Bolygónk: a Föld

A Föld a Naptól a harmadik, méretét tekintve pedig az ötödik legnagyobb bolygó, a legnagyobb a négy földszerû belsõ bolygó közül. Színe is erõsen elüt a szomszédos bolygókétól. Amennyire tudjuk Földünk egyedülálló a Naprendszerben abban, hogy folyékony víz van a felszínén és élet van rajta. Egyedül a Naptól ebben a távolságban találhatunk folyékony vizet, amely létfontosságú az élet számára. Víz nélkül nem fejlõdhetett volna ki az élet és a fennmaradó szén-dioxid burokból olyan légkör alakult volna ki, mint a Vénuszé, és attól a Föld felszíne is sivataggá vált volna.

Az ûrutazások és a holdraszállások mindennél nyilvánvalóbbá tették, hogy a Föld is csak a Naprendszer egyik bolygója. Jóllehet úgy szoktunk bolygónkra tekinteni, mint a "terra firmá"-ra, mint a stabilitás szimbólumára, a Föld valójában egy óriási ûrjármû, amelynek átmérõje több mint 12000 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 egyenlítõ minden pontja óránként több mint 1600 kilométert tesz meg.
A földpálya alig különbözik a körtõl. 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 körtõl.

Tudjuk, hogy bolygónk 24 óra alatt végez egy teljes körülfordulást. A forgás következtében lapult. Így a Föld egyenlítõi sugara 21,5 kilométerrel hosszabb, mint a pólusokat összekötõ szakasz fele. Ha a Föld forgása hirtelen leállna, akkor az óceánok vize a sarkvidékek felé áramlana az egyenlítõtõl, egészen addig, amíg az egyenlítõi és a poláris átmérõ ki nem egyenlítõdne.

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 idõjárás a Földön évszakos változásokat mutat.

---

A Föld -születése óta- állandóan fejlõdik, változik. Az idõk folyamán megemelkedett, megrepedezett és felgyûrõdött. Az eróziós erõk mindig a tektonikus erõk ellen hatnak. Míg az utóbbiak hatalmas csúcsokat hoznak létre, az elõbbiek e csúcsokat egyszerû sziklákká pusztítják le. A sarkvidékeken és a nagy tengerszint feletti magasságban a nagy jégtömegek gleccserekké állnak össze, amelyek igen lassan csúsznak lefelé, letarolva az alattuk fekvõ felszíni alakzatokat, és hatalmas U alakú völgyeket vágva a talajba.
A következõ két saját készítésû kép is ezt mutatja

az Alpokban

és Skandináviában.

A különbözõ eróziós erõk közül minden kétséget kizáróan a vízzel kapcsolatosak a leghatékonyabbak. A felhõk általában a magasabb vidékek fölött alakulnak ki. Ezek a területek többnyire csapadékosabbak.

Az 1991. júniusában készült fenti képen a Mississippi látható.

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. 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. Ha repülõgéprõl nézzük a folyókat, hatalmas összefüggõ rendszernek látjuk õket, felismerjük jellegzetes elágazásaikat, s azt, hogy a kisebb ágak nagyobbakká, azok pedig végül fõfolyammá egyesülnek.

A tengerek partvidékén a szél hajtotta hullámok és az ár-apály következtében állandóan változik a partvonal alakja. Egy ûrrepülõgéprõl készült felvételen az Atlanti-óceán és a Földközi-tenger, valamint Afrika és Európa találkozása a Gibraltári-szorosnál. (A kép bal oldalán Spanyolország, jobbra Afrika partjai.)

Az Antarktisz partvidéke látható a képen, melyet a Galileo által egy 1600 km széles területrõl készített 11 képbõl raktak össze. Az Antarktisznak e partvidéke Dél-Amerika partjaitól délre található. Lent bal oldalon a sötétkék Ross-tenger, körülölelve a Ross-jéggel, a képen legfelül az Amundsen-tenger látható.

A szél is nagyon fontos talajformáló, felszínalakító erõ.
A hõmérsékleti változások ugyancsak eróziós, romboló hatásúak lehetnek: a melegedés hatására bekövetkezõ tágulás, valamint a lehûlés miatt fellépõ összehúzódás során repedések keletkeznek, s a kõzetek lassan elmorzsolódnak.

A Föld fiatal korában valószínûleg teljesen hideg volt, belsõ részeiben mégis volt bizonyos mennyiségû radioaktív anyag, bizonyára urán, tórium és a nátriumnak egyik izotópja. Ezeknek az anyagoknak a radioaktív bomlása során tekintélyes mennyiségû hõ szabadult fel, amely azonban csak igen lassan tudott kijutni a belsõ tartományokból, s így az évmilliók során annyira sikerült felmelegítenie bolygónk belsejét, hogy ott egyes anyagok cseppfolyóssá válhattak. Ez a hõmennyiség felelõs az összes vulkáni és gejzírtevékenységért. Az Etna idõnként ma is aktív vulkán, Szicília keleti partjánál. A mûködõ vulkánok a vulkáni hamu, és a lávafolyások révén alakítják a felszínt. Ezt a kép egy ûrrepülõgéprõl készült az Etnáról.

A Hold és a Nap tömegvonzása (az elõbbié nagyobb) apályt és dagályt kelt, amelyek az óceánok és tengerek vízfelszínének süllyedésében és emelkedésében vehetõk 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 tûnhet, de hosszú évszázadok alatt annyira felszaporodik, hogy könnyen kimutathatóvá válik. Ha például a teljes napfogyatkozások bekövetkezésének elõre kiszámított helyét összevetjük a tényleges hellyel, akár egyórás különbségeket is felfedezhetünk. Ha a Föld forgása lassul, akkor viszont a Hold keringésének kell megfelelõ arányban gyorsulnia (a Föld által elveszített mozgási energia a Hold mozgására tevõdik át.) Meglepõ módon, ha az égitest mozgása gyorsul, akkor eltávolodik bolygónktól, s így végeredményben hosszabb idõre lesz szüksége, hogy egy teljes keringést végezzen körülöttünk. Számítások szerint a Hold évente 4,5 cm-rel távolodik Földünktõl e jelenség hatására. Ez az érték persze szintén elhanyagolhatónak tûnik 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 ezelõtt olyan közel kellett lennie egymáshoz, hogy szinte összeértek. Nyilvánvaló, hogy valamilyen oknál fogva a súrlódási erõ kisebb volt. A kutatók feltételezik, hogy a változás a kontinensvándorlással magyarázható. A Föld õskorában, 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 kb. 30%-a. A fennmaradó 70%-ot tengerek és óceánok borítják. Ez az úgynevezett hidroszféra.

---

A Föld több, különbözõ koncentrikusan elhelyezkedõ rétegbõl áll. Három fõ réteg különbözethetõ meg: kívül a 10 - 40 km vastagságú és viszonylag könnyû kõzetek alkotta földkéreg, a köpeny, amelyen a földkéreg nyugszik, a köpeny alatt található a 3400 km sugarú nagy sûrûségû vas-nikkel mag, amely szilárd belsõ részbõl és az azt körülvevõ folyékony halmazállapotú anyagból áll. Az átlagos sûrûség a kontinentális kõzetektõl (2670 kg/m3) a bolygó belseje felé haladva a mag középpontjáig (13600 kg/m3) nõ.

A bolygók belsõ felépítése részletesebben értelmezhetõ bármely szeizmikus jelenség tanulmányozásával. Felhasználhatók a bolygó felszíne mentén, valamint a bolygó belsején keresztülhaladó külsõ vagy belsõ események elõidézte rengéshullámok. A belsõ esemény lehet földrengés, a külsõ pedig meteorit-becsapódás vagy mesterséges robbantás.

A Föld mágneses tere egy egyszerû mágnesrúdéhoz hasonlóan viselkedik: kétpólusú, a tájolótûje pedig az északi és déli mágneses pólusokat összekötõ erõvonalak mentén áll be. A mágneses tér iránya idõvel változik, jelenleg az északi mágneses pólus (amit azért nevezünk északi pólusnak, mert az iránytû mágnesének északi pólusa erre mutat, tehát az valójában a Föld déli pólusa mágneses értelemben) az északi szélesség 78,5 fokán, Északnyugat-Grönlandon helyezkedik el.

A földi légkör fõként nitrogénbõl (78%) és oxigénbõl (21%) áll. A többi alkotórész közül legnagyobb mennyiségben vízgõz, argon és széndioxid fordul elõ. A talajszinten mért átlagos nyomás 101325 Pa, ami megfelel egy 76 cm magas higanyoszlop vagy egy 10 m magas vízoszlop nyomásának.
A földi légkör összetételének változásai nagyon megnövelték az atmoszféra alsó része által befogható hõmennyiséget -ezt a jelenséget nevezik üvegházhatásnak. Az ultraibolya sugarak elnyelése miatt a légkör felsõ rétegében egy különleges oxigénmolekula-fajta keletkezik: az ózon (O3), amely szinte teljesen megakadályozza az ultraibolya sugarak további terjedését. Még magasabban nyelõdnek el a röntgensugarak, amelyek a molekulákról és atomokról elektronokat szakítanak le, s azokat ionokká alakítják.  A légkör felsõ részében több ilyen, jó elektromos vezetõképességû zóna is van, amelyek fontos szerepet játszanak a rádiózásban, tükörként visszaverik a hosszabb hullámú rádiósugarakat a Föld körül, a rövidhullámokat viszont átbocsátják.

A Van Allen sugárzási övezetekben összegyûlt elektronok és ionok alkalmanként kikerülhetnek e zónákból, és lejuthatnak a légkör felsõ rétegeibe, fõként bolygónk mágneses pólusainak vidékére. Ezek a Föld mágneses tere által irányított részecskék összeütköznek a felsõ légkör molekuláival, és sugárzást bocsátanak ki, amely azután a sarki fény csodálatos formáiban és színeiben jelenik meg.

Az atmoszféra véd bennünket a meteorok sokaságától, kisebbektõl és nagyobbaktól is, amelyek éjjel-nappal bombázzál Földünket. A kozmikus sugárzást, amely a világûr minden részérõl, igen távolról jut el hozzánk, ugyancsak a légkör gyengíti. Ha e sugarak gyengítetlenül érnének el bennünket, jóvátehetetlen károsodást okoznának szervezetünkben.

A troposzféra 0 -12 km magasságig, az idõjárási folyamatok jórészének színtere, a hõmérséklet felfelé haladva csökken, 17°C-ról kb. - 56°C-ig, amely minimumot mintegy 10 kilométer magasságban éri el.

Az idõjárás láthatóvá teszi a Föld forgását, mivel a bolygó forgásának hatására a világ szél hajtotta idõjárási rendszerei úgy festenek mint ovális spirálok. A légköri ciklonok spirális alakjai a mûholdfelvételen világosan felismerhetõk mint spirál alakú felhõvonulatok egy kis nyomású terület fölött. (A kis nyomású rendszerekben a meleg levegõ felfelé száll, így a felszálló levegõ pótlására a levegõ spirális pályán befelé mozog.)

A sztratoszféra a troposzférától 50 km magasságig, a hõmérséklet a magassággal emelkedik, ez a réteg tartalmazza az ózont; mezoszféra a következõ réteg, a hõmérséklet a magasság növekedésével csökken, kb. 85 km magasságban a legalacsonyabb, - 88°C .
A termoszféra 85 kilométeres magasság fölött, ahol a ritka gázok a napfénytõl felmelegszenek és elérik a nappali 900°C -os, valamint a 500°C-os éjszakai hõmérsékletet; kb. 500 kilométeres magasságban a könnyebb atomok (pl. hidrogén) képesek kiszökni a légkörbõl.
Az üvegházhatás az átlagos felszíni hõmérsékletet 17 °C körül tartja, mintegy 35 fokkal 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 égitestekrõl érkezõ 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 távcsõ látómezejében, miközben színük és fényességük is változni látszik. Mivel a csillagászoknak jobb képekre volt szükségük, olyanokra, amelyeken kisebb szögátmérõjû részletek is felismerhetõk, kénytelenek voltak teleszkópjaikat hatalmas léggömbökkel mintegy 30 kilométeres magasságba felbocsátani.

A Föld körül keringõ mesterséges holdakról (és ûrtávcsövekrõl) végzett megfigyelések elõnye éppen az, hogy ezek az eszközök teljesen zavartalanul dolgozhatnak, mivel a légkör felett járnak. 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 esõ napfényt minden irányban szórják. Ez a szórás sokkal erõsebb a kék fényre, mint a vörösre, hisz éppen emiatt látjuk kéknek az égboltot. Ahogy az ûrhajósok bolygónk körül keringve többször is felhívták rá a figyelmet, a kék szín általában is jellemzõ Földünkre. Így különösen jól kivehetõk a fehér felhõk megkülönböztetõ jegyei. A spirál alakú szegélyek mindig ciklonokra utalnak. Az északi féltekén mindig az óramutatóval ellentétes irányban forognak, a délin pedig azzal megegyezõen.

---

---

Vénusz

Föld

Hold

Mars

---