлений Гераклитом (см. ГЕРАКЛИТ Эфесский) была высказана идея о вращении Земли вокруг своей оси. В 340 до н. э. в книге «О небе» Аристотель (см. АРИСТОТЕЛЬ) привел доказательства шарообразности Земли: при лунных затмениях Земля всегда отбрасывает на Луну круглую тень, а Полярная звезда в северных районах располагается выше над горизонтом, чем в южных. Оценив разницу в кажущемся положении Полярной звезды в Греции и в Египте Аристотель вычислил длину экватора, которая, однако, оказалась примерно вдвое больше реальной.
Впервые достаточно точно диаметр земного шара определил Эратосфен (см. ЭРАТОСФЕН Киренский) на основе простого опыта —по разнице высоты Солнца в городах Сиена и Александрия, лежащих на одной полуденной линии, и расстоянию между ними. Измерение выполнялось во время летнего солнцестояния, вычисленная длина диаметра отличалась от действительной только на 75 км. Геометрические принципы, которыми он пользовался, легли в основу градусных измерений (см. ГРАДУСНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ)Земли. Почти все труды этого ученого не сохранились, о них известно по трудам более поздних греческих авторов.
Во 2 в. до н. э. древнегреческими учеными были введены понятия географической широты и долготы, разработаны первые картографические проекции (см. КАРТОГРАФИЧЕСКИЕ ПРОЕКЦИИ), на которых показывалась сетка параллелей и меридианов, предложены методы определения взаимного расположения точек на земной поверхности.
Античные ученые обратили внимание на изменение поверхности Земли с течением времени в результате действия воды и внутренних сил Земли, особенно вулканических процессов. Эти идеи позднее легли в основу геологических концепций нептунизма (см. НЕПТУНИЗМ) и плутонизма (см. ПЛУТОНИЗМ).

Поздняя античность (1—2 вв.)
В первые десятилетия 1 в. утвердилась идея о шарообразности Земли. Уровень знаний об окружающем мире этого периода характеризует выдающийся труд Плиния Старшего (см. ПЛИНИЙ Старший) «Естественная история» в 37 книгах, содержащая сведения по географии, метеорологии, ботанике, минералогии, а также истории и искусству.
Своеобразным итогом географических знаний античности служит «География» Страбона (см. СТРАБОН) в 17 книгах, где довольно подробно описаны Кавказ и Боспорское царство. Книга должна была служить практическим пособием для полководцев, мореплавателей, торговцев и поэтому содержала многочисленные бытовые и исторические сведения. Страбон высказал мнение о том, что в неизвестном океане между западной оконечностью Европы и Восточной Азией вероятно лежат несколько континентов и островов. Не исключено, что это предположение было известно Х. Колумбу (см. КОЛУМБ Христофор).
Во 2 в. Птолемей (см. ПТОЛЕМЕЙ Клавдий) в труде «География» дал сводку географических сведений, включающую карту мира и 16 областей Земли. Он уже высказал предположение о центральном положении Земли во Вселенной (геоцентрической системе мира (см. ГЕОЦЕНТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА МИРА)). В этот период наряду с представлениями, основанными на открытиях ученых, путешественников и купцов, были распространены легенды о неизвестных или исчезнувших областях и странах, например Атлантиде (см. АТЛАНТИДА).

Средние века (конец 8—14 вв.)
В 8—10 вв. викинги (см. ВИКИНГИ), совершавшие завоевательные походы, открыли Гренландию и первыми из европейцев достигли Северной Америки (так называемую страну Винланд, Маркланд, Хелуланд). В 9—11 вв. исследования неизвестных для европейцев земель, выполненные арабскими учеными и путешественниками (Масуди (см. МАСУДИ), Мукаддаси (см. МУКАДДАСИ), Якуби), стали важным источником для изучения Востока. Бируни (см. БИРУНИ) первым на Среднем Востоке предположил, что Земля движется вокруг Солнца. Он привел много интересных для своего времени топографических и географических наблюдений, а также геологических и минералогических сведений. В 12—13 вв. путешествия Плано Карпини и Марко Поло (см. ПОЛО Марко) позволили составить представление о Центральной, Восточной и Южной Азии.

Великие географические открытия (15 —середина 17 вв.)
Усовершенствование приборов, позволявших ориентироваться в океане (компас, лаг, астролябия), создание морских карт, а также потребность в новых торговых связях, способствовали Великим географическим открытиям (см. ВЕЛИКИЕ ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ОТКРЫТИЯ). Результаты этих открытий окончательно прояснили вопрос о шарообразности земли, прямым доказательством которой послужило кругосветное путешествие Ф. Магеллана (см. МАГЕЛЛАН Фернан) в начале 16 в. Плавания Х. Колумба(см. КОЛУМБ Христофор), Васко да Гамы (см. ГАМА Васко да), А. Веспуччи (см. ВЕСПУЧЧИ Америго) и других мореплавателей в Мировом океане, путешествия русских землепроходцев (см. ЗЕМЛЕПРОХОДЦЫ) в Северной Азии позволили установить контуры материков, а также описать большую часть земной поверхности, животный и растительный мир Земли. В этот же период предложенная польским ученым Н. Коперником (см. КОПЕРНИК Николай) гелиоцентрическая система мира (см. ГЕЛИОЦЕНТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА МИРА) ознаменовала начало новой эпохи в естествознании.

Научный этап исследования Земли Первый период (17 —середина 19 вв.)
Этот этап характеризуется широким использованием физических, математических и инструментальных методов. Открытие И. Ньютоном (см. НЬЮТОН Исаак) закона всемирного тяготения во второй половине 17 в. привело к возникновению идеи о том, что Земля представляет собой не идеальный шар, а сплющенный у полюсов сфероид(см. СФЕРОИД). Исходя из предположений о внутреннем строении Земли и основываясь на законе всемирного тяготения, Ньютон и Х. Гюйгенс (см. ГЮЙГЕНС Христиан) дали теоретическую оценку величины сжатия земного сфероида и получили столь различные результаты, что возникли сомнения в справедливости гипотезы о земном сфероиде. Чтобы рассеять их, Парижская Академия наук в первой половине 18 в. направила экспедиции в приполярные области Земли —в Перу и Лапландию, где были выполнены градусные измерения, подтвердившие верность идеи о сфероидичности Земли и закона всемирного тяготения.
Р. Декарт (см. ДЕКАРТ Рене) и Г. Лейбниц (см. ЛЕЙБНИЦ Готфрид Вильгельм)впервые рассмотрели Землю как развивающееся космическое тело, которое первоначально было в расплавленном состоянии, а затем охлаждалось, покрываясь твердой корой. Расплавленная Земля была окутана парами, которые затем сгустились и создали Мировой океан, его воды частично ушли в подземные пустоты, создав сушу. Возникновение гор на Земле Р. Гук (см. ГУК Роберт), Г. В. Рихман (см. РИХМАН Георг Вильгельм) и другие связывали с землетрясениями (см. ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЕ), либо с вулканической деятельностью. М. В. Ломоносов (см. ЛОМОНОСОВ Михаил Васильевич) также объяснял образование гор «подземным жаром».
Открытия, исследования и идеи 17 —первой половины 19 вв. подготовили почву для возникновения комплекса наук о Земле. К важнейшим из них относится, в частности, открытие У. Гильберта (см. ГИЛЬБЕРТ Уильям (физик)), заключающееся в том, что Земля в первом приближении является элементарным магнитом. Ломоносов предположил, что значение силы тяжести на земной поверхности определяется внутренним строением планеты. Он же одним из первых предпринял попытку измерить вариации ускорения силы тяжести, а также совместно с Г. В. Рихманом (см. РИХМАН Георг Вильгельм) исследовал атмосферное электричество. В этот же период была развита теория маятника, на основе которой стали производиться достаточно точные определения силы тяжести, разработаны метеорологические приборы для измерения скорости ветра, количества осадков, влажности воздуха. А. Гумбольдт (см. ГУМБОЛЬДТ Александр) установил, что напряженность земного магнетизма меняется с широтой, уменьшаясь от полюса к экватору, разработал представления о закономерном распределении растительности на поверхности Земли (широтная и высотная зональность). Он одним из первых наблюдал магнитную бурю (см. МАГНИТНЫЕ БУРИ) и обобщил накопившиеся к первой четверти 19 в. данные о строении Земли. Для изучения прохождения в земле сейсмических волн(см. СЕЙСМИЧЕСКИЕ ВОЛНЫ) Малле в 1851 осуществил первое искусственное землетрясение (взрывая порох и наблюдая распространение колебаний на поверхности ртути в сосуде). В 1897 Э. Вихерт (см. ВИХЕРТ Эмиль), основываясь на результатах изучения состава метеоритов и распределении плотности в недрах планеты, выделил в Земле металлическое ядро Земли (см. ЯДРО ЗЕМЛИ) и каменную оболочку. В этот период установлена возможность определения относительного возраста пород по сохранившимся в них остаткам флоры и фауны, что позволило позднее построить геохронологическую шкалу, осуществить палеореконструкции положения материков и океанов в разные геологические эпохи, изучать историю геологического развития Земли.

Второй период (середина —конец 19 в.)
В это время происходило углубление знаний о строении нашей планеты на основе развивающихся магнитного, гравиметрического, сейсмического, электрического и радиометрического методов геофизики (см. ГЕОФИЗИКА). Среди геологов получила широкое распространение контракционная гипотеза (см. КОНТРАКЦИОННАЯ ГИПОТЕЗА). В 1855 английский астроном Эйри высказал предположение о равновесном состоянии земной коры (изостазии (см. ИЗОСТАЗИЯ)), подтвердившееся в 20 в. при изучении глубинного строения гор, когда было установлено, что более высокие горы имеют более глубокие корни.

Третий период (первая половина 20 в.)
Начало века было отмечено крупными успехами в исследовании полярных областей Земли. В 1909 Р. Пири (см. ПИРИ Роберт) достиг Северного полюса, в 1911 Р. Амундсен(см. АМУНДСЕН Руаль) — Южного. Норвежские, бельгийские, французские и русские путешественники обследовали приполярные области, составили их описания и карты. Позднее начато планомерное изучение этих областей с помощью антарктических научных станций и дрейфующих обсерваторий «Северный полюс» (см. СЕВЕРНЫЙ ПОЛЮС (научные обсерватории)). В первой половине 20 в., благодаря дальнейшему усовершенствованию геофизических методов и, особенно, сейсмологии (см. СЕЙСМОЛОГИЯ), были получены фундаментальные данные о глубинном строении Земли. В 1909 А. Мохорович выделил планетарную границу раздела, являющуюся подошвой земной коры(см. ЗЕМНАЯ КОРА). В 1916 сейсмолог Б. Б. Голицын (см. ГОЛИЦЫН Борис Борисович) зафиксировал границу верхней мантии (см. ВЕРХНЯЯ МАНТИЯ), а в 1926 Б. Гутенберг (см. ГУТЕНБЕРГ Бено) установил в ней наличие сейсмического волновода (астеносферы (см. АСТЕНОСФЕРА)). Этот же ученый определил положение и глубину границы между мантией Земли (см. МАНТИЯ ЗЕМЛИ) и ядром. В 1935 Ч. Рихтер ввел понятие магнитуды землетрясения (см. МАГНИТУДА ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ), разработал совместно с Гутенбергом в 1941—45 Рихтера шкалу (см. РИХТЕРА ШКАЛА). Позднее на основе сейсмологических и гравиметрических данных была разработана модель внутреннего строения Земли, которая остается практически неизменной до наших дней.
Начало 20 в. ознаменовалось появлением гипотезы, которой в дальнейшем было суждено сыграть ключевую роль в науках о Земле. Ф. Тейлор (1910), а вслед за ним А. Вегенер (см. ВЕГЕНЕР Альфред Лотар) (1912) высказали идею о горизонтальных перемещениях материков на большие расстояния (дрейфе материков (см. ДРЕЙФ МАТЕРИКОВ)), подтвердившуюся в 1960-х гг. после открытия в океанах глобальной системы срединно-океанических хребтов (см. СРЕДИННО-ОКЕАНИЧЕСКИЕ ХРЕБТЫ), опоясывающих весь земной шар и местами выходящих на сушу (см. Рифтов мировая система (см. РИФТОВ МИРОВАЯ СИСТЕМА)). Выяснилось также, что земная кора под океанами принципиально отличается от континентальной коры, а мощность осадков на дне увеличивается от гребней хребтов к их периферии. Были закартированы аномалии магнитного поля океанского ложа, которые имеют удивительную, симметричную относительно осей хребтов структуру. Все эти и другие результаты послужили основанием для возврата к идеям дрейфа континентов, но уже в новой форме — тектоники плит (см. ТЕКТОНИКА ПЛИТ), которая остается ведущей теорией в науках о Земле.
Значительный объем новой информации, особенно о строении атмосферы, был получен в результате исследований глобальных геофизических процессов во время максимальной солнечной активности, проводившихся в рамках Международного геофизического года (см. МЕЖДУНАРОДНЫЙ ГЕОФИЗИЧЕСКИЙ ГОД (МГГ)) (1957—58) учеными 67 стран.

Четвертый период (вторая половина 20 в.)
Развитие методов радиометрического датирования горных пород во 2-й половине 20 в. позволило уточнить возраст планеты. Началось интенсивное развитие спутниковой геофизики. На основе измерений с помощью спутников была изучена структура магнитосферы (см. МАГНИТОСФЕРА), а также выявлено наличие радиационных поясов (см. РАДИАЦИОННЫЕ ПОЯСА)вокруг Земли. В конце 1970-х гг. с помощью геодезических спутников (GEOS-3), оснащенных высокоточными радарными альтиметрами (см. АЛЬТИМЕТР), удалось достичь существенного прогресса в изучении геоида (см. ГЕОИД). Наряду со спутниковой геодезией (см. СПУТНИКОВАЯ ГЕОДЕЗИЯ)широкое развитие получили методы изучения атмосферных процессов со спутников — спутниковая метеорология (см. СПУТНИКОВАЯ МЕТЕОРОЛОГИЯ), что значительно повысило точность метеорологических прогнозов.
С 1968 ведется международная программа глубоководного бурения в Мировом океане, пробурено около 2000 скважин, получено более 182 км керна. Это позволило существенно продвинуться в понимании тектонического строения, в палеоокеанографии и осадконаполнении океанских бассейнов. На континентах изучение глубинного строения Земли ведется с помощью сверхглубокого бурения (см. СВЕРХГЛУБОКОЕ БУРЕНИЕ), достигшего в 1984 глубины свыше 12 км (Кольская сверхглубокая скважина).
Для изучения максимальных глубин океана стали использоваться обитаемые глубоководные аппараты. В 1960 швейцарец Ж. Пиккар и американец Д. Уолш в батискафе «Триест» (см. ТРИЕСТ (батискаф))достигли дна Марианского желоба (см. МАРИАНСКИЙ ЖЕЛОБ) — самого глубокого места Мирового океана (11022 м). С 1980—90-х гг. подводные аппараты с человеком на борту широко используются для выполнения геологических, гидрологических и биологических наблюдений в глубинах океана.
С 1980—90-х гг. развивается геофизическая томография (см. ТОМОГРАФИЯ), с помощью которой построены сейсмические разрезы нижней и верхней мантии, что в совокупности с геотермическими и другими геофизическими данными позволило осуществить качественное и количественное моделирование мантийной конвекции — циркуляционного перемещения вещества мантии.
Запуски межпланетных космических аппаратов к Меркурию, Марсу, Венере, а также к более отдаленным планетам позволили также углубить знания о строении и эволюции Земли на основе сравнительного изучения планет (сравнительная планетология (см. ПЛАНЕТОЛОГИЯ)). Полученные данные вместе со сведениями о структуре земной коры и глубинных недр планеты послужили основой для разработки моделей развития Земли, начиная с момента ее образования из протопланетного облака.

1. 
   
   1. Признанная официальной наукой разделяющая земную и космические атмосферы полоса, которая называется линия Кармы и находится примерно в 62 милях от поверхности нашей планеты. Наверху: этот снимок, сделанный под сильно косым углом над Африкой, показывает атмосферу Земли. (JPL / UCSD / JSC / NASA).
   
   
   
   2. Крупнейшим источником электричества во всем мире является уголь, благодаря которому в 2001 году было произведено 35% электричества, к 2025 году эта цифра должно дойти до 31%. По производству электричества теплоэлетростанции занимаются первое место, гидроэлектростанции – второе, а третье — ядерные станции. Наверху: этот ночной снимок Земли был составлен более чем из 400 снимков спутника. (NASA).
   
   
   
   3. На поверхности Земли около 540 известных человечеству вулканов. Ученые не знают, сколько еще находится под водами морей и океанов. В данный момент на планете извергаются около 20 вулканов. Наверху: Вулкан Кливленд на Аляске извергает столп пепла 23 мая 2006 года. (NASA).
   
   
   
   4. Средняя годовая температура Антарктики поднялась на 1 градус за последние 50 лет – но ее ледники тают намного быстрее, чем ожидалось. Исследование, проведенное в феврале, показало, что районы таяния ледников оказались куда обширнее, чем полагали ученые. Наверху: снимок со спутника показывает льды на Антарктическом полуострове 13 декабря 2008 года слева и 2 января 2009 года справа. (NASA).
   
   
   
   5. На Земле около 4 000 известных минералов. Около 200 из них представляют для человека особую важность. Наверху: для этого снимка карьера шахты меди Моренси в южно-восточной Аризоне были использованы инфракрасные лучи. Ярко-розовые области указывают на залежи меди. (U.S. / Japan ASTER Science Team / NASA).
   
   
   
   6. Как оценивают некоторые ученые, каждую 1000 лет с Землей сталкивается большой астероид или комета. Под «большим» они понимают астероид с силой удара, равным 10 мегатонн бомбы. Наверху: на этом снимке со спутника, представленном в искаженном цвете, показан кратер Спайдер в Австралии. Ученые полагают, что это – последствия метеора, который упал на Землю 600-900 миллионов лет назад. (US / Japan ASTER Science Team / NASA).
   
   
   
   7. На Земле около 2 миллионов видов жизни – и еще от 5 до 100 миллионов, о которых пока неизвестно, так заявляет Национальный Научный Фонд. Наверху: в НАСА использовали снимки со спутника, чтобы продемонстрировать уровни растительности на Земле. Серые регионы обозначают местности, о которых не удалось получить никаких данных. (NASA).
   
   
   
   8. Ученые давно знали, что пыль может пересекать Атлантический океан из Африки в Америку – но она может также дуть через Тихий океан из Азии в Америку. Наверху: это циклон, который в апреле 2001 года поднял пыльную бурю в Китае, которая потом дошла до штата Мэриленд. (NASA)
   
   
   
   9. Взбираться по горам намного сложнее, чем спускаться на океанское дно, если смотреть на это со стороны гравитации. Притяжение Земли намного сильнее в горах, чем на плоской поверхности, а в океанских впадинах еще слабее. Наверху: гора Эверест в Гималаях. (NASA)
   
   
   
   10. Одна треть поверхности Земли составляет пустыни. Наверху: Руб-эль-Хали – одна из крупнейших песчаных пустынь на земле по площади больше чем Франция. Она захватывает части Омана, Объединенных Арабских Эмиратов и Йемена. Гравитация распределяется по поверхности Земли неравномерно.

Оказывается, в некоторых местах вы можете почувствовать себя тяжелее, чем в других. Область низкой гравитации наблюдается возле берегов Индии, а относительно высокая гравитация – в южной части Тихого океана. Причина этого неизвестна, так как существующие поверхностные образования не являются доминирующими. Спутники-близнецы NASA под названием GRACE, запущенные в марте 2002 г., производят подробные измерения гравитационного поля Земли, что позволит совершить новые открытия в области гравитации и экологической системы планеты.

1. Атмосфера «улетучивается».

Благодаря тепловой энергии, скорость некоторых молекул, находящихся на внешней границе атмосферы Земли, увеличивается настолько, что они выходят за пределы зоны действия ее гравитации. В результате происходит медленный, но равномерный отток атмосферы в космос. Из-за того, что летучий водород имеет более низкую молекулярную массу, его молекулы легче развивают необходимую скорость, и «утекают» в космос быстрее. Поэтому в настоящее время атмосфера Земли не уменьшается, а окисляется, влияя на химическую природу жизни, сформировавшейся на планете. К тому же, атмосфера, насыщенная кислородом, сохраняет уцелевший водород, заключая его в молекулы воды.

1. Земля замедляется.

Как следствие изменений гравитационных сил, вызванных воздействием луны, Солнца и других планет солнечной системы, смещений материи в различных частях планет и иных влияний, скорость вращения Земли вокруг своей оси различается по времени. В последнее время день сократился на сотые доли секунды, указывая на то, что угловая скорость планеты возросла. Факторы, вызывающие это возрастание, не установлены. По данным о вращении Земли видны колебания в различных временных масштабах. Крупнейшие из них наблюдаются в сезонном масштабе: Земля замедляется в январе и феврале.

1. Радиационный пояс Ванн Аллена.

Радиационный пояс Ван Аллена представляет собой тор, состоящий из энергетически заряженных частиц (плазмы), огибающий планету, и удерживаемый ее магнитным полем. Космонавты корабля Аполлон, летавшие на Луну, провели в этом поясе совсем немного времени, но, вероятно, риск заболевания раком у них слегка повысился. Сотрудники NASA сообщили, что специально запланировали запуск Аполлона и рассчитали переходные орбиты таким образом, чтобы обойти край пояса над экватором и свести влияние радиации к минимуму. Кроме этого, из-за проводимых в космосе ядерных испытаний, появились искусственные радиационные пояса. «Starfish Prime» - ядерное испытание, проведенное на большой высоте, создало искусственный радиационный пояс, который повредил и уничтожил около трети всех спутников, находившихся на околоземной орбите, за раз.

1. Луна отдаляется от Земли.

Фактор, влияющий на приливы и отливы, сохранение энергии и кинетический момент. Измерения, проводившиеся вот уже на протяжении 25 лет, четко показывают, что орбита Луны увеличивается, и она отдаляется от Земли. В целом, это происходит со скоростью 4 см. в год. Однако, астрономы предсказывают, что когда Солнце вступит в фазу красного гиганта – приблизительно через 5 млрд. лет – и Земля, и Луна, попав под влияние его увеличившейся атмосферы, сблизятся снова. В этот период Луна подойдет к Земле так близко, как никогда – она будет находиться на высоте 18470 км. над нашей планетой в точке, получившей название «предел Роше». В итоге Луна будет разорвана на куски и рассеяна, образовав из обломков грандиозное кольцо диаметром 37000 км. над экватором Земли, подобно кольцу Сатурна.

1. Луна создает приливы в атмосфере.

Луна оказывает приливной эффект не только на океаны, но и на атмосферу. Теоретические знания предсказывают более сильные колебания лунного давления в тропиках, но их амплитуда редко превышает 100 микробар (0,01% от среднего приповерхностного давления). Для обнаружения такого слабого сигнала, замаскированного более сильными колебаниями давления связанными с погодой, потребовалось разработать особые статистические методы и накопить данные по множеству систематических наблюдений. Это нормально для атмосферных волн – увеличивать свою амплитуду с высотой из-за разряженного воздуха. Лунные приливы, однако, слабы по сравнению с солнечными, происходящими в верхних слоях атмосферы.

1. Чандлеровское колебание полюсов.

Чандлеровское колебание представляет собой небольшие изменения осей вращения Земли, открытые американским астрономом Чандлером (Seth Carlo Chandler) в 1891 г. Они составляют 0,7 арксекунды в течение 433 дней. Другими словами, полюсы планеты движутся по неправильной окружности диаметром от 3 до 15 м. Причина этого неизвестна. 18 июля 2000 г. Лаборатория реактивного движения заявила, что «принципиальная причина чандлеровских колебаний кроется в изменяющемся давлении на дне океана, вызванном колебаниями температур и солености, а также ветровыми изменениями в циркуляции океанов». Однако, в период с января по февраль 2006 г. ученые заметили, что чандлеровские колебания прекратились, и пауза продолжалась на протяжении 6 недель. Эта аномалия вызвала дополнительный интерес к пониманию происходящего, но повлекло, или повлечет ли это какие-либо катастрофические изменения в оси вращения нашей планеты, пока неизвестно.

1. Электрический заряд Земли.

С 1917 г. ученым известно, то поверхность Земли имеет отрицательный электрический заряд, но никто не знал, что удерживает этот заряд. При ясной погоде электричество протекает между землей и воздухом в таком направлении, что заряд должен бы был рассеяться. И ток этот достаточно слаб: всего около 1500 ампер; немногим более по всей планете, едва превышая ток нескольких линий электропередач. Но электричество, покидающее Землю, должно как-то восстанавливаться, иначе бы оно быстро кончилось. Напрашивается мысль о том, что грозы восстанавливают заряд, но никто этого не доказал. Три года назад один институт провел исследования при помощи самолетов ВВС: они измерили электрические завихрения в неподвижном воздухе выше активных грозовых фронтов. Конечно же, их приборы зафиксировали ток, движущийся в направлении противоположном направлению движения тока при ясной погоде. Ученые подсчитали, что все грозы, происходящие одновременно, генерируют полный ток силой около 1500 ампер, как раз достаточно для поддержания заряда Земли и сохранения баланса.

1. Ежегодно тонны межпланетной пыли достигают Земли.

Согласно сайту space.com, каждый год поверхности Земли достигают около 30000 тонн межпланетной пыли. Большинство астероидов блуждает вокруг Солнца в поясе между Марсом и Юпитером. Фрагменты, образующиеся от их столкновений, и пыль затягиваются внутрь солнечной системы, и иногда приближаются к Земле. Пыль и камни, движущиеся по отношению к Земле достаточно быстро, часто врезаются в атмосферу и сгорают, создавая эффект «падающих звезд». Осколки, движущиеся медленнее, могут быть захвачены гравитацией планеты и уцелеть.

1. Магнитные полюсы Земли перемещаются.

Полюсы на Земле менялись местами уже много раз! Об этом можно судить по тому, что направление магнитного момента камней, образующих океанское дно, непостоянно. Каким оно будет, зависит от того, какой была ориентация полюсов в момент формирования камня в районе срединно-океанических хребтов. В процессе разворота, который может происходить в течение нескольких тысяч лет, магнитные полюсы начинают отклоняться от полюсов вращения, и со временем оказываются на противоположных сторонах. Иногда это отклонение происходит медленно и постепенно, а иногда – в несколько прыжков.

Если задуматься над этим вопросом, то выводов напрашивается сразу два, причем кардинально противоположных. Безусловно, каждый из вас вправе спросить: «Почему же?». Тогда давайте начнем рассматривать общие знания о нашей дорогой и любимой планете.

Еще в школе мы начинаем получать первые сведения о Земле. Например, там нам рассказывают, что наша планетасуществует уже очень – очень давно. И что она не просто «пожилая» или имеет преклонный возраст. По данным ученых наша планета уже на полных правах может именовать себя глубокой старушкой, вырастившей не только своих внуков и правнуков, а познавшей уже поколения пра-пра-пра-пра… Ведь за четыре с половиной миллиарда лет (такой возраст приписывают ученые нашей «мамочке») на планете сменились не одно и не два поколения человечества.

Когда мы подрастаем, и выходим за рамки школьной программы, в силу своего любопытства или еще по каким-то причинам начинаем приобретать знания из других источников. И вот нам становится известно от ученых – верующих людей, изучающих Библию, что не так уж и стара наша Земля – матушка (и это немного успокаивает и радует, не правда ли?). Согласно Библейскому описанию нашей планете не более семи тысяч лет. Чтобы не вдаваться в математические и исследовательские подробности, просто хочется заметить, что с одной стороны это вроде бы и знания о планете, а с другой стороны – вопрос остается открытым, и по сей день. Сколько людей – столько мнений!

Второй уровень знаний о нашей дорогой Земле, мы тоже несем со школьной скамьи. На уроках астрономии нам ученикам рассказывают о том, как появилась земля. Интересно, что если не в каждой школе, то в каждом районе или области можно встретить учителей, которые преподают детям абсолютно разные версии. Вот, кто во что верит, о том и рассказывает. Одни считают, что Земля возникла после глобального взрыва, и даже пытаются научно это доказывать (правда, на примитивном уровне, но для детей в школе - подходит), другие считают, что рождение Земли связано с газопылевым облаком, которое росло, росло и росло, и вот, сегодня мы имеем то, что имеем – планету! Третья версия рождения Земли – Библейская, и так далее. Перечислять версии возникновения нашей планеты можно еще очень долго. А вопрос так и остается открытым. И можно ли считать это знаниями или нет?

Третье. Вот уж, что абсолютно точно можно отнести к человеческим знаниям о земле, так это то, из чего она состоит, как устроена, какие слои составляют земной шар. Кстати, о форме Земли мы тоже знаем абсолютно точно и достоверно. Знаем, конечно, и о земной природе, о том, какие континенты на ней существуют, о реках, горах, вулканах, животном и растительном мирах, знаем о неповторимых ни где земных явлениях (радуга, дождь, снег) и прочем. Наши знания о планете, вроде бы, простираются далеко и глубоко, но в то же время, они так поверхностны, и их так мало в сравнении с теми вопросами, на которые нет достоверных и однозначных ответов. Вот именно поэтому напрашивается сразу два вывода – ответа на поставленный вопрос. Первый – знаем много всего, а второй – практически ничего не знаем о своем родном доме. И откроет ли нам Земля свои тайны, и сколько их у нее, и зачем она их скрывает, и для кого хранит? На все эти вопросы человечество и сегодня пытается найти простые ответы. Все мы стараемся проникнуть в чьи-то тайны, и это нормально, это в человеческой природе. Победит ли природа и характер человека, природу и характер своей матери – планеты? Этот вопрос тоже остается открытым.