Zem

Zem je v poradí treťou planétou od Slnka. Je najväčšia z terestrických planét. Je to jediná planéta slnečnej sústavy, o ktorej vieme, že sa na nej vyvinul život.

Keď sa pred 4,6 miliardami rokov utvárala slnečná sústava, bola Zem pravdepodobne celá z pevných látok, ale o 500 miliónov rokov neskôr sa ohriala vplyvom rádioaktívneho rozpadu, čím sa kovové prvky postupne roztavili, oddelili sa od nekovových kremičitých látok a klesli smerom do stredu Zeme, zatiaľ čo kremičitany stúpali k povrchu. Táto roztavená kovová hmota, prevažne železo s malou prímesou niklu tvorí zemské jadro o priemere asi 6800 kilometrov. Jadro má teplotu okolo 6000 oC a je prevažne roztavené, i keď sa predpokladá, že v strede Zeme existuje vnútorné tuhé jadro o priemere asi 300 kilometrov. Neustáli pohyb roztavenej hmoty jadra vytvára zemské magnetické pole. Nad jadrom sa nachádza vrstva nazývaná plášť. Skladá sa prevažne z roztavených alebo tuhých kremičitých hornín a má hrúbku 3000 kilometrov. Povrch plášťa tvorí zemská kôra. Má hrúbku asi 70 kilometrov, pod oceánmi 10-12 kilometrov. Zemská je pomerne tenká a má podobu niekoľkých oddelených kontinentálnych dosiek „plávajúcich“ na polotekutom plášti. Tento jav sa nazýva kontinentálny drift. Okraje kontinentálnych dosiek zodpovedajú oblastiam tektonických porúch a zlomov, kde najčastejšie dochádza k sopečnej aktivite alebo zemetraseniam.

Okolo 70 percent zemského povrchu pokrýva voda. Od strednej hladiny oceánov meriame výšky objektov na povrchu (stredný polomer). Najvyššie oblasti na zemskom povrchu sú Tibetská náhorná plošina a priliehajúce pohorie Himaláje. V tejto oblasti je sústredených 47 najvyšších hôr Zeme. Najvyššia je Mount Everest – 8848 m.n.m. Najnižším bodom zemského povrchu sa nachádza v Mariánskej priekope – 11034 metrov pod hladinou mora.

Veterná a vodná erózia spôsobila, že na Zemi nenachádzame takmer žiadne meteorické krátery. Preto sú mladšie horské útvary na Zemi vyššie ako staršie pohoria. Pozemské pohoria boli vytvorené tlakom kontinentálnych dosiek, ktoré sa pohybovali proti sebe, alebo sopečnou aktivitou. Väčšina pohorí vznikla prvým z uvedených spôsobov. Pri druhom spôsobe trvá celý proces kratšiu dobu. Príkladom hôr vzniknutých sopečnou činnosťou sú podmorské hory (hory, ktoré vyrastajú z morského dna, ale ich vrchol môže byť nad hladinou) tvoriace reťaz Havajských ostrovov. Zem je – po Jupiterovom mesiaci Io – telesom s druhou najväčšou vulkanickou aktivitou v slnečnej sústave. Vulkanicky najaktívnejšia oblasť na Zemi je Pacifická panva.

Povrch Zeme obklopuje atmosféra o hrúbke asi 200 kilometrov a hmotnosti 5700 biliónov ton. Tvorí ju z prevažnej časti dusík (78 percent) a kyslík (21 percent). Zvyšné 1 percento tvorí argón, vodné pary a oxid uhličitý. V atmosfére rozlišujeme päť vrstiev. Najhustejšia a najbližšia k povrchu je troposféra, siahajúca do výšky 10 kilometrov. Za ňou ide stratosféra (od 10 do 50 kilometrov), mezosféra (50 – 90 kilometrov) a ionosféra (90 – 230 kilometrov). Zhruba 80 percent molekúl atmosféri je sústredených v troposfére, kde je aj najvyšší atmosférický tlak. V mezosfére je už atmosféra veľmi riedka a výška 200 kilometrov sa považuje za hranicu vonkajšieho kozmického priestoru. Zbytky zemskej atmosféry sa však vyskytujú aj nad touto hranicou, takže vrchná ionosféra a priestor za jej hranicami sa ešte delí na termsféru (100 – 600 kilometrov) a exosféru (nad 600 kilometrov).

Atmosféra Zeme poskytuje našej planéte ochranu pred podstatnou časťou slnečného žiarenia. Svetlo viditelného spektra preniká všetkými vrstvami atmosféry, infračervené a rádiové vlny však čiastočne pohltí stratosféra, ultrafialové žiarenie takmer úplne pohltí ozónová vrstva stratosféry a rengeňové žiarenie neprenikne mezosférou.

Zloženie zemskej atmosféry ja vo všetkých vrstvách rovnaké, oblaky vodnej pary sa však vyskytujú iba v troposfére. Oblačnosť zakrýva v každom okamžiku zhruba polovicu zemského povrchu. Zemská oblačnosť je v neustálom pohybe v súlade s tým, ako sa vyvíja počasie. V určitých obdobiach môžu v oblačnej vrstve zemskej atmosféry vzniknúť cyklónové búrky.(známe v oblasti Pacifiku ako tajfúny a v oblasti Atlantiku ako hurikány). Atmosféra Zeme funguje tiež ako regulátor teploty. Keby bola Zem len o málo teplejšia, trpela by rovnakým skleníkovým efektom ako Venuša a mala by tiež atmosféru zloženú výlučne z oxidu uhličitého.

Sklon rotačnej zemskej osi k rovine ekliptiky 23,4 stupňa je príčinou striedania ročných období, pretože severná a južná pologuľa sú v rôznych dobách privrátené k Slnku. Iba dvakrát za rok, pri jarnej a jesennej rovnodennosti, svieti Slnko priamo na zemský rovník, a obe pologuľe sú tak ožarované rovnomerne. Na severnej pologuľi sa zväčšuje príklon k Slnku od jarnej rovnodennosti (21. marca) až do letného slnovratu (21. júna). V okamžiku letného slnovratu je severná pologuľa natočená tak, že dostáva najviac slnečnej energie za celý rok, zatiaľ čo južná pologuľa najmenej. Od letného slnovratu do jesennej rovnodennosti (23. októbra) slnečného žiarenia ne severnej pologuli ubúda a na južnej pribúda v súlade s tým, ako sa Slnko blíži k rovníku. Pri jesennej rovnodennosti Slnko prekročí rovník a rovnaký vývoj pokračuje až do zimného slnovratu (21. decembra), kedy dopadá najviac slnečného žiarenia na južnú, najmenej na severnú pologuľu. Pozimnom slnovrate sa Slnko opäť začne presúvať smerom k rovníku. Toto pravidelné každoročné striedanie určuje podnebie všetkých oblastí na Zemi.

Zmeny v sklone zemskej osi, ktoré dosahujú až 2,5 stupňa za 100000 rokov, môžu spôsobiť tak dramatické zmeny v podnebí, ako bola doba ľadová pred 15000 rokmi.

Behom celého ročného cyklu dopadá na rovník viac slnečného žiarenia ako na ktorúkoľvek inú časť Zeme, zatiaľ čo na póly najmenej. Póly preto pokrýva stála vrstve ľadu.

Sklon zemskej osi a následné striedanie ročných období vedie k pravidelným každoročným zmenám teploty a tlaku. To zase ovplyvňuje celkový charakter počasie na Zemi. Tiež horské pásma zemských kontinentov ovplyvňujú počasie. Zložité vzájomné vzťahy medzi sklonom osi a chemickým a geologickým zložením Zeme, ktoré tvoria unikátnu kombináciu , hrali významnú úlohu pri vývoji života na Zemi.