Характеристики орбиты. Физические характеристики Земли

Земля движется вокруг Солнца по близкой к круговой орбите (эксцентриситет 0,017), радиус которой - 149,6 млн. км - принят за 1 астрономическую единицу. Период обращения по орбите составляет 365,256 земных суток или 1 год. Средняя скорость движения по орбите - 29,8 км/с.

Период вращения вокруг оси - звездные сутки - 23h56m4,099s. Наклон земного экватора к орбите составляет 23°27' и обеспечивает смену времен года. Масса Земли равна М = 5,974•10²⁴ кг, средняя плотность 5,515 г/см³. Экваториальный радиус планеты составляет R = 6 378 км. Земля имеет грушевидную форму, называемую геоидом. Сжатие составляет 0,0034 (полярный радиус равен R = 6 356 км). Сплюснутость Земли с полюсов объясняется вращением. Ускорение свободного падения на поверхности составляет, в среднем, g = 9,78 м/с²: у полюсов больше, на экваторе меньше.

Строение Земли

Прямое исследование земных глубин пока что невозможно: самые глубокие скважины едва достигают десятикилометровой отметки. Однако сейсмология дала ключ к внутреннему строению Земли. Дело в том, что скорость сейсмических волн зависит от плотности и упругости горных пород, через которые они проходят. Они отражаются и преломляются на границах между различными пластами. По сейсмограммам было установлено строение земной литосферы.

Толщина. Состав

Кора около 35 км, в океанических областях меньше	Граниты и базальты
Мантия 2900 км.	Твердые кремниевые породы, окислы кремния и магния	У нижней границы мантии давление достигает 130 Га, температура 5000 К.
Внешнее ядро 2250 км.	Жидкое состояние вещества
Внутреннее ядро 1220 км (радиус)	Твердые железо и никель	Давление превышает 3,6•1011 Па, температура 8000 К.

Из всей массы Земли кора составляет менее 1 %, мантия - около 65 %, ядро - 34 %. Вблизи поверхности Земли возрастание температуры с глубиной составляет примерно 20° на каждый километр. Плотность горных пород земной коры составляет около 3000 кг/м³. На глубине около 100 км температура примерно 1800 К. Нижняя, внутренняя граница между корой и мантией называется разделом Мохоровичича. Упругие волны в мантии распространяются, как в твердом теле. В мантии скачкообразно увеличивается скорость распространения сейсмических волн, что связано с резким повышением плотности вещества до 5600 кг/м3. Следующее по интенсивности отражение наблюдается на глубине 2900 км (поверхность Вихерта - Гутенберга). На этой глубине сильно отражаются продольные и поперечные сейсмические волны. Отсюда можно сделать вывод, что ниже лежит жидкое ядро: в жидкостях поперечные волны не распространяются. Этот слой расплавленного металла называют внешним ядром. В центре Земли находится твердое железное ядро плотностью около 10 000 кг/м3 (1,7 % массы Земли). Граница между ними толщиной около 5 км проходит на расстоянии примерно 1220 км от центра.

С остав Земли по химическим элементам.

На Земле в результате активной вулканической деятельности происходит выбросы лавы, пара и газов из внутренних частей мантии до сих пор формируется верхняя часть Земли - кора. На планете около 800 действующих вулканов. Кора и верхние слои мантии образуют литосферу. Ее граница расположена на глубине около 70 км. Литосфера расколота на десяток больших плит, на границах между которыми постоянно происходят землетрясения и извержения вулканов. Литосферные плиты "плавают" в расположенном под ними до глубины 250 км слое повышенной текучести, называемом астеносферой. Основные составляющие атмосферы Земли - азот и кислород. Остальные газы: водяной пар, углекислота, неон, метан, водород и другие - составляют около 1 %. Давление атмосферы на уровне моря - 1 атм = 101325 Па = 760 мм рт. ст.

Химический состав атмосферы (по объему)

Стандартная атмосфера соответствует температуре воздуха 15,0°С, относительной влажности f = 0 %, плотности = 1,225 кг/м3. Атмосфера Земли состоит из ряда слоев - тропосферы, стратосферы, мезосферы, термосферы, экзосферы:

Небольшое количество углекислого газа в земной атмосфере создает парниковый эффект.

Строение атмосферы

Высота Температура Характеристика Тропосфера 0–12 км Падает на 6° на каждый км Тропосфера нагревается инфракрасным излучением земной поверхности. Стратосфера 12–25 км –50° С 25–50 км Немного растет, на высоте 50 км около 0° С Температура растет за счет реакции разложения озона, которая сопровождается выделением теплоты. Мезосфера 50–85 км Озон поглощает ультрафиолетовое излучение в области (200–300 нм), защищая жизнь на поверхности Земли. Термосфера 85–800 км Температура увеличивается с высотой. Днем на высоте 400 км около 1500° С Ультрафиолетовое и рентгеновское излучение Солнца ионизует молекулы воздуха. Поэтому термосферу называют ионосферой. От ионосферы отражаются радиоволны. Становятся преобладающими водород и гелий. Экзосфера Свыше 800 км Молекулы движутся с огромными скоростями, иногда улетая в межпланетное пространство