Föld

A Föld a Naptól a harmadik, méretét tekintve pedig az ötödik legnagyobb bolygó.

• Naptól mért közepes távolsága: 149,600,000 km (1.00 CSE)
• átmérő: 12,756.3 km
• tömeg: 5.976e24 kg

• 

Az űrutazások és a holdraszállások mindennél nyilvánvalóbbá tették, hogy a Föld is csak a Naprendszer egyik bolygólya. Jóllehet úgy szoktunk bolygónkra tekinteni, mint a "terra firmá"-ra, mint a stabilitás szimbólumára, a Föld valójában egy óriási űrjármű, amelynek átmérője majdnem 13000 kilométer, és amelyik 30 kilométeres másodpercenkénti sebességgel száguld pályáján. Keringésén kívül a Nappal és Naprendszerünk többi bolygójával együtt körülbelül másodpercenként 20 kilométeres sebességgel haladó mozgást is végez a Herkules (Hercules) csillagkép irányába. A Föld tengely körüli forgása következtében az egyenlítő minden pontja óránként több mint 1600 kilométert tesz meg.



• Tudjuk, hogy bolygónk 24 óra alatt végez egy teljes körülfordulást.

A forgás következtében fellépő centrifugális erő hatására az égitest belapult, az egyenlítői vidékeken pedig kidudorodott. Így ma a Föld egyenlítői sugara 21,5 kilométerrel hosszabb, mint a pólusokat összekötő szakasz fele. Ha a Föld forgása hirtelen leállna, akkor az óceánok vize a sarkvidékek felé áramlana az egyenlítőtől, egészen addig, amíg az egyenlítői és a poláris átmérő ki nem egyenlítődne.
• A hegyek csak az emberi időskálán mérve nevezhetők állandónak. Az idők folyamán Földünk felszíne megemelkedett, megrepedezett és felgyűrődött. A Föld -születése óta- állandóan fejlődik, változik. Az eróziós erők mindig a tektonikus erők ellen hatnak. Míg az utóbbiak hatalmas csúcsokat hoznak létre, az előbbiek e csúcsokat egyszerű sziklákká pusztítják le. A különböző eróziós erők közül minden kétséget kizáróan a vízzel kapcsolatosak a leghatékonyabbak. A felhők általában a magasabb vidékek fölött alakulnak ki. Ezek a területek többnyire csapadékosabbak. A víz amely mindig az alacsonyabb szintek felé törekszik, lezúdul a domboldalakon, erecskéket alkotva, amelyek patakokká, majd folyókká egyesülnek, és végül hatalmas folyamokká duzzadva ömlenek a tengerekbe. Ha repülőgépről nézzük a folyókat, hatalmas összefüggő rendszernek látjuk őket, felismerjük jellegzetes elágazásaikat, s azt, hogy a kisebb ágak nagyobbakká, azok pedig végül főfolyammá egyesülnek. A sarkvidékeken és a nagy tengerszint feletti magasságban a nagy jégtömegek gleccserekké állnak össze, amelyek igen lassan csúsznak lefelé, letarolva az alattuk fekvő felszíni alakzatokat, és hatalmas U alakú völgyeket vágva a talajba. A tengerek partvidékén a szél hajtotta hullámok és az árapály következtében állandóan változik a partvonal alakja. A szél is nagyon fontos talajformáló, felszínalakító erő. A hőmérsékleti változások ugyancsak eróziós, romboló hatásúak lehetnek: a melegedés hatására bekövetkező tágulás, valamint a lehűlés miatt fellépő összehúzódás során repedések keletkeznek, s a kőzetek lassan elmorzsolódnak. A folyók mély árkokat és kanyonokat vájnak maguknak. A folyóvíz eróziós munkájának és a Föld tengely körüli forgásának együttes hatása azt eredményezi, hogy a folyómedrek inkább kígyózva kanyargók, mint egyenesek.
• A Föld fiatal korában valószínűleg teljesen hideg volt, belső részeiben mégis volt bizonyos mennyiségű radioaktív anyag, bizonyára urán, tórium és a nátriumnak egyik izotópja. Ezeknek az anyagoknak a radioaktív bomlása során tekintélyes mennyiségű hő szabadult fel, amely azonban csak igen lassan tudott kijutni a belső tartományokból, s így az évmilliók során annyira sikerült felmelegítenie bolygónk belsejét, hogy ott egyes anyagok cseppfolyóssá válhattak. Ez a hőmennyiség felelős az összes vulkáni és gejzírtevékenységért.
• A Hold és a Nap tömegvonzása (az előbbié nagyobb) apályt és dagályt kelt, amelyek az óceánok és tengerek vízfelszínének süllyedésében és emelkedésében vehetők észre. A Hold úgy "vonszolja" maga után a Föld dagályövét bolygónk felszínén, hogy az épp ennek forgásával ellentétes irányban haladjon. Emiatt a földi napok évszázadonként 0,02 másodperccel hosszabbodnak meg. Ez az érték elhanyagolhatónak tűnhet, de hosszú évszázadok alatt annyira felszaporodik, hogy könnyen kimutathatóvá válik. Ha például a teljes napfogyatkozások bekövetkezésének előre kiszámított helyét összevetjük a tényleges hellyel, akár egyórás különbségeket is felfedezhetünk. Ha a Föld forgása lassul, akkor viszont a Hold keringésének kell megfelelő arányban gyorsulnia (a Föld által elveszített mozgási energia a Hold mozgására tevődik át.) Meglepő módon, ha az égitest mozgása gyorsul, akkor eltávolodik bolygónktól, s így végeredményben hosszabb időre lesz szüksége, hogy egy teljes keringést végezzen körülöttünk. Számítások szerint a Hold évente 4,5 cm-rel távolodik Földünktől e jelenség hatására. Ez az érték persze szintén elhanyagolhatónak tűnik a Föld-Hold távolsághoz képest. Ha azonban azt is figyelembe vesszük, hogy a dagálysúrlódás amely a múltban -amikor a Hold sokkal közelebb volt hozzánk- lényegesen nagyobb volt, akkor arra a következtetésre jutunk, hogy a két égitestnek egymilliárd évvel ezelőtt olyan közel kellett lennie egymáshoz, hogy szinte összeértek. Nyilvánvaló, hogy valamilyen oknál fogva a súrlódási erő kisebb volt. A kutatók feltételezik, hogy a változás a kontinensvándorlással magyarázható. A Föld őskorában, amikor a kontinensek egyetlen szárazföldet alkottak, a dagálysúrlódásnak sokkal kisebbnek kellett lennie, mint napjainkban, mivel a kontinentális selfek teljes területe akkoriban sokkal kisebb volt.
• A szárazföld, az úgynevezett litoszféra a Föld felszínének mintegy 30%-a. A fennmaradó 70%-ot tengerek és óceánok borítják. Ez az úgynevezett hidroszféra.

A Föld légköre

A földi légkör főként nitrogénből (78%) és oxigénből (21%) áll. A többi alkotórész közül legnagyobb mennyiségben vízgőz, argon és széndioxid fordul elő. A talajszinten mért átlagos nyomás 101325 Pa (1013 millibar) ami megfelel egy 0,76 m magas higanyoszlop vagy egy 10 m magas vízoszlop nyomásának. Ezt a nyomást nevezik egy atmoszférának.

A földi légkör összetételének változásai nagyon megnövelték az atmoszféra alsó része által befogható hőmennyiséget -ezt a jelenséget nevezik üvegházhatásnak. Az ultraibolya sugarak elnyelése miatt a légkör felső rétegében egy különleges oxigénmolekula-fajta keletkezik: az ózon (O3), amely szinte teljesen megakadályozza az ultraibolya sugarak további terjedését. Még magasabban nyelődnek el a röntgensugarak, amelyek a molekulákról és atomokról elektronokat szakítanak le, s azokat ionokká alakítják. A légkör felső részében több ilyen, jó elektromos vezetőképességű zóna is van, amelyek hihetetlenül fontos szerepet játszanak a rádiózásban, tükörként visszaverik a hosszabb hullámú rádiósugarakat a Föld körül, a rövidhullámokat viszont átbocsátják. A Van Allen sugárzási övezetekben összegyűlt elektronok és ionok alkalmanként kikerülhetnek e zónákból, és lejuthatnak a légkör felső rétegeibe, főként bolygónk mágneses pólusainak vidékére. Ezek a Föld mágneses tere által irányított részecskék összeütköznek a felső légkör molekuláival, és sugárzást bocsátanak ki, amely azután a sarki fény csodálatos formáiban és színeiben jelenik meg. Az atmoszféra véd bennünket a meteorok sokaságától, kisebbektől és nagyobbaktól is, amelyek éjjel-nappal bombázzál Földünket. A kozmikus sugárzást, amely a világűr minden részéről, igen távolról jut el hozzánk, ugyancsak a légkör gyengíti. Ha e sugarak gyengítetlenül érnének el bennünket, jóvátehetetlen károsodást okoznának szervezetünkben.

A légkör rétegei

• troposzféra 0 -12 km magasságig, az időjárási folyamatok jórészének színtere, a hőmérséklet felfelé haladva csökken, 290 K-ről kb. 217 K-ig, amely minimumot a tropopauzánál mintegy 10 kilométer magasságban éri el
• sztratoszféra a troposzférától 50 km magasságig, a hőmérséklet a magassággal emelkedik, ez a réteg tartalmazza az ózont; mezoszféra a következő réteg, a hőmérséklet a magasság növekedésével csökken, kb. 85 km magasságban a legalacsonyabb, 185 K
• termoszféra 85 kilométeres magasság fölött, ahol a ritka gázok a napfénytől felmelegszenek és elérik a nappali 1200 K-es, valamint a 800 K-es éjszakai hőmérsékletet; kb. 500 kilométeres magasságban a könnyebb atomok (pl. hidrogén) képesek kiszökni a légkörből.
Az üvegházhatás az átlagos felszíni hőmérsékletet 290 Kelvin (17 Celsius) körül tartja, mintegy 35 K-nel magasabban, mint amekkora légkör hiányában lenne.

Az atmoszféra, különösen az alsóbb rétegek, a csillagászati megfigyeléseket is befolyásolják. A le- és felszálló légáramok eltérítik a csillagokról és más égitestekről érkező fénysugarakat eredeti irányuktól. A fentiekkel magyarázható a csillagok fényének pislákolása, ami elkeni az égi objektumok fényét, s ami megakadályozza, hogy a finomabb részleteket is tanulmányozzuk. Azt is megfigyelhetjük, hogy a csillagok képe táncol a távcső látómezejében, miközben színük és fényességük is változni látszik. Mivel a csillagászoknak jobb képekre volt szükségük, olyanokra, amelyeken kisebb szögátmérőjű részletek is felismerhetők, kénytelenek voltak teleszkópjaikat hatalmas léggömbökkel mintegy 30 kilométeres magasságba felbocsátani. A Föld körül keringő mesterséges holdakról(és űrtávcsövekről) végzett megfigyelések egyik legnagyobb előnye éppen az, hogy ezek az eszközök teljesen zavartalanul dolgozhatnak, minthogy a légkör felett járnak. A csillagközi térben a csillagok fénye egyáltalán nem szikrázik, s ilyen holdakról a távoli ultraibolya sugárzás éppen úgy tanulmányozható, mint a Föld felszínére soha el nem jutó többi elektromágneses hullám.

Bolygónk légkörének molekulái a rájuk eső napfényt minden irányban szórják. Ez a szórás sokkal erősebb a kék fényre, mint a vörösre, hisz éppen emiatt látjuk kéknek az égboltot. Ahogy az űrhajósok bolygónk körül keringve többször is felhívták rá a figyelmet, a kék szín általában is jellemző Földünkre. Így különösen jól kivehetők a fehér felhők megkülönböztető jegyei. A spirál alakú szegélyek mindig ciklonokra utalnak. Az északi féltekén mindig az óramutatóval ellentétes irányban forognak, a délin pedig azzal megegyezően.
 
 

A Föld belseje

A Föld több, különböző koncentrikusan elhelyezkedő rétegből áll. Három fő réteg különbözethető meg:
• kívül a 10 - 40 km vastagságú és viszonylag könnyű kőzetek alkotta földkéreg
• köpeny, amelyen a földkéreg nyugszik további három részre bontható:
• legkülső réteg a litoszféra, szilárd, vastagsága nem éri el a 100 kilométert
• képlékenyebb asztenoszféra
• legmélyebben a mezoszféra, amely szilárdabb az asztenoszféránál
• a köpeny alatt található a 3400 km sugarú nagy sűrűségű vas-nikkel mag, amely szilárd belső részből és az azt körülvevő folyékony halmazállapotú anyagból áll.


Az átlagos sűrűség a kontinentális kőzetektől (2670 kg/m3) a bolygó belseje felé haladva a mag középpontjáig (13600 kg/m3) nő.

• A bolygók belső felépítése részletesebben értelmezhető bármely szeizmikus jelenség tanulmányozásával. Felhasználhatók a bolygó felszíne mentén, valamint a bolygó belsején keresztülhaladó külső vagy belső események előidézte rengéshullámok. A belső esemény lehet földrengés, a külső pedig meteorit-becsapódás vagy mesterséges robbantás.
• A Föld mágneses tere egy egyszerű mágnesrúdéhoz hasonlóan viselkedik: kétpólusú, a tájolótűje pedig az északi és déli mágneses pólusokat összekötő erővonalak mentén áll be. A mágneses tér iránya idővel változik, jelenleg az északi mágneses pólus (amit azért nevezünk északi pólusnak, mert az iránytű mágnesének északi pólusa erre mutat, tehát az valójában a Föld déli pólusa mágneses értelemben) az északi szélesség 78,5 fokán, Északnyugat-Grönlandon helyezkedik el.




• Tankönyvek és elemi csillagászi könyvek sokszor perspektívában ábrázoljál a földpályát, egy meglehetősen hosszúra nyújtott ellipszis formájában. Ez az ábra helytelenül felfogva sokaknál beidegződik egy életre, akik abban a hitben vannak és maradnak, hogy a földpálya nem egyéb mint egy hosszan elnyúló ellipszis. A valóságban a földpálya alig különbözik a körtől. Az eltérés oly csekély, hogy papíron nem is lehet másképp ábrázolni, mint kör alakjában. Ha a papírra vetett földpálya átlóját jó nagyra, mondjuk 1 méterre vesszük is, ábránk eltérése vékonyabb volna a ceruzavonalnál, amellyel a földpályát megrajzoltuk. Az ilyen ellipszist még nagyon jó szemmel sem lehet megkülönböztetni a körtől.
• A Föld tengelyének hajlása 23,4 fokos, és ezt a térbeli irányt a bolygó Nap körüli mozgása közben is megtartja. Ezért keringés közben az északi és déli féltekékre jutó napfény mennyisége szakaszosan változó, azaz az időjárás a Földön évszakos változásokat mutat.
• A Földnek egyetlen természetes kísérője van, a Hold.

A Föld holdja

           Távolság  Sugár     Tömeg
Hold       (000 km)   (km)     (kg)
-------    --------  -----   -------
Hold       384        1738   7.35e22