Země, známá též pod názvy latinského původu Terra, Tellus a pod řeckým Gaia je třetí planetou Sluneční soustavy. Jde o největší terestrickou planetu ve Sluneční soustavě a jediné planetární těleso, na němž je dle současných vědeckých poznatků potvrzen život. Planeta vznikla před 4,57 miliardami let a krátce po svém vzniku (před 4,533 miliardami let) získala svůj jediný přirozený satelit – Měsíc.

     Její astronomický symbol sestává z kříže v kruhu, reprezentujícího poledník a rovník; v jiných variantách je kříž vysunut nad kruh. Kromě slov odvozených od Terra, jako je terestrický, obsahují pojmy vztahující se k Zemi také prefix telur- nebo tellur- (např. telurický, tellurit podle bohyně Tellūs) a geo- (např. geocentrický model, geologie).

Tvar Země

 

     Střední poloměr Země je skoro 6,5 tisíce kilometrů, z čehož plyne relativně malá křivost povrchu. Zakřivení způsobená geologickou aktivitou jsou mnohem výraznější než zakřivení v důsledku kulatosti. Proto se lidé v minulosti domnívali, že Země je celkově plochá. Proti tomuto názoru ale postupně svědčily různé vědecké poznatky a pozorování, například zatmění Měsíce a obeplutí Země na lodích. Éra kosmických letů pak přinesla přímá pozorování a fotografie jako konečný důkaz, že Země je kulatá.

     Kulatost Země (stejně jako jiných planet, Slunce i Měsíce) je dána vlastnostmi gravitační síly, která působí centrálně kolem těžiště a má sférickou symetrii. Tvar dokonalé koule je však narušen. Lepším přiblížením skutečnosti je rotační elipsoid s malou excentricitou. Vzdálenost pólů je přibližně o 43 km menší, než střední průměr rovníku. To je způsobeno rotací Země kolem své osy, která způsobuje odstředivou sílu. Ta směřuje od osy rotace a vektorově se skládá s gravitační silou, z čehož plyne, že na pólech je největší tíhové zrychlení a na rovníku nejmenší. Rovnoběžky jsou tedy kružnice, zatímco poledníky jsou elipsy s malou výstředností. Skutečný tvar je ještě složitější a pro jeho matematický popis se užívá pojem geoid.

 

Poznámky:

• Ještě během druhé světové války někteří němečtí nacističtí vůdci věřili, že ve skutečnosti žijeme na vnitřním povrchu duté země a tento „poznatek“ chtěli využít pro vojenské účely

• Na internetu existují recesistické stránky Flat Earth Society (anglicky), propagující „teorii“ placaté Země.

Složení

 

     Vnitřek Země je, stejně jako u jiných terestrických planet, rozdělen na vnější křemíkovou pevnou kůru a vysoce viskózní plášť, tekuté vnější jádro, které je mnohem méně viskózní než plášť a pevné vnitřní jádro. Tekuté vnější jádro umožňuje existenci slabého magnetického pole díky konvekci jeho elektricky vodivého materiálu.

     Nový materiál se dostává na povrch skrz vulkány a trhliny v oceánských deskách (viz teorii deskové tektoniky). Mnoho hornin, z nichž je zemská kůra tvořena, se vytvořilo před méně než 100 milióny let; nejstarší známé žíly minerálů jsou však 4,4 miliardy let staré, což znamená, že Země měla pevnou kůru přinejmenším po tuto dobu.

Globální zemské složení podle hmotnosti je:

železo:	34	,1	%
kyslík:	28	,2	%
křemík:	17	,2	%
hořčík:	15	,9	%
nikl:	1	,6	%
vápník:	1	,6	%
hliník:	1	,5	%
síra:	0	,70	%
sodík:	0	,25	%
titan:	0	,071	%
draslík:	0	,019	%
další prvky:	0	,53	%

Vnitřní stavba

 

Struktura Země (podle hloubky pod povrchem):

0 až 60 km – litosféra (místně kolísá 5-200 km)
0 až 35 km – kůra (místně kolísá mezi 5-70 km)
35 až 60 km – svrchní plášť
35 až 2890 km – plášť
100 až 700 km – astenosféra
2890 až 5100 km – vnější jádro
5100 až 6378 km – vnitřní jádro

Zemská kůra

     Tloušťka kůry kolísá od 5 do 70 km. Nejtenčí částí je oceánská kůra na dně oceánů složená z (mafických) hornin bohatých na křemík, železo a hořčík. Silnější je kontinentální kůra, která má menší hustotu, a obsahuje především vrstvu složenou z (felsických) hornin bohatých na křemík, sodík, draslík a hliník. Za rozhraní mezi kůrou a pláštěm lze označit dva fyzikálně odlišné jevy. Především existuje diskontinuita v rychlosti seismických vln, která je známá jako Mohorovičićova diskontinuita. Ze příčinu této diskontinuity je považována změna ve složení hornin od hornin obsahující plagioklasy (nahoře) až po horniny, které žádné živce neobsahují (dole). Jiným jevem je chemická diskontinuita mezi ultramafickými horninami a natavenými harzburgity, jak ji lze pozorovat v hlubokých částech oceánské kůry, které byly obdukovány do kontinentální kůry a uchovány jako ofiolitické sekvence.

Řez Zemí od jádra k exosféře. Část obrázku není ve správném měřítku.

Zemský plášť

     Zemský plášť zasahuje do hloubky 2890 km. Tlak ve spodní části pláště je ~140 GPa (1,4×10⁶atmosfér). Z větší části je složen z materiálů bohatých na železo a hořčík. Jejich bod tání závisí na tlaku, jemuž jsou vystaveny. Protože je zde žár a při cestě do hloubky se zvyšuje tlak, spodní části této oblasti jsou považovány za pevné, zatímco horní jsou tvárné (polotekuté). Viskozita svrchního pláště se pohybuje od 10²¹ do 10²⁴ Pa·s, v závislosti na hloubce. Materiál svrchního pláště tedy může téct jen velmi zvolna.

     Proč si vědci myslí, že vnitřní jádro je pevné, vnější jádro tekuté a plášť polotekutý? Bod tání materiálů bohatých na železo je vyšší než železa samotného. Jádro je složeno téměř zcela z čistého železa, zatímco železem bohaté materiály se hojně vyskytují především mimo něj. Na povrchu jsou materiály bohaté na železo pevné, ve svrchním plášti polotekuté (neboť je horký a panuje zde ještě relativně malý tlak), ve spodním plášti pevné (neboť jsou pod velkým tlakem), čisté železo vnějšího jádra je tekuté, neboť má velmi nízký bod tání (navzdory enormnímu tlaku), naproti tomu vnitřní jádro je pevné kvůli extrémnímu tlaku ve středu planety.

Zemské jádro

     Průměrná hustota Země je 5515 kg/m³, což ji činí nejhustší planetou ve Sluneční soustavě. Průměrná hustota materiálu na povrchu však činí jen asi 3000 kg/m³, těžší materiály se proto musí nacházet v zemském jádru. V raném období před asi 4,5 miliardami (4,5×10⁹) let byl povrch Země roztaven a hustší hmota klesala ke středu v procesu zvaném planetární diferenciace, zatímco lehčí materiály vyplavaly do kůry. Následkem toho je jádro tvořeno především železem (80%) spolu s niklem a jedním nebo více lehčími prvky; těžší prvky jako olovo nebo uran jsou buďto příliš vzácné než aby byly významnými nebo mají sklon se slučovat s lehčími prvky a zůstaly proto v kůře (viz felsické horniny).

     Jádro se dělí na dvě části, na pevné vnitřní jádro s poloměrem ~1250 km a tekuté vnější jádro o poloměru ~3500 km, které se rozprostírá kolem něj. Všeobecně se předpokládá, že vnitřní jádro je pevné a složené především ze železa a z menší části z niklu. Někteří obhajují názor, že vnitřní jádro by mohlo být ve formě jediného krystalu železa. O vnějším jádru obklopujícím vnitřní se soudí, že je složeno ze směsi tekutého železa a niklu a stopového množství lehčích prvků. Obecně se věří, že konvekce ve vnějším jádru kombinovaná s mícháním způsobeným zemskou rotací (viz Coriolisova síla) způsobuje zemské magnetické pole procesem popsaným teorií dynama. Pevné vnitřní jádro je příliš horké, než aby bylo nositelem stálého magnetického pole (viz Curiova teplota), pravděpodobně však přispívá ke stabilizaci pole generovaného tekutým vnějším jádrem.

Poslední důkazy naznačují, že vnitřní jádro Země nejspíš rotuje poněkud rychleji než zbytek planety o asi ~0-2° za rok (Comins DEU-str.82).

Zemský povrch

 

Výškové extrémy: (měřené relativně k úrovni moře)

• Nejnižší suchozemský bod: hladina Mrtvého moře −417 m

• Nejnižší bod vůbec: Mariánský příkop v Tichém oceánu −10 911 m (měření z roku 1995)

• Nejvyšší bod: Mount Everest 8 850 m (měření z roku 1999)

Hydrosféra

Ekvidistantní válcová projekce složeného satelitního zobrazení Země

     Země je jedinou planetou naší sluneční soustavy, jejíž povrch je pokryt kapalnou vodou. Hydrosféra pokrývá 71 % zemského povrchu (97 % z toho je mořská voda a 3 % sladká voda) a tvoří ji o oceány a moře (dohromady označovaný jako světový oceán, na kontinentech pak řeky a jezera. Oběžná dráha, vulkanismus, gravitace, skleníkový efekt, magnetické pole a na kyslík bohatá atmosféra jsou jedinečné vlastnosti, které dohromady vytvořily ze Země vodní planetu.

     Oběžná dráha Země leží za hranicí oběžných drah zaručujících dostatečné teplo pro kapalnou vodu. Bez nějaké formy skleníkového efektu by byla voda na Zemi zamrzlá. Paleontologické nálezy naznačují, že v jednom okamžiku poté, co modrozelené sinice (Cyanobacteria) kolonizovaly oceány a vyčerpaly z atmosféry oxid uhličitý, selhal skleníkový efekt a zemské oceány nejspíš zcela zamrzly na 10 až 100 miliónů let (Země-ledová koule).

     Na jiných planetách, jako je např. Venuše, byly molekuly vodních par rozloženy slunečním ultrafialovým zářením a vodík byl ionizován a odvanut slunečním větrem. Tento proces je pomalý, ale neúprosný. Jde o jednu z hypotéz vysvětlujících, proč nemá Venuše žádnou vodu. Bez vodíku kyslík reaguje s materiálem povrchu a ukládá se v pevných minerálech.

     V zemské atmosféře existuje ve stratosféře tenká vrstva ozónu, která absorbuje většinu vysokoenergetického ultrafialového záření a efekt rozbíjení molekul tak potlačuje. Ozón se může tvořit jen v atmosféře s vysokým podílem volného dvouatomového kyslíku, jehož existence je závislá na biosféře (rostlinách). Magnetosféra také chrání ionosféru před přímým odfukováním slunečním větrem.

     Nakonec, vulkanickou činností se na povrch neustále dostává voda zevnitř planety. Zemská desková tektonika v procesu recyklace subdukuje do pláště uhlík a vodu ve formě vápencových hornin a uvolňuje je při vulkanické činnosti jako plynný oxid uhličitý a páru. Odhaduje se, že horniny v plášti mohou obsahovat až 10× více vody než je nyní v oceánech, většina z této zadržované vody však nikdy nebude uvolněna.

     Celková hmotnost hydrosféry je asi 1,4×10²¹ kg, přibližně 0,023 % z celkové hmotnosti Země.

Atmosféra

     Země má relativně hustou atmosféru složenou ze 78 % dusíku, 21 % kyslíku, 1 % argonu a stopového množství jiných plynů včetně oxidu uhličitého a vodních par. Atmosféra chrání povrch Země před dopadem některých druhů slunečního záření. Její složení je nestabilní a silně ovlivněno biosférou. Jde především o velké množství volného dvouatomového kyslíku, který vyrábějí pozemské rostliny a bez nichž by se kyslík v atmosféře v geologicky krátkém čase sloučil s materiály z povrchu Země. Volný kyslík v atmosféře je známkou života.

     Tloušťka jednotlivých vrstev atmosféry (troposféry, stratosféry, mezosféry, termosféry a exosféry) na různých místech planety kolísá v závislosti na sezónních vlivech.

     Obloha je na Zemi modrá, protože molekuly vzduchu rozptylují všemi směry proti očím pozorovatele ze zemského povrchu ze všech barev slunečního světla nejvíce právě modrou.

     Celková hmotnost atmosféry je asi 5,1×10¹⁸ kg, tedy přibližně 0,000 000 9 celkové hmotnosti Země.

Země jako těleso ve Sluneční soustavě

     Rotace Země kolem její osy spojující severní a jižní pól trvá 23 hodin, 56 minut a 4,091 sekund (1 siderický den). Ze Země se hlavní část zdánlivého pohybu nebeských těles na obloze (kromě meteorů, které jsou mezi atmosférou a nízko obíhajícími satelity) jeví jako pohyb směrem na západ o rychlosti 15 °/h = 15'/min, tedy o sluneční nebo měsíční průměr každé dvě minuty.

     Země oběhne Slunce za 365,2564 průměrných slunečních dní (1 siderický rok). Ze Země to dává zdánlivý pohyb Slunce vzhledem ke hvězdám o rychlosti 1 °/den, tj. pohyb směrem na východ o sluneční či měsíční průměr za každých 12 hodin.

     Rychlost oběhu Země je v průměru asi 30 km/s, což stačí k uražení vzdálenosti zemského průměru (~12 700 km) za 7 minut a vzdálenosti Země–Měsíc (384 000 km) za 4 hodiny.

     Země má jeden přirozený satelit, Měsíc, který kolem ní oběhne jednou za 27 1/3 dnů. Ze Země se to jeví jako pohyb Měsíce vzhledem ke Slunci a hvězdám o rychlosti 12 °/den, tj. o měsíční poloměr směrem na východ každou hodinu.

     Viděno ze zemského severního pólu jsou pohyb Země, jejího měsíce a její rotace kolem osy všechny proti směru hodiných ručiček.

     Roviny orbity a rotace se přesně nekryjí. Zemská osa je vychýlena zhruba o 23,5 stupňů proti rovině Země–Slunce (které způsobuje roční období); a rovina Země–Měsíc má sklon asi 5 stupňů proti rovině Země–Slunce (jinak bychom pozorovali zatmění každý měsíc).

     Poloměr Hillovy sféry (sféry vlivu) Země je asi 1,5 Gm (1,5 miliónu km), do čehož se oběžná dráha jediného přirozeného satelitu (Měsíce) pohodlně vejde.

     V inerciální vztažné soustavě podléhá zemská osa pomalému precesnímu pohybu s periodou dobrých 25 800 let, stejně jako nutaci s hlavní periodou 18,6 let. Tyto pohyby jsou způsobeny diferenciálním vlivem Slunce a Měsíce na rovníkovou deformaci způsobenou zploštěním Země. Ve vztažné soustavě spojené se zemským tělesem je její rotace také lehce nepravidelná kvůli pohybu pólů. Pohyb pólu je kvaziperiodický, obsahující roční složku a složku se čtrnáctiměsíčním cyklem zvanou Chandlerova perioda. Rychlost rotace vlivem slapových sil v průběhu času klesá, jev je známý jako proměnná délka dne.

     V současné době nastává zemský perihel vždy kolem 3. ledna a afel kolem 4. července. V jiných dobách tomu bylo jinak.

Měsíc

     Měsíc, nazývaný též Luna, je relativně velká terestrická planetě podobná oběžnice, jejíž průměr je asi jedna čtvrtina zemského. S výjimkou Plutova Charona je to v poměru k velikosti planety největší měsíc ve sluneční soustavě. Přirozené satelity obíhající kolem planet se nazývají „měsíce“ právě podle pozemského Měsíce.

     Gravitační síly mezi Zemí a Měsícem způsobují na Zemi příliv. Tatáž síla působící na Měsíc vedla k jeho vázané rotaci: jeho rotační perioda je rovna době, která je potřebná k jeho oběhu Země. Následkem toho ukazuje planetě stále stejnou stranu.

     Jak Měsíc obíhá Zemi, jsou Sluncem osvětlovány jeho různé části, což vede k měsíčním fázím: Temná polokoule je oddělena od osvětlené slunečním terminátorem.

     Měsíc dramaticky ovlivnil vývoj života tím, že brání prudkým změnám podnebí. Paleontologické důkazy a počítačové simulace ukazují, že výchylka zemské osy je stabilizována jeho slapovými interakcemi. Někteří teoretikové věří, že bez této stabilizace by točivý moment od Slunce a planet na zemskou rovníkovou deformaci způsobil chaotickou nestabilitu rotační osy, jako je tomu u Marsu. Pokud by se zemská osa rotace přiblížila rovině ekliptiky, podnebí by začalo být extrémně nepříznivé s obrovskými sezónními rozdíly. V létě by byl pól nasměrován přímo směrem ke Slunci, zatímco po celou zimu by byl od Slunce odvrácen. Planetologové, kteří tento jev studovali, prohlašují, že by vedl k vyhynutí všech větších zvířat a vyšších forem života. Toto téma však zůstává kontroverzním, další studie Marsu — který sdílí zemskou rotační periodu a vychýlení osy, nikoliv však velký měsíc ani tekuté jádro — mohou poskytnout na tuto problematiku jiný náhled.

     Měsíc je dost vzdálený, aby měl, viděno ze Země, téměř stejnou zdánlivou úhlovou velikost jako Slunce (Slunce je ovšem 400× vzdálenější). Díky tomu lze na Zemi pozorovat úplná i prstencovitá zatmění. Zde je diagram ukazující relativní velikost Země a Měsíce a velikost mezi nimi (kliknutím možno zvětšit):

Země a Měsíc ve správném poměru

     Široce přijímaná teorie o původu Měsíce prohlašuje, že se zformoval po kolizi rané Země s protoplanetou velikosti Marsu (teorie velkého impaktu). Tato hypotéza (mezi jinými věcmi) vysvětluje relativní nedostatek železa a těkavých prvků na Měsíci a fakt, že jeho složení je téměř identické se zemskou kůrou.

     Země má také minimálně jeden asteroid, který s ní má sladěnou oběžnou dráhu – 3753 Cruithne.

Biosféra

     O živých tvorech na planetě někdy říkáme, že tvoří „biosféru“. Všeobecně se soudí, že biosféra se začala vyvíjet před 3,5 miliardami let. Země je jediným místem ve známém vesmíru, kde je zcela nepochybná existence života, a někteří vědci věří, že biosféry jsou řídkým jevem.

     Biosféra je rozdělena do množství biomů, osídlených zhruba stejnou flórou a faunou. Na souši rozdělují biomy především zeměpisná šířka a nadmořská výška. Zemské biomy ležící za polárním kruhem nebo ve velké výšce nad mořem jsou pusté a téměř prosté rostlin a živočichů, nejpočetněji osídlené biomy leží poblíž rovníku.

Zdroj: wikipedia.org